波長分割多重(WDM)の動作とアプリケーション

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波長分割多重(WDM)は、さまざまなデータストリーム、つまり、単一の光ファイバへのレーザー光の色に関してさまざまな波長の光搬送波信号を変調する技術です。波長分割多重WDMは、周波数分割多重(FDM)に似ていますが、光の波長を光の周波数に参照します。 WDMは、電磁スペクトルのIR部分で行われるのではなく、 無線周波数(RF) 。各IRチャネルは、周波数分割多重(FDM)または時分割多重(TDM)と組み合わせた複数のRF信号を伝送します。多重化された各赤外線チャネルは、最終ポイントで元の信号に分離または逆多重化されます。各IRチャネルでFDMまたはTDMをWDMと組み合わせて使用​​することにより、さまざまな形式およびさまざまな速度のデータを単一のファイバで同時に送信できます。これにより、ネットワーク容量を段階的かつコスト効率よく増やすことができます。

波長分割多重(WDM)

波長分割多重(WDM)



波長分割多重とは何ですか?

WDMは双方向通信を可能にし、信号容量を増やします。各レーザービームは、個別の信号セットによって変調されます。波長と周波数は反比例の関係にあるため(波長が短いほど周波数が高いことを意味します)、WDMとFDMの両方に同じテクノロジーが含まれています。受信側では、波長に敏感なフィルター、可視光カラーフィルターのIRアナログが使用されます。最初のWDM技術は、1970年代初頭に概念化されました。その後、波長分割多重(WDM)システムは160信号を処理できるようになり、単一の光ファイバーペアの導体を備えた10ギガビット/秒システムを1.6 Tビット/秒(つまり、1,600ギガビット/秒)以上に拡張します。最初のWDMシステムは、1310nmと1550nmの波長を使用する2チャネルシステムでした。その後まもなく、ファイバーの減衰が最も低い1550nm領域を使用するマルチチャネルシステムが登場しました。


光ファイバを介したWDM

光ファイバを介したWDM



波長分割多重 システムは信号を 多重化して、デマルチプレクサでそれらを分割します 。 WDMシステムは、WDMと光増幅器を使用することにより、ファイバを増設することなくネットワークの容量を拡張できるため、通信会社に人気があります。これらの2つのデバイスは、ドロップマルチプレクサ(ADM)として機能します。つまり、他の光ビームをドロップして他の宛先やデバイスに再ルーティングすると同時に光ビームを追加します。このタイプの光ビームのフィルタリングは、ファブリペロー干渉計と呼ばれるデバイスで可能になりました。薄膜コーティングされた光学ガラスを使用します。

一般に、WDMシステムはシングルモード光ファイバー(SMF)を使用します。このファイバーでは、コア径が900万分の1メートル(9 µm)の単一光線のみが使用されます。構内ケーブルとも呼ばれるマルチモードファイバーケーブル(MMファイバー)を備えた他のシステムのコア径は約50 µmです。現在の最新のシステムは、最大128の信号を処理でき、基本的な9.6Gbpsファイバーシステムを1000Gbpsを超える容量に拡張できます。これは主に、波長をわずかに変化させて複数のチャネルでデータを送信する光ファイバー通信に使用されます。 WDMは、ポイントツーポイントシステムの合計ビットレートを向上させることができます。

波長分割多重の使用:

  • WDMは、 光ファイバ通信システム
  • エルビウム増幅器と呼ばれる光ファイバーリピーターデバイスは、WDMを費用効果の高いものにすることができ、それは長期的な解決策です。
  • これにより、コストが削減され、データを伝送するケーブルの容量が増加します。
  • 波長分割多重(WDM)は、複数の波長(光の色)を使用して、単一のファイバーを介して信号を転送します。
  • さまざまな色の光を使用して、多数の信号パスを作成します。
  • 光学プリズムを使用して受信側で異なる色を分離し、光学プリズムは電源を必要としません。
  • これらのシステムは、温度安定化レーザーを使用して、必要なチャネル数を提供しました。

WDMシステムは、波長に従って分類されます– WDM(CWDM)と高密度WDM(DWDM)。 CWDMは、波長が約1550 nm(ナノメートルまたは10億分の1メートル、つまり1550 x 10-9メートル)の「Cバンド」または「エルビウムウィンドウ」と呼ばれる8チャネル(つまり、8本の光ファイバーケーブル)で動作します。 DWDMもCバンドで動作しますが、100 GHz間隔で40チャネル、または50GHz間隔で80チャネルです。ほとんどのWDMシステムは、コア径9 µmのシングルモード光ファイバーケーブルで動作します。波長分割多重は、異なる波長の光信号を組み合わせ、送信し、分離する技術です。

CWDMおよびDWDM

CWDMおよびDWDM

プリズムから得られる各色は、10Gbpsから40Gbpsを運ぶことができます。 1色あたり10Gbpsに基づく16色のソリューションは、160Gbpsの総ネットワーク容量をもたらします。各色は複数のノードでネットワークから外れる可能性があり、これらのノードはすべて、回線間の復元力のあるルーティングと「オンランプ」サービスを可能にすることで、1つ以上のデータセンターで終端されます。


図に示すように、光ファイバの波長分割多重では、入力信号に波長が割り当てられ、1つのファイバで結合されて送信され、分離されてから受信されます。

高密度波長分割多重(DWDM):

高密度波長分割多重(DWDM)は、単一のファイバで異なる波長で同時に送信される複数の信号を可能にする技術であり、既存のファイバネットワークの帯域幅を増やすために使用される光多重化技術でもあります。エルビウムドープファイバ増幅器の増幅帯域幅が広いため、多くの場合、すべてのチャネルを単一のデバイスで増幅できます。 DWDMシステムは、チャネル数が多く、リーチが長いのが特徴です。

高密度波長分割多重

高密度波長分割多重

このテクノロジーでは、別のファイバーは必要ありません。DWDMにより、単一ファイバーは最大400 GB / sの速度でデータを送信できます。この技術は、フィルターを通過する周波数範囲での狭いチャネル分離と広いチャネルバンドパスを含む優れた性能特性を提供します。

CWDMとDWDMの違いは何ですか?

  1. CWDM 粗波長分割多重を意味します
  • CWDMは波長によって定義されます
  • CWDMは短距離通信です。
  • 広範囲の周波数を使用し、波長を広げます

DWDM 高密度波長分割多重を意味します。

  • DWDMは周波数で定義されます。
  • DWDMは、波長が密集している長い伝送用に設計されています。

高密度波長分割多重(DWDM)は、長距離にわたって膨大な情報やデータを送信するための技術または技術です。

CWDMとDWDMの違い

CWDMとDWDMの違い

したがって、異なる波長の光を介してファイバに信号を送信する技術は、光ファイバ通信における波長分割多重に他なりません。この場合、複数の光キャリア信号が、異なる波長のレーザー光を使用して異なる信号に単一の光ファイバーで多重化されます。WDMの詳細を知り、疑問を明確にするために、以下にコメントしてください。

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