มักมีคำถามเกิดขึ้นเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยี CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) และ DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) นอกเหนือจากจำนวนช่องสัญญาณที่แตกต่างกัน เทคโนโลยีมีความคล้ายคลึงกันในหลักการของการจัดช่องทางการสื่อสารและช่องสัญญาณอินพุต - เอาท์พุต แต่มีความแม่นยำทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อพารามิเตอร์ของสายและต้นทุนของโซลูชัน

จำนวนความยาวคลื่นและช่องสัญญาณ CWDM และ DWDM

เทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่น CWDM เกี่ยวข้องกับการใช้ความยาวคลื่น 18 ช่วง 1) ในขณะที่มัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่นที่แม่นยำ DWDM สามารถใช้ความยาวคลื่น 40 ช่วง

ตารางความถี่ CWDM และ DWDM

ช่องในเทคโนโลยี CWDM หารด้วยความยาวคลื่นใน DWDM - ตามความถี่ 2) ความยาวคลื่นจะคำนวณเป็นลำดับที่สองจากอัตราส่วนของความเร็วแสงในสุญญากาศต่อความถี่ สำหรับ CWDM จะใช้กริดความยาวคลื่นที่มีขั้นตอน 20 นาโนเมตร สำหรับระบบ DWDM มาตรฐาน กริดความถี่คือ 100 GHz และ 50 GHz สำหรับ DWDM ความหนาแน่นสูง จะใช้กริด 25 และ 12.5 GHz

ความยาวคลื่นและความถี่ CWDM และ DWDM

เทคโนโลยี CWDM ใช้ความยาวคลื่นตั้งแต่ 1270 - 1610 นาโนเมตร เมื่อคำนึงถึงความคลาดเคลื่อนและแบนด์วิธของตัวกรอง ช่วงจะขยายเป็น 1262.5 - 1617.5 ซึ่งก็คือ 355 นาโนเมตร เราจะได้ความยาวคลื่น 18 ช่วง

สำหรับ DWDM ที่มีตาราง 100 GHz ผู้ให้บริการจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 191.5 (1565.50 nm) THz ถึง 196.1 THz (1528.77 nm) เช่น ช่วงกว้าง 4.6 THz หรือ 36.73 นาโนเมตร รวม 46 ความยาวคลื่นสำหรับ 23 ช่องดูเพล็กซ์

สำหรับ DWDM ที่มีตาราง 50 GHz ความถี่ของสัญญาณจะอยู่ในช่วง 192 THz (1561.42 nm) - 196 THz (1529.55 nm) ซึ่งก็คือ 4 THz (31.87 nm) ตรงนี้มีความยาวคลื่น 80 ช่วง

ความสามารถในการขยาย CWDM และ DWDM

ระบบมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นที่ใช้เทคโนโลยี CWDM ไม่เกี่ยวข้องกับการขยายสัญญาณแบบหลายองค์ประกอบ นี่เป็นเพราะขาดแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลที่ทำงานในสเปกตรัมกว้างเช่นนี้

ในทางกลับกันเทคโนโลยี DWDM เกี่ยวข้องกับการขยายสัญญาณ สัญญาณที่มีหลายองค์ประกอบสามารถขยายได้ด้วยเครื่องขยายสัญญาณเออร์เบียมมาตรฐาน (EDFA)

ช่วงการทำงาน CWDM และ DWDM

ระบบ CWDM ได้รับการออกแบบให้ทำงานบนเส้นที่มีความยาวค่อนข้างสั้นประมาณ 50-80 กิโลเมตร

ระบบ DWDM ช่วยให้สามารถรับส่งข้อมูลในระยะทางเกิน 100 กิโลเมตรได้มาก นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับประเภทของการปรับสัญญาณ ช่อง DWDM สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องสร้างใหม่ในระยะทางมากกว่า 1,000 กิโลเมตร

หมายเหตุ

1) เมื่อต้นปี 2558 ผู้ผลิตโมดูลออปติคอล รวมถึง SKEO ได้เปิดตัวโมดูล CWDM SFP ที่มีความยาวคลื่น 1625 นาโนเมตร ความยาวคลื่นนี้ไม่ได้ระบุโดย ITU G.694.2 แต่พบว่ามีประโยชน์ในทางปฏิบัติ

2) ตารางความถี่สำหรับ CWDM อธิบายไว้ในมาตรฐาน ITU G.694.2 สำหรับ DWDM - ในมาตรฐาน G.694.1 (การแก้ไข 2)

ผู้ให้บริการสามารถใช้เทคโนโลยีใดเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของเครือข่ายออปติกที่มีอยู่ได้

มีเทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหรือเทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นสามแบบที่พร้อมใช้งานและติดตั้งและใช้งานง่าย:

• WDM 2 ช่อง;
• มัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่นหยาบ (CWDM);
• มัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น (DWDM)

เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถให้ความยาวคลื่นเพิ่มเติมแก่ผู้ปฏิบัติงาน (หรือไฟเบอร์เสมือน) ความยาวคลื่นเพิ่มเติม 18 ความยาวคลื่น หรือความยาวคลื่นเพิ่มเติมสูงสุด 160 ความยาวคลื่น เทคโนโลยีทั้งหมดนี้ใช้ไฟเบอร์ที่มีอยู่ในเครือข่ายผู้ให้บริการ

WDM (มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น) คืออะไร

เทคโนโลยีสำหรับการเพิ่มสัญญาณแสงตั้งแต่ 2 สัญญาณขึ้นไปที่มีความยาวคลื่นต่างกัน ส่งพร้อมกันบนเส้นใยเดี่ยวและแยกจากกันด้วยความยาวคลื่นที่ปลายไกล การใช้งานทั่วไปส่วนใหญ่ (WDM 2 แชนเนล) รวมความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตรไว้ในเส้นใยเดี่ยว

CWDM (มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหยาบ) คืออะไร?

