1 WDM 기술
WDM(Wavelength Division Multiplexing)은 정보를 전달하기 위해 동일한 광섬유에서 서로 다른 광 채널을 통해 두 개 이상의 광 파장 신호를 전송하는 기술을 말합니다. WDM에는 주파수 분할 다중화(FDM)와 파장 분할 다중화가 포함됩니다. 본질적으로 광파는 전자기 스펙트럼의 일부이고 광의 주파수와 파장이 일대일로 대응하기 때문에 광 주파수 분할 다중화(FDM) 기술과 WDM 기술 간에는 큰 차이가 없습니다. 일반적으로 광 주파수 분할 다중화는 광 채널이 조밀하게 채워진 광 주파수의 세분을 의미한다는 것도 이해할 수 있습니다. 광 파장 분할 다중화는 광섬유의 다른 창에서도 광 다중화가 멀리 떨어져 있는 광 주파수의 대략적인 분할을 말합니다.
광파장 분할 다중화는 일반적으로 서로 다른 광파의 결합 및 분리를 달성하기 위해 각각 섬유의 두 끝에 배치된 파장 분할 다중화기 및 역다중화기(결합/분할기라고도 함)에 적용됩니다. 이 두 장치의 원리는 동일합니다. 광파장 분할 다중화기의 주요 유형에는 fused biconic taper type, dielectric film type, grating type 및 flat type이 있습니다. 주요 성능 지표는 삽입 손실 및 격리도입니다. 삽입 손실은 광 링크에서 파장 분할 다중화 장비를 사용하여 발생하는 광 링크 손실의 증가를 의미합니다. 파장 11과 λ2가 같은 광섬유를 통해 전송될 때 파장 λ2에 대한 디멀티플렉서의 입력단과 파장 11에 대한 멀티플렉서의 출력단 사이의 전력 차이를 격리도라고 합니다. 광파장분할다중화의 기술적 특징과 장점은 다음과 같다.
1.1 광섬유의 저손실 대역을 최대한 활용하여 광섬유의 전송 용량을 증가시켜 광섬유가 정보를 전송하는 물리적 한계를 몇 배로 늘립니다. 현재 우리는 광섬유의 저손실 스펙트럼(1310nm-1550nm)의 아주 작은 부분만 활용하고 있으며 WDM은 약 25THz의 단일 모드 광섬유의 거대한 대역폭을 최대한 활용하여 충분한 전송 대역폭을 보장할 수 있습니다.
1.2 동일한 광섬유에서 둘 이상의 비동기 신호를 전송하는 기능은 데이터 속도 및 변조와 관계없이 디지털 및 아날로그 신호의 호환성에 도움이 됩니다. 또한 라인 중간에서 채널을 제거하거나 추가할 수 있는 유연성을 제공합니다.
1.3 구축된 광섬유 시스템, 특히 초기 단계에 배치된 광섬유 케이블의 코어 수가 적은 광섬유 시스템의 경우 원래 시스템에 전력 마진이 있는 한 여러 단방향 신호 또는 강력한 유연성으로 원래 시스템을 크게 변경하지 않고 양방향 신호 전송.
1.4 광섬유 사용의 현저한 감소로 인해 구축 비용이 크게 절감되었으며 광섬유 수가 적기 때문에 고장시 빠르고 쉽게 복구할 수 있습니다.
1.5 활성 광학 장비의 공유 특성은 다중 신호 전송 또는 새로운 서비스 추가 비용을 줄입니다.
1.6 시스템의 활성 장비가 크게 줄어들어 시스템의 신뢰성이 향상됩니다. 현재 다중 반송파 광 WDM 광 송신기, 광 수신기 및 기타 장비와 같은 장비의 높은 요구 사항과 기술적 복잡성으로 인해 WDM의 실제 적용은 널리 보급되지 않았습니다. 또한 전통적인 방송 텔레비전 전송 서비스는 멀티 코어 광섬유 케이블 사용의 특별한 부족에 직면하지 않았습니다. 그러나 통합 케이블 텔레비전 서비스의 발전, 네트워크 대역폭에 대한 수요 증가, 다양한 유형의 선택적 서비스 구현, 네트워크 업그레이드의 경제적 비용, CATV 전송 시스템에서 WDM의 특성 및 이점이 점차 부각되고 있습니다. 이것은 응용 프로그램에 대한 광범위한 전망을 보여주고 CATV 네트워크의 개발 패턴에 영향을 미칠 수도 있습니다.
