Princípios da Tecnologia de Multiplexação de Divisão de Comprimento de Onda (WDM)

A tecnologia WDM é um avançadofibra ópticaTecnologia de comunicação, conhecida como multiplexação de divisão de comprimento de onda. Envolve a transmissão de luz de taxas diferentes misturadas em uma única fibra óptica, onde os sinais digitais transportados por esses sinais de luz de diferentes comprimentos de onda podem ser da mesma taxa e formato, ou taxas e formatos de dados diferentes.

Na extremidade receptora, esses sinais combinados de diferentes comprimentos de onda são separados usando um desmultiplexador e processados ​​para restaurar os sinais originais, que são enviados para diferentes terminais. Portanto, essa tecnologia é chamada multiplexação de divisão de comprimento de onda óptica, abreviada como WDM óptico.

Aqui, um únicofibra ópticapode ser comparado a uma rodovia "várias faixas". Os sistemas TDM tradicionais utilizam apenas uma faixa dessa estrada e o aumento da taxa de bits é semelhante a acelerar nessa faixa para aumentar a capacidade de transporte por unidade de tempo. O uso da tecnologia de multiplexação de divisão de comprimento de onda (DWDM) é semelhante a utilizar as faixas não utilizadas nesta estrada para explorar a vasta capacidade de transmissão inexplorada da fibra óptica.

A tecnologia WDM é de grande importância para a expansão e atualização da rede, desenvolvendo serviços de banda larga, aproveitando a capacidade de largura de banda das fibras ópticas e alcançando comunicação de alta velocidade.

 

1. Composição básica dos sistemas WDM

A composição básica dos sistemas WDM inclui principalmente dois tipos: transmissão unidirecional de dupla fibra e transmissão bidirecional de fibra única. O WDM unidirecional envolve todos os canais ópticos transmitidos na mesma direção através de uma única fibra óptica. Na extremidade transmissora, os sinais ópticos modulados com diferentes comprimentos de onda, cada um com várias informações, são combinados usando um multiplexador óptico e transmitidos unidirecionalmente através de uma fibra óptica. Como cada sinal é transportado pela luz de um comprimento de onda diferente, eles não se misturam. Na extremidade receptora, um desmultiplexador óptico separa os sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda, completando a transmissão de vários sinais ópticos, enquanto a direção reversa é transmitida através de outra fibra óptica.

WDM bidirecional significa que os canais ópticos transmitem simultaneamente em duas direções diferentes em uma única fibra óptica, com os comprimentos de onda utilizados sendo separados para obter comunicação completa.

Um sistema WDM normalmente compreende quatro componentes: um transmissor óptico, um amplificador de repetidor óptico, um receptor óptico e um canal de supervisão óptica.

1.1. Transmissor óptico:

Como o equipamento principal do sistema WDM, na extremidade transmissora, ele primeiro converte a saída de sinais ópticos do equipamento terminal em sinais com comprimentos de onda específicos estáveis ​​usando um transponder óptico, sintetiza sinais ópticos multicanal usando um multiplexador e amplia a saída através de uma amplitude de potência óptica.

1.2. Amplificador de repetidor óptico:

Após a transmissão de fibra óptica de longa distância (80 ~ 120 km), o sinal óptico precisa ser amplificado. Nos sistemas WDM, a tecnologia de achatamento de ganho deve ser usada para garantir que o amplificador de fibra dopado com erbio (EDFA) forneça o mesmo ganho de amplificação para sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda e que a concorrência de ganho de canais ópticos não afeta o desempenho da transmissão.

1.3. Receptor óptico:

Na extremidade receptora, o sinal principal do canal, que foi atenuado pela transmissão, é amplificado por um pré -amplificador óptico. Um desmultiplexador é usado para separar o canal óptico de um comprimento de onda específico do sinal óptico do canal principal. O receptor deve atender aos requisitos para parâmetros como sensibilidade ao sinal óptico e energia de sobrecarga e deve ser capaz de suportar sinais com um determinado ruído óptico.

1.4. Canal de supervisão óptica:

O canal de supervisão óptica é usado para monitorar os sistemas de transmissão óptica WDM. O ITU-T recomenda o uso de um comprimento de onda de 1510nm com uma capacidade de 2Mbit/s. Ainda pode operar normalmente com uma alta sensibilidade de recebimento (melhor que -48 dBm) a taxas baixas. No entanto, ele deve ser removido do caminho óptico antes do EDFA e adicionado ao caminho óptico após o EDFA.

Em todo o sistema WDM, o multiplexador óptico e o desmultiplexador são os principais componentes da tecnologia WDM, e seu desempenho é decisivo para a qualidade da transmissão do sistema. Um dispositivo que combina sinais de diferentes comprimentos de onda da fonte de luz e os produz através de uma única fibra óptica de transmissão é chamada de multiplexador de divisão de comprimento de onda.

Por outro lado, um dispositivo que decompõe sinais de comprimento de onda de onda que chega da mesma fibra óptica de transmissão em comprimentos de onda individuais para saída é chamada de desmultiplexador. Em princípio, este dispositivo é bidirecional, o que significa que, se as extremidades de saída e entrada do desmultiplexador serão revertidas, ele se tornará um multiplexador. Os indicadores de desempenho para os multiplexadores de divisão de comprimento de onda ópticos incluem perda de inserção e diafonia, com requisitos para baixa perda e deslocamento de frequência, perda de inserção abaixo de 1. 0 ~ 2.5dB, diafarda de baixo canal, alto isolamento e interferência mínima entre sinais de diferentes comprimentos de onda.

 

2. Vantagens dos sistemas WDM:

 

2.1 Capacidade ultra grande e transmissão de distância ultra-longa:

Atualmente, as fibras ópticas comuns podem transmitir uma largura de banda larga, mas sua taxa de utilização ainda é muito baixa. O uso da tecnologia de multiplexação de divisão de comprimento de onda (DWDM) pode aumentar a capacidade de transmissão de uma única fibra óptica em várias vezes, dezenas de vezes ou até centenas de vezes em comparação com a transmissão de comprimento de onda única. Atualmente, o sistema de transmissão de fibra óptica de maior capacidade é de 3,2 TBIT/s.

2.2 Transmissão de dados transparentes:

Como os multiplexos e desmultiplexos do sistema DWDM com base em diferentes comprimentos de onda ópticos e são independentes da taxa de sinal e do método de modulação elétrica, é "transparente" aos dados. O sistema WDM realiza transmissão transparente; Para sinais de camada de "serviço", cada canal de comprimento de onda óptico no sistema WDM atua como uma fibra óptica "virtual".

2.3 Alta flexibilidade, economia e confiabilidade na composição da rede:

A nova rede de comunicação formada usando a tecnologia WDM é mais simples em estrutura e mais hierárquica em comparação com as redes compostas pela tecnologia de multiplexação de divisão de tempo elétrica tradicional. A programação de vários serviços pode ser alcançada ajustando o comprimento de onda do sinal óptico correspondente. A flexibilidade, a economia e a confiabilidade resultantes da rede são evidentes.