Bạn có biết tất cả các thuật ngữ của công nghệ WDM không?
Là một cơ hội chưa từng có để tăng đáng kể dung lượng băng thông, công nghệ WDM (Ghép kênh phân chia bước sóng) là một giải pháp lý tưởng để có thêm băng thông và chi phí thấp hơn trong các mạng viễn thông hiện nay. Nhờ danh tiếng, WDM trở thành một từ quen thuộc. Tuy nhiên, hầu hết thời gian, chúng ta chỉ biết WDM là gì nhưng không thực sự biết công nghệ WDM. Trên thực tế, có nhiều thuật ngữ được sử dụng trong WDM luôn là vấn đề đau đầu đối với chúng tôi. Bây giờ, hãy xem chúng là gì.
WDM Bao gồm CWDM và DWDM
WDM (Ghép kênh theo bước sóng)
Một công nghệ ghép một số tín hiệu sóng mang lên một sợi quang bằng cách sử dụng các bước sóng quang khác nhau (nghĩa là màu sắc) của ánh sáng laser. Nó phá vỡ ánh sáng trắng truyền qua cáp quang thành tất cả các màu của quang phổ, giống như ánh sáng truyền qua lăng kính tạo ra cầu vồng. Mỗi bước sóng mang một tín hiệu riêng không can thiệp vào các bước sóng khác.
CWDM (Ghép kênh phân chia bước sóng thô)
CWDM là một công nghệ WDM cụ thể được xác định bởi ITU (Liên minh viễn thông quốc tế) trong lưới phổ ITU-T G.694.2, sử dụng các bước sóng từ 1270nm đến 1610nm trong khoảng cách kênh 20nm. Đây là một công nghệ được lựa chọn để vận chuyển hiệu quả chi phí lưu lượng lớn dữ liệu trong các mạng viễn thông hoặc doanh nghiệp.
DWDM (Ghép kênh phân chia theo bước sóng dày đặc)
DWDM là một công nghệ WDM cụ thể cũng được xác định bởi ITU nhưng trong lưới quang phổ ITU-T G.694.1. Lưới được chỉ định là tần số tính theo THz, được neo ở 193,1 THz, với nhiều khoảng cách kênh được chỉ định từ 12,5 GHz đến 200 GHz, trong đó phổ biến là 100 GHz. Trong thực tế, tần số DWDM thường được chuyển đổi thành bước sóng. DWDM thường có khả năng vận chuyển tới 80 kênh (bước sóng) trong phổ được gọi là phổ dải thông thường (băng tần C), với tất cả 80 kênh trong vùng 1550nm.
Hệ thống truyền dẫn WDM
Truyền sợi đơn
Sợi đơn, cụ thể là giao tiếp hai chiều trên một sợi đơn. Hệ thống này sử dụng hai bộ bước sóng giống hệt nhau cho cả hai hướng trên một sợi quang. Các kênh riêng lẻ nằm trên hệ thống sợi đơn có thể truyền theo một trong hai hướng.
Truyền dẫn sợi kép
Sợi kép, cụ thể bao gồm hai sợi đơn, một sợi được sử dụng cho hướng truyền và sợi còn lại được sử dụng cho hướng nhận. Trong hệ thống truyền dẫn sợi kép, bước sóng giống nhau thường được sử dụng theo cả hai hướng truyền và nhận. Sợi thứ hai có thể phục vụ như một sợi dự phòng như trong một hệ thống dự phòng hoặc nó có thể cung cấp một đường dẫn quang theo hướng ngược lại.
Thượng lưu (Trở về) & Hạ lưu (Chuyển tiếp)
Hướng của tín hiệu truyền thông có thể được giới thiệu bằng hai thuật ngữ này. Hướng hạ lưu được định nghĩa là giao tiếp bắt nguồn từ một nhà cung cấp dịch vụ và được gửi đến người sử dụng dịch vụ. Thượng nguồn là theo hướng ngược lại.
Cấu trúc liên kết WDM
Cấu trúc liên kết mạng
Các sản phẩm WDM mang lại hiệu quả cao hơn cho các mạng cáp quang thông qua việc sử dụng nhiều kênh sợi quang. Mạng được xác định bởi bố trí sợi hoặc cấu trúc liên kết của chúng. Các cấu trúc liên kết mạng như Lưới, Vòng, P2P (Điểm-Điểm) và P2MP (Điểm-Đa điểm) đôi khi sẽ sử dụng các sản phẩm WDM được thiết kế đặc biệt cho mạng. Vì vậy, điều quan trọng là phải hiểu việc sử dụng mạng dự định khi chọn các sản phẩm WDM. Toàn bộ mạng thường bao gồm một số loại cấu trúc liên kết mạng phụ.
