Er rijzen vaak vragen over wat het verschil is tussen CWDM-technologieën (Coarse Wavelength Division Multiplexing) en DWDM-technologieën (Dense Wavelength Division Multiplexing), naast het verschillende aantal kanalen. De technologieën zijn vergelijkbaar in de principes van het organiseren van communicatiekanalen en input-outputkanalen, maar hebben een totaal verschillende mate van technologische precisie, wat de parameters van de lijn en de kosten van oplossingen aanzienlijk beïnvloedt.

Aantal golflengten en kanalen CWDM en DWDM

CWDM-multiplextechnologie met golflengteverdeling omvat het gebruik van 18 golflengten 1), terwijl precieze DWDM 40 golflengten kan gebruiken.

CWDM- en DWDM-frequentieraster

Kanalen in CWDM-technologie worden gedeeld door golflengte, in DWDM - door frequentie 2). De golflengte wordt secundair berekend op basis van de verhouding tussen de lichtsnelheid in een vacuüm en de frequentie. Voor CWDM wordt een golflengterooster met een stap van 20 nm gebruikt, voor standaard DWDM-systemen zijn de frequentieroosters 100 GHz en 50 GHz, voor DWDM met hoge dichtheid worden roosters van 25 en 12,5 GHz gebruikt.

CWDM- en DWDM-golflengten en frequenties

CWDM-technologie maakt gebruik van golflengten in het bereik van 1270 - 1610 nm. Rekening houdend met de toleranties en bandbreedte van de filters, breidt het bereik zich uit tot 1262,5 - 1617,5, wat 355 nm is. we krijgen 18 golflengten.

Voor DWDM met een 100 GHz-raster bevinden de dragers zich in het bereik van 191,5 (1565,50 nm) THz tot 196,1 THz (1528,77 nm), d.w.z. een bereik van 4,6 THz of 36,73 nm breed. Totaal 46 golflengten voor 23 duplexkanalen.

Voor DWDM met een 50 GHz-raster liggen de signaalfrequenties in het bereik van 192 THz (1561,42 nm) - 196 THz (1529,55 nm), wat 4 THz (31,87 nm) is. Er zijn hier 80 golflengten.

CWDM- en DWDM-versterkingsmogelijkheden

Golflop basis van CWDM-technologie omvatten geen versterking van een uit meerdere componenten bestaand signaal. Dit komt door het ontbreken van optische versterkers die in zo'n breed spectrum werken.

Bij DWDM-technologie gaat het daarentegen om signaalversterking. Het meercomponentensignaal kan worden versterkt met standaard erbiumversterkers (EDFA).

Werkbereik CWDM en DWDM

CWDM-systemen zijn ontworpen om te werken op lijnen van relatief korte lengte, ongeveer 50-80 kilometer.

DWDM-systemen maken datatransmissie mogelijk over afstanden die veel groter zijn dan 100 kilometer. Bovendien kunnen DWDM-kanalen, afhankelijk van het type signaalmodulatie, zonder regeneratie werken op een afstand van meer dan 1000 kilometer.

Opmerkingen

1) Begin 2015 introduceerden fabrikanten van optische modules, waaronder SKEO, CWDM SFP-modules met een golflengte van 1625 nm. Deze golflengte wordt niet gespecificeerd door ITU G.694.2, maar heeft in de praktijk toepassing gevonden.

2) Frequentieroosters voor CWDM worden beschreven in de ITU G.694.2-standaard, voor DWDM - in de G.694.1-standaard (revisie 2).

Welke technologieën kunnen operators gebruiken om de mogelijkheden van bestaande optische netwerken te verbeteren?

Er zijn driehnologieën ofhnologieën die direct beschikbaar en eenvoudig te installeren en te gebruiken zijn:

• 2-kanaals WDM;
• multiplexing met grove golflengteverdeling (CWDM);
• Multiplexing met dichte golflengteverdeling (DWDM).

Deze technologieën kunnen de operator één extra golflengte (of virtuele glasvezel), 18 extra golflengten of maximaal 160 extra golflengten bieden. Al deze technologieën maken gebruik van bestaande glasvezel in het carriernetwerk.

