Optische multiplexing voor hogesnelheidscommunicatiesystemen
Invoering
Optische transmissie maakt gebruik van lichtpulsen om informatie van de ene plaats naar de andere te verzenden via een optische vezel. Het licht wordt omgezet in een elektromagnetische draaggolf, die wordt gemoduleerd om informatie te dragen terwijl het licht zich van het ene naar het andere einde voortplant. De ontwikkeling van glasvezel heeft een revolutie teweeggebracht in de telecommunicatie-industrie. Glasvezel heeft sinds de oprichting andere transmissiemedia, zoals koperdraad, vervangen en wordt voornamelijk gebruikt voor het bekabelen van kernnetwerken. Tegenwoordig wordt optische vezel gebruikt om nieuwe hogesnelheidscommunicatiesystemen te ontwikkelen die informatie verzenden als lichtpulsen, voorbeelden zijn multiplexers / demultiplexers die de optische multiplextechnologie gebruiken.
Wat is multiplexen?
Multiplexer (Mux) is een hardwarecomponent die meerdere analoge of digitale ingangssignalen combineert tot een enkele transmissielijn. En aan het einde van de ontvanger staat de multiplexer bekend als De Multiplexer (DeMux) -presterende omgekeerde functie van multiplexers. Multiplexen is daarom het proces van het combineren van twee of meer ingangssignalen tot een enkele transmissie. Aan het einde van de ontvanger worden de gecombineerde signalen gescheiden in een duidelijk afzonderlijk signaal. Multiplexen verbetert het efficiëntiegebruik van bandbreedte. Hier is een figuur die het principe van optisch multiplexen / demultiplexen laat zien.
Optical Mux en DeMux zijn nodig voor het multiplexen en demultiplexen van verschillende golflengten op een enkele glasvezelverbinding. Elke specifieke I / O wordt gebruikt voor een enkele golflengte. Eén optisch filtersysteem kan zowel als Mux als DeMux fungeren. Optical Mux en DeMux zijn in feite passieve optische filtersystemen, die zijn ingericht voor het verwerken van specifieke golflengten in en uit het transportsysteem (meestal optische vezels). Het proces van het filteren van de golflengten kan worden uitgevoerd met behulp van Prisms , Thin Film Filter (TFF) en dichroïsche filters of interferentiefilters . De filtermaterialen worden gebruikt om selectief een enkele golflengte van licht weer te geven, maar alle andere transparant door te laten. Elk filter is afgestemd op een specifieke golflengte.
Componenten van optische multiplexer
Over het algemeen bestaat een optische multiplexer uit Combiner , Tap-koppelingen (toevoegen / neerzetten), filters (prisma's, dunne film of dichroïde), splitter en optische vezel . Hier is een figuur die de structuur van een gemeenschappelijke optische multiplexer laat zien.
Optische multiplextechnieken
Er zijn hoofdzakelijk drie verschillende technieken in multiplexing lichtsignalen op een enkele optische vezel link: Optical Time Division Multiplexing (OTDM), Wavelenthth Division Multiplexing (WDM) en Code Division Multiplexing (CDM).
OTDM : Golflengtes scheiden in de tijd.
WDM : aan elk kanaal wordt een unieke draaggolffrequentie toegekend; Kanaalafstand van ongeveer 50 GHz; Inclusief grof WDM (CWDM) en dichte WDM (DWDM).
CWDM : Gekenmerkt door een grotere kanaalafstand dan DWDM.
DWDM : gebruikt een veel smallere kanaalafstand, daarom worden veel meer golflengten ondersteund.
CDM : wordt ook gebruikt in microgolftransmissie; Spectrum van elke golflengte krijgt een unieke spreidingscode; Kanalen overlappen zowel in tijd- als frequentiedomeinen, maar de code leidt elke golflengte.
toepassingen
De belangrijkste schaarse bron in telecommunicatie is bandbreedte - gebruikers willen meer verzenden en dienstverleners willen meer diensten aanbieden, vandaar de behoefte aan een sneller en betrouwbaarder hogesnelheidssysteem.
Door de kosten van hardware te verlagen, kan één multiplexsysteem worden gebruikt voor het combineren en verzenden van meerdere signalen van locatie A naar locatie B.
Elke golflengte, λ, kan meerdere signalen bevatten.
Mux / DeMux dienen optische schakeling van signalen in telecommunicatie en andere gebieden van signaalverwerking en -transmissie.
Toekomstige volgende generatie internet.
voordelen
Hoge datasnelheid en doorvoer: datasnelheden mogelijk bij optische transmissie zijn meestal in Gbps op elke golflengte; Combinatie van verschillende golflengten betekent meer doorvoer in één enkele communicatiesystemen.
Lage demping: optische communicatie heeft een lage demping in vergelijking met andere transportsystemen.
Minder propagatievertraging.
Meer aangeboden diensten.
Verhoog de Return On Investment (ROI)
Low Bit Error Rate (BER)
tekortkomingen
Vezeluitgangsverlies en -dispersie: signaal wordt verzwakt door vezelverlies en vervormd door vezeldispersie, dan is een regenerator nodig om de schone doelen te herstellen.
Onvermogen van de huidige Customer Premises Equipment (CPE) om te ontvangen met dezelfde transmissiesnelheid van optische transmissiesystemen (bereiken van volledig optische netwerken).
Optisch-naar-elektrische conversie Overhead: optische signalen worden omgezet in een elektrisch signaal met behulp van fotodetectoren, geschakeld en terug geconverteerd naar optisch. Optische / elektrische / optische conversies leiden tot onnodige vertragingen en vermogensverlies. End-to-end optische transmissie zal beter zijn.
Toekomstwerk
Onderzoek naar optische eindgebruikersapparatuur: mobiele telefoons, pc's en andere handheld-apparaten die met optische snelheid ontvangen en verzenden.
Snelle regeneratie van verzwakt signaal.
Minder vervorming als gevolg van vezelverspreiding.
End-to-end optische componenten: elimineren van de behoefte aan optische naar elektrische convertor en omgekeerd.
Conclusie
Hoewel optische transmissie beter te vergelijken is met andere transmissiemedia vanwege de lage demping en het langeafstandstransmissieprofiel, is optisch multiplexen nuttig bij signaalverwerking en -transmissie door het transporteren van meerdere signalen met behulp van één enkele glasvezelverbinding. Omdat de groei van het internet glasvezeltransmissie vereist om een grotere doorvoer te bereiken, is optische multiplexing ook nuttig bij beeldverwerking en scantoepassing.