เทคโนโลยีสำหรับการรวมความยาวคลื่น ITU สูงสุด 18 ช่วงและส่งสัญญาณพร้อมกันบนเส้นใยเดี่ยว ตามด้วยการแยกที่ปลายสุด มาตรฐาน ITU สำหรับ CWDM กำหนด 18 ช่องตั้งแต่ 1271 nm ถึง 1611 nm โดยมีระยะห่าง 20 nm ระหว่างช่องที่อยู่ติดกัน

DWDM (มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น) คืออะไร

เทคโนโลยีสำหรับการรวมความยาวคลื่นสูงสุด 160 ความยาวคลื่น ส่งสัญญาณพร้อมกันบนไฟเบอร์เส้นเดียว จากนั้นแยกพวกมันที่ปลายสุด DWDM ใช้ระยะห่างของความยาวคลื่นสูงถึง 25 GHz และต้องใช้เลเซอร์ที่มีความคลาดเคลื่อนและความเสถียรในการปล่อยที่แคบมาก แถบความยาวคลื่น DWDM มีตั้งแต่ 1530 นาโนเมตรถึง 1565 นาโนเมตร เครื่องขยายสัญญาณออปติคอล (EDFA) ที่เจือด้วยเออร์เบียมทำงานในย่านความถี่เดียวกัน

อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแอปพลิเคชัน WDM, CWDM และ DWDM?

ในกรณีส่วนใหญ่ WDM เป็นโซลูชันที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับการขาดแคลนสายเคเบิล โดยให้เส้นใยเพิ่มขึ้น 2 ต่อ 1 หรือ 3 ต่อ 1 โดยการรวมความยาวคลื่น 1310 nm, 1550 nm และ 1490 nm ให้เป็นเส้นใยเดี่ยว เมื่อจำเป็นต้องมีช่องสัญญาณมากขึ้นเพื่อขยายขีดความสามารถของโครงสร้างพื้นฐานใยแก้วนำแสงที่มีอยู่ CWDM มอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับช่วงแสงสั้น (สูงสุด 80 กม.) ด้วยต้นทุนที่ต่ำ CWDM สามารถเพิ่มความจุของไฟเบอร์ที่มีอยู่ได้ 18 ต่อ 1 ด้วยลักษณะการสูญเสียสัญญาณแสงในปัจจุบันในหน้าต่างโปร่งใส 1310 นาโนเมตรและ 1490 นาโนเมตร แอปพลิเคชัน WDM และ CWDM จึงเหมาะที่สุดสำหรับระยะทางสั้นๆ ในกรณีที่จำเป็นต้องมีความจุสูงหรือการส่งผ่านระยะไกล โซลูชัน DWDM เป็นวิธีที่ต้องการในการเพิ่มความจุของไฟเบอร์ ด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูงที่ได้รับการปรับปรุงให้ทำงานในหน้าต่าง 1550 นาโนเมตร (เพื่อลดการสูญเสีย) ระบบ DWDM จึงเป็นโซลูชั่นที่ดีเยี่ยมสำหรับเครือข่ายที่มีความต้องการมากขึ้น ระบบ DWDM สามารถใช้ EDFA เพื่อขยายความยาวคลื่นทั้งหมดในหน้าต่าง DWDM และเพิ่มความยาวการส่งสัญญาณได้สูงสุด 500 กม.

อะไรคือข้อดีของแต่ละเทคโนโลยี WDM ทั้งสามนี้?

สามารถใช้ WDM แบบสองช่องสัญญาณ (และสามช่องสัญญาณ) เพื่อเพิ่มความยาวคลื่นเพิ่มเติม (หรือเพิ่มเติมสองช่อง) ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย ติดตั้งและเชื่อมต่อได้ง่ายมากและราคาไม่แพงมาก

CWDM สามารถเพิ่มความยาวคลื่นเพิ่มเติมได้ถึง 18 ความยาวคลื่นเพิ่มเติมที่ความถี่มาตรฐานของ ITU ได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว เหมาะสำหรับเครือข่ายขนาดกลางที่มีขนาดหน้าตัดสูงสุด 100 กม. เนื่องจากระยะห่างของความยาวคลื่นคือ 20 นาโนเมตร จึงสามารถใช้เลเซอร์ที่มีราคาถูกกว่าได้ ส่งผลให้ต้นทุนต่ำมากสำหรับโซลูชันที่มีความจุปานกลาง

DWDM นำเสนอโซลูชันความจุสูงและระยะไกลสำหรับสายสื่อสารใยแก้วนำแสงที่มีการเติบโตสูงในความต้องการไฟเบอร์และในกรณีที่จำเป็นต้องมีการส่งสัญญาณทางไกล ระบบ DWDM สามารถใช้งานได้ด้วยต้นทุนเริ่มต้นที่ค่อนข้างต่ำ และสามารถเพิ่มช่องสัญญาณ (ความยาวคลื่น) ได้อย่างง่ายดายเมื่อระบบเติบโตขึ้น แอมพลิฟายเออร์ EDFA ร่วมกับตัวชดเชยการกระจายสามารถเพิ่มระยะของระบบได้หลายพันกิโลเมตร

เทคโนโลยีแต่ละอย่างมีข้อจำกัดอะไรบ้าง?

