Optinen multipleksointi suurnopeusviestintäjärjestelmille
esittely
Optinen lähetys käyttää valon pulsseja tiedon välittämiseksi paikasta toiseen optisen kuidun kautta. Valo muunnetaan sähkömagneettiseksi kantoaalloksi, joka moduloidaan kuljettamaan informaatiota, kun valo etenee toisesta päästä toiseen. Optisen kuidun kehittäminen on mullistanut televiestintäalan. Optinen kuitu on korvannut muita siirtovälineitä, kuten kuparilangasta, alusta alkaen, ja sitä käytetään pääasiassa ydinverkkojen johtamiseen. Nykyään optista kuitua on kehitetty uusien nopeiden tietoliikennejärjestelmien kehittämiseksi, jotka lähettävät informaatiota valoimpulsseina, esimerkkejä ovat multiplekserit / demultiplekserit, joissa käytetään optista multipleksointitekniikkaa.
Mikä on multipleksointi?
Multiplexer (Mux) on laitteistokomponentti, joka yhdistää useita analogisia tai digitaalisia tulosignaaleja yhdeksi siirtolinjaksi. Ja vastaanottimen päässä, multiplekseri tunnetaan nimellä DeMultiplexer (DeMux), joka toteuttaa multiplekserien käänteisfunktion. Multipleksointi on siis prosessi, jossa kaksi tai useampia tulosignaaleja yhdistetään yhdeksi lähetykseksi. Vastaanottimen päässä yhdistetyt signaalit erotetaan erilliseksi erilliseksi signaaliksi. Multipleksointi tehostaa kaistanleveyden käyttöä. Tässä on kuva, joka esittää optisen multipleksoinnin / demultipleksoinnin periaatetta.
Optinen Mux ja DeMux tarvitsevat multipleksoida ja demultipleksoida eri aallonpituuksia yhdelle kuitulinkille. Kukin spesifinen I / O käytetään yhtä aallonpituutta varten. Yksi optinen suodatinjärjestelmä voi toimia sekä Mux- että DeMux-järjestelmänä. Optinen Mux ja DeMux ovat periaatteessa passiivisia optisia suodatinjärjestelmiä, jotka on järjestetty käsittelemään tietyt aallonpituudet kuljetusjärjestelmässä ja sen ulkopuolella (yleensä optinen kuitu). Aallonpituuksien suodatusprosessi voidaan suorittaa käyttämällä Prismia , ohutkalvosuodatinta (TFF) ja Dichroic-suodattimia tai häiriösuodattimia . Suodatusmateriaaleja käytetään selektiivisesti heijastamaan valon yhtä aallonpituutta, mutta ne kuljettavat kaikki muut läpinäkyvästi. Jokainen suodatin on viritetty tietylle aallonpituudelle.
Optisen multiplekserin komponentit
Yleensä optinen multiplekseri koostuu yhdistelmälaitteesta, kosketuskytkimistä (Add / Drop), suodattimista (Prismat, ohutkalvo tai Dichroic), Splitter ja Optical Fiber . Tässä on kuva, joka esittää yhteisen optisen multiplekserin rakennetta.
Optiset multipleksointitekniikat
Valosignaalien multipleksoinnissa on pääasiassa kolme erilaista tekniikkaa yhdelle optiselle kuitulinkille: optinen aikajako multipleksointi (OTDM), aallonpituuden jako multipleksointi (WDM) ja koodijakoinen multipleksointi .
OTDM : Aallonpituuksien erottaminen ajoissa.
WDM : Jokaiselle kanavalle on määritetty ainutlaatuinen kantoaaltotaajuus; Kanavaväli noin 50 GHz; Sisältää karkean WDM: n (CWDM) ja tiheän WDM: n (DWDM).
CWDM : Luonteenomaista laajempi kanavaväli kuin DWDM.
DWDM : Käyttää paljon kapeampaa kanavaväliä, siksi tuetaan paljon enemmän aallonpituuksia.
CDM : Käytetään myös mikroaaltouunissa; Kunkin aallonpituuden spektrille annetaan ainutlaatuinen hajotuskoodi; Kanavat ovat päällekkäisiä sekä ajan- että taajuusalueilla, mutta koodi ohjaa kunkin aallonpituuden.
Sovellukset
Tärkein telealan resurssi on kaistanleveys - käyttäjät haluavat lähettää enemmän korkealle, ja palveluntarjoajat haluavat tarjota enemmän palveluja, joten tarvitaan nopeampaa ja luotettavampaa nopeaa järjestelmää.
Laitteiston kustannusten pienentämistä voidaan käyttää yhden multipleksointijärjestelmän avulla yhdistämään ja lähettämään useita signaaleja paikasta A paikkaan B.
Kukin aallonpituus λ voi kantaa useita signaaleja.
Mux / DeMux palvelee signaalien optista kytkentää tietoliikenteessä ja muussa signaalinkäsittelyn ja lähetyksen alalla.
Tulevaisuuden seuraavan sukupolven internet.
edut
Suuri tiedonsiirtonopeus ja läpäisykyky: Optisen lähetyksen mahdolliset datanopeudet ovat yleensä Gbps / kullakin aallonpituudella; Eri aallonpituuksien yhdistäminen merkitsee enemmän läpäisyä yhdessä tietoliikennejärjestelmässä.
Matala vaimennus: Optisella viestinnällä on alhainen vaimennus verrattuna muihin kuljetusjärjestelmiin.
Vähemmän etenemisviivettä.
Lisää palveluita.
Lisää sijoitetun pääoman tuottoa (ROI)
Alhainen bittivirhe (BER)
puutteet
Kuitulähdön menetys ja dispersio: Kuituhäviö vaimentaa signaalia ja kuitujen dispersio vääristää sitten regeneraattoria tarvitaan puhtaiden käyttötarkoitusten palauttamiseksi.
Nykyisten asiakaspalvelujen (CPE) kyvyttömyys vastaanottaa samalla lähetysnopeudella optisia lähetysjärjestelmiä (saavuttaa kaikki optiset verkot).
Optinen-sähköinen muunnoksen yläpuoli: Optiset signaalit muunnetaan sähköiseksi signaaliksi valoilmaisimilla, kytketään ja muutetaan takaisin optisiksi. Optiset / sähköiset / optiset muunnokset aiheuttavat tarpeettomia aikaviiveitä ja tehohäviöitä. Lopputulos optinen lähetys on parempi.
Tuleva työ
Optisen loppukäyttäjän laitteiden tutkimus: Matkapuhelimet, PC ja muut kädessä pidettävät laitteet, jotka vastaanottavat ja lähettävät optisella nopeudella.
Vaimennetun signaalin nopea regenerointi.
Vähemmän vääristymää, joka johtuu kuitujen leviämisestä.
Optiset optiset komponentit: Optisen ja sähköisen muuntimen tarpeen poistaminen ja päinvastoin.
johtopäätös
Vaikka optinen lähetys on parempi verrattuna muihin lähetysvälineisiin sen alhaisen vaimennuksen ja pitkän matkan lähetysprofiilin vuoksi, optinen multipleksointi on hyödyllinen signaalinkäsittelyssä ja -siirrossa siirtämällä useita signaaleja käyttäen yhtä ainoaa kuitulinkkiä. Koska internetin kasvu edellyttää kuituoptista lähetystä suuremman läpäisykyvyn saavuttamiseksi, optinen multipleksointi on hyödyllinen myös kuvankäsittelyssä ja skannaussovelluksessa.
