Geavanceerde optische componenten - WDM Multiplexer
WDM Multiplexer is een apparaat dat gebruik maakt van golflengteverdelingmultiplex (WDM) -technologie om verschillende optische golflengten van twee of meer optische vezels te combineren in slechts één optische vezel. Deze combinatie of koppeling van de golflengten kan zeer nuttig zijn bij het vergroten van de bandbreedte van een vezeloptisch systeem. WDM-multiplexers worden in paren gebruikt: één aan het begin van de vezel om de ingangen te koppelen en één aan het einde van de vezel om te ontkoppelen en vervolgens de gescheiden golflengten in afzonderlijke vezels te leiden. Een WDM-multiplexer kan worden beschouwd als een snelweg met optische vezels; de snelweg kan een zeer grote bandbreedte ondersteunen, waardoor de capaciteit van het systeem wordt vergroot.
Elk kanaal in een WDM-multiplexer is ontworpen om een specifieke optische golflengte over te dragen. De multiplexer werkt heel erg als een koppelaar aan het begin van de optische vezel en als een filter aan het einde van de optische vezel. Een 8-kanaals multiplexer zou bijvoorbeeld het vermogen hebben om acht verschillende kanalen of golflengten te combineren van afzonderlijke optische vezels op één optische vezel. Nogmaals, om voordeel te halen uit de enorme bandbreedte aan het einde van de optische vezel, zal een andere multiplexer (demultiplexer) de afzonderlijke golflengten terugwinnen. De onderstaande afbeelding toont een eenvoudig WDM-systeem dat is samengesteld uit meerdere lichtbronnen, een WDM-multiplexer of combineerder die de golflengten combineert in één optische vezel, en een WDM-demultiplexer of optische splitser die de golflengten scheidt van hun respectieve ontvangers.
Typen WDM-multiplexers
CWDM- en DWDM-multiplexers
WDM-multiplexers zijn verkrijgbaar in verschillende grootten, maar worden meestal gevonden met configuraties met 2, 4, 8, 16, 32 en 64 kanalen. De typen multiplexers zijn breedband (of crossband), smalband en dicht. Breedband- of crossbandmultiplexers ( CWDM Multiplexer ) zijn apparaten die een breed bereik aan golflengten combineren, zoals 1310 nm en 1550 nm. Een narrowband-multiplexer combineert meerdere golflengten met een kanaalafstand van 1000 GHz. Een dichte multiplexer combineert golflengten met een kanaalafstand van 100 GHz. Hier wordt een basis breedband- of crossband WDM-systeem weergegeven.
Smalband WDM (DWDM) -systemen hebben kanalen op een onderlinge afstand van 1000 GHz of ongeveer 8 nm. Hier is een figuur die een basaal smalband WDM-systeem toont.
De industriestandaard op de Dense Wavelength Division Multiplexing Multiplexers ( DWDM Multiplexer ), zoals aanbevolen door de International Telecommunications Union (ITU), is 100 GHz of ongeveer 0,8 nm kanaalafstand. Er zijn C-band, S-band en L-band DWDM-multiplexers. De C-band is de 1550 nm-band die golflengten gebruikt van 1530 tot 1565 nm. De S-band gebruikt golflengten van 1525 tot 1538 nm en de L-band gebruikt golflengten van 1570 tot 1610 nm.
Hoe dichter de kanalen op een afstand van elkaar staan, hoe hoger het aantal kanalen dat in een band kan worden ingevoegd. Momenteel is een afstand van 50 GHz beschikbaar (de 50 GHz DWDM multiplexers hebben meestal 64, 80, 88, 96 kanalen). Het is belangrijk op te merken dat naarmate de afstand of de breedte van elk kanaal afneemt, hoe kleiner de spectrale breedte wordt. Dit is relevant omdat de golflengte stabiel genoeg of duurzaam lang genoeg moet zijn om niet in een aangrenzend kanaal te drijven. Naast een zeer smalle spectrale breedte, kan de laserzender niet afdrijven (deze moet te allen tijde dezelfde golflengte uitsturen). Als de uitgangsgolflengte van de laserzender zelfs enkele tienden van een nanometer verandert, kan deze in het volgende kanaal terechtkomen en interferentieproblemen veroorzaken.
Unidirectionele en bidirectionele WDM-multiplexers
Er zijn verschillende configuraties van WDM multiplexers. Alles wat we tot nu toe hebben behandeld, beschrijft een unidirectioneel WDM-systeem. De Unidirectionele WDM-multiplexer is zo geconfigureerd dat de multiplexer alleen verbinding maakt met optische zenders of ontvangers. Met andere woorden, het maakt het mogelijk dat het licht in slechts één richting beweegt en biedt alleen simplexcommunicatie over een enkele optische vezel. Daarom vereisen full-duplex communicatie twee optische vezels.
Een WDM-multiplexer die is ontworpen om verbinding te maken met zowel zenders als ontvangers wordt bidirectioneel (BiDi) genoemd; in wezen is de BiDi WDM Multiplexer ontworpen voor optische transmissie in beide richtingen met slechts één optische vezel. Twee kanalen ondersteunen een full-duplex communicatieverbinding. Hier is een figuur die twee BiDi WDM multiplexers toont die communiceren via een enkele optische vezel.
Tips voor het gebruik van WDM-multiplexers
Zoals met elk ander apparaat dat wordt toegevoegd aan een glasvezelnetwerk, zijn er factoren waarmee rekening moet worden gehouden. Omdat verliezen een factor zijn waarmee rekening moet worden gehouden, moet u niet vergeten dat hoe groter het aantal kanalen, hoe groter de invoegverliezen bij het gebruik van WDM-multiplexers. Andere specificaties waarmee u rekening moet houden bij het gebruik van WDM-multiplexers zijn isolatie, PMD en de spectrale bandbreedte.
Samenvatting
WDM-multiplexers zijn veel gebruikte apparaten die een manier bieden om de enorme bandbreedtecapaciteit van optische vezels te gebruiken zonder de kosten van het gebruik van de snelste laserzenders en -ontvangers. Denk er maar eens over na: een 8-kanaals WDM-systeem met direct gemoduleerde 2,5 Gbps-laserzenders draagt twee keer zo veel gegevens als een enkele indirect gemoduleerde 10 Gbps-laserzender. Met WDM-systemen kunnen ontwerpers bescheiden prestatieonderdelen combineren en een ultraperformant systeem creëren. WDM-systemen leveren het meeste waar voor je geld!