Prinzipien der Wellenlängenabteilung Multiplexing (WDM) -Technologie

Die WDM -Technologie ist eine fortgeschritteneGlasfaserKommunikationstechnologie, bekannt als Multiplexing der Wellenlängenabteilung. Es umfasst die Übertragung von Licht unterschiedlicher Raten innerhalb einer einzelnen optischen Faser, wobei die digitalen Signale, die von diesen Lichtsignalen unterschiedlicher Wellenlängen getragen werden, gleicher Rate und Format oder unterschiedliche Raten und Datenformate haben können.

Am empfangenden Ende werden diese kombinierten Signale unterschiedlicher Wellenlängen unter Verwendung eines Demultiplexers getrennt und weiter verarbeitet, um die ursprünglichen Signale wiederherzustellen, die dann an verschiedene Terminals gesendet werden. Daher wird diese Technologie als optische Wellenlängenabteilung Multiplexing bezeichnet, die als optisches WDM abgekürzt wird.

Hier eine SingleGlasfaserKann mit einer "mehrspurigen" Autobahn verglichen werden. Herkömmliche TDM -Systeme verwenden nur eine Fahrspur dieser Straße, und die Erhöhung der Bitrate entspricht dieser Fahrspur, um die Transportkapazität pro Zeiteinheit zu erhöhen. Die Verwendung einer DWDM -Technologie (Dess Wavelength Division Multiplexing) entspricht der Verwendung der nicht verwendeten Gassen auf dieser Autobahn, um die riesige, ungenutzte Übertragungskapazität der optischen Faser zu nutzen.

Die WDM-Technologie ist von großer Bedeutung für die Erweiterung und Upgrade von Netzwerken, die Entwicklung von Breitbanddiensten, für die Bandbreitenfähigkeit optischer Fasern und das Erreichen einer ultrahochgeschwindigen Kommunikation.

 

1. Grundzusammensetzung von WDM -Systemen

Die grundlegende Zusammensetzung von WDM-Systemen umfasst hauptsächlich zwei Arten: unidirektionale Übertragung mit zweifasern und bidirektionaler Einzelfaser-Übertragung. Unidirektionales WDM umfasst alle optischen Kanäle, die durch eine einzelne optische Faser in die gleiche Richtung übertragen werden. Am Übertragungsende werden modulierte optische Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen, die jeweils verschiedene Informationen tragen, unter Verwendung eines optischen Multiplexers kombiniert und unidirektional über eine optische Faser übertragen. Da jedes Signal vom Licht einer anderen Wellenlänge getragen wird, mischen sie sich nicht. Am empfangenden Ende trennt ein optischer Demultiplexer die optischen Signale unterschiedlicher Wellenlängen und vervollständigt die Übertragung mehrerer optischer Signale, während die umgekehrte Richtung durch eine andere optische Faser übertragen wird.

Bidirektionales WDM bedeutet, dass optische Kanäle gleichzeitig in zwei verschiedene Richtungen auf einer einzelnen optischen Faser übertragen werden, wobei die Wellenlängen verwendet werden, um die Full-Duplex-Kommunikation zu erreichen.

Ein WDM -System umfasst typischerweise vier Komponenten: einen optischen Sender, einen optischen Repeaterverstärker, einen optischen Empfänger und einen optischen Überwachungskanal.

1.1. Optischer Sender:

Als Kernausrüstung des WDM-Systems umwandelt es am Sendungsende zuerst die optischen Signale, die von Klemmeausrüstung aus Signalen mit stabilen spezifischen Wellenlängen unter Verwendung eines optischen Transponders ausgeben, mit einem Multiplexer synthetisiert und die Ausgabe durch eine optische Leistungsverstärkung verärgert.

1.2. Optischer Repeaterverstärker:

Nach der langen Distanz (80 ~ 120 km) optische Faserübertragung muss das optische Signal verstärkt werden. In WDM-Systemen muss die Gewinnabflachungstechnologie verwendet werden, um sicherzustellen, dass der ERBIUM-dotierte Faserverstärker (EDFA) den gleichen Verstärkungsgewinn für optische Signale unterschiedlicher Wellenlängen bietet und dass die Gewinnwettbewerb der optischen Kanäle die Übertragungsleistung nicht beeinflusst.