Wat is WDM (Wavelength Division Multiplexing)?

Een technologie voor het toevoegen van twee of meer optische signalen van verschillende golflengten, die tegelijkertijd via één vezel worden verzonden en aan het uiteinde door golflengte worden gescheiden. De meest typische toepassingen (2-kanaals WDM) combineren golflengten van 1310 nm en 1550 nm in één enkele vezel.

Wat is CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing)?

Technologie om maximaal 18 ITU-golflengten te combineren en deze tegelijkertijd over één enkele vezel te verzenden, gevolgd door scheiding aan het uiteinde. De ITU-standaard voor CWDM definieert 18 kanalen van 1271 nm tot 1611 nm met een afstand van 20 nm tussen aangrenzende kanalen.

Wat is DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)?

Technologie om maximaal 160 golflengten te combineren, deze tegelijkertijd op één enkele vezel te verzenden en ze vervolgens aan het uiteinde te scheiden. DWDM maakt gebruik van golflengteafstanden tot 25 GHz en vereist lasers met zeer nauwe toleranties en emissiestabiliteit. De DWDM-golflengteband varieert van 1530 nm tot 1565 nm. Erbium-gedoteerde optische signaalversterkers (EDFA) werken in dezelfde band.

Wat is het belangrijkste verschil tussen WDM-, CWDM- en DWDM-applicaties?

In de meeste gevallen is WDM de meest kosteneffectieve oplossing voor kabeltekorten, omdat het een vezelwinst van 2 op 1 of 3 op 1 oplevert door de golflengten van 1310 nm, 1550 nm en 1490 nm te combineren in één enkele vezel. Wanneer er meer kanalen nodig zijn om de capaciteit van de bestaande glasvezelinfrastructuur uit te breiden, biedt CWDM een effectieve oplossing voor korte optische overspanningen (tot 80 km). Tegen lage kosten kan CWDM de capaciteit van bestaande glasvezel met 18 tot 1 vergroten. Met de huidige optische signaalverlieskarakteristieken in de 1310 nm en 1490 nm transparantievensters zijn WDM- en CWDM-toepassingen het meest geschikt voor korte afstanden. Waar hoge capaciteit of transmissie over lange afstanden vereist is, zijn DWDM-oplossingen de voorkeursmethode om de glasvezelcapaciteit te vergroten. Met zijn zeer nauwkeurige lasers die zijn geoptimaliseerd om te werken in het 1550 nm-venster (om verlies te verminderen), zijn DWDM-systemen een ideale oplossing voor veeleisende netwerken. DWDM-systemen kunnen EDFA gebruiken om alle golflengten in het DWDM-venster te versterken en de transmissielengte tot 500 km te vergroten.

Wat zijn de voordelen van elk van deze drie WDM-technologieën?

Tweekanaals WDM (en driekanaals) kan worden gebruikt om snel en eenvoudig extra (of twee extra) golflengten toe te voegen. Het is zeer eenvoudig te installeren en aan te sluiten en zeer goedkoop.

CWDM kan eenvoudig en snel tot 18 extra golflengten toevoegen op ITU-gestandaardiseerde frequenties. Het is ideaal voor netwerken van gemiddelde grootte met dwarsdoorsnede-afmetingen tot 100 km. Omdat de golflengteafstand 20 nm bedraagt, kunnen goedkopere lasers worden gebruikt, wat resulteert in zeer lage kosten voor oplossingen met een gemiddelde capaciteit.

DWDM biedt oplossingen met hoge capaciteit en lange afstanden voor glasvezelcommunicatielijnen met een hoge groei in de vraag naar glasvezel en waar transmissie over lange afstanden vereist is. DWDM-systemen kunnen tegen relatief lage initiële kosten worden ingezet en kanalen (golflengten) kunnen eenvoudig worden toegevoegd naarmate ze groeien. EDFA-versterkers kunnen samen met dispersiecompensatoren het bereik van systemen tot enkele duizenden kilometers vergroten.

