Optiskā multipleksēšana ātrgaitas sakaru sistēmām
Ievads
Optiskā pārraide izmanto gaismas impulsus, lai caur optisko šķiedru pārsūtītu informāciju no vienas vietas uz citu. Gaisma tiek pārveidota par elektromagnētisko nesēju viļņu, kas tiek modulēta, lai pārvadātu informāciju, jo gaisma izplatās no viena gala uz otru. Optisko šķiedru attīstība ir radikāli mainījusi telekomunikāciju nozari. Optiskā šķiedra kopš sākuma ir nomainījusi citus pārraides līdzekļus, piemēram, vara stiepli, un to galvenokārt izmanto, lai vadītu pamattīklus. Šodien optisko šķiedru izmanto, lai izstrādātu jaunas ātrgaitas sakaru sistēmas, kas pārraida informāciju kā gaismas impulsus, piemēri ir multiplekseri / demultiplekseri, kas izmanto optisko multipleksēšanas tehnoloģiju.
Kas ir multipleksēšana?
Multiplexer (Mux) ir aparatūras komponents, kas apvieno vairākus analogos vai digitālos ievades signālus vienā līnijā. Un uztvērēja galā multipleksors ir pazīstams kā DeMultiplexer (DeMux), kas veic multipleksoru reverso funkciju. Tādēļ multipleksēšana ir process, kurā divi vai vairāki ievades signāli tiek apvienoti vienā pārraidē. Uztvērēja galā kombinētie signāli tiek atdalīti atsevišķā atsevišķā signālā. Multipleksēšana uzlabo joslas platuma efektivitāti. Šeit ir attēls, kas parāda optiskās multipleksēšanas / demultipleksēšanas principu.
Optiskajam Mux un DeMux ir nepieciešams, lai multipleksētu un demultipleksētu dažādus viļņu garumus uz vienas šķiedras saites. Katrs specifiskais I / O tiks izmantots vienam viļņu garumam. Viena optiskā filtra sistēma var darboties gan kā Mux, gan DeMux. Optiskā Mux un DeMux ir būtībā pasīvās optiskās filtrēšanas sistēmas, kas ir paredzētas, lai apstrādātu specifiskus viļņu garumus transporta sistēmā (parasti optiskās šķiedras). Viļņu garumu filtrēšanas procesu var veikt, izmantojot Prismus , Plāno filmu filtru (TFF) un Dichroic filtrus vai traucējumu filtrus . Filtrēšanas materiāli tiek izmantoti, lai selektīvi atspoguļotu vienu gaismas viļņa garumu, bet pārējie pārredzami. Katrs filtrs ir noregulēts noteiktam viļņu garumam.
Optiskā multipleksētāja komponenti
Parasti optisko multipleksoru veido kombinētājs, pieskārienu savienotāji (pievienot / nomest), filtri (prizmas, plāna plēve vai dichroika), sadalītājs un optiskā šķiedra . Šeit ir skaitlis, kas parāda kopējā optiskā multipleksora struktūru.
Optiskās multipleksēšanas metodes
Galvenokārt ir trīs dažādas gaismas signālu multipleksēšanas metodes uz vienu optiskās šķiedras saiti: optiskā laika sadalījuma multipleksēšana (OTDM), viļņu garuma sadalīšanas multipleksēšana (WDM) un koda dalīšanas multipleksēšana (CDM).
OTDM : viļņu garumu atdalīšana laikā.
WDM : katram kanālam piešķir unikālu nesēja frekvenci; Kanālu atstatums aptuveni 50 GHz; Ietver rupju WDM (CWDM) un blīvu WDM (DWDM).
CWDM : raksturo plašāks attālums starp kanāliem nekā DWDM.
DWDM : izmanto daudz šaurāku kanālu atstarpi, tāpēc tiek atbalstīti daudz vairāk viļņu garumu.
CDM : izmanto arī mikroviļņu pārraidei; Katra viļņa garuma spektram piešķir unikālu izkliedēšanas kodu; Kanāli pārklājas gan laika, gan frekvenču domēnos, bet kods ved katru viļņu garumu.
Programmas
Galvenais ierobežotais resurss telekomunikācijās ir joslas platums - lietotāji vēlas pārraidīt lielāku ātrumu, un pakalpojumu sniedzēji vēlas piedāvāt vairāk pakalpojumu, tādēļ ir nepieciešama ātrāka un uzticamāka ātrgaitas sistēma.
Samazinot aparatūras izmaksas, vienu multipleksēšanas sistēmu var izmantot, lai apvienotu un nosūtītu vairākus signālus no atrašanās vietas A uz vietu B.
Katrs viļņa garums λ var saturēt vairākus signālus.
Mux / DeMux nodrošina optisko signālu pārslēgšanu telekomunikācijās un citās signālu apstrādes un pārraides jomās.
Nākotnes nākamās paaudzes internets.
Priekšrocības
Augsts datu pārraides ātrums un caurlaides spēja: datu pārraides ātrums katrā optiskā pārraidei parasti ir Gbps katrā viļņa garumā; Dažādu viļņu garumu kombinācija nozīmē lielāku caurlaidību vienā sakaru sistēmā.
Zems vājinājums: optiskajai komunikācijai ir zems vājinājums salīdzinājumā ar citu transporta sistēmu.
Mazāk izplatīšanas kavēšanās.
Vairāk piedāvāto pakalpojumu.
Palielināt ieguldījumu atdevi (IA)
Zems bitu kļūdu līmenis (BER)
Trūkumi
Šķiedru izvades zudums un dispersija: signālu mazina šķiedru zudumi un izkropļo šķiedras izkliede, tad reģenerators ir nepieciešams, lai atgūtu tīros mērķus.
Pašreizējo klientu telpu iekārtu (CPE) nespēja saņemt tādu pašu pārraides ātrumu optiskās raidīšanas sistēmās (sasniedzot visus optiskos tīklus).
Optiskās pārveidošanas pārvēršana gaisā: optiskie signāli tiek pārveidoti par elektrisko signālu, izmantojot foto detektorus, pārslēdzot un pārveidojot atpakaļ uz optisko. Optiskie / elektriskie / optiskie pārveidojumi rada nevajadzīgu laika aizkavēšanos un jaudas zudumu. Labāka būs optiskā pārraide no gala līdz galam.
Nākotnes darbs
Pētījumi par optisko gala lietotāju aprīkojumu: mobilie tālruņi, dators un citas rokas ierīces, kas saņem un pārraida ar optisko ātrumu.
Ātra vājināta signāla reģenerācija.
Mazāk izkropļojumi, kas rodas šķiedras izkliedes rezultātā.
Optiskie komponenti no gala līdz galam: novērš nepieciešamību pēc optiskā pārveidotāja un pretēji.
Secinājums
Lai gan optiskā pārraide ir labāka salīdzinājumā ar citiem pārraides līdzekļiem, jo tā ir vājāka un tā ir tālsatiksmes pārraides profils, optiskā multipleksēšana ir noderīga signālu apstrādē un pārraidē, transportējot vairākus signālus, izmantojot vienu šķiedru saiti. Tā kā interneta izaugsmei nepieciešama optiskās šķiedras pārraide, lai panāktu lielāku caurlaidspēju, optiskā multipleksēšana ir noderīga arī attēlu apstrādes un skenēšanas lietojumprogrammās.