Cấu trúc liên kết vòng
Trong các mạng khu vực đô thị, cơ sở hạ tầng thường được tổ chức theo cấu trúc liên kết vòng. Cấu trúc liên kết vòng là một loại cấu trúc liên kết mạng bao gồm một vòng khép kín. Mạng vòng sợi bao gồm một loạt các sợi quang chấm dứt tại các nút mạng trải đều trong vòng lặp. Mỗi nút trong vòng sẽ kết nối với hai và chỉ hai nút liền kề. Mạng vòng thường là hệ thống sợi kép. Cấu trúc liên kết vòng tương phản với một dải sợi không được tiết lộ, từ đầu đến cuối hoặc điểm-điểm.
Nút
Trong cấu trúc liên kết mạng, một nút là sự kết thúc của một nhánh hoặc nhiều nhánh của mạng. Mạng WDM bao gồm một tập hợp các nút, được kết nối vật lý bằng sợi quang (cấu trúc liên kết vật lý), trên đó một cấu trúc liên kết logic được phủ lên bằng cách thiết lập các kết nối đường truyền giữa các nút. Việc sử dụng WDM ở phía sợi cho phép nút được phân đoạn hoặc chia thành các khu vực phục vụ bổ sung, do đó mở rộng cơ sở khách hàng và băng thông có sẵn.
Công nghệ WDM
Cách tử ống dẫn sóng (AWG)
AWG, bao gồm Athermal AWG (AAWG) và Heat AWG (TAWG), thường được sử dụng làm MUX / DeMUX quang trong các hệ thống WDM. AAWG có hiệu suất tương đương với TAWG tiêu chuẩn nhưng không yêu cầu năng lượng điện, phần mềm hoặc nhiệt độ.
Sợi Bragg Grating (FBG)
FBG là các bộ lọc bước sóng linh hoạt để ghép tín hiệu và phân tách tín hiệu WDM. Chúng cũng có thể bù cho sự phân tán màu sắc có thể làm giảm chất lượng tín hiệu WDM trong một sợi quang.
Bộ lọc màng mỏng (TFF)
Các bộ lọc màng mỏng được áp dụng từ rất sớm và đã được triển khai rộng rãi vì chúng có các thuộc tính duy nhất đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của hệ thống thông tin quang. Ưu điểm chính của bộ lọc màng mỏng là khả năng đạt được độ chính xác cao khi xử lý ở kích thước thiết bị nhỏ khi so sánh với các công nghệ cạnh tranh.
Thiết bị WDM
Mux (Bộ ghép kênh)
Bộ ghép kênh WDM là một thiết bị ghép kênh hoặc kết hợp các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau (màu sắc) với nhau trên một sợi đơn.
DeMux (Bộ ghép kênh)
Trái ngược với bộ ghép kênh, DeMux là một thiết bị khử đa kênh hoặc tách truyền dẫn quang bao gồm các bước sóng được ghép thành các sợi riêng lẻ được gán cho từng bước sóng.
Lưu ý: Trong thị trường ngày nay, có các sản phẩm CWDM Mux / DeMux và các sản phẩm DWDM Mux / DeMux. Các sản phẩm này có Mux và DeMux bên trong và đi kèm trong một gói như 1RU 19 rackmont, hộp LGX và mô-đun ABS, v.v.
OADM (Bộ ghép kênh thả xuống quang học)
OADM là một thiết bị được sử dụng trong các hệ thống WDM để ghép kênh và định tuyến các kênh ánh sáng khác nhau vào hoặc ra khỏi một sợi quang.
FWDM (Bộ ghép kênh phân chia bước sóng dựa trên bộ lọc)
Bộ ghép kênh phân chia bước sóng dựa trên bộ lọc (FWDM) là một loại bộ ghép kênh WDM dựa trên công nghệ Bộ lọc màng mỏng (TFF). FWDM kết hợp hoặc tách ánh sáng ở các bước sóng khác nhau trong một phạm vi bước sóng rộng và được sử dụng rộng rãi trong các bộ khuếch đại EDFA, Raman và mạng quang WDM.
Bỏ qua bộ lọc bỏ qua
Bộ lọc bỏ qua có dải được sử dụng để xây dựng các sản phẩm BWDM (Band WDM). Các bộ lọc này là các TFF có các dải thông rộng, chứa nhiều kênh. Ví dụ: Bộ lọc băng tần C / đỏ DWDM được sử dụng để tách hoặc kết hợp các tín hiệu bước sóng băng đỏ và xanh lam trong các hệ thống DWDM băng tần C và các hệ thống khuếch đại công suất cao. Nó giống như một FWDM thông thường, với sự khác biệt duy nhất là các bước sóng được phân chia trong bộ lọc Red / Blue trong khi được liên kết trong WDM.
