Multipleksowanie z Podziałem Długości Fali (WDM)

WDM: multipleksacja według długości fali

Multipleksacja z podziałem długości fali (WDM) to technologia stosowana w komunikacji światłowodowej, która pozwala na jednoczesne przesyłanie wielu niezależnych strumieni danych przez pojedyncze włókno światłowodowe. Osiąga to poprzez przypisanie każdemu strumieniowi danych unikalnej długości fali światła.

Łącze WDM łączy i rozdziela nośne optyczne o określonych długościach fal. W nadajniku kanały są łączone przed wprowadzeniem do włókna, a w odbiorniku sygnał złożony jest ponownie rozdzielany:

• Multiplekser (MUX) łączy wiele sygnałów świetlnych o różnych długościach fal w jedno włókno światłowodowe.
• Demultiplekser (DMUX) na drugim końcu rozdziela złożony sygnał z powrotem na poszczególne długości fal.

CWDM: zgrubne zwielokrotnienie falowe

CWDM to skrót od Coarse Wavelength Division Multiplexing, czyli "zgrubne" zwielokrotnienie falowe. CWDM stosuje szeroki odstęp między kanałami, podczas gdy DWDM korzysta z gęstszej siatki częstotliwości.

• Odstęp międzykanałowy: ITU-T G.694.2 określa nominalny odstęp międzykanałowy CWDM równy 20 nm. Wydanie z 12/2003 ma status In force. Jest to odstęp znacznie większy od wartości podawanych dla siatek DWDM 100 GHz i 50 GHz w pobliżu 1550 nm, odpowiednio około 0,8 nm i 0,4 nm.
• Liczba kanałów: Szeroki odstęp pozostawia mniej nominalnych pozycji w dostępnych pasmach włókna. Standaryzowana siatka ITU-T G.694.2 definiuje 18 długości fal kanałów. Wdrożenia często używają 8 lub 16 kanałów, a konfiguracja 18-kanałowa zależy od urządzeń i budżetu łącza.
• Szeroki zakres długości fal: Nominalna siatka CWDM rozciąga się od 1271 nm do 1611 nm i może obejmować pasma O, E, S, C oraz L. Zakres ten przecina kilka okien transmisyjnych światłowodu jednomodowego.

Zalety CWDM

CWDM często kosztuje mniej niż DWDM, ponieważ szeroki odstęp międzykanałowy pozwala stosować mniejsze wymagania dotyczące dokładności długości fali i prostsze komponenty pasywne. Rzeczywisty koszt zależy od zasięgu, liczby kanałów i typu transceiverów.

• Niższy koszt komponentów: Odstęp 20 nm zapewnia laserowi większy dopuszczalny margines długości fali niż gęsta siatka. Długość fali może dryfować w tym marginesie bez wejścia w kanał sąsiedni, dlatego CWDM często używa tańszych laserów niechłodzonych. Podobnie, filtry optyczne w MUX/DMUX mogą mieć szersze pasma przepustowe, co czyni je prostszymi i tańszymi w produkcji.
• Niższe zużycie energii: Pominięcie chłodziarek termoelektrycznych może zmniejszyć zużycie energii i generowanie ciepła przez moduł optyczny. Łączna oszczędność zależy od konstrukcji transceivera i systemu.
• Prostsza implementacja: Szersze pasma przepustowe i luźniejsze tolerancje laserów mogą uprościć projekt optyczny, wdrożenie i utrzymanie łącza.

Ograniczenia i zastosowania

Szeroki odstęp między kanałami ogranicza ich gęstość, a brak wzmocnienia w części pasma skraca zasięg wielu łączy.

• Ograniczona pojemność: ITU-T G.694.2 definiuje 18 nominalnych pozycji kanałów CWDM. ITU-T G.694.1 zapewnia znacznie gęstsze siatki częstotliwości DWDM, dlatego projekt DWDM może udostępnić więcej pozycji w wybranym paśmie, zależnie od urządzeń i widma.
• Ograniczone pasmo wzmacniaczy EDFA: Jest to główny czynnik ograniczający zasięg. Standardowe wzmacniacze optyczne EDFA są projektowane dla pasma C, a dostępne są także odmiany pasma L. Ponieważ kanały CWDM obejmują szersze spektrum, jeden EDFA nie może jednocześnie wzmacniać wszystkich 18 nominalnych kanałów. Łącza CWDM często pozostają więc niewzmacniane, a wybrane kanały można wydłużyć za pomocą wzmacniaczy pasmowych lub innych rozwiązań optycznych.
• Krótszy zasięg: Typowe zakresy projektowe dla łączy niewzmacnianych wynoszą około 40 do 80 km. Rzeczywisty zasięg zależy od strat włókna i złączy, mocy wyjściowej transceivera oraz czułości odbiornika.