Trosolwg o Dechnoleg DWDM a Chydrannau System DWDM
Mae telathrebu yn gwneud defnydd eang o dechnegau optegol lle mae'r don cludwr yn perthyn i'r parth optegol clasurol. Mae'r modiwleiddio tonnau yn caniatáu trosglwyddo signalau analog neu ddigidol hyd at ychydig o gigahertz (GHz) neu gigabitiau yr eiliad (Gbps) ar gludydd o amledd uchel iawn, fel arfer 186 i 196 THz. Yn wir, gellir cynyddu'r bitrate ymhellach, gan ddefnyddio sawl ton gludo sy'n lluosogi heb ryngweithio sylweddol ar un ffibr. Mae'n amlwg bod pob amledd yn cyfateb i donfedd wahanol. Mae Lluosi Is-adran Tonnau Dwys (DWDM) wedi'i neilltuo ar gyfer gofod amledd agos iawn. Mae'r blog hwn yn cynnwys cyflwyniad i dechnoleg DWDM a chydrannau system DWDM. Trafodir gweithrediad pob cydran yn unigol a dangosir holl strwythur system sylfaenol DWDM ar ddiwedd y blog hwn.
Cyflwyniad i DWDM Technology
Mae technoleg DWDM yn estyniad o rwydweithio optegol. Mae dyfeisiau DWDM (multiplexer, neu Mux yn fyr) yn cyfuno'r allbwn o sawl trosglwyddydd optegol i'w drosglwyddo ar draws ffibr optegol unigol. Ar y diwedd, mae dyfais DWDM arall (dadleithiwr, neu DeMux yn fyr) yn gwahanu'r signalau optegol cyfunol ac yn pasio pob sianel i dderbynnydd optegol. Dim ond un ffibr optegol a ddefnyddir rhwng dyfeisiau DWDM (fesul cyfeiriad trosglwyddo). Yn hytrach na gofyn am un ffibr optegol i bob trosglwyddydd a phâr derbyn, mae DWDM yn caniatáu i sawl sianel optegol feddiannu un cebl ffibr optig. Fel y dangosir isod, trwy fabwysiadu technoleg AAWG Gaussian o ansawdd uchel, mae FOCC DWDM Mux / Demux yn darparu colled mewnosod isel (nodweddiadol 3.5dB), a dibynadwyedd uchel. Gyda'r strwythur wedi'i uwchraddio, gall yr amlblecswyr DWDM a'r dadleithwyr hyn gynnig gosodiad haws.
Mantais allweddol i DWDM yw ei fod yn brotocol ac yn chwerw yn annibynnol. Gall rhwydweithiau DWDM drosglwyddo data mewn IP, ATM, SONET, SDH ac Ethernet. Felly, gall rhwydweithiau DWDM gario gwahanol fathau o draffig ar gyflymder gwahanol dros sianel optegol. Mae trosglwyddo llais, e-bost, data fideo ac amlgyfrwng yn rhai enghreifftiau o wasanaethau y gellir eu trosglwyddo ar yr un pryd mewn systemau DWDM. Mae gan systemau DWDM sianeli mewn tonfeddi sydd â bylchau o 0.4 nm.
Mae DWDM yn fath o Lluosi Is-adran Amlder (FDM). Mae eiddo sylfaenol golau yn nodi y gall tonnau golau unigol o wahanol donfeddi gyd-fyw'n annibynnol o fewn cyfrwng. Mae laserau yn gallu creu curiadau golau gyda thonfedd fanwl iawn. Gall pob tonfedd goleuni unigol gynrychioli sianel wybodaeth wahanol. Trwy gyfuno curiadau golau o donfeddi gwahanol, gellir trosglwyddo llawer o sianeli ar draws un ffibr ar yr un pryd. Mae systemau opteg ffibr yn defnyddio signalau golau o fewn y band is-goch (1 mm i 400 nm tonfedd) o'r sbectrwm electromagnetig. Mae amlder golau yn ystod optegol y sbectrwm electromagnetig yn cael ei nodi fel arfer gan eu tonfedd, er bod amlder (pellter rhwng lambdas) yn darparu dull adnabod mwy penodol.
Cydrannau System DWDM
Yn gyffredinol, mae system DWDM yn cynnwys pum cydran: Trosglwyddyddion / Derbynyddion Optegol, Hidlau DWDM Mux / DeMux, Multiplexers Optical Add / Drop (OADMs), Mwyhaduron Optegol, Transponders (Waveleng Converters).
