DWDM技術とDWDMチャネルとは？

著者 Yana

日付 09/30/2022

この記事では、DWDMとは何か、DWDMの仕組み、DWDMのチャネル間隔、DWDMシステムの利点について紹介し、参考用のDWDM ITUグリッドを提供します。

DWDMとは何ですか？

DWDM（高密度波長分割多重）は、光波を多重化して1本の光ファイバーに結合し、同じ光ファイバー内の異なる光チャネルを通じて2つ以上の光波長信号で同時に情報を伝送できるため、帯域幅をより効率的に提供します。DWDMは、既存の光ファイバー基幹ネットワークの帯域幅を向上させるために使用される技術です。

異なる光波の結合と分離を実現するため、光ファイバーの両端にマルチプレクサとデマルチプレクサを配置します。具体的には、送信側では、さまざまな光信号をマルチプレクサで合波した後、1本の光ファイバーケーブルに結合します。受信側では、さまざまな波長の光搬送波をデマルチプレクサで分離します。WDM技術の動作図を以下に示します。

WDM動作図

DWDMチャネル間隔

DWDMのチャネル間隔は0.4/0.8/1.6nm（50/100/200 GHzグリッド）であり、DWDMは1本の光ファイバー上で40チャネル、80チャネル、160チャネルを実現します。以下の支援により EDFA, DWDMシステムは数千キロメートルの範囲で動作できます。

DWDMのチャネル間隔が0.4nm、0.8nm、1.6nmなのはなぜですか？以下では、DWDMチャネル間隔の算出プロセスについて説明します。

c = 光速 =299,792,458m/sec

λ = 波長

f = 周波数

物理学では、c=λf、すなわち λ=c/f

ITU-Tの定義によると、100GHz 40波システムでは、各チャネルの間隔は0.1THz (100GHz)で、f1~f40は192.10THz、192.20THz、192.30THz…196.00THzです。

f1=192.10THzの場合、λ1=c/f1=299,792,458m/sec / 192.10THz = 1560.61nm

f2=192.20THzの場合、λ2=c/f2=299,792,458m/sec / 192.20THz = 1559.79nm

f3=192.30THzの場合、λ2=c/f3=299,792,458m/sec / 192.30THz = 1558.98nm

f4=192.40THzの場合、λ2=c/f4=299,792,458m/sec / 192.40THz = 1558.17nm

…

λ1-λ2 = 1560.61nm-1559.79nm = 0.82nm

λ2-λ3 = 1559.79nm-1558.98nm = 0.81nm

λ3-λ4 = 1558.98nm-1558.17nm = 0.81nm

…

したがって、周波数間隔と波長間隔はほぼ線形関係にあると推測できます。100GHzの周波数間隔では、波長間隔は0.8nmに非常に近くなります。同様に、50GHzの周波数間隔では、波長間隔は0.4nmに非常に近く、200GHzの周波数間隔では、波長間隔は1.6nmに非常に近くなります。