Wat zijn de beperkingen van elk van deze technologieën?

Twee (of drie) kanalen WDM is beperkt tot één of twee kanalen die kunnen worden toegevoegd aan het 1310 nm-kanaal. Het bereik van het systeem wordt doorgaans beperkt door het kanaalverlies van 1310 nm.

CWDM-systemen hebben, hoewel meerkanaals, geen optische versterkingsmechanismen en bereikbeperkingen worden bepaald door het kanaal met maximale verzwakking. Bovendien kunnen kanalen in het gebied van 1360 nm tot 1440 nm de grootste demping ervaren (1 tot 2 dB/km) als gevolg van de waterpiek in dit gebied voor sommige typen optische kabels.

DWDM-systemen zijn doorgaans beperkt in hun bereik tot 4-5 versterkingssecties vanwege Amplified Spontaneous Emissions (ASE)-ruis in de EDFA. Er zijn simulatietools beschikbaar om precies te bepalen hoeveel EDFA's er kunnen worden geïnstalleerd. Op lange trajecten (>120 km) kan verspreiding een probleem zijn, waardoor de installatie van verspreidingscompensatiemodules vereist is. De DWDM-band is beperkt tot golflengten variërend van 1530 nm tot 1565 nm door het EDFA-versterkingsbereik.

Wat is Reach Extension en hoe kan ik deze gebruiken?

Reach extension is een veelgebruikte term voor het versterken of opnieuw creëren van een signaal, zodat het een grotere afstand kan afleggen. Vanwege de analoge aard van transmissie wordt een optisch signaal, wanneer het via een optische verbinding wordt verzonden, verslechterd als gevolg van spreiding, vermogensverlies, overspraak en niet-lineaire effecten in de glasvezel- en optische componenten. Er worden twee veelgebruikte benaderingen gebruikt om deze ongewenste effecten te bestrijden: regeneratie en verbetering. Regeneratie waarbij een signaal opnieuw wordt gecreëerd door een optisch signaal om te zetten in een elektrisch signaal, het te verwerken en het vervolgens weer om te zetten in een optisch signaal. Versterking die de amplitude (dB-vermogen) van een optisch signaal vergroot zonder om te zetten in een elektrisch signaal.

Wat is 1R-, 2R- en 3R-regeneratie?

Er zijn drie verschillende niveaus van optische regeneratie die kunnen worden toegepast om het transmissiebereik te vergroten.

• 1R-versterking: Deze regeneratietechniek voegt optisch vermogen toe aan een signaal zonder de vorm of timing te beïnvloeden. EDFA voegt eenvoudigweg fotonen toe aan het binnenkomende optische signaal op een specifieke golflengte en fase van dat signaal. Hierdoor wordt het binnenkomende signaal niet hersteld of opnieuw gesynchroniseerd. Een neveneffect van EDFA is het creëren van versterkte spontane emissieruis, die zich ophoopt bij elke EDFA in de lijn en alleen kan worden “schoongemaakt” door het optische signaal om te zetten in elektrische vorm en omgekeerd. Het typische aantal EDFA's in een cascadeverbinding is niet meer dan 4 of 5.
• 2R-versterking en hervorming: Deze techniek versterkt en herstelt de vorm van een verzwakt signaal. De vorm van het gereconstrueerde signaal ligt dicht bij het oorspronkelijke signaal, maar de duur van de tijdcycli (synchroniteit) wordt niet hersteld. Accumulatie van jitter die leidt tot verlies van synchronisatie zal het aantal in cascade geschakelde 2R-regeneratoren beperken.
• 3R-regeneratie, hervorming en hertiming: Naast 3R-versterking en -herstel herschept regeneratie ook de oorspronkelijke cycluslengte (timing) van het oorspronkelijke signaal, waardoor een ideale gelegenheid wordt gecreëerd om de levensduur van synchrone en asynchrone signalen te verlengen. Langs het signaalpad kan een vrijwel onbeperkt aantal 3R-regeneratoren worden geïnstalleerd.