Trosglwyddyddion / Derbynwyr Optegol
Disgrifir trosglwyddyddion fel cydrannau DWDM gan eu bod yn darparu'r signalau ffynhonnell sydd wedyn yn amlblecs. Mae nodweddion trosglwyddyddion optegol a ddefnyddir mewn systemau DWDM yn bwysig iawn i ddylunio system. Defnyddir trosglwyddyddion optegol lluosog fel ffynonellau golau mewn system DWDM. Mae darnau data trydanol sy'n dod i mewn (0 neu 1) yn sbarduno modiwleiddio llif golau (ee fflach o olau = 1, diffyg golau = 0). Mae laserau yn creu curiadau golau. Mae gan bob pwls golau union donfedd (lambda) wedi'i fynegi mewn nanometers (nm). Mewn system sy'n seiliedig ar gludydd optegol, anfonir llif o wybodaeth ddigidol i ddyfais haen ffisegol, y mae ei allbwn yn ffynhonnell golau (LED neu laser) sy'n rhyngwynebu cebl ffibr optig. Mae'r ddyfais hon yn trosi'r signal digidol sy'n dod i mewn o'r ffurflen drydanol (electronau) i ffurf optegol (ffotonau) (trawsnewid trydanol i optegol, EO). Mae rhai trydanol a seroau yn sbarduno ffynhonnell golau sy'n fflachio (ee golau = 1, ychydig neu ddim golau = 0) yn goleuo i graidd ffibr optegol. Trawsnewid EO yw nad yw'n draffig sy'n effeithio. Nid yw fformat y signal digidol sylfaenol wedi newid. Mae curiadau golau yn lledaenu ar draws y ffibr optegol trwy gyfrwng adlewyrchiad mewnol llwyr. Ar y diwedd derbyn, mae synhwyrydd optegol arall (ffotodode) yn canfod curiadau golau ac yn troi'r signal optegol sy'n dod yn ôl yn ffurf drydanol. Mae pâr o ffibrau fel arfer yn cysylltu unrhyw ddwy ddyfais (mae un yn trosglwyddo ffibr, un yn derbyn ffibr).
Mae systemau DWDM yn gofyn am donfeddi goleuni manwl iawn iawn i weithredu heb ystumiad rhyng-sianeli neu crosstalk. Defnyddir sawl laser unigol fel arfer i greu sianelau unigol system DWDM. Mae pob laser yn gweithredu ar donfedd ychydig yn wahanol. Mae systemau modern yn gweithredu gyda bylchau 200, 100, a 50-GHz. Mae systemau mwy newydd yn cefnogi gofod 25-GHz ac mae bwlch rhwng 12.5 a GHz yn cael ei ymchwilio. Yn gyffredinol, gellir dod o hyd i DWDM transceivers (DWDM SFP, DWDM SFP +, DWDM XFP, ac ati) sy'n gweithredu ar 100 a 50 GHz ar y farchnad y dyddiau hyn.
Hidlau DWDM Mux / DeMux
Caiff tonfeddi lluosog (y cyfan o fewn y band 1550 nm) a grëir gan drosglwyddyddion lluosog a gweithredu ar wahanol ffibrau eu cyfuno ar un ffibr trwy gyfrwng hidlydd optegol (hidlydd Mux). Cyfeirir at signal allbwn amlblecsydd optegol fel signal cyfansawdd. Ar y diwedd, mae hidlydd gollwng optegol (hidlydd DeMux) yn gwahanu holl donfeddi unigol y signal cyfansawdd i ffibrau unigol. Mae'r ffibrau unigol yn trosglwyddo'r donfeddi di-gywasgedig i gymaint o dderbynyddion optegol. Yn nodweddiadol, mae Mux a DeMux (sy'n trosglwyddo ac yn derbyn) wedi'u cynnwys mewn un amgaead. Gall dyfeisiau Optegol Mux / DeMux fod yn oddefol. Mae signalau cydran yn cael eu amlblecsio a'u diystyru'n optegol, nid yn electronig, felly nid oes angen ffynhonnell pŵer allanol. Y ffigur isod yw gweithrediad DWDM dwyffordd. Caiff curiadau golau N o donfeddi gwahanol N a gludir gan N ffibrau gwahanol eu cyfuno gan Mux DWDM . Caiff y signalau N eu lluosi ar bâr o ffibr optegol. Mae DWDM DeMux yn derbyn y signal cyfansawdd ac yn gwahanu pob un o signalau cydran N ac yn pasio pob un i ffibr. Mae'r saethau signal a drosglwyddir ac sy'n derbyn yn cynrychioli offer ochr y cleient. Mae hyn yn gofyn am ddefnyddio pâr o ffibrau optegol; un i'w drosglwyddo, un i'w dderbyn.
Multiplexers Optical Add / Drop
Mae gan amlblecswyr adio / gollwng optegol (hy OADMs) swyddogaeth wahanol o "Ychwanegu / Gollwng", o'i gymharu â Mux / DeMuxfilters. Dyma ffigur sy'n dangos gweithrediad OADM 1 sianel. Mae'r OADM hwn wedi'i gynllunio i ychwanegu neu ollwng signalau optegol â thonfedd penodol yn unig. O'r chwith i'r dde, mae signal cyfansawdd yn dod i mewn yn ddwy gydran, yn gollwng ac yn pasio drwyddo. Dim ond y ffrwd signal optegol coch y mae'r OADM yn gostwng. Mae'r ffrwd signal gollwng yn cael ei throsglwyddo i dderbynnydd dyfais cleient. Caiff y signalau optegol sy'n weddill sy'n mynd drwy'r OADM eu lluosi â llif signal ychwanegu newydd. Mae'r OADM yn ychwanegu ffrwd signal optegol coch newydd, sy'n gweithredu ar yr un donfedd â'r signal gollwng. Caiff y ffrwd signal optegol newydd ei chyfuno â'r signalau pasio ymlaen i ffurfio signal cyfansawdd newydd.
