WDM

Что такое WDM?

WDM означает мультиплексирование с разделением по длине волны и является очень важной технологией в современных оптоволоконных системах связи, которая позволяет одновременно передавать данные по одному и тому же волокну на нескольких длинах волн оптических сигналов, тем самым эффективно увеличивая пропускную способность. Иными словами, WDM похож на многополосную автомагистраль: сигналы разных длин волн подобны различным типам транспортных средств, движущихся параллельно по этой “дороге”, причем каждый сигнал движется по своей полосе.

В отличие от традиционной технологии мультиплексирования с временным разделением (TDM), которая использует одну полосу и более высокие скорости для увеличения пропускной способности трафика, мультиплексирование с разделением по длине волны позволяет передавать одновременно больше сигналов за счет увеличения количества полос, повышая общее использование оптоволокна. По мере экспоненциального роста спроса на Интернет пропускная способность и эффективность оптического волокна стали одним из ключевых направлений технологических инноваций, а WDM является мощным инструментом для решения этой задачи.

Как работает WDM?

Принцип работы технологии WDM относительно прост: для мультиплексирования и демультиплексирования сигналов используются мультиплексор (MUX) и демультиплексор (DEMUX). На передающей стороне несколько оптических сигналов с разными длинами волн объединяются и передаются по одному оптическому волокну. Эти сигналы сохраняют свои соответствующие длины волн и не мешают друг другу во время передачи. Для компенсации возможного ухудшения сигнала системы оптоволоконной связи обычно оснащаются оптическими усилителями (например, Erbium Doped Fiber Amplifier EDFA), обеспечивающими достаточную мощность сигнала на больших расстояниях.

После достижения сигналами принимающей стороны демультиплексор (DEMUX) разделяет объединенные сигналы. Затем устройства оптического преобразования (например, оптические модули, коммутаторы или ONU/ONT) преобразуют оптические сигналы в электрические, которые далее обрабатывают и декодируют данные. Весь процесс демонстрирует, как технология WDM может эффективно увеличить пропускную способность передачи без потери качества сигнала.

Типы технологии WDM

Технологию WDM можно разделить на несколько различных типов в зависимости от величины разнесения длин волн, главным образом включая грубое мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM) и плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM).

Грубое мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM): ранняя технология WDM использовала больший интервал между длинами волн — около 20 нанометров, с длинами волн от 1270 нанометров до 1610 нанометров, охватывая 18 диапазонов. Эта технология подходит для передачи на короткие расстояния, поскольку оставляет больше пространства между длинами волн в сценариях с менее жёсткими требованиями к передаче. Благодаря относительно низкой стоимости CWDM часто используется в сценариях, требующих низких затрат и небольшой дальности передачи.

Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM): по мере развития технологий, особенно на фоне растущего спроса на дальнюю передачу данных с высокой пропускной способностью, плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM) получило широкое распространение.DWDM позволяет размещать в одном оптическом волокне больше сигнальных каналов, уменьшая расстояние между длинами волн до нескольких нанометров для поддержки передачи в большем количестве диапазонов длин волн. Эта технология подходит для дальней передачи данных с высокой пропускной способностью и обычно позволяет обеспечить 40, 80 или даже 160 каналов по длинам волн. Однако DWDM отличается относительно высокими затратами на внедрение, эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M), но предоставляет масштабируемое решение для крупномасштабных сетей связи.

Будущее технологий оптической транспортировки

Будущее технологии WDM обладает огромным потенциалом. По мере роста потребности в коммуникациях операторы сетей постоянно ищут решения для увеличения емкости волоконно-оптических линий. За счет уменьшения расстояния между каналами и даже расширения в L-диапазон ожидается дальнейшее увеличение пропускной способности технологии WDM. В настоящее время в C-диапазоне можно добавлять больше длин волн на каждые 50 GHz для поддержки передачи сигналов с более высокой плотностью. Однако на этом развитие не заканчивается. Дальнейшее развитие L-диапазона позволит волоконно-оптическим коммуникациям будущего преодолеть существующие физические ограничения передачи и достичь еще более высоких скоростей передачи данных.

В настоящее время производители оборудования сосредоточены на решении проблемы плавного перехода с 40G на 100G, особенно на увеличении общей пропускной способности сети без увеличения количества физических волокон. Развитие технологии WDM сделает развертывание сетей более гибким и эффективным. В центрах обработки данных, городских сетях или магистральных оптоволоконных линиях связи между городами WDM может сыграть огромную роль, помогая операторам обеспечить более мощную поддержку пропускной способности в условиях вызовов эпохи больших данных.