Wat is golflengteconversie en waarom is dit nodig?

Golflengteconversie conversie van de ene golflengte naar de andere voor transport. Vanwege de verzwakkingskarakteristieken van signalen van 1310 nm en 850 nm is het soms nodig om deze signalen om te zetten naar de golflengte van 1550 nm om ze over lange overspanningen van optische vezels te verzenden, waarbij wordt geprofiteerd van het lage verlies van 1550 nm. Golflengteconversie wordt ook gebruikt om optische breedbandsignalen zoals 1310 nm of 1550 nm om te zetten in discrete ITU CWDM- of DWDM-golflengten, waardoor meerdere golflengten op één enkele vezel kunnen worden gecombineerd.

Als ik mijn 1310 nm-signaal converteer naar xWDM-golflengte, moet ik het dan terug converteren naar 1310 nm voordat ik het aan de andere kant ontvang?

Nee, meestal niet nodig. De meeste optische apparatuur die de afgelopen tien jaar is vervaardigd, zal waarschijnlijk een breedbandontvanger hebben die in het bereik van ~1260 nm tot ~1620 nm zal werken. Dit betekent dat een interface die verzendt op 1310 nm waarschijnlijk een signaal ontvangt dat is geconverteerd voor DWDM- of CWDM-toepassingen.

WDM is een technologie die de transmissie van meerdere informatiekanalen op verschillende draaggolffrequenties over één optische vezel mogelijk maakt. De afkorting komt uit het Engels. Multiplexing met golflengteverdeling, wat zich letterlijk vertaalt als multiplexing met golflengteverdeling.

Deze technologie is gebaseerd op het vermogen van optische vezels om tegelijkertijd licht van verschillende golflengten door te laten zonder wederzijdse interferentie en verdere multiplexing/demultiplexing van signalen.

Werkingsprincipe

In het eenvoudigste geval kan het werkingsprincipe van multiplexsystemen met golflengteverdeling in fasen worden verdeeld:

1) elke laserzender genereert een signaal met een bepaalde frequentie uit een gemeenschappelijke band;
2) voordat ze de optische vezel binnenkomen, worden al deze signalen gecombineerd via een multiplexer;
3) aan de ontvangstzijde worden deze signalen op soortgelijke wijze gescheiden met behulp van een demultiplexer.

De technologie maakt het mogelijk om 4 tot 80 (en zelfs meer) kanalen met verschillende golflengten te combineren in één enkele lichtstroom.

In WDM-netwerken is het belangrijkste element de multiplexer. De signalen zelf komen aan op de golflengten van de clientapparatuur en worden verzonden op golflengten die overeenkomen met het ITU DWDM-frequentieplan.

Dankzij deze aanpak is een aanzienlijke toename van de kanaalcapaciteit mogelijk: in 2003 bedroeg de snelheid bijvoorbeeld 10,72 Tbit/s, en al in 2014 steeg dit cijfer tot 27 Tbit/s. Tegelijkertijd is het gebruik van WDM-technologie ook mogelijk op reeds aangelegde glasvezellijnen.

Met behulp van WDM wordt tweeweg-meerkanaalstransmissie van verkeer over één enkele optische vezel georganiseerd. De voordelen van de technologie omvatten de mogelijkheid om een ​​hogesnelheidssignaal over lange afstanden te verzenden zonder de noodzaak van tussenliggende punten, dat wil zeggen dat er geen apparaten voor signaalregeneratie en -versterking nodig zijn.

Beoordeling van de lijnkwaliteit

Onder de belangrijkste parameters voor het bepalen van een signaal op een lijn valt OSNR (signaal-ruisverhouding), oftewel het aantal fouten op de lijn, op. Deze parameter voor optische kanalen behoort tot de primaire kenmerken voor het beoordelen van de transmissiekwaliteit.

