تعدد الإرسال البصري لأنظمة الاتصالات عالية السرعة
المقدمة
يستخدم النقل البصري نبضات الضوء لنقل المعلومات من مكان إلى آخر عبر الألياف الضوئية. يتم تحويل الضوء إلى موجة حاملة كهرمغنطيسية ، والتي يتم تشكيلها لنقل المعلومات أثناء انتشار الضوء من طرف إلى آخر. لقد أحدث تطوير الألياف الضوئية ثورة في صناعة الاتصالات. حلت الألياف الضوئية محل وسائط نقل أخرى مثل الأسلاك النحاسية منذ إنشائها ، وهي تستخدم بشكل أساسي في شبكات الأسلاك الأساسية. اليوم ، تم استخدام الألياف الضوئية لتطوير أنظمة اتصالات جديدة عالية السرعة تنقل المعلومات كنبضات ضوئية ، ومن الأمثلة على ذلك أجهزة إرسال / إزالة تعدد الإرسال باستخدام تقنية الإرسال البصري.
ما هو الضرب؟
Multiplexer (Mux) هو أحد مكونات الأجهزة التي تجمع بين عدة إشارات مدخلات تناظرية أو رقمية في خط نقل واحد. وفي نهاية جهاز الاستقبال ، يُعرف مُضاعِف الإرسال باسم DeMultiplexer (DeMux) ـ مما يؤدي وظيفة عكسية لمضاعفات الإرسال. لذلك فإن عملية المضاعفة هي عملية دمج إشارة أو أكثر من إشارات الإدخال في إرسال واحد. في نهاية جهاز الاستقبال ، يتم فصل الإشارات المدمجة إلى إشارة منفصلة منفصلة. تعدد الإرسال يعزز كفاءة استخدام عرض النطاق الترددي. فيما يلي شكل يوضح مبدأ تعدد الإرسال البصري / إلغاء تعدد الإرسال.
مطلوبة Mux و DeMux الضوئية لمضاعفة و demultiplex أطوال موجية مختلفة على رابط الألياف واحد. سيتم استخدام كل إدخال / إخراج محدد لطول موجة واحدة. نظام مرشح بصري واحد يمكن أن يكون بمثابة Mux و DeMux. يعد Mux و DeMux من أنظمة المرشحات الضوئية السلبية بشكل أساسي ، والتي يتم ترتيبها لمعالجة أطوال موجية محددة داخل وخارج نظام النقل (عادةً الألياف الضوئية). يمكن إجراء عملية تصفية الأطوال الموجية باستخدام مرشحات المنشور وفلتر الأغشية الرقيقة (TFF) ومرشحات مزدوج اللون أو مرشحات التداخل . يتم استخدام مواد التصفية لتعكس طول موجي واحد للضوء بشكل انتقائي ولكن يتم تمريرها جميعًا بشفافية. يتم ضبط كل مرشح لطول موجة محدد.
مكونات المضاعف البصري
عمومًا ، يتكون مُضاعِف الإرسال البصري من Combiner و Tap Couplers (Add / Drop) و Filters (المنشور أو الأغشية الرقيقة أو ثنائية اللون) و Splitter والألياف الضوئية . هنا هو الشكل الذي يظهر هيكل المضاعف البصري المشترك.
تقنيات المضاعفة البصرية
هناك ثلاثة تقنيات مختلفة بشكل أساسي في إشارات الضوء المضاعفة على ارتباط ليفي بصري واحد: مضاعفة تقسيم الوقت البصري (OTDM) ، مضاعفة تقسيم الطول الموجي (WDM) ، مضاعفة تقسيم الشفرة (CDM).
OTDM : فصل الأطوال الموجية في الوقت المناسب.
WDM : يتم تخصيص تردد فريد لكل مشغل ؛ قناة تباعد حوالي 50 جيجا هرتز. يتضمن WDM الخشنة (CWDM) و الكثافة WDM (DWDM).
CWDM : تتميز تباعد القناة الأوسع من DWDM.
DWDM : يستخدم تباعد قناة أضيق بكثير ، لذلك ، يتم دعم العديد من أطوال الموجات.
آلية التنمية النظيفة : تستخدم أيضا في انتقال الميكروويف. يتم تخصيص رمز انتشار فريد لطيف كل طول موجة ؛ تتداخل القنوات في مجالي الوقت والتردد ، لكن الكود يرشد كل طول موجة.
تطبيقات
المورد الرئيسي الشحيح في مجال الاتصالات هو النطاق الترددي — يريد المستخدمون الإرسال بمعدل أعلى ، ويرغب مقدمو الخدمات في تقديم المزيد من الخدمات ، وبالتالي الحاجة إلى نظام عالي السرعة أسرع وأكثر موثوقية.
لخفض تكلفة الأجهزة ، يمكن استخدام نظام إرسال متعدد للجمع بين إشارات متعددة ونقلها من الموقع "أ" إلى الموقع "ب".
كل طول موجة ، λ ، يمكنه حمل إشارات متعددة.
تخدم Mux / DeMux التبديل البصري للإشارات في الاتصالات وغيرها من مجالات معالجة الإشارات ونقلها.
المستقبل الجيل القادم الإنترنت.
مزايا
ارتفاع معدل البيانات والإنتاجية: عادة ما تكون معدلات البيانات الممكنة في الإرسال البصري هي جيجابت في الثانية على كل طول موجة ؛ مزيج من أطوال موجية مختلفة يعني المزيد من الإنتاجية في أنظمة الاتصالات واحدة.
توهين منخفض: الاتصالات البصرية لديها توهين منخفض مقارنة مع نظام النقل الأخرى.
أقل انتشار التأخير.
المزيد من الخدمات المقدمة.
زيادة العائد على الاستثمار (ROI)
معدل خطأ منخفض بت (BER)
نقائص
فقد خرج الألياف وتشتتها: يتم تخفيف الإشارة بسبب فقدان الألياف وتشويهها بواسطة تشتت الألياف ، ثم تكون هناك حاجة إلى تجديد لاستعادة الأغراض النظيفة.
عدم قدرة معدات أماكن العميل الحالية (CPE) على استقبالها بنفس معدل نقل أنظمة الإرسال البصرية (تحقيق الشبكات البصرية كلها).
تحويل ضوئي إلى كهربائي: يتم تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارة كهربائية باستخدام كاشفات الصور ، ويتم تحويلها وتحويلها إلى بصرية. تقدم التحويلات البصرية / الكهربائية / البصرية تأخيرات زمنية غير ضرورية وفقدان للطاقة. سيكون الإرسال البصري من طرف إلى طرف أفضل.
العمل المستقبلي
البحث في معدات المستخدم النهائي الضوئية: الهواتف المحمولة ، وأجهزة الكمبيوتر ، وغيرها من الأجهزة المحمولة التي تستقبل وتُرسل بمعدل بصري.
تجديد سريع للإشارة المخففة.
أقل تشويه الناتجة عن تشتت الألياف.
المكونات البصرية الشاملة: تلغي الحاجة إلى محول بصري إلى كهرباء والعكس صحيح.
استنتاج
في حين أن النقل البصري أفضل مقارنة بوسائط النقل الأخرى بسبب انخفاض التوهين والملف الجانبي للإرسال لمسافات طويلة ، فإن الإرسال البصري مفيد في معالجة الإشارات ونقلها عن طريق نقل إشارات متعددة باستخدام رابط ليفي واحد. نظرًا لأن نمو الإنترنت يتطلب إرسال الألياف البصرية لتحقيق إنتاجية أكبر ، فإن الإرسال البصري مفيد أيضًا في معالجة الصور وتطبيق المسح الضوئي.
