Principes de la technologie de multiplexage de la division de la longueur d'onde (WDM)

La technologie WDM est un avancéfibre optiqueTechnologie de la communication, connue sous le nom de multiplexage de la division de longueur d'onde. Il implique de transmettre une lumière de différents taux mélangés dans une seule fibre optique, où les signaux numériques transportés par ces signaux légers de différentes longueurs d'onde peuvent être du même taux et du même format, ou différents tarifs et formats de données.

À l'extrémité de réception, ces signaux combinés de différentes longueurs d'onde sont séparés à l'aide d'un démultiplexeur et traités en outre pour restaurer les signaux d'origine, qui sont ensuite envoyés à différents bornes. Par conséquent, cette technologie est appelée multiplexage de la division de longueur d'onde optique, abrégée sous forme de WDM optique.

Ici, un seulfibre optiquePeut être comparé à une autoroute "multi-voies". Les systèmes TDM traditionnels n'utilisent qu'une seule voie de cette route, et l'augmentation du débit binaire s'apparente à accélérer sur cette voie pour augmenter la capacité de transport par unité de temps. L'utilisation de la technologie de multiplexage de division de longueur d'onde dense (DWDM) s'apparente à utiliser les voies inutilisées de cette autoroute pour exploiter la vaste capacité de transmission inexploitée de la fibre optique.

La technologie WDM est d'une grande importance pour l'expansion et la mise à niveau du réseau, le développement de services à large bande, exploitant la capacité de bande passante des fibres optiques et atteignant une communication à ultra-haute vitesse.

 

1. Composition de base des systèmes WDM

La composition de base des systèmes WDM comprend principalement deux types: la transmission unidirectionnelle à double fibre et la transmission bidirectionnelle unique. Le WDM unidirectionnel implique tous les canaux optiques transmis dans la même direction à travers une seule fibre optique. À l'extrémité de transmission, les signaux optiques modulés avec différentes longueurs d'onde, chacun transportant diverses informations, sont combinés à l'aide d'un multiplexeur optique et transmis unidirectionnellement via une fibre optique. Étant donné que chaque signal est transporté par la lumière d'une longueur d'onde différente, ils ne se mélangent pas. À l'extrémité de réception, un démultiplexeur optique sépare les signaux optiques de différentes longueurs d'onde, terminant la transmission de plusieurs signaux optiques, tandis que la direction inverse est transmise par une autre fibre optique.

Le WDM bidirectionnel signifie que les canaux optiques transmettent simultanément dans deux directions différentes sur une seule fibre optique, les longueurs d'onde utilisées étant séparées pour obtenir une communication complète-duplex.

Un système WDM comprend généralement quatre composants: un émetteur optique, un amplificateur de répéteur optique, un récepteur optique et un canal de supervision optique.

1.1. Émetteur optique:

En tant qu'équipement central du système WDM, à l'extrémité de transmission, il convertit d'abord les signaux optiques de sortie de l'équipement terminal en signaux avec des longueurs d'onde spécifiques stables à l'aide d'un transpondeur optique, synthétise puis synthétise des signaux optiques multi-canaux à l'aide d'un multiplexeur et amplifie la sortie par un amplificateur de puissance optique.

1.2. Amplificateur de répéteur optique:

Après transmission de fibres optiques à longue distance (80 ~ 120 km), le signal optique doit être amplifié. Dans les systèmes WDM, la technologie d'aplatissement à gain doit être utilisée pour s'assurer que l'amplificateur de fibres dopé à l'erbium (EDFA) fournit le même gain d'amplification pour les signaux optiques de différentes longueurs d'onde et que la concurrence de gain des canaux optiques n'affecte pas les performances de transmission.

1.3. Récepteur optique:

À l'extrémité de réception, le signal du canal principal, qui a été atténué par la transmission, est amplifié par un préamplificateur optique. Un démultiplexeur est utilisé pour séparer le canal optique d'une longueur d'onde spécifique du signal optique du canal principal. Le récepteur doit répondre aux exigences de paramètres tels que la sensibilité optique du signal et la puissance de surcharge, et doit être capable de résister aux signaux avec certains bruit optique.

1.4. Canal de supervision optique:

Le canal de supervision optique est utilisé pour surveiller les systèmes de transmission optique WDM. L'UTU-T recommande d'utiliser une longueur d'onde de 1510 nm avec une capacité de 2mbit / s. Il peut toujours fonctionner normalement avec une sensibilité à réception élevée (mieux que -48 DBM) à des taux bas. Cependant, il doit être supprimé du chemin optique avant l'EDFA et ajouté au chemin optique après l'EDFA.

Tout au long de l'ensemble du système WDM, le multiplexeur optique et le démultiplexeur sont les composants clés de la technologie WDM, et leurs performances sont décisives pour la qualité de transmission du système. Un dispositif qui combine des signaux de différentes longueurs d'onde de source de lumière et les sortira à travers une seule fibre optique de transmission est appelée multiplexeur de division de longueur d'onde.

À l'inverse, un dispositif qui décompose des signaux de longueur d'onde multiples provenant de la même fibre optique de transmission en longueurs d'onde individuelles pour la sortie est appelé démultiplexeur. En principe, ce dispositif est bidirectionnel, ce qui signifie que si les extrémités de sortie et d'entrée du démultiplexeur sont inversées, elle devient un multiplexeur. Les indicateurs de performance pour les multiplexeurs de division de longueur d'onde optique comprennent la perte d'insertion et la diaphonie, avec des exigences pour une faible perte et un décalage de fréquence, une perte d'insertion en dessous de 1. 0 ~ 2,5 dB, une diaphonie à faible canal, une isolation élevée et une interférence minimale entre les signaux de différentes longueurs d'onde.

 

2. Avantages des systèmes WDM:

 

2.1 Capacité ultra-large et transmission à distance ultra-longue:

Actuellement, les fibres optiques ordinaires peuvent transmettre sur une large bande passante, mais leur taux d'utilisation est encore très faible. L'utilisation de la technologie de multiplexage de division de longueur d'onde dense (DWDM) peut augmenter la capacité de transmission d'une seule fibre optique de plusieurs fois, des dizaines de fois, voire des centaines de fois par rapport à la transmission d'une seule longueur d'onde. Le système de transmission de fibres optiques la plus élevée est actuellement de 3,2 tbit / s.

2.2 Transmission de données transparente:

Étant donné que le système DWDM multiple et démultiplexes basé sur différentes longueurs d'onde optique et est indépendant de la vitesse du signal et de la méthode de modulation électrique, il est "transparent" aux données. Le système WDM effectue une transmission transparente; Pour les signaux de couche "Service", chaque canal de longueur d'onde optique du système WDM agit comme une fibre optique "virtuelle".

2.3 Flexibilité, économie et fiabilité élevée dans la composition du réseau:

Le nouveau réseau de communication formé à l'aide de la technologie WDM est de structure plus simple et plus hiérarchique par rapport aux réseaux composés de technologie de multiplexage électrique de division électrique. La planification de divers services peut être obtenue en ajustant la longueur d'onde du signal optique correspondant. La flexibilité, l'économie et la fiabilité du réseau qui en résultent sont évidentes.