2 기술 원리
아날로그 캐리어 통신 시스템에서 주파수 분할 다중화는 일반적으로 케이블의 대역폭 자원을 최대한 활용하여 시스템의 전송 용량을 향상시키는 데 사용됩니다. 이는 여러 채널의 신호가 동일한 케이블을 통해 동시에 전송되고 수신단에서 각 캐리어의 주파수 차이를 기반으로 대역 통과 필터를 사용하여 각 채널의 신호를 필터링할 수 있음을 의미합니다. 유사하게, 광섬유 통신 시스템은 또한 시스템의 전송 용량을 향상시키기 위해 광 주파수 분할 다중화 방법에 사용될 수 있습니다. 여기에는 각 신호의 광 반송파를 분리하기 위해 수신단에서 디멀티플렉서(광 대역 통과 필터와 동일)를 사용하는 것이 포함됩니다. WDM 기술은 각 채널의 다른 주파수(또는 파장)에 따라 단일 모드 광섬유의 저손실 영역에서 거대한 대역폭 자원을 최대한 활용하는 것입니다. 광섬유의 저손실 창은 여러 개로 나눌 수 있습니다. 채널, 신호의 캐리어로서의 광파. 송신기 끝에서 WDM(결합기)은 전송을 위해 서로 다른 파장의 신호 캐리어를 단일 광섬유로 병합하는 데 사용됩니다. 수신단에서 파장 분할 다중화기(스플리터)는 서로 다른 신호를 전달하는 서로 다른 파장의 광 캐리어를 분리하는 데 사용됩니다. 서로 다른 파장의 광 반송파 신호는 서로 독립적인 것으로 간주할 수 있기 때문에(섬유 비선형성을 고려하지 않은 경우) 단일 섬유에서 광 신호의 다중화를 달성할 수 있습니다. 서로 다른 파장의 신호를 두 방향으로 전송함으로써 양방향 전송이 가능합니다. 파장 분할 다중화기에 따라 다중화할 수 있는 파장의 수는 8개에서 수십 개까지 다양합니다. 일반적으로 상용 시스템은 광학 캐리어 파장 사이의 허용 간격에 따라 16 및 XNUMX 파장으로 사용할 수 있습니다.
WDM은 본질적으로 광 주파수에 적용되는 주파수 분할 다중화(FDM) 기술입니다. 수십 년 동안 중국에서 적용된 전송 기술의 관점에서 발전은 FDM-TDM-TDM FDM 경로를 따랐습니다. 아날로그 전송 초기 단계에서 동축 케이블은 각 음성 신호가 4KHz의 대역폭을 갖고 전송 매체 대역폭의 일부(예: 동축 케이블)를 차지하는 전기적 영역에서 FDM 아날로그 기술과 함께 사용되었습니다. PDH 및 SDH 시스템은 각 음성 신호의 속도가 64kb/s인 광섬유를 통해 TDM 베이스밴드 디지털 신호를 전송했습니다. 반면에 WDM 기술은 광섬유를 위한 주파수 분할 다중화 기술인 16(8) × 2.5Gb/s WDM 시스템은 광 주파수 FDM 아날로그 기술과 전기 주파수 TDM 디지털 기술을 결합합니다.
WDM은 본질적으로 광 주파수 분할 다중화 FDM 기술로, 각 파장 채널은 주파수 영역을 분할하여 구현됩니다. 각 파장 채널은 동축 케이블과 함께 사용되는 이전 FDM 기술과 다른 파이버 대역폭의 일부를 차지합니다.
2.1 전송 매체가 다릅니다. WDM 시스템은 광 신호에 대해 주파수 분할 다중화를 수행하는 반면 동축 시스템은 전기 신호에 대해 주파수 분할 다중화를 수행합니다.
2.2 각 경로에서 동축 케이블 시스템은 4KHz 음성 신호의 아날로그 신호를 전송하는 반면 WDM 시스템은 현재 각 파장 채널에서 SDH2.5Gb/s 이상의 고속 디지털 시스템과 같은 디지털 신호를 전송합니다.
