WDM narsalar texnologiyasi

To'lqin uzunligi bo'linishini ko'paytirish (WDM), Lazer nurining turli to'lqin uzunliklari (ya'ni, ranglar) yordamida bir nechta optik tashuvchi signallarni bitta optik tolaga multiplekslovchi WDM texnologiyasi. Ushbu uslub to'lqin uzunligi bo'linishini duplekslash deb ham ataladigan, shuningdek, sig'imni ko'paytirish deb ataladigan bir tolali tola orqali ikki tomonlama aloqani ta'minlaydi. Birlashtirilgan manbalardan uzatish bir nechta tolalarga de-multiplekslash orqali individual to'lqin uzunliklariga ko'ra uzoqroq joyda ajratiladi. WDM texnologiyasi ko'pincha multiplekslash yoki de-multiplekslashni amalga oshiradigan filtrlash mahsulotlariga murojaat qilish uchun ishlatiladi.


WDM texnologiyasi uch xil to'lqin uzunligi naqshlariga bo'linadi: Oddiy WDM, Qo'pol WDM (CWDM) va zich WDM (DWDM).


Oddiy WDM bi-di, simpleks va bitta stend deb ham ataladi, tolada ikkita oddiy to'lqin uzunligi 1310nm va 1550nm dan foydalanadi.

WDM texnologiyasi
1-rasm: WDM texnologiyasi

Qo'pol to'lqin uzunligi bo'linishini ko'paytirish, CWDM Xalqaro elektraloqa ittifoqi tomonidan ITU-T Tavsiya G.694.2 WDM ilovalari uchun spektral panjaralar: CWDM to'lqin uzunligi tarmog'ida belgilangan maxsus WDM texnologiyasidir. Tarmoq 18 nm dan boshlanadigan va bir-biridan 1271 nm masofada joylashgan 20 ta markaziy to'lqin uzunligi sifatida ko'rsatilgan.

Zich to'lqin uzunligi bo'linmasini ko'paytirish, DWDM - Xalqaro elektraloqa ittifoqi tomonidan ITU-T Tavsiya G.694.1 WDM ilovalari uchun spektral tarmoqlar: DWDM chastotasi tarmog'ida belgilangan maxsus WDM texnologiyasi. Tarmoq 193.1 GGs chastotada langarlangan TGs chastotasi sifatida ko'rsatilgan, 12.5 GGts dan 200 Gigagertsgacha bo'lgan turli belgilangan kanal oralig'i bilan, ular orasida 100 GGts keng tarqalgan. Amalda, DWDM chastotasi odatda to'lqin uzunligiga aylanadi. Amaldagi DWDM to'lqin uzunliklarining ko'pchiligi C-diapazonida topilgan, ya'ni 1530 - 1565 nm.

MUX, Bir tolaga turli to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan ikki yoki undan ortiq optik manbalarni multiplekslash yoki birlashtirish jarayonini amalga oshiradigan WDM filtrlash mahsuloti.

DEMUX, Har bir to'lqin uzunligiga tayinlangan alohida tolalarga multiplekslangan to'lqin uzunliklaridan iborat optik uzatishni de-multiplekslash yoki ajratish jarayonini amalga oshiradigan filtrlash mahsuloti.

mux va demux
2-rasm: MUX va DEMUX signal oqimi

Umumiy port, MUX mahsuloti uchun birlashtirilgan kanallar umumiy portdan uzatiladi. DEMUX uchun birlashtirilgan kanallar umumiy portda qabul qilinadi.