WDM สอง (หรือสาม) แชนเนลถูกจำกัดไว้ที่หนึ่งหรือสองแชนเนลที่สามารถเพิ่มเข้ากับแชนเนล 1310 นาโนเมตรได้ โดยทั่วไปช่วงของระบบจะถูกจำกัดด้วยการสูญเสียช่องสัญญาณ 1310 นาโนเมตร

ระบบ CWDM แม้ว่าจะเป็นแบบหลายช่องสัญญาณ แต่ไม่มีกลไกการขยายสัญญาณแบบออปติคัลใดๆ และข้อจำกัดของช่วงจะถูกกำหนดโดยช่องสัญญาณที่มีการลดทอนสูงสุด นอกจากนี้ ช่องสัญญาณจากภูมิภาค 1360 นาโนเมตรถึง 1440 นาโนเมตรอาจพบการลดทอนมากที่สุด (1 ถึง 2 เดซิเบล/กม.) เนื่องจากระดับน้ำสูงสุดในภูมิภาคนี้สำหรับสายเคเบิลออปติกบางประเภท

โดยทั่วไประบบ DWDM จะถูกจำกัดในช่วงของส่วนการขยาย 4-5 ส่วน เนื่องจากเสียงรบกวนจากการปล่อยก๊าซธรรมชาติแบบขยาย (ASE) ใน EDFA มีเครื่องมือจำลองเพื่อกำหนดจำนวน EDFA ที่สามารถติดตั้งได้อย่างแน่ชัด ในส่วนยาว (>120 กม.) การกระจายตัวอาจเป็นปัญหาได้ โดยต้องติดตั้งโมดูลชดเชยการกระจายตัว แถบ DWDM ถูกจำกัดไว้ที่ความยาวคลื่นตั้งแต่ 1530 นาโนเมตรถึง 1565 นาโนเมตรตามช่วงเกน EDFA

Reach Extension คืออะไร และฉันจะใช้มันได้อย่างไร

การขยายการเข้าถึงเป็นคำทั่วไปในการขยายหรือสร้างสัญญาณใหม่เพื่อให้สามารถเดินทางได้ไกลมากขึ้น เนื่องจากลักษณะการส่งสัญญาณแบบอะนาล็อก สัญญาณแสงเมื่อส่งผ่านการเชื่อมต่อแบบออปติกจะลดลงเนื่องจากการกระจายตัว การสูญเสียพลังงาน ครอสทอล์ค และผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นในส่วนประกอบของไฟเบอร์และออปติก มีการใช้แนวทางทั่วไปสองวิธีเพื่อต่อสู้กับผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์เหล่านี้: การสร้างใหม่และการเพิ่มประสิทธิภาพ การสร้างสัญญาณใหม่โดยการแปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ประมวลผลสัญญาณนั้น แล้วแปลงกลับเป็นสัญญาณแสง การขยายเสียง การเพิ่มแอมพลิจูด (กำลัง dB) ของสัญญาณออปติคัลโดยไม่ต้องแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า

การฟื้นฟู 1R, 2R และ 3R คืออะไร?

การสร้างแสงใหม่มีสามระดับที่แตกต่างกันซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มช่วงการส่งสัญญาณ

• 1R-ขยาย: เทคนิคการฟื้นฟูนี้จะเพิ่มพลังงานแสงให้กับสัญญาณโดยไม่ส่งผลกระทบต่อรูปร่างหรือจังหวะเวลา EDFA เพียงเพิ่มโฟตอนให้กับสัญญาณแสงที่เข้ามาที่ความยาวคลื่นและเฟสเฉพาะของสัญญาณนั้น สิ่งนี้จะไม่กู้คืนหรือซิงโครไนซ์สัญญาณขาเข้าอีกครั้ง ผลข้างเคียงของ EDFA คือการสร้างสัญญาณรบกวนจากการปล่อยก๊าซธรรมชาติแบบขยาย ซึ่งจะสะสมกับ EDFA แต่ละตัวในสายสัญญาณ และสามารถ "ทำความสะอาด" ได้โดยการแปลงสัญญาณแสงเป็นรูปแบบไฟฟ้าเท่านั้น และในทางกลับกัน จำนวน EDFA โดยทั่วไปในการเชื่อมต่อแบบคาสเคดจะไม่เกิน 4 หรือ 5
• 2R-การขยายและการปรับรูปร่างใหม่: เทคนิคนี้จะขยายและฟื้นฟูรูปร่างของสัญญาณที่เสื่อมโทรม รูปร่างของสัญญาณที่สร้างขึ้นใหม่จะใกล้เคียงกับสัญญาณดั้งเดิม แต่ระยะเวลาของวงจรเวลา (ซิงโครไนซ์) จะไม่ถูกกู้คืน การสะสมของความกระวนกระวายใจที่นำไปสู่การสูญเสียการซิงโครไนซ์จะจำกัดจำนวนตัวกำเนิด 2R ที่ต่อเรียงกัน
• การฟื้นฟู 3R การปรับรูปร่าง และการกำหนดเวลาใหม่: นอกเหนือจากการขยายและการกู้คืน 3R แล้ว การสร้างใหม่ยังสร้างความยาววงจรดั้งเดิม (จังหวะเวลา) ของสัญญาณดั้งเดิมขึ้นใหม่ จึงเป็นการสร้างโอกาสที่ดีในการยืดอายุของสัญญาณซิงโครนัสและอะซิงโครนัส สามารถติดตั้งรีเจนเนอเรเตอร์ 3R ได้ไม่จำกัดจำนวนตามเส้นทางสัญญาณ

