波長分割多重(WDM)チュートリアル

波長分割多重(WDM)の定義

波長分割多重(WDM)は、単一モード光ファイバの低損失領域の巨大な帯域幅を使用して異なる波長を伝送する方法である。これらの光信号の波長は、同じレート、同じデータフォーマット、または異なるレート、異なるデータフォーマットにすることができるデジタル信号を運ぶ。新しい波長特性を追加することによって、ネットワーク容量を決定するためのユーザの要求に従う。2.5Gb / s以下の速度でのWDMでは、現在の技術は、伝送容量および伝送距離の様々な要件を満たすファイバ分散およびファイバ非線形効果によって課される制限を完全に克服することができる。WDM拡張ソリューションの欠点は、より多くの光ファイババイスが必要であり、障害やエラーの可能性が増すことです。

WDMシステムの構造

Nチャネル波長多重(WDM)システムの全体的な構造は、主に、端末(OMT)ユニットと光インライン増幅器(ILA)ユニットとの3つの部分に分けられる。

光波長変換ユニット(OTU)
光波長変換ユニット(OTU)は、非標準波長をITU-Tで指定された標準波長に変換します。光/電気/光(O / E / O)変換は、まずフォトダイオードPINまたはAPDを使用してシステムに適用されます。受信された光信号は、電気信号に変換され、次いで、標準的な波長のレーザで変調され、新しい所望の光波長信号を得る。

波長分割マルチプレクサおよびデマルチプレクサユニット(ODU / OMU)
波長分割マルチプレクサは、送信側の波長分割マルチプレクサと受信側の波長分割マルチプレクサに分けることができます。光合波器は、伝送システムの送信端に用いられ、複数の入力ポートと出力ポートとを有する装置である。その入力ポートの各々は、予め選択された波長の光信号を入力する。入力された異なる波長の光波は、同じ出力ポートから出力される。複数の異なる波長信号を分類する入力ポートおよび複数の出力ポートを有する光コンバイナとは正反対の伝送システムの受信端で光スプリッタが使用される。

増幅器(BA / LA / PA
増幅器は光信号を直接増幅するだけでなく、リアルタイム、高利得、広帯域、オンライン、低ノイズ、低損失の全光増幅器を備えており、不可欠です新世代の光ファイバ通信システムのキーデバイスとして注目されています。現在入手可能な光ファイバ増幅器の中には、主にエルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)、半導体増幅器SOA)およびファイバラマン増幅器(FRA)がある。その中で、エルビウムドープファイバ増幅器は、長距離大容量・高速光ファイバ通信システム、プリアンプ、ラインアンプ、パワーアンプとして広く用いられている。

光監視チャネル
光監視チャネルは、WDMの光伝送システムの監視用に確立されています。ITU-Tは、1510nmの好ましい波長、2Mビット/秒の容量を使用することを推奨する。低レシーバ感度(-50dBmより良い)にも依然として適切に働くことができます。しかし、EDFAの前に道を下り、EDFAの後を彩ることが必要です。

WDMの利点

光ファイバーの容量は非常に大きく、伝統的な光ファイバー通信システムは光信号の光ファイバー伝送にありますが、この方法は実際にはファイバーリッチ帯域幅のごく一部です。光ファイバーの巨大な帯域幅資源をフルに活用し、光ファイバーの伝送容量を増加させるために、高密度WDMDWDM)技術に基づく次世代光ファイバー通信技術が生まれました。WDM技術には次の特徴があります。

大容量

現在使用されている通常の光ファイバの伝送帯域幅は非常に広いが、その利用率は依然として非常に低い。使用DWDM技術は、単一波長の伝送容量が数倍、数十倍または数百倍に増加するよりも、ファイバ伝送容量を作ることができます。現在商用最大容量光伝送システムは1.6Tbit / sシステム、ルーセント、およびノー​​テルネットワークスの2社はこのような製品を提供するために160x10Gbit / sプログラム構造を使用しています。3.2Tbit / sの実用的なシステムの容量が開発されました。

データの「透過的な」伝送

DWDMシステムは、光の波長に応じて多重化および逆多重化されるため、信号のレートおよび電気変調モードに関係なく、データに対して「透過的」です。WDMシステムは、将来起こり得るATM、IP、または信号などの複数のフォーマットの「トラフィック」信号を搬送することができる。WDMシステムは透過伝送を行う。「ビジネス」層信号の場合、WDMシステムの光波長チャネルは「仮想」光ファイバのようなものです。

システムのアップグレード時に既存の投資を最大限に保護

ネットワークの拡充に伴い、光ファイバー伝送路や光受信機を光ファイバー回線の再構築なしに交換することができ、容量拡張には理想的な手段であり、CATV、HDTVなどのブロードバンドサービスの導入にも便利です。 B-ISDNは、波長の追加を使用して、新しいビジネスや新しい容量を導入することを意味します。

高いネットワーク柔軟性、経済性、信頼性

WDM技術を用いて形成された新しい通信ネットワークは、従来の電気的時分割多重技術によって形成されたネットワーク構造よりも大幅に単純化され、ネットワークが構成されている。すべての種類のサービスは、対応する光信号の波長を調整することによってのみスケジュールすることができます。ネットワーク構造が簡素化され、構造化され、ビジネススケジューリングの利便性が高まるにつれて、ネットワークの柔軟性、経済性、信頼性が明らかになります。

全光スイッチングに対応

将来的に実現されることが期待される全光ネットワークにおいて、光通信における光信号の波長を変更して調整することにより、様々な通信サービスのアップ/ダウン及びクロスコネクトが実現されることが予想される。したがって、WDM技術は、全光ネットワークを実現するための重要な技術の1つとなる。さらに、WDMシステムは、将来の全光ネットワークと互換性があり、既に構築されたWDMシステム光ネットワークに基づいて、透過的かつ高度に存続可能なシステムを将来実現することができる。