Portni kengaytirish yoki yangilash  CWDM mahsulotlari uchun odatda yangilash yoki kengaytirish porti bo'ladi, lekin ikkalasi ham emas. CWDM MUX yoki DEMUX-dagi yangilash yoki ekspress port qo'shimcha kanallarni qo'shish, tushirish yoki o'tkazish uchun ishlatiladi. Masalan, CWDM MUX tomonida ushbu port tolali pallaga uzatish kanallarini qo'shish usulini taqdim etadi. CWDM DEMUX tomonida, kengaytirish yoki yangilash mahalliy DEMUXED bo'lmagan quyi oqim kanallarini o'tkazish uchun ishlatilishi mumkin. Yoki u ikki yo'nalishli kontaktlarning zanglashiga olib qaytish kanal(lar)ini qo'shish uchun ham ishlatilishi mumkin.

DWDM mahsulotlari uchun yangilash portining maqsadi C-diapazonli DWDM kanallarini, ya'ni faqat 1530-1565 nm diapazonida joylashgan kanallarni qo'shish, tushirish yoki o'tkazish imkoniyatiga ega bo'lishdir. Agar DWDM mahsulotida kengaytirish porti ham bo'lsa, u holda bu port odatda CWDM kanallarining aksariyati kabi C diapazoni tashqarisida joylashgan qo'shimcha kanallar uchun ishlatiladi.

DWDM filtri, yupqa plyonkali filtr
3-rasm: WDM texnologiyasida DWDM filtri kaskadli

Monitoring porti, WDM mahsulotlari monitoring portlarini ta'minlashi mumkin. Umumiy portda, odatda 5% yoki undan kam quvvat darajasida yuzaga keladigan optik signalning kam quvvatli namunasini kuzatish uchun. Monitoring porti tarmoqdan tashqari signalni yuborish uchun ham ishlatilishi mumkin. Agar mahsulotda bir xil sxema uchun ikkita kuzatuv porti bo'lsa, portlar yo'nalishli bo'ladi. Bitta port uzatish signalini, ikkinchisi esa qabul qilingan signalni kuzatib boradi. Agar sxemada bitta kuzatuv porti bo'lsa, u deyarli har doim ikki tomonlama bo'lib, optik signallarni uzatadi va qabul qiladi.

To'lqin uzunligi,WDM amaliyotida aloqa lazerining to'lqin uzunligi, optik filtrlar uchun to'lqin uzunligi spetsifikatsiyalari va tola orqali optik uzatish kanallarining to'lqin uzunligi kabi to'lqin uzunliklari vakuumda bo'lgani kabi l, nanometrdagi to'lqin uzunligi (nm) sifatida berilgan.

Markaziy to'lqin uzunligi, ma'lum bir signal kanali markazlashtirilgan to'lqin uzunligi. Xalqaro elektraloqa ittifoqi (XEI) ITU Grid deb ataladigan 100 TGs (193.10 nm) mos yozuvlar chastotasi asosida 1552.52 gigagertsli oraliq bilan standart optik chastotalar tarmog'ini (kanal markazi chastotasi) aniqladi. Kanal markazi to'lqin uzunliklari ITU Gridga mos keladigan to'lqin uzunliklarida tanlanadi.

Kanal, WDM amaliyotida kanal - bu turli to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan boshqa kanallar bilan birga paydo bo'lishi mumkin bo'lgan belgilangan to'lqin uzunligidagi yagona va noyob uzatish. Etkazish kanali, shuningdek, uchdan uchgacha bo'lgan jismoniy yo'lga ham murojaat qilishi mumkin. Kanal oralig'i (GHz), DWDM komponentlari yoki modullaridagi ikkita qo'shni kanal markazi chastotalari orasidagi chastota farqi. BaySpec'dagi DWDM MUX/DEMUX qurilmalari kanallar oralig'i 50, 75,100 va 200 GGts ni tashkil qiladi.

Markaziy to'lqin uzunligi ofset (pm) - standart ITU Gridga nisbatan ma'lum bir kanalning haqiqiy markaziy to'lqin uzunligining nisbiy siljishi. To'lqin uzunligining siljishi noto'g'ri tekislash va optik tizimning dizayni natijasida yuzaga kelishi mumkin.

