Componenti ottici avanzati - Multiplexer WDM
WDM Multiplexer è un dispositivo che utilizza la tecnologia Wavelength Division Multiplexing (WDM) per combinare diverse lunghezze d'onda ottiche da due o più fibre ottiche in una sola fibra ottica. Questa combinazione o accoppiamento delle lunghezze d'onda può essere molto utile per aumentare la larghezza di banda di un sistema a fibra ottica. I multiplexer WDM sono utilizzati in coppia: uno all'inizio della fibra per accoppiare gli ingressi e uno alla fine della fibra per disaccoppiare e quindi instradare le lunghezze d'onda separate in fibre separate. Un multiplexer WDM può essere pensato come una strada in fibra ottica; l'autostrada può supportare una larghezza di banda molto ampia, aumentando così la capacità del sistema.
Ogni canale in un multiplexer WDM è progettato per trasmettere una lunghezza d'onda ottica specifica. Il multiplexer funziona molto come un accoppiatore all'inizio della fibra ottica e come un filtro all'estremità della fibra ottica. Ad esempio, un multiplexer a 8 canali avrebbe la capacità di combinare otto diversi canali o lunghezze d'onda da fibre ottiche separate su una fibra ottica. Ancora una volta, per sfruttare l'enorme larghezza di banda all'estremità della fibra ottica, un altro multiplexer (demultiplexer) recupererà le lunghezze d'onda separate. La figura seguente mostra un semplice sistema WDM composto da più sorgenti luminose, un multiplexer WDM o un combinatore che combina le lunghezze d'onda in una fibra ottica e un demultiplexer WDM o uno splitter ottico che separa le lunghezze d'onda dai rispettivi ricevitori.
Tipi di multiplexer WDM
Multiplexer CWDM e DWDM
I multiplexer WDM sono disponibili in una varietà di formati, ma si trovano più comunemente con configurazioni a 2, 4, 8, 16, 32 e 64 canali. I tipi di multiplexer sono a banda larga (oa banda incrociata), a banda stretta e densi. Multiplexer a banda larga o crossband ( Multiplexer CWDM ) sono dispositivi che combinano un'ampia gamma di lunghezze d'onda, come 1310 nm e 1550 nm. Un multiplexer a banda stretta combina più lunghezze d'onda con una spaziatura dei canali di 1000 GHz. Un multiplexer denso combina lunghezze d'onda con spaziatura dei canali di 100 GHz. Qui viene mostrato un sistema WDM a banda larga o crossband di base.
I sistemi NDM a banda stretta (DWDM) hanno canali distanziati di 1000 GHz, o circa 8 nm, a parte. Ecco una figura che mostra un sistema WDM a banda stretta di base.
Lo standard industriale sui multiplexer multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa (Multiplexer DWDM ), come raccomandato dall'International Telecommunications Union (ITU), è di 100 GHz o di circa 0,8 nm di spaziatura dei canali. Esistono multiplexer DWDM in banda C, S-band e L-band. La banda C è la banda 1550 nm che utilizza lunghezze d'onda da 1530 a 1565 nm. La banda S utilizza lunghezze d'onda da 1525 a 1538 nm e la banda L utilizza lunghezze d'onda da 1570 a 1610 nm.
Più vicini i canali sono distanziati, maggiore è il numero di canali che possono essere inseriti in una banda. Attualmente è disponibile una spaziatura di 50 GHz (i multiplexer DWDM da 50 GHz sono generalmente con 64, 80, 88, 96 canali). È importante notare che quando la spaziatura o la larghezza di ciascun canale diminuisce, più piccola diventa la larghezza dello spettro. Questo è importante perché la lunghezza d'onda deve essere stabile o sostenibile abbastanza a lungo da non andare alla deriva in un canale adiacente. Oltre ad avere una larghezza spettrale molto stretta, il trasmettitore laser non può andare alla deriva (deve sempre emettere la stessa lunghezza d'onda). Se la lunghezza d'onda di uscita del trasmettitore laser cambia anche di qualche decimo di nanometro, potrebbe andare alla deriva nel canale successivo e causare problemi di interferenza.
Multiplexer WDM unidirezionali e bidirezionali
Esistono diverse configurazioni di multiplexer WDM. Tutto ciò che abbiamo descritto fino a questo punto descrive un sistema WDM unidirezionale. Il multiplexer WDM unidirezionale è configurato in modo che il multiplexer si connetta solo a trasmettitori ottici o ricevitori. In altre parole, consente alla luce di viaggiare in una sola direzione e fornisce solo la comunicazione simplex su una singola fibra ottica. Pertanto, le comunicazioni full duplex richiedono due fibre ottiche.
Un multiplexer WDM progettato per connettersi a trasmettitori e ricevitori è detto bidirezionale (BiDi); in sostanza, il multiplexer WDM BiDi è progettato per la trasmissione ottica in entrambe le direzioni utilizzando una sola fibra ottica. Due canali supporteranno un collegamento di comunicazione full duplex. Ecco una figura che mostra due multiplexer BiDi WDM che comunicano su una singola fibra ottica.
Suggerimenti per l'utilizzo dei multiplexer WDM
Come con qualsiasi altro dispositivo che viene aggiunto a una rete in fibra ottica, ci sono fattori che devono essere considerati. Poiché le perdite sono un fattore da tenere in considerazione, è necessario ricordare che maggiore è il numero di canali, maggiori sono le perdite di inserzione quando si utilizzano multiplexer WDM. Altre specifiche da tenere a mente quando si usano i multiplexer WDM sono l'isolamento, il PMD e la larghezza di banda spettrale.
Sommario
I multiplexer WDM sono dispositivi ampiamente utilizzati che forniscono un modo per utilizzare l'enorme capacità di larghezza di banda della fibra ottica senza le spese di utilizzo dei trasmettitori e ricevitori laser più veloci. Pensaci: un sistema WDM a 8 canali che utilizza trasmettitori laser a 2.5 Gbps direttamente modulati trasporta il doppio dei dati di un singolo trasmettitore laser a 10 Gbps indirettamente modulato. I sistemi WDM consentono ai progettisti di combinare parti con prestazioni modeste e creare un sistema ad alte prestazioni. I sistemi WDM offrono il massimo del prezzo!