Soorten spectrummultiplextechnologie

Momenteel zijn de volgende technologieën gebaseerd op spectrale multiplexing wijdverspreid:

• 2-kanaals WDM;
• CWDM, of multiplexing met grove golflengteverdeling;
• DWDM, of multiplexing met dichte golflengteverdeling;
• HDWDM, of multiplexing met ultradichte golflengteverdeling.

2-kanaals WDM

Ze ontstonden historisch gezien als eerste en werken op de centrale golflengten van de 2e en 3e transparantievensters van kwartsvezel (1310 en 1550 nm). Het belangrijkste voordeel van dergelijke systemen is het gebrek aan invloed van kanalen op elkaar, vanwege hun grote spectrale afstand. Hierdoor is het mogelijk om de transmissiesnelheid over één optische vezel te verdubbelen of duplexcommunicatie te organiseren.

CWDM (grove WDM)

Grove spectrale multiplexing is gebaseerd op het gebruik van kanalen in het bereik van 1270–1610 nm, die op een afstand van 20 nm van elkaar zijn gescheiden.

Aanvankelijk werd het bereik van 1260–1360 nm niet gebruikt, alleen 1470–1610 nm (acht golflengten). Dit was te wijten aan de verhoogde verzwakking bij golflengten onder 1310 nm. Om dit tegen te gaan werden speciale vezels met een ‘waterpiek’ gebruikt bij een golflengte van 1383 nm.

Als het systeem het gehele golfbereik (van 1270 tot 1610 nm) gebruikt, wordt er gesproken van een FS-CWDM-systeem (Full-spectrum CWDM).

Het CWDM-systeem maakt multiplexing van maximaal 18 kanalen mogelijk.

DWDM (dichte WDM)

Multiplexing met dicht spectrum combineert veel meer golflengten dan CWDM. De kanaalafstand bedraagt ​​ongeveer 100 GHz.

DWDM-apparatuur voor multiplexen:

• C-band: golflengtebereik 1530–1565 nm. Als één kanaal een breedte van 100 GHz heeft, is het mogelijk om maximaal 40 optische kanalen te combineren, als de breedte 50 GHz is - maximaal 80 kanalen;
• L-band: golflengtebereik 1570–1605 nm. Met een kanaalbreedte van 50 GHz kunnen maximaal 160 optische kanalen worden gecombineerd.

HDWDM (hoge dichtheid WDM)

Met ultradichte spectrale multiplexing kan het aantal gemultiplexte kanalen nog eens 2 à 4 keer worden verhoogd in vergelijking met DWDM. De kanaalafstand is 50 GHz of minder.

Spectral channel multiplexing (Wavelength Division Multiplexing, WDM, letterlijk Wavelength Division Multiplexing) is een technologie waarmee u tegelijkertijd meerdere informatiekanalen over één optische vezel kunt verzenden op verschillende draaggolffrequenties.

Traditionele telecommunicatietechnologieën maken het mogelijk dat slechts één signaal over één optische vezel wordt verzonden. De essentie van de technologie van spectrale of optische multiplexing is het vermogen om meerdere afzonderlijke SDH-signalen over één vezel te organiseren, en dientengevolge een veelvoudige toename van de doorvoer van de communicatielijn.

De basis voor deze technologie werd gelegd in 1958, nog vóór de komst van glasvezel zelf. Het duurde echter zo’n twintig jaar voordat de eerste componenten van multiplexsystemen ontstonden. Ze zijn oorspronkelijk gemaakt voor laboratoriumonderzoek, en pas in 1980 werd WDM-golflengtemultiplextechnologie voorgesteld voor telecommunicatie. En vijf jaar later implementeerde het AT&T-onderzoekscentrum DWDM-technologie (dense golflengte divisie multiplexing), toen het mogelijk werd om 10 kanalen van 2 Gbps in één optische vezel te creëren.

De WDM-technologie maakt het mogelijk de kanaalcapaciteit aanzienlijk te vergroten (in 2009 werd een snelheid van 15,5 Tbit/s bereikt) en maakt het gebruik van reeds aangelegde glasvezellijnen mogelijk. Dankzij WDM is het mogelijk om tweerichtings-meerkanaalstransmissie van verkeer over één vezel te organiseren (in conventionele lijnen wordt een paar vezels gebruikt - voor transmissie in voorwaartse en achterwaartse richting).