การแปลงความยาวคลื่นคืออะไร และเหตุใดจึงจำเป็น

การแปลงความยาวคลื่นจากความยาวคลื่นหนึ่งไปยังอีกความยาวคลื่นหนึ่งเพื่อการขนส่ง เนื่องจากลักษณะการลดทอนของสัญญาณ 1310 นาโนเมตรและ 850 นาโนเมตร บางครั้งจึงจำเป็นต้องแปลงสัญญาณเหล่านี้เป็นความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตร เพื่อส่งผ่านช่วงยาวของใยแก้วนำแสง ซึ่งได้รับประโยชน์จากการสูญเสียต่ำที่ 1550 นาโนเมตร การแปลงความยาวคลื่นยังใช้ในการแปลงสัญญาณแสงบรอดแบนด์ เช่น 1310 นาโนเมตรหรือ 1550 นาโนเมตร ให้เป็นความยาวคลื่น ITU CWDM หรือ DWDM แบบไม่ต่อเนื่อง ทำให้สามารถรวมความยาวคลื่นหลายความยาวคลื่นไว้บนเส้นใยเส้นเดียวได้

หากฉันแปลงสัญญาณ 1310 นาโนเมตรเป็นความยาวคลื่น xWDM ฉันจำเป็นต้องแปลงกลับเป็น 1310 นาโนเมตรก่อนรับสัญญาณที่ปลายสุดหรือไม่

ไม่ ปกติแล้วไม่จำเป็น อุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็นส่วนใหญ่ที่ผลิตในช่วง 10 ปีที่ผ่านมามีแนวโน้มที่จะมีตัวรับสัญญาณบรอดแบนด์ที่จะทำงานในช่วง ~1260nm ถึง ~1620nm ซึ่งหมายความว่าอินเทอร์เฟซที่ส่งที่ 1310 นาโนเมตรมีแนวโน้มที่จะรับสัญญาณที่ถูกแปลงสำหรับแอปพลิเคชัน DWDM หรือ CWDM

WDM เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลหลายช่องสัญญาณที่ความถี่พาหะที่แตกต่างกันผ่านใยแก้วนำแสงเส้นเดียว ตัวย่อมาจากภาษาอังกฤษ มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น ซึ่งแปลตามตัวอักษรว่าเป็นมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น

เทคโนโลยีนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถของใยแก้วนำแสงในการส่งแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันไปพร้อมๆ กันโดยไม่มีการรบกวนซึ่งกันและกัน และการทำมัลติเพล็กซ์/ดีมัลติเพล็กซ์ของสัญญาณเพิ่มเติม

หลักการทำงาน

ในกรณีที่ง่ายที่สุด หลักการทำงานของระบบมัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่นสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอน:

1) เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์แต่ละตัวจะสร้างสัญญาณที่ความถี่หนึ่งจากย่านความถี่ทั่วไป
2) ก่อนเข้าสู่ใยแก้วนำแสง สัญญาณทั้งหมดเหล่านี้จะรวมกันผ่านมัลติเพล็กเซอร์
3) ที่ส่วนรับ สัญญาณเหล่านี้จะถูกแยกออกในทำนองเดียวกันโดยใช้อุปกรณ์แยกส่งสัญญาณ

เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถรวมช่องสัญญาณได้ตั้งแต่ 4 ถึง 80 ช่อง (และมากกว่านั้น) ที่มีความยาวคลื่นต่างกันในฟลักซ์แสงเดียว

ในเครือข่าย WDM องค์ประกอบสำคัญคือมัลติเพล็กเซอร์ สัญญาณจะมาถึงความยาวคลื่นของอุปกรณ์ไคลเอนต์ และจะถูกส่งที่ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับแผนความถี่ ITU DWDM

ด้วยวิธีนี้ ความจุของช่องสัญญาณเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจึงเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น ในปี 2546 ความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 10.72 Tbit/s และในปี 2557 ตัวเลขดังกล่าวเพิ่มขึ้นเป็น 27 Tbit/s ในขณะเดียวกันก็สามารถใช้เทคโนโลยี WDM กับสายไฟเบอร์ออปติกที่วางไว้แล้วได้

ด้วยการใช้ WDM จะมีการจัดระเบียบการรับส่งข้อมูลหลายช่องทางแบบสองทางผ่านใยแก้วนำแสงเส้นเดียว ข้อดีของเทคโนโลยี ได้แก่ ความสามารถในการส่งสัญญาณความเร็วสูงในระยะทางไกลโดยไม่จำเป็นต้องใช้จุดกึ่งกลาง กล่าวคือ ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์สร้างและขยายสัญญาณ

การประเมินคุณภาพสาย

ในบรรดาพารามิเตอร์หลักในการกำหนดสัญญาณบนเส้น OSNR (อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน) หรือจำนวนข้อผิดพลาดบนเส้นนั้นมีความโดดเด่น พารามิเตอร์สำหรับช่องสัญญาณออปติคัลนี้รวมอยู่ในคุณลักษณะหลักสำหรับการประเมินคุณภาพการส่งสัญญาณ

ประเภทของเทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์สเปกตรัม

ปัจจุบันเทคโนโลยีต่อไปนี้ที่ใช้สเปกตรัมมัลติเพล็กซ์กำลังแพร่หลาย:

• WDM 2 ช่อง;
• CWDM หรือมัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่นหยาบ
• DWDM หรือมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น
• HDWDM หรือมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่นพิเศษ

WDM 2 ช่อง

พวกมันเกิดขึ้นก่อนในอดีตและทำงานที่ความยาวคลื่นกลางของหน้าต่างโปร่งใสที่ 2 และ 3 ของไฟเบอร์ควอตซ์ (1310 และ 1550 นาโนเมตร) ข้อได้เปรียบหลักของระบบดังกล่าวคือการขาดอิทธิพลของช่องสัญญาณที่มีต่อกันเนื่องจากมีระยะห่างของสเปกตรัมขนาดใหญ่ ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูลเป็นสองเท่าบนใยแก้วนำแสงเส้นเดียวหรือจัดการสื่อสารแบบดูเพล็กซ์

CWDM (WDM หยาบ)

มัลติเพล็กซ์สเปกตรัมแบบหยาบขึ้นอยู่กับการใช้แชนเนลในช่วง 1270–1610 นาโนเมตร ซึ่งแยกออกจากกันที่ระยะ 20 นาโนเมตร

เริ่มแรกไม่ได้ใช้ช่วง 1260–1360 นาโนเมตร เพียง 1470–1610 นาโนเมตร (ความยาวคลื่นแปดช่วง) นี่เป็นเพราะการลดทอนที่เพิ่มขึ้นที่ความยาวคลื่นต่ำกว่า 1310 นาโนเมตร เพื่อกำจัดสิ่งนี้ จึงมีการใช้เส้นใยพิเศษที่มี "จุดสูงสุดของน้ำ" ที่ความยาวคลื่น 1,383 นาโนเมตร

หากระบบใช้ช่วงคลื่นทั้งหมด (ตั้งแต่ 1270 ถึง 1610 นาโนเมตร) จะเรียกว่าระบบ FS-CWDM (Full-spectrum CWDM)

ระบบ CWDM ช่วยให้สามารถมัลติเพล็กซ์ได้สูงสุด 18 ช่อง

DWDM (WDM หนาแน่น)

มัลติเพล็กซ์สเปกตรัมหนาแน่นจะรวมความยาวคลื่นมากกว่า CWDM จำนวนมาก ระยะห่างของช่องประมาณ 100 GHz

อุปกรณ์ DWDM สำหรับมัลติเพล็กซ์:

• ซีแบนด์:ช่วงความยาวคลื่น 1530–1565 นาโนเมตร หากช่องสัญญาณหนึ่งมีความกว้าง 100 GHz ก็สามารถรวมช่องสัญญาณออปติคัลได้สูงสุด 40 ช่องหากความกว้างของช่องคือ 50 GHz - สูงสุด 80 ช่อง
• L-วง:ช่วงความยาวคลื่น 1570–1605 นาโนเมตร ด้วยความกว้างของช่องสัญญาณ 50 GHz สามารถรวมช่องแสงได้สูงสุด 160 ช่อง

HDWDM (WDM ความหนาแน่นสูง)

ด้วยมัลติเพล็กซ์สเปกตรัมที่มีความหนาแน่นสูง จำนวนช่องสัญญาณมัลติเพล็กซ์สามารถเพิ่มขึ้นอีก 2-4 เท่าเมื่อเทียบกับ DWDM ระยะห่างของช่องคือ 50 GHz หรือน้อยกว่า

มัลติเพล็กซ์แชนเนลสเปกตรัม (มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น, WDM, มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นอย่างแท้จริง) เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้คุณส่งข้อมูลหลายช่องสัญญาณพร้อมกันผ่านใยแก้วนำแสงเดียวที่ความถี่พาหะต่างกัน

เทคโนโลยีโทรคมนาคมแบบดั้งเดิมอนุญาตให้ส่งสัญญาณได้เพียงสัญญาณเดียวผ่านใยแก้วนำแสงเส้นเดียว สาระสำคัญของเทคโนโลยีสเปกตรัมหรือออปติคอลมัลติเพล็กซ์คือความสามารถในการจัดระเบียบสัญญาณ SDH หลายตัวแยกกันบนไฟเบอร์เดียว และส่งผลให้ปริมาณงานของสายสื่อสารเพิ่มขึ้นมากมาย

รากฐานของเทคโนโลยีนี้ถูกวางในปี 1958 ก่อนที่จะมีใยแก้วนำแสงเกิดขึ้นด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตาม ใช้เวลาประมาณ 20 ปีก่อนที่จะมีการสร้างส่วนประกอบแรกของระบบมัลติเพล็กซ์ เดิมทีถูกสร้างขึ้นเพื่อการวิจัยในห้องปฏิบัติการ และในปี 1980 เท่านั้นที่เทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่น WDM ถูกเสนอสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคม และห้าปีต่อมา ศูนย์วิจัยของ AT&T ได้ใช้เทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่นหนาแน่น (DWDM) เมื่อสามารถสร้างช่องสัญญาณ 10 2 Gbps ในใยแก้วนำแสงเส้นเดียวได้

เทคโนโลยี WDM ช่วยให้สามารถเพิ่มความจุของช่องสัญญาณได้อย่างมาก (ภายในปี 2552 ความเร็วอยู่ที่ 15.5 Tbit/s) และช่วยให้สามารถใช้สายไฟเบอร์ออปติกที่วางไว้แล้วได้ ด้วย WDM ทำให้สามารถจัดระเบียบการรับส่งข้อมูลหลายช่องทางแบบสองทางผ่านไฟเบอร์เดียว (ในสายทั่วไปจะใช้ไฟเบอร์คู่ - สำหรับการส่งสัญญาณในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับ)

หลักการทำงานของระบบมัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่น

ในกรณีที่ง่ายที่สุด เครื่องส่งเลเซอร์แต่ละตัวจะสร้างสัญญาณที่ความถี่เฉพาะจากแผนความถี่ สัญญาณทั้งหมดเหล่านี้รวมกันโดยมัลติเพล็กเซอร์ (MUX) ก่อนที่จะนำเข้าสู่ใยแก้วนำแสง ที่ฝั่งรับสัญญาณ สัญญาณจะถูกแยกออกจากกันด้วยเครื่องแยกส่งสัญญาณ (DEMUX) ในทำนองเดียวกัน เช่นเดียวกับในเครือข่าย SDH มัลติเพล็กเซอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญ

ฟลักซ์แสงที่ส่งผ่านเทคโนโลยี WDM ประกอบด้วยความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน (แล)

รูปที่ 12.1 – หลักการส่งสัญญาณใน WDM

นั่นคือหนึ่งไฟเบอร์สามารถส่งช่องสัญญาณมาตรฐานได้มากกว่าร้อยช่อง ดังนั้น อุปกรณ์ที่ใช้สร้างเครือข่าย DWDM ของบริษัท TransTeleCom ในการกำหนดค่าสูงสุด จึงสามารถใช้งานความยาวคลื่นได้สูงสุด 160 ช่วง

แผนภาพวงจร WDM ค่อนข้างง่าย เพื่อจัดระเบียบช่องแสงหลายช่องในไฟเบอร์เดียว สัญญาณ SDH จะเป็น "สี" นั่นคือความยาวคลื่นแสงจะถูกเปลี่ยนสำหรับแต่ละสัญญาณดังกล่าว สัญญาณ "สี" จะถูกผสมโดยใช้มัลติเพล็กเซอร์และส่งไปยังเส้นออปติคัล ที่จุดสุดท้าย การดำเนินการย้อนกลับจะเกิดขึ้น - สัญญาณ SDH "สี" จะถูกแยกออกจากสัญญาณกลุ่มและส่งไปยังผู้บริโภค

รูปที่ 12.2 - มัลติเพล็กซ์ - ดีมัลติเพล็กซ์ของสัญญาณใน WDM

โดยปกติแล้ว เพื่อที่จะส่งกระแสคลื่นหลายคลื่นผ่านเส้นใยเดียว เทคโนโลยี WDM จึงมาพร้อมกับอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำพิเศษ ดังนั้นความไม่แน่นอนของความยาวคลื่นที่ได้จากเลเซอร์โทรคมนาคมมาตรฐานจึงมากกว่าค่าที่กำหนดในระบบ WDM ประมาณหนึ่งร้อยเท่า

เมื่อสัญญาณเดินทางผ่านใยแก้วนำแสง มันก็จะค่อยๆ จางหายไป เพื่อขยายสัญญาณจะใช้เครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคัล ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลในระยะทางสูงสุด 4,000 กม. โดยไม่ต้องแปลงสัญญาณแสงเป็นไฟฟ้า (สำหรับการเปรียบเทียบใน SDH ระยะนี้ไม่เกิน 200 กม.)

รูปที่ 12.3 – ระบบก่อนส่งมอบ WDM

ประโยชน์ของ WDM นั้นชัดเจน เทคโนโลยีนี้เป็นวิธีที่ใหญ่ที่สุดและคุ้มค่าที่สุดในการขยายแบนด์วิดท์ของช่องสัญญาณไฟเบอร์ออปติกหลายร้อยครั้ง ความจุของสายออปติคัลที่ใช้ระบบ WDM สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการค่อยๆ เพิ่มช่องออปติคัลใหม่ให้กับอุปกรณ์ที่มีอยู่ในขณะที่เครือข่ายพัฒนาขึ้น

โดยทั่วไปสามารถนำเสนอโครงร่างการใช้เทคโนโลยี WDM ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 12.4.

องค์ประกอบโดยทั่วไปของอุปกรณ์คือจำนวนทรานสปอนเดอร์แบบออปติคัลที่ต้องการซึ่งแปลงความยาวคลื่นและมัลติเพล็กเซอร์แบบออปติคอลที่ผสมพวกมันทั้งหมดให้เป็นสัญญาณหลายสเปกตรัมเดียว

ช่องสัญญาณแสง– อุปกรณ์ที่ให้อินเทอร์เฟซระหว่างอุปกรณ์เข้าถึงเทอร์มินัลและสาย WDM ตามคำแนะนำของ ITU G.957 สำหรับระบบ SDH ค่าที่อนุญาตของพารามิเตอร์สเปกตรัมที่อินเทอร์เฟซออปติคัลเอาท์พุตมีค่าดังต่อไปนี้: ความกว้างของเส้นสเปกตรัม Δγµ±0.5 นาโนเมตร (สำหรับ STM -16) และความยาวคลื่นกลางอาจมีได้ ค่าใด ๆ ภายในช่วง 1530... 1565 นาโนเมตร อินพุตของออปติคัลมัลติเพล็กเซอร์จะต้องรับสัญญาณแสง ซึ่งพารามิเตอร์สเปกตรัมจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดโดยคำแนะนำ ITU-T G.692 อย่างเคร่งครัด เห็นได้ชัดว่าหากส่งสัญญาณจากเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณแบบออปติคอล SDH ไปยังอินพุตแบบออปติคอลของมัลติเพล็กเซอร์ มัลติเพล็กซ์จะไม่เกิดขึ้น การปฏิบัติตามข้อกำหนดที่จำเป็นทำได้โดยการใช้ตัวแปลงความยาวคลื่นพิเศษ - ทรานสปอนเดอร์ - ในอุปกรณ์ WDM อุปกรณ์นี้อาจมีจำนวนอินพุตและเอาต์พุตออปติคอลที่แตกต่างกัน แต่หากสามารถจ่ายสัญญาณออพติคัล พารามิเตอร์ที่กำหนดโดยคำแนะนำ G.957 ให้กับอินพุตทรานสปอนเดอร์ใดๆ ได้ สัญญาณเอาท์พุตจะต้องเป็นไปตามคำแนะนำ G.692 ในแง่ของพารามิเตอร์ ยิ่งไปกว่านั้น หาก m สัญญาณออพติคอลถูกบีบอัด ดังนั้นที่เอาท์พุตทรานสปอนเดอร์ ความยาวคลื่นของแต่ละช่องสัญญาณจะต้องสอดคล้องกับหนึ่งในนั้นเท่านั้นตามตารางแผนความถี่ ITU

