Šķiedru optikas pārraides multipleksēšanas metodes
Optisko šķiedru komunikācijā multipleksēšana tiek uzskatīta par galveno līdzekli esošo šķiedru tīklu inženierijas paplašināšanai. Tā kā optiskos datus var pārvadāt, izmantojot dažādus fiziskus izmērus, piemēram, laiku, frekvenci, telpu, polaritāti utt., Var izmantot dažādas multipleksēšanas metodes, lai palielinātu vienas optiskās šķiedras datu pārraides jaudu. Pašlaik optiskās inovācijas attīstībā jau tiek izmantotas dažas multipleksēšanas metodes, un tiek uzskatīts, ka dažas pieejas var sniegt vairāk uzlabojumu, lai iegūtu vairāk informācijas. Šajā rakstā tiks apspriesti divi galvenie multipleksēšanas paņēmieni - viļņa garuma sadalījuma multipleksēšana (WDM) un optiskā laika sadalījuma multipleksēšana (OTDM) - un potenciālās multipleksēšanas metodes - kosmosa sadalījuma multipleksēšana (SDM) un apakškarjera sadalījuma multipleksēšana - tas nav plaši izmantots optiskajā komunikācijā.
Pašreizējās multipleksēšanas metodes
Pašlaik multipleksēšanas tehnoloģijas ir izmantojušas daudzas dimensijas, lai palielinātu optiskās pārraides sistēmas jaudu fiksētā joslas platumā. Divas galvenās metodes ir WDM un OTDM.
Viļņu garuma sadalīšanas multipleksēšana
WDM ir viena no multipleksēšanas metodēm, kas palielina joslas platumu, multipleksējot dažādus optiskos nesēju signālus uz vienu optisko šķiedru, izmantojot dažādus viļņu garumus. Katrs signāls WDM viļņu garumos ir neatkarīgs no jebkura protokola un jebkura ātruma. WDM tehnoloģija ļauj divvirzienu sakarus vienlaikus ar vienu optisko šķiedru. WDM pamats vienkāršo tīklu ar vienu virtuālo optisko šķiedru tīklu, nevis izmanto vairākus signālu veidus ar dažādām šķiedrām un pakalpojumiem. Tādā veidā WDM palielina joslas platumu un samazina tīkla izmaksas, samazinot vajadzīgās šķiedras. Ir divi dažādi WDM sistēmu viļņa garuma modeļi, rupjš (CWDM) un blīvs (DWDM). CWDM un DWDM balstās uz to pašu koncepciju, ka vienā šķiedrā izmanto vairākus gaismas viļņa garumus, bet atšķiras viļņu garumu, kanālu skaita un spējas pastiprināt multipleksētos signālus optiskajā telpā. WDM sistēmā dažādi optiskie signāli tiek kombinēti (multipleksēti) vienā optiskās šķiedras galā un atdalīti (demultipleksēti) dažādos kanālos otrā galā.
Optisko nesēju WDM bieži uzskata par analogo frekvenču sadalīšanas multipleksēšanas paņēmienu, kas parasti attiecas uz radio nesēju. Tomēr starp tām nav būtiskas atšķirības, jo tās sniedz tādu pašu informāciju.
Optiskā laika sadalījuma multipleksēšana
OTDM ir multipleksēšanas metode, kas būtībā multipleksē virkni zema bitu ātruma optisko kanālu laika domēnā. Vairāki zema ātruma optiskie kanāli tiek multipleksēti fiksētā elektriskā pulksteņa periodā, tādējādi palielinot pārraides ātrumu. Katrs signāls tiek pārraidīts pa vienu sakaru kanālu, sadalot laika rāmi slotos - vienu slotu katram ziņojuma signālam. Pamatojoties uz laiku, katrs zema ātruma kanāls tiek piešķirts noteiktam stāvoklim, kur tas darbojas sinhronizētā režīmā. Tas nozīmē, ka multipleksers un demultipleksers tiek savlaicīgi sinhronizēti un vienlaicīgi pārslēgti uz nākamo kanālu.
Parasti optiskā impulsa platums tiek saīsināts, lai fiksētos pulksteņa periodos vairākus kanālus multipleksētu. Turklāt saīsinātā pulsa platums var samazināt kanālu šķērsruna, jo bitu pārraides ātrums paliek vairāk. Tomēr īss impulsa platums izraisa smagu izkliedi, jo brauciena attālums palielinās. Tāpēc, lai samazinātu dispersijas efektu uz OTDM, ir jāizmanto ierobežota impulsa un dispersijas slīpuma kompensācijas metode.
Potenciālās multipleksēšanas metodes nākotnē
Lai gan abas iepriekšminētās multipleksēšanas metodes ir izmantotas optiskajā sakarībā, lai optimizētu optiskās šķiedras veiktspēju, joprojām pastāv pašreizējās tehnoloģijas ierobežojumi un nepārtraukti pieaug datu pieprasījums, ir nepieciešamas jaunas multipleksēšanas metodes.
Space Division Multipleksēšana
SDM ir tehnoloģija, kas izmanto telpisko dimensiju, lai vienlaikus piegādātu dažādas datu plūsmas, veidojot paralēlus telpiskos kanālus. Šī tehnoloģija parasti tiek izmantota daudzu ievades (MIMO) sistēmā. MIMO ietver vismaz divas antenas raidītāja pusē un vismaz divas antenas uztvērēja pusē. Un MIMO signālu apstrāde jau tiek plaši izmantota pašreizējās saskaņotās optiskās pārraides sistēmās ar polarizācijas sadalījuma multipleksēšanu (PDM), izmantojot standarta vienmodu šķiedras. Tiek uzskatīts, ka, pieņemot stratēģijas, kurās izmanto daudzkodolu un mutil-mode šķiedras, ir iespējams sasniegt tālsatiksmes pārraides attālumu un ātrgaitas datu pārraides ātrumu ar augsta blīvuma SDM.
Secinājums
Visās multipleksēšanas tehnoloģijās WDM ir visplašāk izmantotā optisko sakaru tehnoloģija. Tā kā dažādiem multipleksēšanas paņēmieniem dažos aspektos ir ierobežojumi, parasti tiek ieteikts izmantot vairāk nekā vienu paņēmienu šķiedru optikas tīklos, lai iegūtu vislabāko pārraides veiktspēju.
