فروشگاه تجهیزات شبکه استورنت
0 محصولات نمایش سبد خرید

سبد خرید شما خالی است.

فناوری Wavelength-Division Multiplexing) WDM) چیست؟

فناوری Wavelength-Division Multiplexing) WDM) چیست؟

فناوری Wavelength-Division Multiplexing به اختصار WDM ، که امروزه به عنوان یکی از پر کاربرد ترین فناوری ها موجود در سیستم های ارتباطی نوری با ظرفیت بالا شناخته می گردد. WDM به معنای مالتی پلکسینگ طول موج نوری می باشد.

شکل زیر به صورت شماتیک یک سیستم انتقال WDM معمولی را نشان می دهد.

در سمت فرستنده ، چندین ترانسمیتر نوری قرار میگیرند که هر کدام در طول موج های متفاوت ، به صورت جداگانه سیگنال نوری را ارسال می نمایند ، این سیگنال ها توسط یک مالتی پلکسر طول موج (MUX) ترکیب می گردند. سیگنال های مالتی پلکس شده به وسیله یک خط انتقال (کابل فیبر نوری) منتقل می شوند. در سمت گیرنده نیز عکس این فرایند اتفاق می افتد ، سیگنال ها توسط یک دی مالتی پلکسر طول موج (DEMUX) جداسازی شده و در نهایت توسط گیرنده ها و حسگرها دریافت می گردند.

فناوری-WDM-768x294

شکل ۱: شماتیک سیستم انتقال WDM

فناوری Wavelength-Division Multiplexing) WDM) چیست؟

مزیت اصلی استفاده از فناوری WDM کاهش تعداد تار فیبر نوری مورد نیاز در خطوط اصلی فناوری انتقال نوری می باشد. لینک های نوری مخابراتی با فواصل طولانی تر از ۱۰۰۰ کیلومتر یکی از نمونه هایی می باشند که به خوبی نیاز به این فناوری را نشان می دهند، چنانچه ما در این لینک ها نیاز به نصب یک کابل فیبر نوری با ظرفیت تار نوری بالا  داشته باشیم ، هزینه تولید ، نصب و راه اندازی کابل فیبر پیامدی جدی و غیر قابل توجیح  از نظر اقتصادی می باشد.

با استفاده از فناوری WDM تعداد تار های فیبر نوری مورد نیاز در کابل نوری کاهش می یابد ، و این در حالی است که تعداد مالتی پلکسر / دی-مالتی پلکسر ( multiplexer/de-multiplexer )  طول موج اساساً بدون توجه به طولانی بودن فاصله انتقال ، ثابت می مانند. بنابر این، با طولانی شدن فاصله انتقال ، فناوری WDM بسیار  کارآمد و سودمند می گردد.

 

فناوری WDM در شبکه های مخابراتی

Dense WDM (DWDM) یا فناوری متراکم WDM

به جهت انتقال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی تر (‌بیشتر از ۱۰۰ کیلومتر) ، بایستی شبکه را با تقویت کننده های فیبر نوری جهت جبران افت توان نوری تجهیز نمود. از آنجا که بهره پهنای باند تقویت کننده های فیبر نوری نسبتاً محدود می باشد ، جهت قرار دادن تعداد زیادی کانال در بهره پهنای باند ، یک فاصله طول موج متراکم مورد نیاز است. فناوری WDM متراکم (DWDM) برای سیستم های انتقال مسافت طولانی طراحی شده و با استفاده کامل از بهره پهنای باند تقویت کننده های فیبر اربیوم (EDFA) ، توسعه یافته است. تقویت کننده EDFA دارای بهره نوری مناسبی در باند های  C و L  می باشد.

فناوری-DWDM

شکل ۲: طول موج های مرکز DWDM

 

CWDM (Coarse WDM) – عریض WDM

نیاز به فاصله کانال متراکم در فناوری DWDM عمدتاً از بهره پهنای باند نسبتاً محدود تقویت کننده های EDFA ناشی می شود(در مقایسه با کل باند های مخابراتی نوری). از طرف دیگر ، اگر فاصله انتقال کمتر از ۱۰۰ کیلومتر باشد و نیازی به تقویت کننده نباشد ، فاصله کانال گسترده تر می تواند یک گزینه مناسب تلقی گردد.

فاصله کانال گسترده تر امکان استفاده از تجهیزات مقرون به صرفه تر را نیز فراهم می نماید مانند:

  • ترانیسمتر (فرستنده) ، دیود های لیزری معمول(LD) با تغییر گسترده طول موج ،
  • MUX و DEMUX با فاصله کانال عریض

در نتیجه هزینه کل نصب و راه اندازی شبکه هزینه کمتری را در بر خواهد گرفت.

