Optyczna Superautostrada: Czym jest WDM?

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.

Najlepszą analogią jest tęcza lub pryzmat. Pryzmat potrafi rozszczepić pojedynczą wiązkę białego światła na jego składowe kolory (długości fal). System WDM robi to samo w odbiorniku, a operację odwrotną w nadajniku:

• 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 – Podejście Ekonomiczne

CWDM to skrót od Coarse Wavelength Division Multiplexing, czyli "zgrubne" zwielokrotnienie falowe. Słowo "zgrubne" odnosi się do szerokiego odstępu między kanałami (długościami fal). Jest to podstawowa cecha odróżniająca tę technologię od jej odpowiednika, DWDM (gęstego zwielokrotnienia falowego).

• Odstęp Międzykanałowy: W CWDM kanały są rozmieszczone daleko od siebie, zazwyczaj co 20 nm. To bardzo duży odstęp w porównaniu do 0,8 nm lub 0,4 nm w DWDM.
• Liczba Kanałów: Ze względu na szeroki odstęp, system CWDM może obsługiwać mniejszą liczbę kanałów. Standaryzowana siatka (ITU-T G.694.2) definiuje 18 kanałów, chociaż w praktyce liczba ta wynosi często 8, 16 lub 18.
• Szeroki Zakres Długości Fal: Kanały CWDM są rozmieszczone w szerokim zakresie spektrum optycznego, często obejmując pasma O, E, S, C i L (od 1271 nm do 1611 nm), co pokrywa wiele okien transmisyjnych światłowodu.

Kluczowe Zalety CWDM

Głównym powodem wdrażania CWDM jest znacznie niższy koszt w porównaniu do DWDM. Ta przewaga cenowa wynika bezpośrednio z szerokiego odstępu międzykanałowego.

• Niższy Koszt Komponentów: Szeroki odstęp 20 nm oznacza, że lasery nie muszą być precyzyjnie chłodzone. Długość fali może nieznacznie dryfować pod wpływem temperatury bez powodowania zakłóceń w sąsiednich kanałach. Pozwala to na użycie 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: Brak chłodziarek termoelektrycznych w laserach radykalnie zmniejsza ogólne zużycie energii i generowanie ciepła przez system.
• Prostsza Implementacja: Technologia jest ogólnie mniej złożona, co ułatwia i przyspiesza wdrożenie oraz utrzymanie.

Ograniczenia i Zastosowania

Kompromisem za niski koszt jest mniejsza pojemność i, co najważniejsze, krótszy zasięg.

• Ograniczona Pojemność: Przy maksymalnie 18 kanałach, całkowita przepustowość systemu CWDM jest znacznie niższa niż systemu DWDM, który może obsługiwać ponad sto kanałów.
• Brak Kompatybilności ze Wzmacniaczami EDFA: Jest to główny czynnik ograniczający zasięg. Standardowe wzmacniacze optyczne EDFA działają tylko w paśmie C i L. Ponieważ kanały CWDM rozciągają się na znacznie szersze spektrum, pojedynczy wzmacniacz EDFA nie jest w stanie wzmocnić ich wszystkich naraz. To sprawia, że CWDM nadaje się tylko do łączy niewzmacnianych.
• Krótszy Zasięg: Z powodu braku wzmocnienia, CWDM jest zazwyczaj ograniczony do odległości około 40 do 80 km.