Channel Pass tarmoqli kengligi (nm) ma'lum quvvat darajasida mos keladigan markaz to'lqin uzunligi (yoki chastotasi) atrofida maksimal to'lqin uzunligi (yoki chastotasi) diapazoni sifatida aniqlanadi. Endi sanoat 0.5 dB past quvvat darajasidagi ta'rifni yaxshi qabul qiladi. E'tibor bering, kanalning markaziy to'lqin uzunligi ofseti tufayli operatsion kanalning o'tkazish o'tkazish qobiliyati ITU tarmog'ida markaziy to'lqin uzunligi aniq bo'lganidan kichikroq bo'lishi mumkin.

Termal to'lqin uzunligi barqarorligi (pm/°C) xona haroratida (23°C) markaziy to‘lqin uzunligi qiymatiga nisbatan harorat o‘zgarishi sababli ma’lum bir kanalning spektral markazining maksimal to‘lqin uzunligi siljishini belgilaydi.

Pass bandi, ko'rsatilgan kiritish yo'qolishi amal filtr nominal, markaziy to'lqin uzunligi haqida to'lqin uzunliklari oralig'ini beradi spetsifikatsiyasi. Amalda, bu markaziy to'lqin uzunligidan lazerning siljishi uchun filtrning bardoshliligi. Masalan, CWDM filtrlari uchun odatiy o'tish diapazoni markaziy to'lqin uzunligiga nisbatan ± 6.5 nm. Shunday qilib, 1551 nm lazer 1544.5 nm dan 1557.5 nm gacha bo'lgan diapazonda qo'shimcha kanal yo'qotilishiga duch kelmasdan ishlashi mumkin.

Qo'shishni yo'qotish, uzatish liniyasiga yoki optik tolaga WDM filtrini kiritish natijasida kelib chiqadigan signal quvvatining yo'qolishi va odatda desibellarda (dB) ifodalanadi.

Yo'qotishlarni qaytarish, Optik tolali signal optik komponentga (masalan, optik tolali ulagich) kirganda yoki uni tark etganda, uzilish va empedansning mos kelmasligi aks ettirish yoki qaytishga olib keladi. Ko'rsatilgan yoki qaytarilgan signalning quvvat yo'qolishi qaytarilish yo'qolishi (RL) deb ataladi. Qo'shish yo'qolishi, asosan, optik havola yo'qolganiga duch kelganida, natija signalining qiymatini o'lchash uchun, qaytish yo'qolishi esa, optik havola komponentga kirishga duch kelganida, aks ettirish signalining yo'qolishi qiymatini o'lchashdir.

Polarizatsiyaga bog'liq yo'qotish (PDL), WDM filtri tomonidan ko'rsatilgan yo'qotish yorug'likning optik polarizatsiyasiga bog'liq. PDL - optik qutblanishning barcha holatlarida yuzaga keladigan maksimal kiritish yo'qotilishidagi eng katta farq. WDM mahsuloti uchun PDL har qanday kanal uchun ruxsat etilgan eng katta PDL sifatida belgilangan.

Polarizatsiya rejimi dispersiyasi (PMD) modal dispersiyaning bir ko‘rinishi bo‘lib, odatda bir xil tezlikda harakatlanadigan to‘lqin o‘tkazgichdagi yorug‘likning ikki xil polarizatsiyasi tasodifiy nomukammallik va nosimmetrikliklar tufayli turli tezlikda harakatlanib, optik impulslarning tasodifiy tarqalishiga olib keladi.

Kanal izolyatsiyasi (dB), ma'lum bir to'lqin uzunligidagi o'zaro bog'liqlik ham deyiladi, bu kiruvchi portdagi yorug'lik intensivligining kerakli portdagi yorug'lik intensivligiga nisbati. Shunday qilib, bu zich to'lqin uzunligi bo'linuvchi demultipleksatorning chiqishida turli to'lqin uzunliklari qanchalik yaxshi ajratilganligining o'lchovidir.

