Kuituoptisten lähetysten multipleksointitekniikat
Kuituoptisessa viestinnässä multipleksointia pidetään pääasiallisena keinona olemassa olevan kuituverkon suunnittelun laajentamiseksi. Koska optiset tiedot voidaan kuljettaa käyttämällä erilaisia fyysisiä ulottuvuuksia, kuten aikaa, taajuutta, tilaa, napaisuutta jne., Voidaan käyttää erilaisia multipleksointitekniikoita yhden optisen kuidun datakantokapasiteetin lisäämiseksi. Tällä hetkellä joissakin multipleksointitekniikoissa käytetään jo optisen innovaation edistymistä, ja joidenkin lähestymistapojen uskotaan olevan potentiaalia saada lisää parannuksia enemmän informaation nopeuttamiseen. Tässä artikkelissa käsitellään kahta suurta multipleksointitekniikkaa - aallonpituusjakoista multipleksointia (WDM) ja optista aikajakomultipleksointia (OTDM) käytetyissä ja potentiaalisia multipleksointitekniikoita - avaruusjakoista multipleksointia (SDM) ja alikantoaallon jako-multipleksointia - jota ei ole laajalti käytetty optisessa viestinnässä.
Nykyiset multipleksointitekniikat käytössä
Tällä hetkellä multipleksointitekniikat ovat käyttäneet monia ulottuvuuksia optisen siirtoverkon kapasiteetin lisäämiseksi kiinteän kaistanleveyden yli. Kaksi päämenetelmää ovat WDM ja OTDM.
Aallonpituuden jakautuminen
WDM on yksi multipleksointitekniikoista, joka lisää kaistanleveyttä multipleksoimalla erilaisia optisia kantoaaltosignaaleja yhdelle optiselle kuidulle käyttämällä eri aallonpituuksia. Jokainen signaali WDM-aallonpituuksilla on riippumaton kaikista protokollista ja millä tahansa nopeudella. WDM-tekniikka mahdollistaa kaksisuuntaisen viestinnän samanaikaisesti yhden optisen kuidun kautta. WDM: n perusta yksinkertaistaa verkkoa yhdeksi virtuaalisen optisen kuidun verkoksi sen sijaan, että käytettäisiin useita erilaisia kuituja ja palveluja sisältäviä signaaleja. Tällä tavoin WDM lisää kaistanleveyttä ja alentaa verkkokustannuksia vähentämällä tarvittavia kuituja. WDM-järjestelmissä on kaksi erilaista aallonpituuskuviota, karkea (CWDM) ja tiheä (DWDM). CWDM ja DWDM perustuvat samaan käsitteeseen käyttää useita valon aallonpituuksia yhdellä kuidulla, mutta eroavat aallonpituuksien, kanavien lukumäärän ja kyvyn monistaa multipleksoidut signaalit optisessa avaruudessa välillä. WDM-järjestelmässä erilaiset optiset signaalit yhdistetään (multipleksoidaan) yhteen optisen kuidun toisessa päässä ja erotetaan toisistaan (demultipleksoidaan) toisessa päässä.
Optista kantoaalloa WDM pidetään usein analogisena tekniikana taajuusjako- multipleksoinnissa, joka tyypillisesti koskee radio-kantoaalloa. Niiden välillä ei kuitenkaan ole olennaista eroa, koska ne välittävät saman tiedon.
Optinen aikajakomultipleksointi
OTDM on multipleksointitekniikka, joka periaatteessa multipleksoi joukon matalan bittinopeuden optisia kanavia aikatasossa. Useat pienenopeuksiset optiset kanavat multipleksoidaan kiinteään sähköiseen kellojaksoon, mikä lisää siirtonopeutta. Jokainen signaali lähetetään yhden viestintäkanavan kautta jakamalla aikakehys aikaväleihin - yksi paikka kutakin viestisignaalia varten. Ajan perusteella kukin matalan nopeuden kanava on varattu tiettyyn paikkaan, jossa se toimii synkronoidussa tilassa. Toisin sanoen multiplekseri ja demultiplekseri synkronoidaan ajoissa ja samanaikaisesti vaihdetaan seuraavaan kanavaan.
Yleensä optinen pulssinleveys lyhenee, jotta useampia kanavia multipleksoidaan kiinteän kellonajan sisällä. Lisäksi lyhentynyt pulssinleveys voi vähentää kanavien välistä yliviivaa, koska bittinopeus on yhä enemmän. Lyhyt pulssin leveys johtaa kuitenkin voimakkaaseen dispersioon, kun matka-matka kasvaa. Täten on käytettävä transformoitua rajoitettua pulssi- ja dispersiokulman kompensointitekniikkaa dispersiovaikutuksen vähentämiseksi OTDM: ään.
Mahdolliset multipleksointitekniikat tulevaisuudessa
Vaikka edellä mainittuja kahta multipleksointitekniikkaa on käytetty optiseen viestintään optisen kuidun suorituskyvyn optimoimiseksi, nykyisillä tekniikoilla on edelleen rajoituksia ja jatkuvasti lisääntyvää datan kysyntää tarvitaan uusia multipleksointitekniikoita.
Space Division Multipleksointi
SDM on tekniikka, joka hyödyntää avaruusulottuvuutta samanaikaisesti erilaisten datavirtojen tuottamiseen muodostamalla rinnakkaisia tilakanavia. Tätä tekniikkaa käytetään yleisesti monituloliitännässä (MIMO). MIMO sisältää ainakin kaksi antennia lähettimen puolella ja vähintään kaksi antennia vastaanottimen puolella. Ja MIMO-signaalinkäsittelyä käytetään jo laajalti nykyisissä koherenttisissa optisissa siirtojärjestelmissä, joissa on polarisaatiojakoinen multipleksointi (PDM) standardin yksimuotoisilla kuiduilla. Uskotaan, että käyttämällä strategioita, joissa käytetään monisydämisiä ja mutil-mode-kuituja, on mahdollista saavuttaa pitkän matkan lähetysetäisyys ja suurnopeusdatanopeudet suuritiheyksisellä SDM: llä.
johtopäätös
Kaikista multipleksointitekniikoista WDM on yleisimmin käytetty optisessa viestinnässä. Koska erilaisilla multipleksointitekniikoilla on rajoituksia joissakin näkökohdissa, on yleensä ehdotettu käytettäväksi useampaa kuin yhtä tekniikkaa kuituoptisten verkkojen parhaan lähetystehon saamiseksi.
