1 Tecnologia WDM
Wavelength Division Multiplexing (WDM) refere-se à tecnologia de transmissão de dois ou mais sinais de comprimento de onda ópticos através de diferentes canais ópticos na mesma fibra óptica para transmitir informações. O WDM inclui multiplexação por divisão de frequência (FDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda. Em essência, não há diferença significativa entre a tecnologia de multiplexação por divisão de frequência óptica (FDM) e as tecnologias WDM porque as ondas de luz fazem parte do espectro eletromagnético, há uma correspondência de um para um na frequência e no comprimento de onda da luz. Normalmente, também pode ser entendido que a multiplexação por divisão de frequência óptica se refere à subdivisão de frequências ópticas, onde os canais ópticos são densamente empacotados. A multiplexação por divisão de comprimento de onda óptica refere-se à divisão grosseira de frequências ópticas, onde os multiplexes ópticos estão distantes, mesmo em diferentes janelas da fibra.
A multiplexação por divisão de comprimento de onda óptica é geralmente aplicada a multiplexadores e desmultiplexadores por divisão de comprimento de onda (também conhecidos como combinados/divisores) colocados nas duas extremidades da fibra, respectivamente, para obter o acoplamento e a separação de diferentes ondas ópticas. Os princípios desses dois dispositivos são os mesmos. Os principais tipos de multiplexadores ópticos de divisão de comprimento de onda incluem tipo cone bicônico fundido, tipo filme dielétrico, tipo grade e tipo plano. Os principais indicadores de desempenho são a perda de inserção e o grau de isolamento. A perda por inserção refere-se ao aumento da perda do enlace óptico causado pelo uso de equipamentos de multiplexação por divisão de comprimento de onda no enlace óptico. Quando o comprimento de onda 11 e l2 são transmitidos através da mesma fibra, a diferença de potência entre a extremidade de entrada do comprimento de onda l2 do demultiplexador e a extremidade de saída do multiplexador para comprimento de onda 11 misturado é chamada de grau de isolamento. As características técnicas e vantagens da multiplexação por divisão de comprimento de onda óptica são as seguintes:
1.1 Fazer pleno uso da banda de baixa perda de fibra óptica para aumentar a capacidade de transmissão da fibra, de modo que o limite físico de uma fibra para transmitir informações duplique várias vezes. Atualmente, estamos utilizando apenas uma parte muito pequena do espectro de baixa perda de fibra óptica (1310nm-1550nm), o WDM pode fazer uso total da enorme largura de banda da fibra monomodo de cerca de 25THz, garantindo largura de banda de transmissão suficiente.
1.2 A capacidade de transmitir dois ou mais sinais não síncronos na mesma fibra óptica favorece a compatibilidade de sinais digitais e analógicos, independente da taxa de dados e modulação. Ele também oferece flexibilidade para remover ou adicionar canais no meio da linha.
1.3 para o sistema de fibra ótica construído, especialmente aqueles com um pequeno número de núcleos de cabo de fibra ótica colocados nos estágios iniciais, desde que o sistema original tenha uma margem de potência, pode aumentar ainda mais a capacidade de alcançar múltiplos sinais unidirecionais ou transmissão de sinal bidirecional sem grandes alterações no sistema original, com grande flexibilidade.
1.4 Devido à redução significativa do uso de fibra óptica, os custos de construção foram bastante reduzidos e, devido ao pequeno número de fibras, é rápido e fácil de recuperar em caso de falha.
1.5 A natureza compartilhada dos equipamentos ópticos ativos reduz o custo das transmissões de sinais múltiplos ou da adição de novos serviços.
1.6 O equipamento ativo no sistema é significativamente reduzido, o que melhora a confiabilidade do sistema. Atualmente, devido aos altos requisitos e complexidade técnica de equipamentos como transmissores ópticos WDM ópticos multiportadores, receptores ópticos e outros equipamentos, a aplicação real do WDM não é generalizada. Além disso, os serviços tradicionais de transmissão de televisão aberta não enfrentaram uma escassez particular de uso de cabo de fibra ótica multi-core. No entanto, com o desenvolvimento de serviços integrados de televisão a cabo, a crescente demanda por largura de banda de rede, a implementação de vários tipos de serviços seletivos, os custos econômicos de atualizações de rede, as características e vantagens do WDM no sistema de transmissão CATV estão surgindo gradualmente. Isso demonstra amplas perspectivas para sua aplicação e pode até afetar o padrão de desenvolvimento das redes de CATV.