Qo'shni bo'lmagan kanal izolyatsiyasi (Qo'shni bo'lmagan Channel Crossstalk) (dB) - qo'shni bo'lmagan kanallardan ma'lum bir kanal o'tish diapazonida yuzaga keladigan kiruvchi quvvatning nisbiy miqdori. Odatda, faqat ikkita birinchi qo'shni bo'lmagan kanallar (chap va o'ng tomonlar) hisobga olinadi.

Kanal Ripple, Dalgalanma filtr o'tish diapazoni bo'ylab kiritish yo'qotilishining dBdagi maksimal cho'qqidan tepaga o'zgarishi sifatida aniqlanadi. WDM mahsulotining dalgalanishi har qanday kanalda sodir bo'ladigan eng katta ruxsat etilgan dalgalanma sifatida ko'rsatilgan.

Direktivlik (dB) shuningdek, kirish portiga kiritilgan optik quvvatning boshqa har qanday kirish portiga qaytib keladigan optik quvvatga nisbati bo'lgan yaqin o'zaro bog'lanish deb ham ataladi. DWDM da yo'nalish faqat MUX qurilmalariga qo'llaniladi.

operatsion harorati (°C) - bu qurilma ishlashi va uning texnik xususiyatlarini saqlab qolishi mumkin bo'lgan harorat oralig'i.

saqlash harorati (°C) - bu qurilma shikastlanmasdan saqlanishi mumkin bo'lgan harorat oralig'i va uning xususiyatlariga muvofiq ish haroratida ishlashi mumkin

Filtr to'lqin uzunligi bo'linmasi multiplekseri (FWDM), Komponent turli to'lqin uzunliklarida yorug'likni keng to'lqin uzunligi oralig'ida birlashtiradi yoki ajratadi. Ular juda kam qo'shish yo'qotilishi, past polarizatsiyaga bog'liqlik, yuqori izolyatsiya va mukammal ekologik barqarorlikni taklif qiladi, yuqori quvvatni ishlatish qobiliyatiga noyob pigtail ishlov berish va yuqori sifatli AR qoplamasi orqali erishish mumkin. Ushbu komponentlar optik kuchaytirgichlarda, WDM tarmoqlarida va optik tolali asboblarda keng qo'llanilgan.

Qizil/ko‘k tarmoqli filtrlar, yupqa plyonkali filtr komponenti bo'lib, u uch portli qurilmadir. Bitta port "Umumiy" deb ataladi. Qolgan ikkita port ikki to'lqin uzunlikdagi "tarmoq" uchun o'tkazgichni ta'minlaydi. Ikki tasma ko'k (l<1543nm) va qizil (l>1547nm) bo'lib, bir tasma Reflected oyoqdan, ikkinchi band esa o'tuvchi oyoqdan o'tadi.

Narsalarning WDM texnologiyasi
4-rasm: WDM texnologiyasida qizil/ko‘k tarmoqli filtri.

Qizil/Moviy filtrdan foydalanadigan DWDM modulida Mux Demux bilan birlashtirilishi mumkin. Misol uchun, Mux DWDM kanallarini Red nadda birlashtiradi, Demux esa DWDM kanallarini Blue Bandda ajratadi. Qizil/Moviy filtrdan foydalanib, Qizil uzatish kanallari va Moviy qabul qilish kanallarini bitta tolaga birlashtirish mumkin.

Optik qo'shimchali multipleksor (OADM),  yorug'likning turli kanallarini bir rejimli tolaga (SMF) ko'paytirish va yo'naltirish uchun to'lqin uzunligi bo'linadigan multiplekslash tizimlarida ishlatiladigan qurilma. Bu optik tugunning bir turi bo'lib, u odatda optik telekommunikatsiya tarmoqlarini shakllantirish va qurish uchun ishlatiladi. "Qo'shish" va "tashlash" bu erda qurilmaning mavjud ko'p to'lqin uzunlikdagi WDM signaliga bir yoki bir nechta yangi to'lqin uzunlikdagi kanallarni qo'shish va/yoki bir yoki bir nechta kanallarni tushirish (o'chirish) va bu signallarni boshqa tarmoq yo'liga o'tkazish qobiliyatiga ishora qiladi. OADM optik o'zaro bog'lanishning o'ziga xos turi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.

