من O إلى L: تطور نطاقات الطول الموجي البصرية
في نظام اتصالات الألياف الضوئية ، تم تحديد وتوحيد نطاقات إرسال متعددة ، من النطاق O الأصلي إلى النطاق U / XL. عادةً ما يتم تجنب نطاقي E- و U / XL لأن لديهم مناطق خسارة إرسال عالية. تمثل E-band منطقة ذروة المياه ، بينما يوجد U / XL band في نهاية نافذة الإرسال لزجاج السيليكا.
تحمل الألياف بين المدن والحلقات المترو بالفعل إشارات على أطوال موجية متعددة لزيادة عرض النطاق الترددي. سوف الألياف التي تدخل المنزل تفعل الشيء نفسه قريبا. الآن هناك عدة أنواع من أنظمة الاتصالات البصرية التي تم تطويرها ، بعضها يعتمد على مضاعفة تقسيم الوقت (TDM) والبعض الآخر على الإرسال المتعدد بتقسيم الطول الموجي (WDM) ، إما مضاعفة تقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) أو مضاعفة تقسيم طول الموجة الخشنة (CWDM). قد تمثل هذه المقالة تطور نطاقات الطول الموجي البصرية بشكل رئيسي عن طريق وصف هذه الأنظمة الثلاثة عالية الأداء.
مضاعفة تقسيم الطول الموجي
تم تطوير أنظمة DWDM للتعامل مع الاحتياجات المتزايدة للنطاق الترددي للشبكات البصرية الأساسية. يزيد التباعد الضيق (عادةً 0.2 نانومتر) بين نطاقات الطول الموجي من عدد الأطوال الموجية ويمكّن من معدلات بيانات لعدة تيرابايت في الثانية (Tbps) في ليف واحد.
تم تطوير هذه الأنظمة أولاً للأطوال الموجية للضوء بالليزر في النطاق C ، ثم فيما بعد في النطاق L ، مع الاستفادة من الأطوال الموجية بأقل معدلات توهين في الألياف الزجاجية بالإضافة إلى إمكانية التضخيم البصري. تعتبر مضخمات الألياف التي تحتوي على الإربيوم (EDFAs ، والتي تعمل في هذه الأطوال الموجية) تقنية تمكين رئيسية لهذه الأنظمة. لأن أنظمة WDM تستخدم العديد من الأطوال الموجية في نفس الوقت ، مما قد يؤدي إلى الكثير من التوهين. لذلك يتم تقديم تكنولوجيا التضخيم البصري. يعد تضخيم رامان ومكبرات الألياف المشبعة بالإربيوم نوعان شائعان في نظام إدارة الطلب على المياه.
من أجل تلبية الطلب على "عرض النطاق الترددي غير المحدود" ، كان يعتقد أن DWDM يجب أن تمتد إلى المزيد من النطاقات. ومع ذلك ، في المستقبل ، ستثبت L-band أيضًا أنها مفيدة. نظرًا لأن EDFAs أقل كفاءة في النطاق L ، فسيتم إعادة معالجة استخدام تقنية تضخيم رامان ، مع أطوال موجات الضخ ذات الصلة بالقرب من 1485 نانومتر.
موجة تقسيم الخشنة
CWDM هو إصدار منخفض التكلفة من WDM. بشكل عام ، لا يتم تضخيم هذه الأنظمة وبالتالي يكون لها نطاق محدود. وهم يستخدمون عادة مصادر ضوئية أقل تكلفة غير قابلة للحرارة. الفجوات الأكبر بين الأطوال الموجية ضرورية ، عادة 20 نانومتر. بالطبع ، هذا يقلل من عدد الأطوال الموجية التي يمكن استخدامها ، وبالتالي يقلل أيضًا من إجمالي النطاق الترددي المتاح.
تستخدم الأنظمة الحالية نطاقات S- و C و L لأن هذه النطاقات تعيش في المنطقة الطبيعية من أجل خسائر بصرية منخفضة في الألياف الزجاجية. على الرغم من إمكانية التمديد في النطاقين O و E-band (من 1310 نانومتر إلى 1450 نانومتر) ، فإن الوصول إلى النظام (المسافة التي يمكن للضوء أن يقطعها الألياف ولا يزال يوفر إشارة جيدة دون تضخيم) سيعاني نتيجة للخسائر التي تكبدها استخدام 1310 نانومتر المنطقة في الألياف الحديثة.
الوقت بتقسيم
تستخدم أنظمة TDM نطاقًا واحدًا لطول الموجة أو اثنين (مع نطاق طول موجة واحد مخصص لكل اتجاه). حلول TDM هي الآن في دائرة الضوء مع نشر تقنيات الألياف إلى المنزل (FTTH). كلا EPON و GPON من أنظمة TDM. يتطلب تخصيص النطاق الترددي القياسي لـ GPON ما بين 1260 و 1360 نانومتر عند المنبع ، ومن 1440 إلى 1500 نانومتر في اتجاه المصب ، ومن 1550 إلى 1560 نانومتر للفيديو بتلفزيون الكابل.
لمواجهة ارتفاع الطلب على النطاق الترددي ، ستتطلب هذه الأنظمة ترقية. يتوقع البعض أن TDM و CWDM (أو حتى DWDM) سيتعين عليهم التعايش في نفس ألياف الشبكة المثبتة. ولتحقيق ذلك ، يجري العمل داخل هيئات التقييس لتحديد المرشحات التي تحظر الأطوال الموجية غير GPON للعملاء المثبتين حاليًا. سيتطلب هذا الجزء CWDM لاستخدام نطاقات الطول الموجي بعيدة عن تلك المحجوزة لـ GPON. وبالتالي ، سيتعين عليهم استخدام النطاق L أو النطاقين C و L ولن يتم استخدام الفيديو المقدم.
استنتاج
في كل حالة ، تم إثبات الأداء الكافي لضمان الأداء العالي لأنظمة اليوم والغد. من هذه المقالة ، نعلم أن الفرقة O الأصلية لم ترض التطور السريع للنطاق الترددي العالي بعد الآن. وتطور نطاقات الأطوال الموجية الضوئية يعني فقط المزيد والمزيد من النطاقات التي سيتم استدعاؤها. في المستقبل ، ومع نمو تطبيقات FTTH ، ليس هناك شك في أن نطاقي C و L سيلعبان المزيد والمزيد من الأدوار المهمة في نظام النقل البصري.
