المكونات البصرية المتقدمة - WDM Multiplexer
WDM Multiplexer هو جهاز يستخدم تقنية مضاعفة تقسيم الطول الموجي (WDM) لدمج أطوال موجية بصرية مختلفة من اثنين أو أكثر من الألياف الضوئية إلى ألياف ضوئية واحدة فقط. قد يكون هذا الجمع بين أو اقتران الأطوال الموجية مفيدًا جدًا في زيادة عرض النطاق الترددي لنظام الألياف البصرية. تستخدم مضاعفات WDM في أزواج: واحد في بداية الألياف لإقران المدخلات وواحد في نهاية الألياف لفصل وثم توجيه أطوال الموجات المنفصلة إلى ألياف منفصلة. يمكن اعتبار مُضاعِف WDM كطريق سريع للألياف البصرية ؛ يمكن أن يدعم الطريق السريع عرض نطاق ترددي كبير جدًا ، مما يزيد من قدرة النظام.
تم تصميم كل قناة في مُضاعِف WDM لنقل طول موجة ضوئية محددة. يعمل مُضاعِف الإرسال على نحو يشبه إلى حد كبير مقرنة في بداية الألياف البصرية وكمرشح في نهاية الألياف البصرية. على سبيل المثال ، سيكون لمضاعف القنوات ذي 8 قنوات القدرة على الجمع بين ثماني قنوات مختلفة أو أطوال موجية من ألياف بصرية منفصلة إلى ألياف بصرية واحدة. مرة أخرى ، للاستفادة من عرض النطاق الترددي الهائل في نهاية الألياف الضوئية ، سيقوم مُضاعِف مضاعف آخر (demultiplexer) باستعادة أطوال الموجات المنفصلة. يوضح الشكل أدناه نظام WDM البسيط يتكون من عدة مصادر للضوء ، ومُضاعِف WDM أو مُجمع يجمع بين أطوال الموجات في ليف بصري واحد ، ومزيل تعدد الإرسال للـ WDM أو الفاصل البصري الذي يفصل أطوال الموجات عن مستقبلاتها.
أنواع معددات WDM
CWDM و DWDM معددات
تتوفر مُضاعفات WDM بأحجام متنوعة ، ولكن من الأكثر شيوعًا العثور عليها بتكوينات 2 و 4 و 8 و 16 و 32 و 64 قناة. أنواع معددات النطاق العريض (أو النطاق العريض) والنطاق الضيق والكثيفة. تعد معددات النطاق العريض أو متعدد النطاقات (CWDM Multiplexer) عبارة عن أجهزة تجمع بين مجموعة واسعة من الأطوال الموجية ، مثل 1310 نانومتر و 1550 نانومتر. سوف يجمع مُضاعِف النطاق الضيق بين أطوال موجية متعددة وتباعد قناة 1000 جيجاهرتز. يجمع المضاعف الكثيف أطوال موجية مع تباعد قناة 100 جيجاهرتز. يظهر هنا نظام WDM واسع النطاق أو النطاق العريض.
تشتمل أنظمة WDM الضيقة النطاق (DWDM) على قنوات متباعدة 1000 جيجاهرتز ، أو تقريبًا 8 نانومتر. فيما يلي شكل يوضح نظام WDM ضيق النطاق الأساسي.
معيار الصناعة في معدد مضاعف تقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM Multiplexer) ، على النحو الموصى به من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) ، هو 100 غيغاهرتز أو حوالي 0.8 نانومتر قناة. هناك معددات C-band و S-band و L-band DWDM. الفرقة C هي النطاق 1550 نانومتر الذي يستخدم أطوال موجية من 1530 إلى 1565 نانومتر. يستخدم S-band أطوال موجية من 1525 إلى 1538 نانومتر ، ويستخدم L-band أطوال موجية من 1570 إلى 1610 نانومتر.
كلما كانت المسافات بين القنوات متقاربة ، زاد عدد القنوات التي يمكن إدراجها في النطاق. يتوفر الآن تباعد قدره 50 GHz (تتوفر معددات DWDM 50 GHz عمومًا مع قنوات 64 و 80 و 88 و 96). من المهم الإشارة إلى أنه كلما انخفض التباعد أو عرض كل قناة ، كلما أصبح العرض الطيفي أصغر. هذا مهم لأن طول الموجة يجب أن يكون مستقرًا أو مستدامًا لفترة كافية بحيث لا ينجرف إلى قناة مجاورة. إلى جانب وجود عرض طيفي ضيق للغاية ، لا يمكن لجهاز الإرسال الليزري أن ينجرف (يجب أن يتجاوز طول الموجة نفسه في جميع الأوقات). إذا تغير طول موجة خرج جهاز إرسال الليزر حتى أعشار قليلة من النانومتر ، فقد يتحول إلى القناة التالية ويسبب مشاكل في التداخل.
أحادي الاتجاه وثنائي الاتجاه WDM Multiplexers
هناك تكوينات مختلفة من معددات WDM. كل شيء قمنا بتغطيته حتى هذه النقطة يصف نظام WDM أحادي الاتجاه. تم تكوين Multiplexer WDM أحادي الاتجاه بحيث يتصل المضاعف فقط بأجهزة الإرسال أو المستقبلات البصرية. بمعنى آخر ، يسمح للضوء بالانتقال في اتجاه واحد فقط ويوفر اتصال بسيط فقط عبر ألياف بصرية واحدة. لذلك ، تتطلب الاتصالات ثنائية الاتجاه اثنين من الألياف الضوئية.
يُطلق على مُضاعِف WDM المُصمم للاتصال بكل من أجهزة الإرسال والمستقبلات ثنائية الاتجاه (BiDi) ؛ في جوهرها ، تم تصميم BiDi WDM Multiplexer للإرسال البصري في كلا الاتجاهين باستخدام الألياف الضوئية واحد فقط. ستدعم قناتان رابط اتصال مزدوج الاتجاه. فيما يلي شكل يوضح اثنين من معددات BiDi WDM تتواصل عبر ألياف بصرية واحدة.
نصائح لاستخدام المضاعفات WDM
كما هو الحال مع أي جهاز آخر يضاف إلى شبكة الألياف البصرية ، هناك عوامل يجب مراعاتها. نظرًا لأن الخسائر هي عامل يجب أخذه في الاعتبار ، يجب أن تتذكر أنه كلما زاد عدد القنوات ، زادت خسائر الإدراج عند استخدام معددات WDM. المواصفات الأخرى التي يجب مراعاتها عند استخدام معددات WDM هي العزلة و PMD وعرض النطاق الترددي الطيفي.
ملخص
تُعد مُضاعِفات WDM أجهزة تستخدم على نطاق واسع وتوفر وسيلة لاستخدام السعة الهائلة لعرض النطاق الترددي للألياف الضوئية دون حساب استخدام أسرع أجهزة الإرسال والاستقبال بالليزر. مجرد التفكير في الأمر: نظام WDM ذي 8 قنوات يستخدم أجهزة إرسال ليزر 2.5 جيجابت في الثانية معدلة مباشرة يحمل ضعف البيانات مثل جهاز إرسال ليزر 10 جيجابت في الثانية معدّل بشكل غير مباشر. تسمح أنظمة WDM للمصممين بالجمع بين أجزاء الأداء المتواضعة وإنشاء نظام فائق الأداء. نظم إدارة الطلب على المياه تقديم أكثر ضجة لباك!