Werkingsprincipe van multiplexsystemen met golflengteverdeling

In het eenvoudigste geval genereert elke laserzender een signaal op een specifieke frequentie uit een frequentieplan. Al deze signalen worden gecombineerd door een multiplexer (MUX) voordat ze in de optische vezel worden geïntroduceerd. Aan de ontvangende kant worden de signalen op soortgelijke wijze gescheiden door een demultiplexer (DEMUX). Hier is, net als bij SDH-netwerken, de multiplexer een sleutelelement.

De lichtstroom die wordt uitgezonden met behulp van WDM-technologie bestaat uit verschillende golflengten (λ).

Figuur 12.1 – Principe van signaaloverdracht in WDM

Dat wil zeggen dat één vezel meer dan honderd standaardkanalen kan verzenden. Zo maakt de apparatuur die wordt gebruikt om het DWDM-netwerk van TransTeleCom Company te bouwen, in zijn maximale configuratie, het gebruik van maximaal 160 golflengten mogelijk.

Het WDM-schakelschema is vrij eenvoudig. Om meerdere optische kanalen in één vezel te organiseren, worden SDH-signalen ‘gekleurd’, dat wil zeggen dat de optische golflengte voor elk dergelijk signaal wordt veranderd. De “gekleurde” signalen worden met behulp van een multiplexer gemengd en naar de optische lijn verzonden. Op het laatste punt vindt de omgekeerde werking plaats: "gekleurde" SDH-signalen worden gescheiden van het groepssignaal en naar de consument verzonden.

Figuur 12.2 – Multiplexing – demultiplexing van signalen in WDM

Om meerdere golfstromen over één vezel te kunnen verzenden, is de WDM-technologie uiteraard voorzien van speciale precisieapparatuur. De golflengteonzekerheid die wordt geboden door een standaard telecommunicatielaser is dus ongeveer honderd keer groter dan die vereist in een WDM-systeem.

Terwijl het signaal door de optische vezel reist, vervaagt het geleidelijk. Om het te versterken worden optische versterkers gebruikt. Hierdoor kunnen gegevens worden verzonden over afstanden tot 4000 km zonder het optische signaal om te zetten in een elektrisch signaal (ter vergelijking: in SDH bedraagt ​​deze afstand niet meer dan 200 km).

Figuur 12.3 – WDM-voorafleveringssysteem

De voordelen van WDM liggen voor de hand. Deze technologie biedt de grootste en meest kosteneffectieve manier om de bandbreedte van glasvezelkanalen honderden keren uit te breiden. De capaciteit van optische lijnen op basis van WDM-systemen kan worden vergroot door geleidelijk nieuwe optische kanalen toe te voegen aan bestaande apparatuur naarmate het netwerk zich ontwikkelt.

Over het algemeen kan het schema voor het gebruik van WDM-technologieën worden weergegeven zoals weergegeven in figuur 3.

Figuur 12.4.

De typische samenstelling van de apparatuur is het vereiste aantal optische transponders die golflengten omzetten en een optische multiplexer die ze allemaal mengt tot één multispectraal signaal.

Optische transponder– een apparaat dat een interface biedt tussen de terminaltoegangsapparatuur en de WDM-lijn. Volgens ITU G.957-aanbevelingen voor SDH-systemen hebben de toegestane waarden van spectrale parameters aan de optische uitgangsinterfaces de volgende waarden: spectrale lijnbreedte Δλ≈±0,5 nm (voor STM -16), en de centrale golflengte kan elke waarde binnen het bereik 1530...1565 nm. De ingangen van de optische multiplexer moeten optische signalen ontvangen, waarvan de spectrale parameters strikt moeten voldoen aan de normen die zijn gedefinieerd door de ITU-T G.692-aanbeveling. Het is duidelijk dat als signalen van de uitgangen van SDH optische zenders worden toegevoerd aan de optische ingangen van de multiplexers, er geen multiplexing zal worden uitgevoerd. De noodzakelijke naleving wordt bereikt door het gebruik van een speciale golflengteomzetter – een transponder – in WDM-apparatuur. Dit apparaat heeft mogelijk een ander aantal optische in- en uitgangen. Maar als een optisch signaal, waarvan de parameters worden bepaald door de G.957-aanbevelingen, aan elke transponderingang kan worden geleverd, dan moeten de uitgangssignalen ervan qua parameters voldoen aan de G.692-aanbevelingen. Bovendien moet, als m optische signalen worden gemultiplext, aan de transponderuitgang de golflengte van elk kanaal overeenkomen met slechts één ervan in overeenstemming met het ITU-frequentieplanraster.