2 Princípio da Tecnologia
Em sistemas de comunicação de portadora analógica, a multiplexação por divisão de frequência é geralmente usada para aumentar a capacidade de transmissão do sistema, fazendo pleno uso dos recursos de largura de banda do cabo. Isso significa que os sinais de vários canais são transmitidos simultaneamente pelo mesmo cabo e, na extremidade receptora, o sinal de cada canal pode ser filtrado usando um filtro passa-banda com base na diferença de frequência de cada portadora. Da mesma forma, o sistema de comunicação de fibra óptica também pode ser usado no método de multiplexação por divisão de frequência óptica para melhorar a capacidade de transmissão do sistema. Isso envolve o uso de um desmultiplexador (equivalente a um filtro passa-banda óptico) na extremidade receptora para separar a portadora óptica de cada sinal. A tecnologia WDM é fazer pleno uso dos enormes recursos de largura de banda na área de baixa perda da fibra monomodo, de acordo com as diferentes frequências (ou comprimentos de onda) de cada canal, a janela de baixa perda da fibra pode ser dividida em várias canais, a onda de luz como portadora do sinal. Na extremidade do transmissor, o WDM (Combiner) é empregado para mesclar os portadores de sinal de diferentes comprimentos de onda em uma única fibra para transmissão. Na extremidade receptora, multiplexadores de divisão de comprimento de onda (splitter) são usados para separar esses portadores ópticos de diferentes comprimentos de onda transportando sinais diferentes. Uma vez que os sinais de portadora óptica de diferentes comprimentos de onda podem ser considerados independentes uns dos outros (quando a não linearidade da fibra não é levada em consideração), a multiplexação de sinais ópticos pode ser alcançada em uma única fibra. Ao transmitir sinais em diferentes comprimentos de onda em duas direções, a transmissão bidirecional pode ser alcançada. Dependendo do multiplexador por divisão de comprimento de onda, o número de comprimentos de onda que podem ser multiplexados varia de duas a várias dezenas. Normalmente, os sistemas comerciais estão disponíveis com 8 e 16 comprimentos de onda, dependendo do espaçamento permitido entre os comprimentos de onda da portadora óptica.
WDM é essencialmente uma tecnologia de multiplexação por divisão de frequência (FDM) aplicada à frequência óptica. Do ponto de vista da tecnologia de transmissão aplicada na China há décadas, a progressão seguiu um caminho de FDM-TDM-TDM FDM. No estágio inicial da transmissão analógica, cabos coaxiais eram usados com tecnologia analógica FDM no domínio elétrico, onde cada sinal de voz tinha uma largura de banda de 4KHz e ocupava uma parte da largura de banda do meio de transmissão (como cabo coaxial). Os sistemas PDH e SDH transmitem sinal digital de banda base TDM sobre fibra, com cada sinal de voz tendo uma taxa de 64 kb/s; A tecnologia WDM, por outro lado, é uma tecnologia de multiplexação por divisão de frequência para fibra óptica, o sistema WDM 16 (8) × 2.5 Gb/s combina a tecnologia analógica FDM de frequência óptica com a tecnologia digital TDM de frequência elétrica.
WDM é essencialmente uma tecnologia FDM de multiplexação por divisão de frequência óptica, onde cada canal de comprimento de onda é realizado dividindo o domínio de frequência. Cada canal de comprimento de onda ocupa uma parte da largura de banda da fibra, o que difere da tecnologia FDM anterior usada com cabo coaxial.
2.1 O meio de transmissão é diferente, o sistema WDM realiza multiplexação por divisão de frequência em sinais ópticos, enquanto o sistema coaxial realiza multiplexação por divisão de frequência em sinais elétricos.
2.2 Em cada caminho, o sistema de cabo coaxial transmite o sinal analógico de sinal de voz de 4KHz, enquanto o sistema WDM atualmente transmite sinais digitais, como SDH2.5Gb/s ou sistemas digitais de alta velocidade, em cada canal de comprimento de onda.