DWDMチャネル表 - ITUグリッド

ITU G694.1では、標準のDWDM波長範囲が定義されています。100GHz DWDMおよび50GHz DWDMの完全なチャネルグリッドを以下に示します。

ITUチャネル	波長 (nm)	周波数(THz)	ITUチャネル	波長 (nm)	周波数 (THz)
1	1577.03	190.1	41	1544.53	194.1
2	1576.2	190.2	42	1543.73	194.2
3	1575.37	190.3	43	1542.94	194.3
4	1574.54	190.4	44	1542.14	194.4
5	1573.71	190.5	45	1541.35	194.5
6	1572.89	190.6	46	1540.56	194.6
7	1572.06	190.7	47	1539.77	194.7
8	1571.24	190.8	48	1538.98	194.8
9	1570.42	190.9	49	1538.19	194.9
10	1569.59	191	50	1537.4	195
11	1568.11	191.1	51	1536.61	195.1
12	1567.95	191.2	52	1535.82	195.2
13	1567.13	191.3	53	1535.04	195.3
14	1566.31	191.4	54	1534.25	195.4
15	1565.5	191.5	55	1533.47	195.5
16	1564.68	191.6	56	1532.68	195.6
17	1563.86	191.7	57	1531.9	195.7
18	1563.05	191.8	58	1531.12	195.8
19	1562.23	191.9	59	1530.33	195.9
20	1561.41	192	60	1529.55	196
21	1560.61	192.1	61	1528.77	196.1
22	1559.79	192.2	62	1527.99	196.2
23	1558.98	192.3	63	1527.22	196.3
24	1558.17	192.4	64	1526.44	196.4
25	1557.36	192.5	65	1525.66	196.5
26	1556.55	192.6	66	1524.89	196.6
27	1555.75	192.7	67	1524.11	196.7
28	1554.94	192.8	68	1523.34	196.8
29	1554.13	192.9	69	1522.56	196.9
30	1553.33	193	70	1521.79	197
31	1552.52	193.1	71	1521.02	197.1
32	1551.72	193.2	72	1520.25	197.2
33	1550.92	193.3	73	1519.48	197.3
34	1550.12	193.4	74	1518.71	197.4
35	1549.32	193.5	75	1517.94	197.5
36	1548.51	193.6	76	1517.17	197.6
37	1547.72	193.7	77	1516.4	197.7
38	1546.92	193.8	78	1515.63	197.8
39	1546.12	193.9	79	1514.86	197.9
40	1545.32	194	80	1514.09	198

ITUチャネル	波長 (nm)	周波数(GHz)	ITUチャネル	波長 (nm)	周波数 (GHz)
1	1577.03	190.1	40.5	1544.92	194.05
1.5	1576.61	190.15	41	1544.53	194.1
2	1576.2	190.2	41.5	1544.13	194.15
2.5	1575.78	190.25	42	1543.73	194.2
3	1575.37	190.3	42.5	1543.33	194.25
3.5	1574.95	190.35	43	1542.94	194.3
4	1574.54	190.4	43.5	1542.54	194.35
4.5	1574.13	190.45	44	1542.14	194.4
5	1573.71	190.5	44.5	1541.75	194.45
5.5	1573.3	190.55	45	1541.35	194.5
6	1572.89	190.6	45.5	1540.95	194.55
6.5	1572.48	190.65	46	1540.56	194.6
7	1572.06	190.7	46.5	1540.16	194.65
7.5	1571.65	190.75	47	1539.77	194.7
8	1571.24	190.8	47.5	1539.37	194.75
8.5	1570.83	190.85	48	1538.98	194.8
9	1570.42	190.9	48.5	1538.58	194.85
9.5	1570.01	190.95	49	1538.19	194.9
10	1569.59	191	49.5	1537.79	194.95
10.5	1569.18	191.05	50	1537.4	195
11	1568.11	191.1	50.5	1537	195.05
11.5	1568.36	191.15	51	1536.61	195.1
12	1567.95	191.2	51.5	1536.22	195.15
12.5	1567.54	191.25	52	1535.82	195.2
13	1567.13	191.3	52.5	1535.43	195.25
13.5	1566.72	191.35	53	1535.04	195.3
14	1566.31	191.4	53.5	1534.64	195.35
14.5	1565.9	191.45	54	1534.25	195.4
15	1565.5	191.5	54.5	1533.86	195.45
15.5	1565.09	191.55	55	1533.47	195.5
16	1564.68	191.6	55.5	1533.07	195.55
16.5	1564.27	191.65	56	1532.68	195.6
17	1563.86	191.7	56.5	1532.29	195.65
17.5	1563.45	191.75	57	1531.9	195.7
18	1563.05	191.8	57.5	1531.51	195.75
18.5	1562.64	191.85	58	1531.12	195.8
19	1562.23	191.9	58.5	1530.72	195.85
19.5	1561.83	191.95	59	1530.33	195.9
20	1561.42	192	59.5	1529.94	195.95
20.5	1561.01	192.05	60	1529.55	196
21	1560.61	192.1	60.5	1529.16	196.05
21.5	1560.2	192.15	61	1528.77	196.1
22	1559.79	192.2	61.5	1528.38	196.15
22.5	1559.39	192.25	62	1527.99	196.2
23	1558.98	192.3	62.5	1527.6	196.25
23.5	1558.58	192.35	63	1527.22	196.3
24	1558.17	192.4	63.5	1526.83	196.35
24.5	1557.77	192.45	64	1526.44	196.4
25	1557.36	192.5	64.5	1526.05	196.45
25.5	1556.96	192.55	65	1525.66	196.5
26	1556.56	192.6	65.5	1525.27	196.55
26.5	1556.15	192.65	66	1524.89	196.6
27	1555.75	192.7	66.5	1524.5	196.65
27.5	1555.34	192.75	67	1524.11	196.7
28	1554.94	192.8	67.5	1523.72	196.75
28.5	1554.54	192.85	68	1523.34	196.8
29	1554.13	192.9	68.5	1522.95	196.85
29.5	1553.73	192.95	69	1522.56	196.9
30	1553.33	193	69.5	1522.18	196.95
30.5	1552.93	193.05	70	1521.79	197
31	1552.52	193.1	70.5	1521.4	197.05
31.5	1552.12	193.15	71	1521.02	197.1
32	1551.72	193.2	71.5	1520.63	197.15
32.5	1551.32	193.25	72	1520.25	197.2
33	1550.92	193.3	72.5	1519.86	197.25
33.5	1550.52	193.35	73	1519.48	197.3
34	1550.12	193.4	73.5	1519.09	197.35
34.5	1549.72	193.45	74	1518.71	197.4
35	1549.32	193.5	74.5	1518.32	197.45
35.5	1548.91	193.55	75	1517.94	197.5
36	1548.52	193.6	75.5	1517.55	197.55
36.5	1548.11	193.65	76	1517.17	197.6
37	1547.72	193.7	76.5	1516.78	197.65
37.5	1547.32	193.75	77	1516.4	197.7
38	1546.92	193.8	77.5	1516.02	197.75
38.5	1546,52	193.85	78	1515.63	197.8
39	1546,12	193.9	78.5	1515.25	197.85
39.5	1545.72	193.95	79	1514.87	197.9
40	1545.32	194	79.5	1514.49	197.95

