Linh kiện quang học nâng cao - Bộ ghép kênh WDM
Bộ ghép kênh WDM là một thiết bị sử dụng công nghệ Ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) để kết hợp các bước sóng quang khác nhau từ hai hoặc nhiều sợi quang thành một sợi quang. Sự kết hợp hoặc ghép các bước sóng này có thể rất hữu ích trong việc tăng băng thông của hệ thống cáp quang. Bộ ghép kênh WDM được sử dụng theo cặp: một ở đầu sợi để ghép các đầu vào và một ở đầu sợi để tách rời và sau đó định tuyến các bước sóng tách thành các sợi riêng biệt. Một bộ ghép kênh WDM có thể được coi là một đường cao tốc sợi quang; đường cao tốc có thể hỗ trợ băng thông rất lớn, do đó làm tăng dung lượng của hệ thống.
Mỗi kênh trong bộ ghép kênh WDM được thiết kế để truyền một bước sóng quang cụ thể. Bộ dồn kênh hoạt động rất giống như một bộ ghép ở đầu sợi quang và như một bộ lọc ở cuối sợi quang. Ví dụ, bộ ghép kênh 8 kênh sẽ có khả năng kết hợp tám kênh hoặc bước sóng khác nhau từ các sợi quang riêng biệt vào một sợi quang. Một lần nữa, để tận dụng băng thông khổng lồ ở cuối sợi quang, một bộ ghép kênh khác (demultiplexer) sẽ phục hồi các bước sóng riêng biệt. Hình dưới đây cho thấy một hệ thống WDM đơn giản bao gồm nhiều nguồn sáng, bộ ghép kênh hoặc bộ kết hợp WDM kết hợp các bước sóng thành một sợi quang và bộ tách sóng WDM hoặc bộ tách quang phân tách bước sóng với các máy thu tương ứng của chúng.
Các loại bộ ghép kênh WDM
Bộ ghép kênh CWDM & DWDM
Bộ ghép kênh WDM có sẵn trong nhiều kích cỡ, nhưng phổ biến nhất sẽ được tìm thấy với các cấu hình 2, 4, 8, 16, 32 và 64 kênh. Các loại bộ ghép kênh là băng rộng (hoặc băng chéo), băng hẹp và dày đặc. Bộ ghép kênh băng rộng hoặc băng thông rộng (Bộ ghép kênh CWDM ) là các thiết bị kết hợp một phạm vi bước sóng rộng, chẳng hạn như 1310nm và 1550 nm. Bộ ghép kênh băng tần hẹp sẽ kết hợp nhiều bước sóng với khoảng cách kênh 1000 GHz. Bộ ghép kênh dày đặc kết hợp các bước sóng với khoảng cách kênh 100 GHz. Ở đây cho thấy một hệ thống WDM băng rộng hoặc băng thông cơ bản.
Các hệ thống WDM băng thông hẹp (DWDM) có các kênh cách nhau 1000 GHz, hoặc cách nhau khoảng 8nm. Đây là một con số cho thấy một hệ thống WDM băng thông hẹp cơ bản.
Tiêu chuẩn công nghiệp về Bộ ghép kênh phân chia theo bước sóng dày đặc (Bộ ghép kênh DWDM ), theo khuyến nghị của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU), là khoảng cách kênh 100 GHz hoặc khoảng 0,8nm. Có bộ ghép kênh DWDM băng tần C, băng tần S và băng tần L. Dải C là băng tần 1550nm sử dụng bước sóng từ 1530 đến 1565nm. Dải S sử dụng bước sóng từ 1525 đến 1538nm và băng L sử dụng bước sóng từ 1570 đến 1610nm.
Các kênh càng gần nhau, số lượng kênh có thể được chèn vào một dải càng cao. Hiện tại có khoảng cách 50 GHz (bộ ghép kênh DWDM 50 GHz thường có các kênh 64, 80, 88, 96). Điều quan trọng cần lưu ý là khi khoảng cách hoặc chiều rộng của mỗi kênh giảm, độ rộng phổ càng nhỏ. Điều này có liên quan vì bước sóng phải ổn định hoặc bền vững đủ lâu để không trôi vào kênh lân cận. Bên cạnh việc có độ rộng phổ rất hẹp, máy phát laser không thể trôi (nó phải đặt cùng bước sóng ở mọi thời điểm). Nếu bước sóng đầu ra của máy phát laser thay đổi thậm chí vài phần mười nanomet, nó có thể trôi vào kênh tiếp theo và gây ra vấn đề nhiễu.
Bộ ghép kênh WDM đơn hướng & hai chiều
Có các cấu hình khác nhau của bộ ghép kênh WDM. Tất cả mọi thứ chúng tôi đã đề cập đến thời điểm này đều mô tả một hệ thống WDM đơn hướng. Bộ ghép kênh WDM đơn hướng được cấu hình để bộ ghép kênh chỉ kết nối với các máy phát hoặc máy thu quang. Nói cách khác, nó cho phép ánh sáng truyền theo một hướng và chỉ cung cấp giao tiếp đơn giản qua một sợi quang duy nhất. Do đó, truyền thông song công hoàn toàn cần có hai sợi quang.
Bộ ghép kênh WDM được thiết kế để kết nối với cả máy phát và máy thu được gọi là hai chiều (BiDi); về bản chất, Bộ ghép kênh WDM BiDi được thiết kế để truyền quang theo cả hai hướng chỉ sử dụng một sợi quang. Hai kênh sẽ hỗ trợ một liên kết truyền thông song công toàn bộ. Dưới đây là một hình ảnh cho thấy hai bộ ghép kênh WDM BiDi giao tiếp qua một sợi quang.
Mẹo sử dụng bộ ghép kênh WDM
Như với bất kỳ thiết bị nào khác được thêm vào mạng cáp quang, có những yếu tố phải được xem xét. Vì tổn thất là một yếu tố phải được tính đến, bạn nên nhớ rằng số lượng kênh càng nhiều thì tổn thất chèn càng lớn khi sử dụng bộ ghép kênh WDM. Các thông số kỹ thuật khác cần lưu ý khi sử dụng bộ ghép kênh WDM là cách ly, PMD và băng thông quang phổ.
Tóm lược
Bộ ghép kênh WDM là thiết bị được sử dụng rộng rãi, cung cấp cách sử dụng dung lượng băng thông khổng lồ của sợi quang mà không phải sử dụng máy phát và máy thu laser nhanh nhất. Chỉ cần nghĩ về nó: một hệ thống WDM 8 kênh sử dụng các máy phát laser 2,5 Gbps được điều chế trực tiếp mang dữ liệu gấp đôi so với một máy phát laser 10 Gbps được điều chế gián tiếp. Các hệ thống WDM cho phép các nhà thiết kế kết hợp các phần hiệu suất khiêm tốn và tạo ra một hệ thống hiệu suất cực cao. Các hệ thống WDM cung cấp nhiều tiếng nổ nhất cho buck!
