波長分割多重化（WDM）テクノロジーの原理

WDMテクノロジーは高度です光ファイバ波長分割多重化として知られる通信技術。異なるレートの光を単一の光ファイバー内で混合することを含みます。ここでは、異なる波長のこれらの光信号によって運ばれるデジタル信号は、同じレートと形式、または異なるレートとデータ形式のものです。

受信側では、異なる波長のこれらの結合された信号は、Demultiplexerを使用して分離され、さらに処理されて元の信号を復元し、その後、異なる端子に送信されます。したがって、この技術は光波長分割多重化と呼ばれ、光学WDMと略されます。

ここで、シングル光ファイバ「マルチレーン」の高速道路に例えることができます。従来のTDMシステムは、この道路の1車線のみを利用しているだけであり、ビットレートを増やすことは、その車線でスピードアップして単位時間あたりの輸送容量を増やすことに似ています。高密度の波長分裂マルチプレックス（DWDM）テクノロジーを使用すると、この高速道路で未使用のレーンを利用して、光ファイバの広大で未開発の送信容量を活用することに似ています。

WDMテクノロジーは、ネットワークの拡張とアップグレード、ブロードバンドサービスの開発、光ファイバーの帯域幅能力の活用、超高速通信の達成に非常に重要です。

 

1。WDMシステムの基本構成

WDMシステムの基本的な構成には、主に2つのタイプが含まれています：デュアルファイバー単方向伝達と単一繊維の双方向伝達。単方向WDMには、単一の光ファイバを介して同じ方向に送信されるすべての光学チャネルが含まれます。送信端では、それぞれがさまざまな情報を運ぶ異なる波長で変調された光信号が、光学マルチプレクサを使用して組み合わされ、1つの光ファイバを介して一方向に送信されます。各信号は異なる波長の光によって運ばれるため、混合しません。受信側では、光学的非複数の波長が異なる波長の光信号を分離し、複数の光信号の透過を完了し、逆方向は別の光ファイバを介して送信されます。

双方向WDMとは、光学チャネルが単一の光ファイバー上の2つの異なる方向に同時に送信され、使用される波長を分離して全二重通信を実現することを意味します。

WDMシステムは通常、4つのコンポーネントで構成されています。光学送信機、光リピーターアンプ、光学レシーバー、光学監視チャネルです。

1.1。光送信機：

送信端でWDMシステムのコア機器として、最初に光学信号出力を光学トランスポンダーを使用して安定した特異的波長を持つ信号に変換し、マルチプレクサーを使用してマルチチャネル光信号を合成し、光電力増幅器を介した出力を増幅します。

1.2。光学リピーターアンプ：

長距離（80〜120km）の光ファイバー伝送の後、光信号を増幅する必要があります。 WDMシステムでは、エルビウムドープされたファイバーアンプ（EDFA）が異なる波長の光学信号に対して同じ増幅ゲインを提供し、光学チャネルのゲイン競合が透過性能に影響しないことを確認するために、ゲインの平坦化テクノロジーを使用する必要があります。

1.3。光学受信機：

受信側では、伝送によって減衰されたメインチャネル信号が光学プリアンプによって増幅されます。 Demultiplexerは、特定の波長の光学チャネルをメインチャネル光信号から分離するために使用されます。受信機は、光信号感度や過負荷能力などのパラメーターの要件を満たしている必要があり、特定の光学ノイズで信号に耐えることができなければなりません。

1.4。光学監督チャネル：

光監督チャネルは、WDM光伝送システムの監視に使用されます。 ITU-Tは、2MBit/sの容量で1510NMの波長を使用することを推奨しています。低速度で高い受信感度（-48 dBMよりも優れている）で正常に動作する可能性があります。ただし、EDFAの前の光学経路から削除し、EDFAの後に光学経路に追加する必要があります。

WDMシステム全体を通して、光学マルチプレクサとDemultiplexerはWDMテクノロジーの重要なコンポーネントであり、そのパフォーマンスはシステムの送信品質にとって決定的です。異なる光源波長の信号を組み合わせて、単一の伝送光ファイバーを介してそれらを出力するデバイスは、波長分割マルチプレクサと呼ばれます。

逆に、同じトランスミッション光ファイバーから到着する多波長信号を、出力用の個々の波長に分解するデバイスは、Demultiplexerと呼ばれます。原則として、このデバイスは双方向です。つまり、Demultiplexerの出力と入力端が逆になった場合、マルチプレクサになります。光波長分割マルチプレクサのパフォーマンスインジケーターには、挿入損失とクロストークが含まれ、低損失と周波数オフセットの要件、挿入損失は1を下回ります。

 

2。WDMシステムの利点：

 

2.1超大型容量と超長距離トランスミッション：

現在、通常の光ファイバーは広い帯域幅を超えて送信できますが、それらの使用率はまだ非常に低いです。密な波長分裂マルチプレックス（DWDM）テクノロジーを使用すると、単一波長伝送と比較して、単一の光ファイバの伝送容量を数回、数十回、さらには数百回も増加させることができます。現在、最も高い容量の光ファイバー伝送システムは3.2tbit/sです​​。

2.2透明なデータ送信：

DWDMシステムは、異なる光波長に基づいてマルチプレックスと非難されたものであり、信号速度と電気変調法に依存しないため、データに対して「透明」です。 WDMシステムは透明な伝送を実行します。 「サービス」層信号の場合、WDMシステムの各光波長チャネルは、「仮想」光ファイバのように機能します。

2.3ネットワーク構成における高い柔軟性、経済、および信頼性：

WDMテクノロジーを使用して形成された新しい通信ネットワークは、従来の電気時間分割マルチプレックステクノロジーで構成されるネットワークと比較して、構造がより単純で、より階層的です。さまざまなサービスのスケジューリングは、対応する光信号の波長を調整することで実現できます。結果として生じるネットワークの柔軟性、経済、および信頼性は明らかです。