ออปติคอล (de) มัลติเพล็กเซอร์ CWDMพื้นฐานของมัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์คือองค์ประกอบการกระจายตัวที่สามารถแยกสัญญาณที่มีความยาวคลื่นต่างกันได้ ในระบบ CWDM สมัยใหม่ อุปกรณ์ที่มีราคาไม่แพงนักซึ่งใช้ตัวกรองฟิล์มบาง (TFF, ตัวกรองฟิล์มบาง) จะถูกใช้เพื่อแยกพาหะนำแสง การสูญเสียที่เกิดจากอุปกรณ์ดังกล่าวคือประมาณ 1 dB ต่อช่องสัญญาณ (ค่าน้อยกว่า 2.5 dB สำหรับอุปกรณ์ 8 ช่องได้รับในระบบจริง) เทคโนโลยีฟิล์มบางมีลักษณะเฉพาะด้วยการแยกตัวสูง (การแยก) ของช่องสัญญาณที่อยู่ติดกัน - ประมาณ 30 dB, ความเสถียรที่อุณหภูมิสูง - 0.002 nm/°C ซึ่งเทียบเท่ากับการเปลี่ยนแปลงในความยาวคลื่นในการทำงาน ±0.07 nm โดยมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ± 35°ซ. หากต้องการแยกความยาวคลื่นด้วยการแยก 20 นาโนเมตร ตัวกรองที่มีชั้นอิเล็กทริกจำนวนน้อยกว่ามากจะต้องใช้มากกว่าในกรณีของตัวกรอง DWDM (ประมาณ 50 และ 150 ชั้น ตามลำดับ) ซึ่งส่งผลดีต่อต้นทุน

มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ที่ใช้ตัวกรองฟิล์มบางหลายชั้นคือ (de)มัลติเพล็กเซอร์ประเภทลำดับ กล่าวคือ ตัวกรองตัวหนึ่งเลือกหนึ่งช่องสัญญาณ การใช้อุปกรณ์ดังกล่าวในระบบที่มีช่องสัญญาณจำนวนมาก (ในทางปฏิบัติมากกว่า 4 ช่อง) อาจทำให้เกิดการสูญเสียการแทรกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และในกรณีนี้ มัลติเพล็กเซอร์แบบขนานหรือไฮบริดขนานอนุกรมอนุกรม (de) บางครั้ง ใช้แล้ว. หลักการทำงานคือสัญญาณขาเข้าจะผ่านแผ่นท่อนำคลื่นและกระจายไปยังท่อนำคลื่นจำนวนมาก ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นโครงสร้างการเลี้ยวเบนของ AWG (arrayed waveguide grating) ในกรณีนี้ ความยาวคลื่นทั้งหมดยังคงอยู่ในท่อนำคลื่นแต่ละอัน เช่น สัญญาณยังคงเป็นมัลติเพล็กซ์ แต่จะขนานกันเท่านั้น เนื่องจากความยาวของท่อนำคลื่นมีความแตกต่างกันด้วยปริมาณคงที่ กระแสจึงเดินทางไปตามเส้นทางที่มีความยาวต่างกัน ผลก็คือ ฟลักซ์แสงจะถูกรวบรวมไว้ในแผ่นท่อนำคลื่น ซึ่งเป็นจุดที่มีการโฟกัส และสร้างค่าสูงสุดที่แยกจากกันเชิงพื้นที่ โดยมีการคำนวณเสาเอาท์พุต ฟิสิกส์ของกระบวนการนี้เหมือนกับในตะแกรงเลี้ยวเบนแบบทั่วไป ซึ่งทำให้เทคโนโลยีนี้มีชื่อขึ้นมา มัลติเพล็กซ์เกิดขึ้นในทางกลับกัน

เทคโนโลยี DWDM ดำเนินการมัลติเพล็กซ์ความถี่ของคลื่นแสง แทนที่จะเป็นคลื่นไฟฟ้าเช่นเดียวกับในระบบ FDM รูปที่ 3.21 แสดงให้เห็นกระบวนการ DWDM ที่อินพุต DWDM แต่ละเฟรม STM ของลำดับชั้นดิจิทัลซิงโครนัส SDH จะถูกกำหนดให้กับเลเซอร์ที่แยกต่างหากสำหรับการมอดูเลต เลเซอร์แต่ละตัวจะส่งสัญญาณที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของตัวเอง แลมบ์ดา (แลมบ์ดา) ในช่วงที่กำหนด ผลจากมัลติเพล็กซ์ สัญญาณเอาท์พุตของเลเซอร์จะรวมกันเป็นใยแก้วนำแสงเส้นเดียว