Optische (de)multiplexer CWDM. De basis van een multiplexer/demultiplexer is een dispersief element dat signalen van verschillende golflengten kan scheiden. In moderne CWDM-systemen worden relatief goedkope apparaten op basis van dunne filmfilters (TFF, Thin Film Filter) gebruikt om optische dragers te scheiden. Het verlies dat door dergelijke apparaten wordt geïntroduceerd, bedraagt ​​ongeveer 1 dB per kanaal (in echte systemen zijn waarden van minder dan 2,5 dB voor een 8-kanaals apparaat verkregen). Dunnefilmtechnologie wordt gekenmerkt door een hoge ontkoppeling (isolatie) van aangrenzende kanalen - ongeveer 30 dB, hoge temperatuurstabiliteit - 0,002 nm/°C, wat overeenkomt met een verandering in de bedrijfsgolflengte van ± 0,07 nm bij een temperatuurverandering van ± 35°C. Om golflengten met een scheiding van 20 nm te isoleren zijn filters met een aanzienlijk kleiner aantal diëlektrische lagen nodig dan bij DWDM-filters (respectievelijk ongeveer 50 en 150 lagen), wat een positief effect heeft op de kosten.

Multiplexers/demultiplexers gebaseerd op het gebruik van meerlaagse dunnefilmfilters zijn (de)multiplexers van het sequentiële type, dat wil zeggen dat één filter één kanaal selecteert. Het gebruik van dergelijke apparaten in systemen met een groot aantal kanalen (in de praktijk meer dan 4) kan leiden tot een aanzienlijke toename van de invoegverliezen, en in dit geval zijn soms parallelle of hybride parallel-seriële rooster-(de)multiplexers nodig. gebruikt. Het principe van hun werking is dat het binnenkomende signaal door een golfgeleiderplaat gaat en wordt verdeeld over vele golfgeleiders, die eigenlijk een AWG-diffractiestructuur (arrayed waveguide grating) zijn. In dit geval zijn nog steeds alle golflengten in elke golfgeleider aanwezig, d.w.z. het signaal blijft gemultiplext, alleen geparalleliseerd. Omdat de lengtes van de golfgeleiders een vaste hoeveelheid van elkaar verschillen, reizen de stromen langs paden met verschillende lengtes. Als gevolg hiervan worden de lichtstromen verzameld in een golfgeleiderplaat, waar ze worden gefocusseerd, en worden ruimtelijk gescheiden maxima gecreëerd, waarvoor de uitgangspolen worden berekend. De fysica van het proces is dezelfde als bij een conventioneel diffractierooster, waaraan de technologie zijn naam dankt. Multiplexing vindt plaats in omgekeerde volgorde.

DWDM-technologie implementeert frequentiemultiplexing van lichtgolven, in plaats van elektrische golven zoals in het FDM-systeem. Figuur 3.21 illustreert het DWDM-proces. Bij de DWDM-ingang wordt elk STM-frame van de synchrone digitale SDH-hiërarchie toegewezen aan een afzonderlijke laser voor modulatie. Elke laser zendt een signaal uit met zijn eigen verschillende golflengte λ (lambda) in een bepaald bereik. Als resultaat van multiplexing worden de uitgangssignalen van lasers gecombineerd tot één enkele optische vezel.