این سیستم ها به عنوان WDM عریض یا CWDM شناخته می شوند و استاندارد ITU-T G.694.2 تخصیص یک طول موج را برای سیستم های CWDM تعریف می نماید ، همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده است. ۱۸ طول موج مرکزی با ۲۰ نانومتر فاصله از یکدیگر بین طول موج های ۱۲۷۱ نانومتر تا ۱۶۱۱ نانومتر که تحت پوشش باندهای O- ، E- ، S- ، C- و L. قرار می گیرند، از ۱۸ طول موج موجود لزوماً همیشه استفاده نمی شود و در بیشتر موارد ۴ و یا ۸ طول موج استفاده می گردند:

  • ۴ طول موج از ۱۵۳۱ تا ۱۵۹۱ نانومتر ،
  • ۸طول موج از ۱۴۷۱ تا ۱۶۱۱ نانومتر.

این امر عمدتا به این دلیل است که بسیاری از تجهیزات نوری (به عنوان مثال MUX / DEMUX و فیلتر های CWDM) به شکل انبوه با ۴ و یا  ۸ طول موج تولید می گردند و به ط گسترده در دامنه های طول موج فوق موجود می باشند.

فناوری-CWDM-768x197

شکل ۳: طول موج های مرکزی CWDM

استفاده از فناوری WDM در شبکه مخابراتی

شبکه های مخابراتی تقریباً به سه دسته تقسیم می شوند:، شبکه مرکزی core ، شبکه مترو metro و شبکه های دسترسی access. شبکه اصلی شهرهای بزرگ را به یکدیگر متصل می نماید (بیش تر از ۱۰۰ کیلومتر) و اغلب از فناوری DWDM در این شبکه ها استفاده می شود. شبکه مترو در داخل کلان شهر ها اجرا میگردند و اغلب بین ۵۰ تا ۸۰ کیلومتر استفاده می گردد و فناوری CWDM در آنها مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر شبکه دسترسی Access به ندرت از فناوری WDM استفاده می نماید ، چراکه نیاز به ظرفیت انتقال بسیار کمتر از شبکه های کور و مترو می باشد.

 

فناوری WDM در شبکه های کامپیوتری

 

از جمله مشکلات فنی موجود در شبکه های داده پر سرعت (به عنوان مثال مراکز داده) مصرف انرژی و سودمندی مساحت یا فضا می باشد. شبکه های مخابراتی پر سرعت توسط فناوری تشخیص دیجیتال منسجم با پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) تقویت گردیده اند. با این وجود مصرف انرژی بسیار گسترده ای دارند (> 10W) و استفاده از این فناوری در یک مرکز داده در مقیاس بزرگ واقع بینانه نمی باشد. از فناوری WDM در datacom اغلب برای فعال نمودن فرستنده و گیرنده های (transceiver ) با سرعت بالا در اندازه کوچک و با مصرف انرژی کم استفاده می شود , به طور پیش فرض “شناسایی ارتباط بدون جبران پراکندگی” از نظر مصرف انرژی الویت پذیر می گردد.

 

به عنوان مثال ، بسیاری از فرستنده ها  و گیرنده های نوری ( ترانس رسیور) اترنت  ۱۰۰G  که به شکل گسترده در مراکز داده مورد استفاده قرار می گیرند – از فناوریWDM  با چهار طول موج در باند O استفاده می نمایند. پراکندگی رنگی فیبر تک حالته معمولی یا سینگل مد ، فیبر ITU-T G.652 در باند O صفر می شود و پراکندگی فیبر به حداقل می رسد. علاوه بر این، برنامه WDM با چهار طول موج نرخ بیت در هر کانال را کاهش می دهد (۱۰۰/۴=۲۵Gbps) که باعث می شود تحمل پراکندگی چهار برابر بیشتر از یک سیستم ۱۰۰Gbps تک کاناله باشد.

 

جهت راه اندازی WDM با چهار طول موج در باند O دو گزینه وجود دارد ،  CWDM4 و LAN-WDM ، محدوده های طول موج در شکل ۵ و ۶ همراه با حداکثر و حداقل پراکندگی رنگی فیبر سینگل مد معمولی نشان داده شده است.

 

CWDM4  مشابه سیستم های موجود در CWDM مخابراتی می باشد و امکان بکارگیری اپتیک مقرون به صرفه را برای برنامه های مخابراتی فراهم می نماید. طول موج ها در LAN-WDM  فاصله کمتری نسبت بهCWDM4  دارا می باشند و تقریباً در طول موج پراکندگی صفر فیبر قرار می گیرد.

 

این تخصیص طول موج انتقال ۱۰۰Gbps را با طول بیش از ۱۰ کیلومتر امکان پذیر می نماید (به عنوان مثال ۱۰۰GBASE-LR4 and ER4 ) که بدون محدودیت ناشی از  پراکندگی کروماتیک فیبر امکان پذیر می گردد.

فناوری-CWDM4-768x600

شکل ۴: طول موج CWDM4

فناوریLAN-WDM-768x600

شکل۵: طول موج LAN-WDM

با سپاس فراوان

شیوا سلطانی /‌ مجتبی منتخبی

مقاله مرتبط :

پهنای باند ، تضعیف ، افت فیبر نوری

باند های طول موج کابل فیبر نوری – مخابرات

0
دیدگاه‌های نوشته

*
*