ข้าว. 3.21. กระบวนการมัลติเพล็กซ์ DWDM

เทคโนโลยี DWDM มีเทคโนโลยีรุ่นก่อน - WDM (Wave Division Multiplexing) ซึ่งใช้ช่องสเปกตรัมตั้งแต่ 2 ถึง 16 ช่อง ช่องหนึ่งถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วสูงถึง 10 Gbit/s ระบบ DWDM สามารถใช้งานได้ถึง 160 ช่องสัญญาณบนใยแก้วนำแสงเส้นเดียว โดยให้อัตราข้อมูลเส้นใยเดี่ยวสูงถึงหลายเทราบิตต่อวินาที ในรูป รูปที่ 3.22 แสดงส่วนประกอบของระบบ DWDM

ข้าว. 3.22. ส่วนระบบ DWDM

ที่ปลายแต่ละด้านของส่วนจะมีมัลติเพล็กเซอร์เทอร์มินัลระบบ DWDM มัลติเพล็กเซอร์นี้ช่วยให้แน่ใจว่าเฟรมลำดับชั้นดิจิทัลแบบซิงโครนัส (SONET) ของ SDH (หรือ SONET) มีการกระจายไปตามความยาวคลื่นแสงเฉพาะ (แล) ที่ใช้สำหรับการขนส่ง เส้นทางระหว่างเทอร์มินัลมัลติเพล็กเซอร์สามารถรวมถึงมัลติเพล็กเซอร์อินพุต/เอาท์พุตออปติคอล OADM (ออปติคัลเพิ่ม/ปล่อยมัลติเพล็กเซอร์) OADM รองรับฟังก์ชัน I/O ที่ความยาวคลื่นต่างๆ เครื่องขยายสัญญาณออปติคัลตั้งอยู่ตามไซต์ในระยะทางประมาณ 150 กม. แม้ว่าเครื่องขยายสัญญาณออปติคอลจะคืนกำลังสัญญาณ แต่ก็ไม่สามารถชดเชยได้อย่างสมบูรณ์ (เช่น เนื่องจากการแพร่กระจายของความยาวคลื่นที่แตกต่างกันที่ความเร็วที่แตกต่างกัน) ดังนั้นเพื่อสร้างส่วน DWDM ที่ยาวขึ้นระหว่างส่วนจำนวนหนึ่งด้วยแอมพลิฟายเออร์ออปติคัล (สูงสุดเจ็ด) จึงมีการติดตั้งมัลติเพล็กเซอร์ DWDM ซึ่งดำเนินการสร้างสัญญาณใหม่โดยแปลงเป็นรูปแบบไฟฟ้าและด้านหลัง เทคโนโลยี DWDM ต่างจากการใช้ใยแก้วนำแสงใน SDH และ Gigabit Ethernet (ซึ่งสัญญาณแสงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าเสมอก่อนมัลติเพล็กซ์และการสลับ) ระหว่างเครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคัล การดำเนินการเหล่านี้จะดำเนินการกับสัญญาณไฟด้วย

การวิเคราะห์การรับส่งข้อมูลเครือข่ายในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาแสดงให้เห็นถึงการเติบโตแบบก้าวกระโดดในเกือบทุกภูมิภาคของโลก การเติบโตของการรับส่งข้อมูลเครือข่ายทำให้ความต้องการแบนด์วิดท์ของเทคโนโลยี DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง DWDM ทำงานบนแบ็คโบนแบบออปติคัลที่ความเร็วเทราบิต ตามการคาดการณ์ ภายในปี 2563 ความเร็วในการส่งข้อมูลบนไฟเบอร์เดียวในเครือข่ายหลักของประเทศที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่จะเข้าใกล้ 20 Tbit/s

ที่นิทรรศการ Svyaz Expocomm-2012 บริษัท T8 ของรัสเซียได้นำเสนอการพัฒนาระบบ DWDM 80 แชนเนลด้วยความเร็วข้อมูลผ่านแอมพลิฟายเออร์เรียงซ้อนระยะทาง 2,000 กม. บนแชนเนล 100 Gbit/s ความจุสูงสุดของระบบดังกล่าวคือ 8 Tbit/s ปัจจุบัน ระบบในระดับนี้เป็นที่ต้องการของ OJSC Rostelecom และผู้ให้บริการรายใหญ่อื่นๆ ตามที่นักพัฒนาระบุว่าอุปกรณ์นี้มีระยะการส่งสัญญาณสูงถึง 5-6,000 กม. การส่งผ่านช่องสัญญาณ 100 Gbit/s ในระยะทางเกิน 400 กม. โดยไม่มีเครื่องขยายสัญญาณระดับกลางจะแสดงขึ้น

ในการพัฒนานี้ ใช้รูปแบบ DP-QPSK เพื่อเพิ่มความเร็วช่องสัญญาณเป็นสิบเท่า (จาก 10 เป็น 100 Gbit/s) และความจุของระบบทั้งหมด (จาก 0.8 เป็น 8 Tbit/s) ในรูปแบบนี้ แต่ละโพลาไรเซชันมุมฉาก (DP) สองอันจะถูกนำมาใช้เพื่อถ่ายทอดกระแสข้อมูลที่เป็นอิสระ ในแต่ละสตรีมทั้งสองนี้ ข้อมูลจะถูกส่งโดยใช้การมอดูเลตเฟส 4 ระดับ (QPSK) เป็นผลให้ความเร็วเพิ่มขึ้น 4 เท่า (ส่ง 4 บิตต่อสัญลักษณ์) หมายเหตุในการทำงานว่าการเพิ่มความจุของช่องสัญญาณทำให้คุณสามารถลดจำนวนช่องสัญญาณได้ และทำให้การจัดการเครือข่ายง่ายขึ้น