دانش حرفه ای

طول موج چندگانه

2022-08-24
مالتی پلکس تقسیم طول موج به فناوری اطلاق می شود که در آن سیگنال هایی با طول موج های مختلف با هم ارسال شده و دوباره از هم جدا می شوند. حداکثر، در ارتباطات فیبر نوری برای انتقال داده ها در کانال های متعدد با طول موج های کمی متفاوت استفاده می شود. استفاده از این روش می تواند ظرفیت انتقال پیوند فیبر نوری را تا حد زیادی بهبود بخشد و با ترکیب دستگاه های فعال مانند تقویت کننده های فیبر نوری، کارایی استفاده را بهبود بخشد. علاوه بر کاربردها در مخابرات، مالتی پلکس تقسیم طول موج را می توان در مواردی که یک فیبر منفرد چندین حسگر فیبر نوری را کنترل می کند نیز اعمال کرد.

WDM در سیستم های مخابراتی
از نظر تئوری، نرخ بسیار بالای انتقال داده در یک کانال می‌تواند به حد ظرفیت انتقال داده‌ای برسد که یک فیبر منفرد می‌تواند تحمل کند، به این معنی که پهنای باند کانال مربوطه بسیار زیاد است. با این حال، به دلیل پهنای باند بسیار زیاد پنجره انتقال کم تلفات فیبر سیلیکا تک حالته (ده ها THz)، سرعت داده در این زمان به مراتب بیشتر از نرخ داده ای است که فرستنده و گیرنده فوتوالکتریک می توانند بپذیرند. علاوه بر این، پراکندگی های مختلف در فیبر انتقال اثرات بسیار نامطلوبی بر کانال پهنای باند دارد که فاصله انتقال را تا حد زیادی محدود می کند. فناوری مالتی پلکسی تقسیم طول موج می تواند این مشکل را حل کند، در حالی که نرخ انتقال هر سیگنال را در سطح مناسب (10 گیگابیت بر ثانیه) نگه می دارد، از طریق ترکیب سیگنال های متعدد می توان به سرعت انتقال داده بسیار بالایی دست یافت.
طبق استانداردهای اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU)، WDM را می توان به دو نوع تقسیم کرد:
در مولتی پلکسی تقسیم طول موج درشت (CWDM، استاندارد ITU G.694.2 [7])، تعداد کانال ها کم است، مانند چهار یا هشت، و فاصله کانال 20 نانومتر نسبتاً زیاد است. محدوده طول موج اسمی از 1310 نانومتر تا 1610 نانومتر است. تحمل طول موج فرستنده نسبتاً زیاد است، ± nm 3، به طوری که می توان از لیزرهای بازخورد توزیع شده بدون اقدامات تثبیت کننده استفاده کرد. نرخ انتقال برای یک کانال به طور معمول از 1 تا 3.125 گیگابیت بر ثانیه متغیر است. بنابراین نرخ کلی داده حاصل در مناطق شهری که فیبر به خانه اجرا نمی شود مفید است.
Multiplexing تقسیم طول موج متراکم (DWDM, ITU Standard G.694.1 [6]) موردی است که به ظرفیت داده بسیار بزرگ گسترش می یابد و همچنین معمولاً در شبکه های اصلی اینترنت استفاده می شود. این شامل تعداد زیادی کانال (40، 80، 160) است، بنابراین فاصله کانال مربوطه بسیار کم است، به ترتیب 12.5، 50، 100 گیگاهرتز. فرکانس تمام کانال ها به 193.10 THz (1552.5 نانومتر) خاص ارجاع داده می شود. فرستنده باید الزامات تحمل طول موج بسیار باریک را برآورده کند. معمولا فرستنده یک لیزر بازخورد توزیع شده با دمای پایدار است. سرعت انتقال یک کانال بین 1 تا 10 گیگابیت بر ثانیه است و پیش بینی می شود در آینده به 40 گیگابیت بر ثانیه برسد.
به دلیل پهنای باند تقویت کننده زیاد تقویت کننده های فیبر دوپ شده با اربیوم، همه کانال ها را می توان در یک دستگاه تقویت کرد (به جز زمانی که محدوده طول موج CWDM در مقیاس کامل اعمال می شود). با این حال، زمانی که بهره وابسته به طول موج باشد یا زمانی که برهمکنش غیرخطی فیبر-کانال داده (تداخل کانال، تداخل کانال) وجود دارد، مشکلات به وجود می‌آیند. با ترکیب تکنیک‌های مختلف، مانند توسعه تقویت‌کننده‌های فیبر باند پهن (دو باند)، فیلترهای صاف‌کننده بهره، بازخورد داده‌های غیرخطی و غیره، این مشکل تا حد زیادی بهبود یافته است. پارامترهای سیستم مانند پهنای باند کانال، فاصله کانال، توان انتقال، انواع فیبر و تقویت‌کننده، فرمت‌های مدولاسیون و مکانیسم‌های جبران پراکندگی برای دستیابی به بهترین سطح عملکرد کلی باید در نظر گرفته شوند.
اگرچه پیوند فیبر نوری فعلی تنها شامل تعداد کمی کانال در یک فیبر منفرد است، همچنین لازم است فرستنده و گیرنده ای جایگزین شود که بتواند عملکرد همزمان چندین کانال را برآورده کند، که ارزان تر از جایگزینی کل سیستم برای به دست آوردن داده های بالاتر است. ظرفیت زیادی از اگرچه این راه حل ظرفیت انتقال داده را تا حد زیادی بهبود می بخشد، اما نیازی به افزودن فیبرهای نوری اضافی ندارد.
مالتی پلکس تقسیم طول موج علاوه بر افزایش ظرفیت انتقال، سیستم های ارتباطی پیچیده را نیز انعطاف پذیرتر می کند. کانال های داده مختلف می توانند در مکان های مختلف سیستم وجود داشته باشند و کانال های دیگر را می توان به طور انعطاف پذیر استخراج کرد. در این حالت به یک مالتی پلکسر افزودن قطره نیاز است و می توان این دوره را با توجه به طول موج کانال داده در کانال وارد کرد یا از کانال استخراج کرد. مالتی پلکسرهای Add-drop می توانند به طور انعطاف پذیر سیستم را مجدداً پیکربندی کنند تا اتصالات داده را برای تعداد زیادی از کاربران در مکان های مختلف فراهم کند.
در بسیاری از موارد، مالتی پلکسی تقسیم طول موج را می توان با تقسیم بندی زمان (TDM) جایگزین کرد. مالتی پلکسی تقسیم زمانی جایی است که کانال های مختلف بر اساس زمان رسیدن به جای طول موج متمایز می شوند.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept