Fiberoptiske transmissionsmultiplexeringsteknikker
I fiberoptisk kommunikation anses multiplexing for at være de vigtigste midler til udvidelse af eksisterende fibernetteknik. Da optiske data kan bæres ved at anvende forskellige fysiske dimensioner, såsom tid, frekvens, rum, polaritet osv., Er forskellige multiplexeringsteknikker mulige til at blive anvendt til at forøge databæringsevnen for en enkelt optisk fiber. I øjeblikket anvendes nogle multiplekseteknikker allerede i fremskridtet med optisk innovation, og nogle tilgange antages at være mulige til at bringe flere forbedringer i at fremskynde mere information. Denne artikel vil diskutere to større multiplekseteknikker - WDM og optisk tidsdelingsmultiplexering (OTDM) - i anvendte og potentielle multiplekseteknikker - Multiplexing af ruminddeling (SDM) og subcarrier-division multiplexing - der ikke har været udbredt i optisk kommunikation.
Aktuelle multiplexeringsteknikker i brug
Multiplexingsteknologier har i øjeblikket brugt mange dimensioner til at øge optisk transmissionssystemkapacitet over en fast båndbredde. To hovedmetoder er WDM og OTDM.
Bølgelængde Division Multiplexing
WDM er en af de multiplekseteknikker, der øger båndbredden ved at multipleksere en række optiske bæresignaler på en enkelt optisk fiber ved at bruge forskellige bølgelængder. Hvert signal ved WDM bølgelængder er uafhængigt af enhver protokol og enhver hastighed. WDM-teknologien tillader tovejskommunikation samtidig over en enkelt optisk fiber. Grundlaget for WDM forenkler netværket til et enkelt virtuelt optisk fibernet i stedet for at bruge flere former for signaler med forskellige fibre og tjenester. På den måde øger WDM båndbredden og sænker netværkskosten ved at reducere de nødvendige fibre. Der er to forskellige bølgelængde mønstre af WDM systemer, grove (CWDM) og tætte (DWDM). CWDM og DWDM er baseret på det samme koncept at anvende flere lysbølgelængder på en enkelt fiber, men varierer i afstanden mellem bølgelængder, antal kanaler og evnen til at amplificere de multipleksede signaler i det optiske rum. I et WDM-system kombineres forskellige optiske signaler (multiplexes) sammen i den ene ende af den optiske fiber og adskilles (demultiplekseret) i forskellige kanaler i den anden ende.
Den optiske bærer WDM betragtes ofte som en analog teknik til frekvensdelingsmultipleksering, som typisk gælder for en radiobærer. Der er imidlertid ingen væsentlig forskel mellem dem, da de kommunikerer de samme oplysninger.
Optisk tid Division Multiplexing
OTDM er en multiplekseteknik, der i grunden multiplexerer en række optiske lav-bithastighedskanaler i tidsdomæne. Flere lavhastigheds optiske kanaler multiplexeres til en fast elektrisk ur-periode, hvilket øger transmissionshastigheden. Hvert signal transmitteres over en enkelt kommunikationskanal ved at dividere tidsrammen i slots - en slot for hvert meddelelsessignal. Baseret på tiden tildeles hver lavhastighedskanal til en bestemt position, hvor den virker i synkroniseret tilstand. Det vil sige at multiplexeren og demultiplexeren er rettet synkroniseret og samtidig skiftet til den næste kanal.
Normalt forkortes den optiske pulsbredde for at multiplexere flere kanaler inden for den faste klokperiode. Derudover kan den forkortede pulsbredde reducere overskridelsen mellem kanaler på grund af mere plads tilbage i bithastighed. Kort pulsbredde resulterer dog i kraftig spredning som kørselsafstandstigninger. Derfor skal transformationsbegrænset puls- og dispersionshældningskompensationsteknik bruges til at reducere dispersionseffekten på OTDM.
Potentielle multiplexeringsteknikker i fremtiden
Selv om de to multiplexeringsteknikker ovenfor er blevet anvendt i optisk kommunikation for at optimere optikken af optisk fiber, er der stadig begrænsninger af nuværende teknologier, og med kontinuerlig stigende datakrav er der behov for nye multiplekseteknikker.
Space Division Multiplexing
SDM er en teknologi, der udnytter den rumlige dimension til samtidig at levere forskellige datastrømme ved at skabe parallelle rumlige kanaler. Denne teknologi bruges almindeligvis i multi-input multi-output (MIMO) system. MIMO indeholder mindst to antenner på transmittersiden og mindst to antenner på modtagersiden. Og MIMO signalbehandling er allerede meget udbredt i nuværende sammenhængende optiske transmissionssystemer med polarisationsdelingsmultiplexering (PDM) over standard single-mode fibre. Det antages, at ved at vedtage strategier ved brug af multi-core og mutil-mode-fibre, er det muligt at opnå langdistancetransmissionsafstand og højhastighedssatshastigheder med SDM med høj densitet.
Konklusion
Blandt alle multiplekseteknologier er WDM den mest udbredte i optisk kommunikation. Da forskellige multiplexeringsteknikker har deres begrænsninger i nogle aspekter, anbefales det normalt at anvende mere end en teknik i fiberoptiske netværk for at opnå den bedste transmission.