DWDMシステムの利点

WDM技術は、次のような利点があるため、近年急速に発展しています:

光ファイバーの帯域幅リソースを最大限に活用します。光ファイバーには膨大な帯域幅リソース（低損失帯域）があります。WDMは、単一波長伝送と比べて、1本の光ファイバーで数倍から数十倍、さらには数百倍の伝送容量を実現するため、光ファイバー通信システムの伝送容量を大幅に増加させます。

異なる種類の信号を同時にサポートします。 WDMシステム内の異なる波長チャネルは独立しているため、PDH信号やSDH信号、デジタル信号、アナログ信号、複数サービス（音声、ビデオ、データ）の混合伝送など、さまざまなデータレートの信号や各種タイプの信号を伝送できます。

回線コストを削減します。 WDM技術では、複数の波長を多重化し、1本の光ファイバー上で双方向伝送できるため、特に長距離・大容量伝送において、多数の光ファイバーケーブルを節約できます。さらに、大幅な変更を加えることなく、既存の光ファイバー通信システムの容量を容易に拡張できます。

デバイスの超高速要件を緩和します。伝送速度が継続的に向上するにつれて、多くの光デバイスには速度上の制限があります。WDM技術は、大容量伝送を実現しながら、一部のデバイスに対する性能要件を緩和できます。

ネットワーク構築の高い柔軟性を提供します。 DWDMは、光波長分割多重技術に基づき、光ケーブル設備を変更することなくネットワーク構成を調整できます。そのため、光ファイバ通信ネットワークの設計において高い柔軟性と自由度を備えています。

QSFPTEKは、以下を含むDWDMシステム製品およびソリューションを提供しています DWDM光モジュール, DWDM Mux Demux および OTNソリューション, [email protected]から当社の営業・技術チームへお気軽にお問い合わせください。