1 технология WDM
Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) относится к технологии передачи двух или более сигналов оптической длины волны по разным оптическим каналам в одном и том же оптоволокне для передачи информации. WDM включает в себя мультиплексирование с частотным разделением (FDM) и мультиплексирование с разделением по длине волны. По сути, нет существенной разницы между технологией мультиплексирования с оптическим частотным разделением (FDM) и технологиями WDM, потому что световые волны являются частью электромагнитного спектра, существует взаимно однозначное соответствие частоты и длины волны света. Обычно также можно понимать, что оптическое мультиплексирование с частотным разделением относится к подразделению оптических частот, где оптические каналы плотно упакованы. Оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны относится к грубому разделению оптических частот, когда оптические мультиплексы находятся далеко друг от друга, даже в разных окнах волокна.
Оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны обычно применяется к мультиплексорам и демультиплексорам с разделением по длине волны (также известным как комбинированный/разветвитель), размещенным на двух концах волокна, соответственно, для обеспечения связи и разделения различных оптических волн. Принцип работы этих двух устройств одинаков. Основные типы оптических мультиплексоров с разделением по длине волны включают плавленые биконические конические, диэлектрические пленочные, решетчатые и плоские. Основные показатели производительности: вносимые потери и степень изоляции. Вносимые потери относятся к увеличению потерь в оптической линии связи, вызванному использованием оборудования мультиплексирования с разделением по длине волны в оптической линии связи. Когда длины волн 11 и l2 передаются по одному и тому же волокну, разница в мощности между входным концом мощности демультиплексора для длины волны l2 и выходным концом мультиплексора для смешанной длины волны 11 называется степенью изоляции. Технические характеристики и преимущества оптического мультиплексирования с разделением по длине волны следующие:
1.1 В полной мере использовать полосу оптического волокна с низкими потерями для увеличения пропускной способности волокна, чтобы физический предел передачи информации по волокну удвоился в несколько раз. В настоящее время мы используем только очень небольшую часть спектра оптического волокна с низкими потерями (1310-1550 нм), WDM может в полной мере использовать огромную полосу пропускания одномодового волокна около 25 ТГц, обеспечивая достаточную полосу пропускания передачи.
1.2 Возможность передачи двух или более несинхронных сигналов по одному и тому же оптическому волокну способствует совместимости цифровых и аналоговых сигналов, независимо от скорости передачи данных и модуляции. Он также обеспечивает гибкость при удалении или добавлении каналов в середине строки.
1.3 для встроенной волоконно-оптической системы, особенно с небольшим количеством жил оптоволоконного кабеля, проложенного на ранних этапах, пока исходная система имеет запас мощности, можно дополнительно увеличить пропускную способность для достижения многократного одностороннего сигнала или двусторонняя передача сигнала без серьезных изменений в исходной системе с высокой гибкостью.
1.4 Благодаря значительному сокращению использования оптического волокна затраты на строительство значительно снизились, а из-за небольшого количества волокон его можно быстро и легко восстановить в случае отказа.
1.5 Совместно используемая природа активного оптического оборудования снижает стоимость многократной передачи сигналов или добавления новых услуг.
1.6 Активное оборудование в системе значительно уменьшено, что повышает надежность системы. В настоящее время из-за высоких требований и технической сложности оборудования, такого как оптические передатчики WDM с несколькими несущими, оптические приемники и другое оборудование, фактическое применение WDM не получило широкого распространения. Кроме того, традиционные услуги передачи телевизионного вещания не сталкивались с особой нехваткой использования многожильных оптоволоконных кабелей. Однако с развитием интегрированных услуг кабельного телевидения, ростом потребности в полосе пропускания сети, внедрением различных видов селективных услуг, экономическими затратами на модернизацию сети постепенно появляются характеристики и преимущества WDM в системе передачи кабельного телевидения. Это свидетельствует о широких перспективах его применения и даже может повлиять на характер развития сетей кабельного телевидения.
2 Принцип технологии
В аналоговых системах связи мультиплексирование с частотным разделением обычно используется для повышения пропускной способности системы, что позволяет полностью использовать ресурсы полосы пропускания кабеля. Это означает, что сигналы из нескольких каналов передаются одновременно по одному и тому же кабелю, а на приемном конце сигнал каждого канала может быть отфильтрован с помощью полосового фильтра на основе разности частот каждой несущей. Точно так же система оптоволоконной связи также может использоваться в методе мультиплексирования с оптическим частотным разделением для повышения пропускной способности системы. Это включает использование демультиплексора (эквивалентного оптическому полосовому фильтру) на приемном конце для разделения оптической несущей каждого сигнала. Технология WDM позволяет в полной мере использовать огромные ресурсы полосы пропускания в области одномодового волокна с низкими потерями, в зависимости от различных частот (или длин волн) каждого канала окно с низкими потерями волокна можно разделить на несколько каналы, световая волна как носитель сигнала. На стороне передатчика используется WDM (объединитель) для объединения несущих сигналов разных длин волн в одно волокно для передачи. На приемном конце мультиплексоры с разделением по длине волны (разветвители) используются для разделения этих оптических несущих с разными длинами волн, несущих разные сигналы. Поскольку несущие оптические сигналы разных длин волн можно рассматривать как независимые друг от друга (без учета нелинейности волокна), можно добиться мультиплексирования оптических сигналов в одном волокне. Передавая сигналы с разными длинами волн в двух направлениях, можно добиться двунаправленной передачи. В зависимости от мультиплексора с разделением по длине волны количество длин волн, которые можно мультиплексировать, варьируется от двух до нескольких десятков. Как правило, коммерческие системы доступны с 8 и 16 длинами волн, в зависимости от допустимого расстояния между длинами волн оптических несущих.
WDM — это, по сути, технология мультиплексирования с частотным разделением каналов (FDM), применяемая к оптическим частотам. С точки зрения технологии передачи, применяемой в Китае на протяжении десятилетий, развитие шло по пути FDM-TDM-TDM FDM. На ранней стадии аналоговой передачи коаксиальные кабели использовались с аналоговой технологией FDM в электрической области, где каждый голосовой сигнал имел полосу пропускания 4 кГц и занимал часть полосы пропускания среды передачи (например, коаксиальный кабель). Системы PDH и SDH передавали цифровой сигнал основной полосы частот TDM по оптоволокну со скоростью каждого речевого сигнала 64 кбит/с; Технология WDM, с другой стороны, представляет собой технологию мультиплексирования с частотным разделением для оптоволокна, система WDM 16 (8) × 2.5 Гбит / с сочетает в себе аналоговую технологию FDM оптической частоты с цифровой технологией TDM электрической частоты.
WDM, по сути, представляет собой технологию мультиплексирования FDM с оптическим частотным разделением, в которой каждый канал длины волны реализуется путем разделения частотной области. Каждый канал длины волны занимает часть полосы пропускания волокна, что отличается от предыдущей технологии FDM, используемой с коаксиальным кабелем.
2.1 Среда передачи отличается, система WDM выполняет мультиплексирование с частотным разделением для оптических сигналов, в то время как коаксиальная система выполняет мультиплексирование с частотным разделением для электрических сигналов.
2.2 На каждом пути коаксиальная кабельная система передает аналоговый сигнал голосового сигнала 4 кГц, в то время как система WDM в настоящее время передает цифровые сигналы, такие как SDH2.5 Гбит/с или высокоскоростные цифровые системы, на каждом канале длины волны.