Gelwir OADM a gynlluniwyd ar gyfer gweithredu mewn tonfeddi DWDM yn DWDM OADM , tra gelwir gweithredu ar donfeddi CWDM yn CWDM OADM . Gellir dod o hyd i'r ddau ohonynt ar y farchnad nawr.
Mwyhaduron Optegol
Mae mwyhaduron optegol yn rhoi hwb i'r osgled neu'n ychwanegu ennill at signalau optegol sy'n pasio ffibr trwy ysgogi egni ychwanegol y ffotonau yn y signal. Dyfeisiau "mewn ffibr" ydynt. Mae mwyhaduron optegol yn mwyhau signalau optegol ar draws ystod eang o donfeddi. Mae hyn yn bwysig iawn ar gyfer cymhwyso system DWDM. Mwyhaduron Ffibr Dopio Erbium (EDFAs) yw'r math mwyaf cyffredin o fwyhaduron optegol mewn ffibr. Weithiau gelwir EDFAs a ddefnyddir mewn systemau DWDM yn DWDM EDFA, o'i gymharu â'r rhai a ddefnyddir mewn systemau CATV neu SDH. I ymestyn pellter trosglwyddo eich system DWDM, gallwch gael yr holl fathau o Optegwyr Optegol yn Fiberstore, gan gynnwys DWDM EDFA, CATV EDFA, SDH EDFA, EYDFA, a Raman Amplifier ac ati. (Dyma ffigur sy'n dangos gweithrediad a DWDM EDFA.)
Transponders (Converters Tonfeddi)
Mae transponders yn trosi signalau optegol o un donfedd sy'n dod i mewn i donfedd arall sy'n mynd allan sy'n addas ar gyfer cymwysiadau DWDM. Transponders yw trawsnewidyddion tonfedd Optegol-Trydanol (OEO). Mae trawsatebydd yn perfformio llawdriniaeth OEO i drawsnewid tonfeddi goleuni, felly roedd rhai pobl yn eu galw'n "OEO" yn fyr. O fewn y system DWDM, mae trawsatebydd yn trosi signal optegol y cleient yn ôl i signal trydanol (OE) ac yna'n perfformio naill ai 2R (Reamplify, Reshape) neu 3R (Ail-gyflunio, Ail-lunio, Aildrefnu) swyddogaethau. Mae'r ffigur isod yn dangos gweithrediad traws-gyfeiriol dwy-gyfeiriol. Mae trawsatebydd wedi'i leoli rhwng dyfais cleient a system DWDM. O'r chwith i'r dde, mae'r trawsatebydd yn derbyn llif did optegol yn gweithredu ar un donfedd benodol (1310 nm). Mae'r trawsatebydd yn trosi tonfedd weithredol y lliflif sy'n dod i mewn i donfedd sy'n cydymffurfio ag ITU. Mae'n trosglwyddo ei allbwn i system DWDM. Ar yr ochr dderbyn (o'r dde i'r chwith), caiff y broses ei gwrthdroi. Mae'r trawsatebydd yn derbyn llif-bit sy'n cydymffurfio ag ITU ac yn troi'r signalau yn ôl i'r donfedd a ddefnyddir gan y ddyfais cleient.
Yn gyffredinol, defnyddir trawsgrifwyr mewn systemau WDM (2.5 i 40 Gbps), gan gynnwys nid yn unig systemau DWDM, ond hefyd systemau CWDM. Mae Fiberstore yn darparu porthladdoedd modiwlau gwahanol i drawsblanwyr WDM (trawsnewidyddion OEO) (SFP i SFP, SFP + i SFP +, XFP i XFP, ac ati).
Sut mae Cydrannau System DWDM yn Cydweithio â DWDM Technology
Gan fod system DWDM yn cynnwys y pum cydran hyn, sut maen nhw'n gweithio gyda'i gilydd? Mae'r camau canlynol yn rhoi'r ateb (gallwch hefyd weld strwythur cyfan system DWDM sylfaenol yn y ffigur isod):
Gan ddefnyddio technoleg DWDM, mae systemau DWDM yn darparu'r lled band ar gyfer symiau mawr o ddata. Yn wir, mae gallu systemau DWDM yn tyfu wrth i dechnolegau symud ymlaen sy'n caniatáu gofod agosach, ac felly niferoedd uwch, o donfeddi. Ond mae DWDM hefyd yn symud y tu hwnt i drafnidiaeth i fod yn sail i rwydweithio holl-optegol gyda darpariaeth tonfedd a diogelwch seiliedig ar rwyll. Bydd newid yn yr haen ffotonig yn galluogi'r esblygiad hwn, fel y bydd y protocolau llwybro sy'n caniatáu i lwybrau ysgafn groesi'r rhwydwaith yn yr un modd â chylchedau rhithwir heddiw. Gyda datblygiad technolegau, mae'n bosibl y bydd angen systemau mwy datblygedig ar systemau DWDM er mwyn rhoi mwy o fanteision iddynt.