Rijst. 3.21. DWDM-multiplexproces

DWDM-technologie heeft een voorganger: WDM-technologie (Wave Division Multiplexing), die 2 tot 16 spectrale kanalen gebruikt. Eén kanaal verzendt informatie met snelheden tot 10 Gbit/s. DWDM-systemen kunnen maximaal 160 kanalen gebruiken op één enkele optische vezel, waardoor datasnelheden tot meerdere terabits per seconde per vezel worden bereikt. In afb. Figuur 3.22 toont de componenten van een DWDM-systeemsectie.

Rijst. 3.22. DWDM-systeemsectie

Aan elk uiteinde van de sectie bevindt zich een DWDM-systeemterminalmultiplexer. Deze multiplexer zorgt ervoor dat SDH (of SONET) synchrone digitale hiërarchie (SONET) frames worden verdeeld over specifieke lichtgolflengten (λ) die worden gebruikt voor transport. Het pad tussen terminalmultiplexers kan optische invoer/uitvoermultiplexers OADM (Optical Add/Drop Multiplexer) omvatten. OADM ondersteunt I/O-functies op verschillende golflengten. Optische versterkers bevinden zich langs de locatie op een afstand van ongeveer 150 km. Hoewel de optische versterker het signaalvermogen herstelt, compenseert deze niet volledig (bijvoorbeeld vanwege de voortplanting van verschillende golflengten met verschillende snelheden). Om langere DWDM-secties te bouwen, worden daarom DWDM-multiplexers geïnstalleerd tussen een bepaald aantal secties met optische versterkers (maximaal zeven), die signaalregeneratie uitvoeren door deze in elektrische vorm en omgekeerd om te zetten. DWDM-technologie, in tegenstelling tot het gebruik van optische vezels in SDH en Gigabit Ethernet (waar lichtsignalen altijd worden omgezet in elektrische signalen voordat ze worden gemultiplext en geschakeld) tussen optische versterkers, worden deze bewerkingen ook uitgevoerd op lichtsignalen.

Analyse van het netwerkverkeer van de afgelopen twintig jaar laat een exponentiële groei zien in vrijwel alle delen van de wereld. De groei van het netwerkverkeer veroorzaakt een constante toename van de vraag naar de bandbreedte van DWDM-technologie (Dense Wave Division Multiplexing). DWDM werkt op optische backbones met terabit-snelheden. Volgens voorspellingen zal de transmissiesnelheid via één vezel in de kernnetwerken van de meest ontwikkelde landen in 2020 de 20 Tbit/s benaderen.

Op de Svyaz Expocomm-2012-tentoonstelling presenteerde het Russische bedrijf T8 de ontwikkeling van een 80-kanaals DWDM-systeem met informatiesnelheid via een cascade van versterkers voor 2000 km via een kanaal van 100 Gbit/s. De maximale capaciteit van een dergelijk systeem bedraagt ​​8 Tbit/s. Tegenwoordig is er veel vraag naar systemen van deze klasse bij OJSC Rostelecom en andere grote operators. Volgens de ontwikkelaars heeft de apparatuur een zendbereik van maximaal 5-6 duizend km. Getoond wordt transmissie via een 100 Gbit/s-kanaal over 400 km zonder tussenversterkers.

Bij deze ontwikkeling werd het DP-QPSK-formaat gebruikt om de kanaalsnelheid te vertienvoudigen (van 10 naar 100 Gbit/s) en de totale systeemcapaciteit (van 0,8 naar 8 Tbit/s). In dit formaat wordt elk van de twee orthogonale polarisaties (DP) gebruikt om onafhankelijke informatiestromen over te brengen. In elk van deze twee stromen wordt informatie verzonden met behulp van fasemodulatie met 4 niveaus (QPSK). Hierdoor wordt de snelheid 4 keer verhoogd (er worden 4 bits per symbool verzonden). Het werk merkt op dat het vergroten van de kanaalcapaciteit het mogelijk maakt het aantal kanalen te verminderen, en dit vereenvoudigt het netwerkbeheer.