Cổng WDM MUX DEMUX
Cổng chung
Điểm kết nối của sản phẩm WDM nơi xuất hiện các kênh kết hợp. Đối với sản phẩm MUX, các kênh kết hợp được truyền từ cổng chung. Đối với DEMUX, các kênh kết hợp được nhận tại cổng chung.
Chuyển phát nhanh hoặc nâng cấp cổng
Đối với các sản phẩm CWDM, thông thường sẽ có một bản nâng cấp hoặc cổng tốc hành, nhưng không phải cả hai. Cổng nâng cấp hoặc chuyển phát nhanh trên CWDM Mux hoặc DeMux được sử dụng để thêm, thả hoặc chuyển qua các kênh bổ sung cho phép xếp tầng của hai mô-đun CWDM Mux / DeMux, tăng gấp đôi công suất kênh trên liên kết sợi chung.
Đối với các sản phẩm DWDM, mục đích của cổng nâng cấp là có thể thêm, thả hoặc chuyển qua các kênh DWDM băng tần C chưa được sử dụng, cụ thể là các kênh nằm trong dải 1530 - 1565nm. Nếu sản phẩm DWDM cũng có cổng tốc hành thì cổng đó thường được sử dụng cho các kênh bổ sung nằm ngoài băng tần C, chẳng hạn như hầu hết các kênh CWDM.
Cổng 1310nm
Cổng 1310nm là cổng quang băng rộng được thêm vào các bước sóng CWDM cụ thể khác trong một mô-đun. Ví dụ: nếu CWDM 8 kênh được gọi ra, nó có thể sử dụng bước sóng 1470nm đến 1610nm và yêu cầu cổng 1310nm. Cổng 1310nm được sử dụng trong một số mạng kế thừa và đôi khi là đường dẫn trở lại. Nếu một mạng kế thừa hiện tại đang sử dụng cổng 1310nm và họ đã sử dụng hết tất cả các sợi và đang tìm cách tăng dung lượng mạng, họ có thể thêm các bước sóng CWDM khác vào cùng một sợi trong khi vẫn cho phép sử dụng cổng 1310nm. Trong khi đó, nó có thể mang quang học LR, quang học LX, v.v.
Cổng 1550nm
Tương tự như cổng 1310nm, cho phép tín hiệu kế thừa 1550nm truyền qua và có thể mang quang học ER, quang học ZR, quang học LX, quang học ZX, v.v.
Cổng giám sát
Cổng này được sử dụng để theo dõi hoặc kiểm tra tín hiệu nguồn phát ra từ CWDM Muxed hoặc trước khi nó được chuyển từ tín hiệu đi qua mạng cáp quang thường ở mức năng lượng 5% trở xuống. Nói chung, nó có thể được kết nối với thiết bị đo lường hoặc giám sát, chẳng hạn như đồng hồ đo điện hoặc máy phân tích mạng. Quản trị viên mạng sẽ sử dụng điều này để kiểm tra màn hình nếu tín hiệu bị lỗi hoặc thay đổi mà không phải làm gián đoạn mạng hiện có.
Thông số WDM
Bước sóng
Bước sóng là khoảng cách, được đo theo hướng truyền, giữa hai điểm cùng pha trong các chu kỳ liên tiếp của sóng. Bước sóng λm của ánh sáng đơn sắc truyền trong sợi quang được biểu thị:
=m = λ / n = v / f
= bước sóng quang trong chân không
n = chiết suất của môi trường điện môi
v = vận tốc pha, được cho bởi c / n
c = tốc độ ánh sáng trong chân không: 2.99792458 X 108 m / s
f = tần số quang.
Lưu ý: Trong thực tế WDM, các bước sóng như bước sóng của laser truyền thông, thông số kỹ thuật bước sóng cho bộ lọc quang và bước sóng của các kênh truyền quang qua sợi quang đều được đưa ra là λ, bước sóng tính bằng nanomet sẽ xảy ra trong chân không.
Kênh
Trong các hệ thống WDM, mỗi kênh đầu vào được gán một bước sóng duy nhất (nghĩa là màu sắc của ánh sáng), do đó các kênh có thể truyền qua sợi quang song song.
Băng qua
Dải thông là dải tần số hoặc bước sóng có thể đi qua bộ lọc. Đây là một trong những thông số của bộ lọc WDM. Trong thực tế, đó là dung sai của bộ lọc đối với laser trôi xa khỏi bước sóng trung tâm. Ví dụ, một dải thông thường cho các bộ lọc CWDM là ± 6,5nm về bước sóng trung tâm. Vì vậy, laser 1551nm có thể hoạt động trong phạm vi từ 1544,5nm đến 1557,5nm mà không gặp phải mất kênh bổ sung.