Narsalarning WDM texnologiyasida OADM
5-rasm: OADM signal oqimi

Atermik to'lqinli panjara (AAWG), Silikon texnologiyasidagi kremniy dioksidiga asoslangan zich to'lqin uzunligi bo'linuvchi multiplekser (DWDM) elektr quvvati talab qilinmaydigan ITU kanallari oralig'idagi ilovalar uchun mo'ljallangan. U 50 gigagertsli yoki 100 gigagertsli kanal oralig'ida 1526 nm dan 1565 nm gacha bo'lgan ITU Grid DWDM to'lqin uzunliklarida ishlaydi. AAWG DWDM quvvat mavjud bo'lmagan hollarda filtr tipidagi DWDM Mux DeMuxni almashtirish uchun ishlatilishi mumkin. Arzon narx va yuqori unumdorlik uni metro va uzoq masofali DWDM ilovalari uchun ideal yechimga aylantiradi.

Gauss AWG AWG dizaynining eng oddiy turi bo'lib, unda individual kanal o'tish diapazoni shakli Gauss funksiyasi bilan tavsiflanadi. Gauss AWGs barcha AWG turlaridan eng kam kiritish yo'qotilishini ta'minlaydi, lekin Gauss egri chizig'ining cho'qqisi to'liq ish harorati oralig'ida o'tish diapazoni ichida qolishini ta'minlash uchun boshqa tizim komponentlarida qattiqroq bardoshlik talab qiladi.

Gauss Pass bandi (nm) DWDM MUX/DEMUX qurilmalari sinfini belgilaydi, ularning o'tish diapazoni ichidagi spektr profillari asosan Gauss bo'ladi.

Tepadan tekis o'tish bandi (nm) DWDM MUX/DEMUX qurilmalari sinfini belgilaydi, ularning o‘tish diapazoni ichidagi spektr profillari Gauss profili bilan solishtirganda nisbatan tekis bo‘ladi. Yassi spektrli profil super-Gauss yoki ideal holda qutiga o'xshash bo'lishi mumkin. 

Yilni CWDM CWDM ning mini versiyasidir. CWDM bilan bir xil tarzda ishlaydigan TFF (Yupqa kino filtri) ga asoslangan to'lqin uzunligi bo'linadigan multiplekslash texnologiyasi. Farqi shundaki, CCWDM bo'sh joy texnologiyasidan foydalanadi va uning paket hajmi CWDM modullari bilan solishtirganda ancha kamayadi va kiritish yo'qotilishi pastroq va izchilroq.

Mahalliy tarmoqning to'lqin uzunligi bo'linmasini ko'paytirish (LWDM), eng yangi xWDM texnologiyalaridan biri boʻlib, 100G, 200G, 400G optik havolalarda qoʻllaniladi, ular 25G SFP28 qabul qiluvchi qurilmalarida foydalanish uchun moslashtirilgan. Ushbu yangilik tarmoq dizaynida ko'proq moslashuvchanlikni ta'minlaydi va LAN WDM to'lqin uzunliklaridan foydalangan holda mavjud 5G va 100G LAN-WDM qabul qiluvchilar yordamida 200Gni amalga oshirish imkonini beradi. 

Metro to'lqin uzunligi bo'linmasi multipleksatsiyasi, shuningdek, mikro-optik to'lqin uzunligi bo'linmasi multiplekseri (MWDM), CWDM ning 6 to'lqin uzunligiga asoslangan bo'lib, 3.5 to'lqinga kengaytirish uchun 12 nm chapga va o'ngga siljiydi va iqtisodiy jihatdan samarali rejalardan biridir.