1 WDMテクノロジー
波長分割多重 (WDM) は、情報を伝えるために、同じ光ファイバー内の異なる光チャネルを通じて XNUMX つ以上の光波長信号を送信する技術を指します。 WDM には、周波数分割多重 (FDM) と波長分割多重が含まれます。 本質的に、光波は電磁スペクトルの一部であり、光の周波数と波長は XNUMX 対 XNUMX で対応するため、光周波数分割多重 (FDM) テクノロジーと WDM テクノロジーの間に大きな違いはありません。 通常、光周波数分割多重化とは、光チャネルが高密度に詰め込まれた光周波数の細分化を指すことも理解できます。 光波長分割多重化とは、光周波数を粗く分割することを指します。この場合、光多重化は、ファイバーの異なるウィンドウ内であっても遠く離れています。
光波長分割多重化は通常、ファイバーの両端にそれぞれ配置された波長分割マルチプレクサとデマルチプレクサ (結合/スプリッタとも呼ばれる) に適用され、異なる光波の結合と分離を実現します。 これら 11 つのデバイスの原理は同じです。 光波長分割多重装置の主なタイプには、溶融双円錐テーパー型、誘電体膜型、グレーティング型、フラット型などがあります。 主な性能指標は挿入損失と絶縁度です。 挿入損失とは、光リンクでの波長分割多重装置の使用によって生じる光リンク損失の増加を指します。 波長2と波長2が同じファイバを伝送する場合、分波器の波長11の入力端のパワーと波長XNUMXの合波器の出力端とが混合されるパワーの差をアイソレーション度といいます。 光波長分割多重の技術的特徴と利点は次のとおりです。
1.1 光ファイバーの低損失帯域を最大限に活用し、ファイバーの伝送容量を増大させ、ファイバーが情報を伝送できる物理的限界を1310倍から数倍に高めます。 現在、光ファイバの低損失スペクトル（1550nm～25nm）のごく一部しか利用していませんが、WDMはシングルモードファイバの約XNUMXTHzという広大な帯域幅を最大限に活用することができ、十分な伝送帯域幅を確保できます。
1.2 同じ光ファイバー内で XNUMX つ以上の非同期信号を送信できることは、データ レートや変調に関係なく、デジタル信号とアナログ信号の互換性に役立ちます。 また、ラインの途中でチャネルを削除または追加する柔軟性も提供します。
1.3 は、構築された光ファイバー システム、特に初期段階で敷設された光ファイバー ケーブルのコア数が少ないシステムの場合、元のシステムに電力余裕がある限り、複数の一方向信号を実現する能力をさらに高めることができます。元のシステムに大きな変更を加えることなく、強力な柔軟性を備えた双方向信号伝送を実現します。
1.4 光ファイバーの使用量が大幅に削減されたため、建設コストが大幅に削減され、ファイバーの本数が少ないため、障害が発生した場合でも迅速かつ簡単に復旧できます。
1.5 アクティブな光機器の共有特性により、複数の信号伝送や新しいサービスの追加のコストが削減されます。
1.6 システム内のアクティブな機器が大幅に削減され、システムの信頼性が向上します。 現在、マルチキャリア光 WDM 光送信機、光受信機、その他の機器などの機器の高い要件と技術的複雑さのため、WDM の実際の応用は普及していません。 さらに、従来の放送テレビ伝送サービスでは、マルチコア光ファイバー ケーブルの使用量が特に不足することはありませんでした。 しかし、統合ケーブル テレビ サービスの発展に伴い、ネットワーク帯域幅に対する需要の増大、さまざまなタイプの選択的サービスの実装、ネットワーク アップグレードの経済的コスト、CATV 伝送システムにおける WDM の特性と利点が徐々に明らかになりつつあります。 これは、その応用の幅広い見通しを示しており、CATV ネットワークの発展パターンにさえ影響を与える可能性があります。
2 技術原理
アナログ搬送波通信システムでは、通常、システムの伝送容量を強化するために周波数分割多重が使用され、ケーブルの帯域幅リソースを最大限に活用します。 これは、複数のチャネルからの信号が同じケーブル上で同時に送信され、受信側で各キャリアの周波数差に基づいてバンドパス フィルターを使用して各チャネルの信号を除去できることを意味します。 同様に、光ファイバ通信システムも光周波数分割多重方式に使用して、システムの伝送容量を向上させることができます。 これには、受信側でデマルチプレクサ（光バンドパス フィルタに相当）を使用して各信号の光搬送波を分離することが含まれます。 WDM テクノロジーは、シングルモード ファイバーの低損失領域の膨大な帯域幅リソースを最大限に活用するもので、各チャネルの異なる周波数 (または波長) に応じて、ファイバーの低損失ウィンドウをいくつかに分割できます。チャネル、信号の搬送波としての光波。 送信側では、WDM (コンバイナ) を使用して、異なる波長の信号搬送波を 8 本のファイバに結合して伝送します。 受信側では、波長分割マルチプレクサ (スプリッタ) を使用して、異なる信号を運ぶ異なる波長の光搬送波を分離します。 異なる波長の光搬送信号は互いに独立しているとみなすことができるため（ファイバの非線形性が考慮されていない場合）、単一のファイバ内で光信号の多重化を実現できます。 異なる波長の信号を双方向に伝送することにより、双方向伝送を実現できます。 波長多重装置によって多重できる波長の数は16波長から数十波長まで異なります。 通常、商用システムは、光搬送波波長間の許容間隔に応じて、XNUMX 波長と XNUMX 波長を使用できます。
WDM は本質的に、光周波数に適用される周波数分割多重 (FDM) テクノロジーです。 中国で数十年にわたって適用されてきた伝送技術の観点から見ると、その進歩は FDM-TDM-TDM FDM という経路をたどりました。 アナログ伝送の初期段階では、同軸ケーブルは電気領域の FDM アナログ技術とともに使用され、各音声信号の帯域幅は 4KHz で、伝送媒体 (同軸ケーブルなど) の帯域幅の一部を占めていました。 PDH および SDH システムは、各音声信号の速度が 64kb/s の TDM ベースバンド デジタル信号をファイバー経由で送信しました。 一方、WDM 技術は光ファイバーの周波数分割多重技術であり、16 (8) × 2.5Gb/s WDM システムは光周波数 FDM アナログ技術と電気周波数 TDM デジタル技術を組み合わせています。
WDM は本質的に光周波数分割多重 FDM 技術であり、各波長チャネルは周波数領域を分割することによって実現されます。 各波長チャネルはファイバーの帯域幅の一部を占有します。これは、同軸ケーブルで使用されていた以前の FDM テクノロジーとは異なります。
2.1 伝送媒体が異なり、WDM方式は光信号を周波数分割多重するのに対し、同軸方式は電気信号を周波数分割多重します。
2.2 各経路では、同軸ケーブル システムは 4KHz の音声信号のアナログ信号を伝送しますが、現在、WDM システムは各波長チャネルで SDH2.5Gb/s またはより高速なデジタル システムなどのデジタル信号を伝送します。
