30. Оптичне мультиплексування, його різновиди, застосування.

Спектральне ущільнення або оптичне мультиплексування, (wavelength division multiplexing -WDM) –це одночасна передача волоконним світловодом багатьох незалежних інформаційних каналів різними оптичними несучими, яка дозволяє використовувати всю оптичну смугу пропускання світловода. Використовуються також терміни «оптичне мультиплексування з поділом за довжиною хвилі» «хвильове, або спектральне, мультиплексування». Мережі з оптичним мультиплексуванням звуться фотонними мережами.

Кожний компонент у системі WDM з певною довжиною хвилі являє собою окремий оптичний канал передачі інформації зі своїм передавачем і приймачем. Додавання нового каналу в лінію зв'язку зводиться до введення нового компонента світлового пучка на не зайнятий довжині хвилі й ніяк не впливає на роботу вже існуючих оптичних каналів передачі сигналів. Для передачі інформації з різних каналів можуть використовуватися аналогові й цифрові сигнали, різні протоколи й швидкості передачі. Така можливість об'єднання, передачі волокном та подальшому поділу каналів з різними довжинами хвиль несучої заснована на принципі ортогональності (незалежності) хвиль у лінійній оптиці. Нелінійна взаємодія хвиль може привести до появи небажаних перехресних перешкод, і тому потрібно вживати заходи для ослабленню нелінійних ефектів в WDM-системах зв'язку.

Принцип роботи WDM-систем пояснює рис.3.6.1 Світлові сигнали з різними довжинами хвиль, які генеруються декількома оптичними передавачами, поєднуються у мультиплексорі і вводяться в оптичне волокно лінії зв'язку. На прийомному кінці лінії зв'язку демультиплексор приймає багатохвильовий сигнал, виділяє з нього вихідні компоненти з різними довжинами хвиль і направляє їх на відповідні фотоприймачі. На лініях великої протяжності встановлюються оптичні підсилювачі EDFA(Erbium doped fiber amplifier).

В сучасних волоконно- оптичних технологіях розроблені такі види спектрального мультиплексування: грубе, щільне і надщільне, які відрізняються кількістю оптичних каналів та оптичним діапазоном.

31. Щільне та зверхщільне оптичне мультиплексування. Канальні частотні плани, порівняння та застосування цих видів мультиплексування.

Щільне оптичне мультиплексування DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). У системах DWDM мультиплексируется до 40 спектральних каналів з розносом довжин хвиль між каналами 0,8 нм.

Зверхщільне оптичне мультиплексування HDWDM (Hyper Dense Wavelength Division Multiplexing), в якому мультиплексуються до 80 спектральних каналів з розносом довжин хвиль 0,4 нм. DWDM і HDWDM властиві:

- використання тільки одного вікна прозорості 1550 нм у межах області посилення EDFA ( 1530-1560 нм);

Стандартні набори оптичних несучих систем DWDM та HDWDM з розносом 50 Ггц (близько 0,4 нм) і 100 Ггц (близько 0,8 нм) регламентуються рекомендацію ITU-T G.692. У ній передбачений поділ робочої області оптичного волокна на діапазони: L (longwavelength, довгохвильовий) діапазон (1570 -1625 нм), С (conventional, звичайний) діапазон (1530 - 1570 нм) і S (shortwavelength, короткохвильовий) діапазон (1460 - 1530 нм). У С-діапазоні при відстані між спектральними каналами 0,4 нм можна розмістити до 100 каналів, що при швидкості передачі одного спектрального каналу в межах 2,5 - 10 Гбіт/с підвищує інформаційну ємність одного волокна до 250 - 1000 Гбіт/с. З розвитком систем DWDM збільшується кількість переданих каналів, дальність передачі й швидкість у кожному каналі.

Найважливішим параметром у технології щільного хвильового мультиплексування безперечно є відстань між сусідніми каналами. Стандартизація розташування каналів необхідна для уніфікації обладнання, мінімізації небажаних ефектів. На її основі проводиться тестування на взаємну сумісність устаткування різних виробників.

ITU-T затвердив частотний план DWDM з відстанню між сусідніми каналами 100 ГГц, 0,8 нм, та частотний план із відстанями між каналами 50 Ггц, 0,4 нм (табл.3.6.3).

При експлуатації DWDM-систем необхідно забезпечити постійну робочу температуру навколишнього середовища, що приводить до вагомих витрат на електроенергію, ремонт і обслуговування кондиціонерів. Для забезпечення гарантованого живлення устаткування потрібні джерела безперебійного електроживлення, розміри й вартість яких прямо залежать від споживаної пристроями електричної потужності.