Van O naar L: de evolutie van optische golflengtebanden
In een communicatiesysteem met optische vezels zijn verschillende transmissiebanden gedefinieerd en gestandaardiseerd, van de oorspronkelijke O-band tot de U / XL-band. De E- en U / XL-banden zijn meestal vermeden omdat ze hoge transmissieverliesregio's hebben. De E-band vertegenwoordigt het waterpiekgebied, terwijl de U / XL-band zich helemaal aan het einde van het transmissievenster voor silicaglas bevindt.
Intercity- en metro-ringvezels dragen al signalen op meerdere golflengten om de bandbreedte te vergroten. Vezels die het huis binnenkomen, zullen binnenkort hetzelfde doen. Nu zijn er verschillende typen optische telecomsystemen ontwikkeld, sommige gebaseerd op tijdverdelingsmultiplexing (TDM) en andere op wavelength division multiplexing (WDM), ofwel dichte golflengteverdeling multiplexing (DWDM) of grove golflengteverdeling multiplexing (CWDM). Dit artikel kan de evolutie van optische golflengtebanden vooral weergeven door deze drie krachtige systemen te beschrijven.
Dense Wavelength Division Multiplexing
DWDM-systemen zijn ontwikkeld om tegemoet te komen aan de stijgende bandbreedtebehoeften van optische netwerken van backbone. De smalle tussenruimte (meestal 0,2 nm) tussen golflengtebanden verhoogt het aantal golflengten en maakt datasnelheden van verschillende Terabits per seconde (Tbps) in een enkele vezel mogelijk.
Deze systemen werden eerst ontwikkeld voor laserlichtgolflengten in de C-band en later in de L-band, gebruikmakend van de golflengten met de laagste verzwakkingssnelheden in glasvezel alsook de mogelijkheid van optische versterking. Erbium-gedoopte vezelversterkers (EDFA's, die op deze golflengten werken) zijn een sleuteltechnologie voor deze systemen. Omdat WDM-systemen veel golflengten tegelijkertijd gebruiken, wat kan leiden tot veel verzwakking. Daarom wordt optische versterkingstechnologie geïntroduceerd. Raman-versterkers en erbium-gedoteerde vezelversterkers zijn twee veel voorkomende typen die worden gebruikt in het WDM-systeem.
Om aan de vraag naar "onbeperkte bandbreedte" te kunnen voldoen, werd aangenomen dat DWDM zou moeten worden uitgebreid naar meer banden. In de toekomst zal de L-band echter ook nuttig blijken te zijn. Omdat EDFA's minder efficiënt zijn in de L-band, zal het gebruik van Raman-versterkingstechnologie opnieuw worden aangepakt, met gerelateerde pompgolflengten dichtbij 1485 nm.
Grofgolfsectie multiplexen
CWDM is de goedkope versie van WDM. Over het algemeen worden deze systemen niet versterkt en hebben ze daarom een beperkt bereik. Ze gebruiken doorgaans minder dure lichtbronnen die niet temperatuurgestabiliseerd zijn. Grotere openingen tussen golflengten zijn noodzakelijk, meestal 20 nm. Dit vermindert natuurlijk het aantal golflengten dat kan worden gebruikt en vermindert dus ook de totale beschikbare bandbreedte.
Huidige systemen gebruiken de S-, C- en L-banden omdat deze banden het natuurlijke gebied bewonen vanwege lage optische verliezen in glasvezel. Hoewel uitbreiding in de O- en E-band (1310 nm tot 1450 nm) mogelijk is, zal het systeembereik (de afstand die het licht in vezel kan afleggen en nog steeds een goed signaal zonder versterking leveren) lijden als gevolg van verliezen die zijn ontstaan door het gebruik van de 1310 nm-gebied in moderne vezels.
Time Division Multiplexing
TDM-systemen gebruiken één golflengteband of twee (met één golflengteband toegewezen aan elke richting). TDM-oplossingen staan momenteel in de schijnwerpers met de introductie van fiber-to-the-home (FTTH) -technologieën. Zowel EPON als GPON zijn TDM-systemen. De standaard bandbreedtetoewijzing voor GPON vereist tussen 1260 en 1360 nm stroomopwaarts, 1440 tot 1500 nm stroomafwaarts, en 1550 tot 1560 nm voor kabel-tv-video.
Om aan de toegenomen vraag naar bandbreedte te voldoen, moeten deze systemen worden geüpgraded. Sommigen voorspellen dat TDM en CWDM (of zelfs DWDM) zullen moeten samenleven in dezelfde geïnstalleerde netwerkvezels. Om dit te bereiken, wordt in de normalisatie-instellingen gewerkt aan het definiëren van filters die niet-GPON-golflengten blokkeren voor momenteel geïnstalleerde klanten. Dit vereist dat het CWDM-gedeelte golflengtebanden gebruikt ver weg van die welke zijn gereserveerd voor GPON. Bijgevolg zullen ze de L-band of de C- en L-banden moeten gebruiken en de meegeleverde video wordt niet gebruikt.
Conclusie
In beide gevallen is voldoende prestatie aangetoond om hoge prestaties te garanderen voor de systemen van vandaag en morgen. Uit dit artikel weten we dat de originele O-band niet meer voldoet aan de snelle ontwikkeling van hoge bandbreedte. En de evolutie van optische golflengtebanden betekent gewoon dat er steeds meer bands nodig zullen zijn. In de toekomst, met de groei van FTTH-toepassingen, bestaat er geen twijfel over dat C- en L-banden steeds belangrijker worden in het optische transmissiesysteem.