Mất chèn
Mất chèn là sự suy giảm gây ra bởi việc chèn bộ lọc WDM trong hệ thống truyền dẫn quang. Nó thường được chỉ định là tổn thất chèn tối đa xảy ra trên dải thông qua bộ lọc. Tổn thất chèn của sản phẩm WDM được đưa ra là tổn thất chèn tối đa xảy ra tại cổng kênh có tổn thất cao nhất. Trong các mạng WDM, mất chèn là một trong một số đóng góp cho tổng mất liên kết truyền thông. Các bộ lọc màng mỏng thể hiện phương sai sản xuất khá rộng trong các giá trị tổn thất chèn của chúng và được sàng lọc trước khi sử dụng trong các sản phẩm WDM.
Mất phân cực phụ thuộc (PDL)
Tổn thất thể hiện bởi bộ lọc WDM phụ thuộc vào độ phân cực quang của ánh sáng. PDL là sự khác biệt lớn nhất trong tổn thất chèn tối đa xảy ra ở tất cả các trạng thái phân cực quang. PDL cho sản phẩm WDM được chỉ định là PDL lớn nhất được phép cho bất kỳ kênh nào.
Phân tán chế độ phân cực (PMD)
PMD là một hiện tượng tuyến tính quan trọng xảy ra bên trong các sợi quang, điều này có thể khiến máy thu quang không thể giải thích tín hiệu chính xác và dẫn đến tỷ lệ lỗi bit cao. Đó là một hiệu ứng phân cực khác dẫn đến suy yếu trong các hệ thống truyền dẫn cáp quang đường dài.
Mất mát trở lại
Mất mát trở lại là sự mất năng lượng trong tín hiệu được trả lại / phản ánh bởi sự gián đoạn trong đường truyền hoặc sợi quang của các hệ thống WDM. Một giá trị lớn của tổn thất hoàn trả là mong muốn để ngăn ngừa các vấn đề với laser nguồn và giảm tổn thất truyền đi. Mất mát trả lại cho một sản phẩm WDM là tổn thất trả lại được đo nhỏ nhất tại tất cả các cổng.
Băng thông Ripple
Ripple gợn sóng được định nghĩa là biến thể mất mát cực đại đến cực đại trong dải thông của một kênh.
Cô lập
Cách ly là thước đo ánh sáng ở bước sóng không mong muốn tại bất kỳ điểm nào. Được biểu thị bằng dB, đó là sự khác biệt của tổn thất chèn tối đa trong dải thông qua bộ lọc và tổn thất tối thiểu xảy ra trong các dải thông lọc khác. Sự cô lập được đo bằng cách áp dụng một nguồn năng lượng quang quét vào cổng chung của bộ lọc và đo tổn thất trong dải thông của bộ lọc và các dải thông của các bộ lọc khác. Khi các bộ lọc khác là các bộ lọc có dải thông gần nhất với dải thông của bộ lọc, nó được gọi là Bộ cách ly kênh liền kề. Đối với các cổng còn lại, nó được gọi là Cách ly kênh không liền kề.
Nhiệt độ hoạt động
Nhiệt độ hoạt động (° C) là phạm vi nhiệt độ môi trường xung quanh mà thông số hiệu suất của thiết bị có thể được đáp ứng.
Nhiệt độ lưu trữ
Nhiệt độ lưu trữ (° C) là phạm vi nhiệt độ môi trường mà thiết bị có thể được lưu trữ mà không ảnh hưởng đến ứng dụng dự định của nó sau đó.
Kỹ thuật WDM liên quan
Mạng quang đa kênh phân chia bước sóng (WDM-PON)
WDM-PON là một khái niệm sáng tạo cho các mạng truy cập và backhaul. Nó sử dụng WDM trên cơ sở hạ tầng sợi P2MP vật lý không chứa các thành phần hoạt động (nghĩa là PON). WDM-PON cho phép các nhà khai thác cung cấp băng thông cao đến nhiều điểm cuối trong khoảng cách xa.
Mạng truyền tải quang (OTN)
OTN được thiết kế để cung cấp hỗ trợ cho mạng quang bằng cách sử dụng ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) không giống như SONET / SDH tiền nhiệm. Nó có thể cung cấp chức năng vận chuyển, ghép kênh, chuyển mạch, quản lý, giám sát và khả năng sống sót của các kênh quang mang tín hiệu khách hàng.
