Napredne optičke komponente - WDM multiplekser
WDM Multiplexer je uređaj koji koristi Wavelength Division Multiplexing (WDM) tehnologiju za kombiniranje različitih optičkih valnih duljina iz dva ili više optičkih vlakana u samo jedno optičko vlakno. Ovo kombiniranje ili povezivanje valnih duljina može biti vrlo korisno u povećanju propusnosti sustava optičkih vlakana. WDM multiplekseri se koriste u parovima: jedan na početku vlakna za spajanje ulaza i jedan na kraju vlakna za odvajanje i zatim usmjeravanje odvojenih valnih duljina u odvojena vlakna. WDM multiplekser se može smatrati magistralom optičkih vlakana; autocesta može podržavati vrlo veliku propusnost, čime se povećava kapacitet sustava.
Svaki kanal u WDM multiplekseru je dizajniran za prijenos određene optičke valne duljine. Multipleksor djeluje vrlo slično sprežniku na početku optičkog vlakna i kao filter na kraju optičkog vlakna. Na primjer, 8-kanalni multipleksor bi imao mogućnost kombiniranja osam različitih kanala ili valnih duljina od odvojenih optičkih vlakana na jedno optičko vlakno. Opet, da bi se iskoristila ogromna širina pojasa na kraju optičkog vlakna, drugi multipleksor (demultiplekser) će oporaviti odvojene valne duljine. Slika ispod prikazuje jednostavan WDM sustav sastavljen od više izvora svjetlosti, WDM multipleksor ili kombinator koji kombinira valne duljine u jedno optičko vlakno i WDM demultiplekser ili optički razdjelnik koji odvaja valne duljine od njihovih odgovarajućih prijemnika.
Vrste WDM multipleksera
CWDM i DWDM multiplekseri
WDM multiplekseri su dostupni u različitim veličinama, ali najčešće se nalaze s konfiguracijama od 2, 4, 8, 16, 32 i 64 kanala. Tipovi multipleksera su širokopojasni (ili križni), uskopojasni i gusti. Širokopojasni ili križni multiplekseri ( CWDM Multiplexer ) su uređaji koji kombiniraju širok raspon valnih duljina, kao što su 1310 nm i 1550 nm. Uskopojasni multipleksor kombinirat će više valnih duljina s 1000 GHz razmakom kanala. Gusti multiplekser kombinira valne duljine s razmakom kanala od 100 GHz. Ovdje je prikazan osnovni širokopojasni ili crossband WDM sustav.
Sustavi uskopojasnog WDM-a (DWDM) imaju kanale razmaknute na 1000 GHz ili približno 8 nm. Ovdje je slika koja prikazuje osnovni uskopojasni WDM sustav.
Industrijski standard višestrukih multipleksera s multipleksom s gustom valnom duljinom ( DWDM Multiplexer ), prema preporukama Međunarodne telekomunikacijske unije (ITU), je 100 GHz ili približno 0,8 nm razmak kanala. Postoje C-pojasni, S-pojasni i L-pojasni DWDM multiplekseri. C-pojas je pojas od 1550 nm koji koristi valne duljine od 1530 do 1565 nm. S-pojas koristi valne duljine od 1525 do 1538 nm, a L-pojas koristi valne duljine od 1570 do 1610 nm.
Što su kanali razmaknuti bliže, to je veći broj kanala koji se mogu umetnuti u pojas. Trenutno je dostupan razmak od 50 GHz (50 GHz DWDM multiplekseri su općenito sa 64, 80, 88, 96 kanala). Važno je napomenuti da što je razmak ili širina svakog kanala manja, spektralna širina postaje manja. To je relevantno jer valna duljina mora biti stabilna ili održiva dovoljno dugo da se ne bi pomicala u susjedni kanal. Osim što ima vrlo usku spektralnu širinu, laserski odašiljač se ne može pomicati (mora uvijek izvesti istu valnu duljinu). Ako se valna duljina valnog dometa laserskog odašiljača promijeni čak i po nekoliko desetina nanometra, može se pomaknuti u sljedeći kanal i uzrokovati probleme s interferencijom.
Jednosmjerni i dvosmjerni WDM multiplekseri
Postoje različite konfiguracije WDM multipleksera. Sve što smo do sada pokrili opisuje jednosmjerni WDM sustav. Jednosmjerni WDM multiplekser konfiguriran je tako da se multiplekser spaja samo na optičke odašiljače ili prijemnike. Drugim riječima, omogućuje da svjetlo putuje samo u jednom smjeru i pruža samo simpleks komunikaciju preko jednog optičkog vlakna. Stoga, full-duplex komunikacija zahtijeva dva optička vlakna.
WDM multiplekser koji je dizajniran za povezivanje s oba odašiljača i prijemnika naziva se dvosmjerni (BiDi); u biti, BiDi WDM Multiplexer je dizajniran za optički prijenos u oba smjera koristeći samo jedno optičko vlakno. Dva kanala podržavat će jednu full-duplex komunikacijsku vezu. Ovdje je slika koja prikazuje dva BiDi WDM multipleksera koji komuniciraju preko jednog optičkog vlakna.
Savjeti za korištenje WDM multipleksera
Kao i kod bilo kojeg drugog uređaja koji se dodaje u optičku mrežu, postoje faktori koji se moraju uzeti u obzir. Kako su gubici faktor koji se mora uzeti u obzir, treba imati na umu da što je veći broj kanala, veći su gubici pri unošenju WDM multipleksera. Ostale specifikacije koje trebate imati na umu prilikom korištenja WDM multipleksera su izolacija, PMD i spektralna propusnost.
Sažetak
WDM multiplekseri su široko korišteni uređaji koji omogućuju korištenje ogromnog kapaciteta optičkog vlakna bez troška korištenja najbržih laserskih odašiljača i prijemnika. Samo razmislite o tome: 8-kanalni WDM sustav koji koristi izravno modulirane 2,5 Gbps laserske odašiljače nosi dvostruko više podataka od jednog indirektno moduliranog 10 Gbps laserskog odašiljača. WDM sustavi omogućuju dizajnerima da kombiniraju skromne dijelove performansi i stvore ultra-izvedbeni sustav. WDM sustavi pružaju najviše šteta za novac!