1.3. Optischer Empfänger:

Am empfangenden Ende wird das durch die Übertragung abgeschwächte Hauptkanalsignal durch einen optischen Vorverstärker verstärkt. Ein Demultiplexer wird verwendet, um den optischen Kanal einer bestimmten Wellenlänge vom optischen Hauptsignal zu trennen. Der Empfänger muss die Anforderungen für Parameter wie optische Signalempfindlichkeit und Überlastung erfüllen und muss in der Lage sein, Signale mit bestimmten optischen Rauschen zu widerstehen.

1.4. Optischer Aufsichtskanal:

Der optische Überwachungskanal wird zur Überwachung der optischen Übertragungssysteme von WDM verwendet. Die ITU-T empfiehlt die Verwendung einer Wellenlänge von 1510 nm mit einer Kapazität von 2Mbit/s. Es kann immer noch normal mit einer hohen Empfindungsempfindlichkeit (besser als -48 DBM) bei niedrigen Raten funktionieren. Es muss jedoch vom optischen Pfad vor dem EDFA entfernt und nach dem EDFA zum optischen Pfad hinzugefügt werden.

Während des gesamten WDM -Systems sind der optische Multiplexer und der Demultiplexer die Schlüsselkomponenten der WDM -Technologie, und ihre Leistung ist für die Übertragungsqualität des Systems entscheidend. Ein Gerät, das Signale verschiedener Lichtquellenwellenlängen kombiniert und über eine einzelne Übertragungsfaser ausgibt, wird als Multiplexer der Wellenlängenabteilung bezeichnet.

Umgekehrt wird ein Gerät, das Multi-Wellenlängen-Signale zersetzt, die aus derselben Übertragungsfaser in einzelne Wellenlängen für die Ausgabe kommen, als Demultiplexer bezeichnet. Im Prinzip ist dieses Gerät bidirektional, was bedeutet, dass die Ausgabe und die Eingangsenden des Demultiplexer umgekehrt sind, es wird ein Multiplexer. Leistungsindikatoren für Multiplexer der optischen Wellenlängenabteilung umfassen Insertionsverlust und Übersprechen, mit Anforderungen an einen geringen Verlust und Frequenzversatz, Einfügungsverlust unter 1. 0 ~ 2,5 dB, niedrigem Kanal -Übersprechen, hohe Isolierung und minimale Interferenz zwischen den Signalen verschiedener Wellenlängen.

 

2. Vorteile von WDM -Systemen:

 

2.1 Ultra-große Kapazität und Ultra-lange Entfernungsübertragung:

Derzeit können gewöhnliche optische Fasern über eine große Bandbreite übertragen, aber ihre Nutzungsrate ist immer noch sehr niedrig. Die Verwendung einer DWDM-Technologie (Dene Wavelength Division Multiplexing) kann die Übertragungskapazität einer einzelnen optischen Faser um mehrmals, Dutzende Male oder sogar hundert Male im Vergleich zur Übertragung mit einer Wellenlänge erhöhen. Das optische Faserübertragungssystem mit höchster Kapazität beträgt derzeit 3,2 Tbit/s.

2.2 transparente Datenübertragung:

Da das DWDM -System Multiplexe und Demultiplexe basierend auf verschiedenen optischen Wellenlängen basierend und unabhängig von der Signalrate und der elektrischen Modulationsmethode ist, ist es für Daten "transparent". Das WDM -System führt eine transparente Übertragung durch; Für "Service" -Schichtsignale wirkt jeder optische Wellenlängenkanal im WDM -System wie eine "virtuelle" optische Faser.

2.3 hohe Flexibilität, Wirtschaft und Zuverlässigkeit in der Netzwerkzusammensetzung:

Das neue Kommunikationsnetzwerk, das mit der WDM-Technologie gebildet wurde, ist in der Struktur einfacher und hierarchischer als Netzwerke, die aus herkömmlichen Multiplex-Technologien für elektrische Zeitabteilungen bestehen. Die Planung verschiedener Dienste kann erreicht werden, indem die Wellenlänge des entsprechenden optischen Signals angepasst wird. Die daraus resultierende Flexibilität, Wirtschaft und Zuverlässigkeit des Netzwerks sind offensichtlich.