Optisk Multiplexing til højhastigheds kommunikationssystemer
Introduktion
Optisk transmission bruger lysimpulser til at transmittere information fra et sted til et andet via en optisk fiber. Lyset omdannes til elektromagnetisk bærebølge, som er moduleret til at bære information, da lyset formeres fra den ene ende til den anden. Udviklingen af optisk fiber har revolutioneret telekommunikationsindustrien. Optisk fiber har erstattet andre transmissionsmedier, såsom kobbertråd siden starten, og bruges hovedsagelig til ledning af kernenet. I dag er optisk fiber blevet brugt til at udvikle nye højhastighedskommunikationssystemer, der transmitterer information som lysimpulser, eksempler er multiplexere / demultiplexere ved hjælp af optisk multiplexeringsteknologi.
Hvad er Multiplexing?
Multiplexer (Mux) er hardwarekomponent, som kombinerer flere analoge eller digitale indgangssignaler til en enkelt transmissionslinje. Og ved modtagerens ende er multiplexeren kendt som DeMultiplexer (DeMux) -performerende omvendt funktion af multiplexere. Multiplexing er derfor processen med at kombinere to eller flere indgangssignaler til en enkelt transmission. Ved modtagerens afslutning adskilles de kombinerede signaler i særskilt separat signal. Multiplexing forbedrer effektivitetsbrugen af båndbredde. Her er en figur, som viser princippet om optisk multiplexing / demultiplexing.
Optisk Mux og DeMux skal multiplexere og demultiplex forskellige bølgelængder på en enkelt fiberforbindelse. Hver specifik I / O vil blive brugt til en enkelt bølgelængde. Et optisk filter system kan fungere som både Mux og DeMux. Optisk Mux og DeMux er grundlæggende passive optiske filtersystemer, som er indrettet til at behandle specifikke bølgelængder ind og ud af transportsystemet (normalt optisk fiber). Fremgangsmåde til filtrering af bølgelængderne kan udføres ved anvendelse af Prisms , Tin Film Filter (TFF) og Dichroic filtre eller interferensfiltre . Filtreringsmaterialerne bruges til selektivt at afspejle en enkelt bølgelængde af lys, men passere alle andre gennemskueligt. Hvert filter er indstillet til en bestemt bølgelængde.
Komponenter af Optisk Multiplexer
Generelt består en optisk multiplexer af Combiner , Tap Couplers (Add / Drop), Filtre (Prisms, Thin Film, eller Dichroic), Splitter og Optical Fiber . Her er en figur, der viser strukturen af en fælles optisk multiplexer.
Optiske Multiplexeringsteknikker
Der er hovedsageligt tre forskellige teknikker i multipleksesignaler på en enkelt optisk fiberforbindelse: Optisk Tidsdelings Multiplexing (OTDM), Wavelength Division Multiplexing (WDM) og Code Division Multiplexing (CDM).
OTDM : Separation af bølgelængder i tid.
WDM : Hver kanal er tildelt en unik bærerfrekvens; Kanalafstand på ca. 50 GHz; Indeholder grov WDM (CWDM) og tæt WDM (DWDM).
CWDM : Karakteriseret ved bredere kanalafstand end DWDM.
DWDM : Bruger en meget snævrere kanalafstand, derfor understøttes mange flere bølgelængder.
CDM : Anvendes også i mikrobølgeoverførslen; Spektrum for hver bølgelængde tildeles en unik spredningskode; Kanaler overlapper både tid og frekvensdomæner, men koden styrer hver bølgelængde.
Applikationer
Den største knappe ressource i telekommunikation er båndbredde-brugere vil transmittere ved mere høj hastighed, og tjenesteydere ønsker at tilbyde flere tjenester, og dermed behovet for et hurtigere og mere pålideligt højhastighedssystem.
Reduktion af hardwareudgifter, et multiplexeringssystem kan bruges til at kombinere og transmittere flere signaler fra sted A til placering B.
Hver bølgelængde, λ, kan bære flere signaler.
Mux / DeMux tjener optisk omskiftning af signaler i telekommunikation og andet område for signalbehandling og transmission.
Fremtidige næste generation internet.
Fordele
Høj datahastighed og gennemløb: Datarater mulige i optisk transmission er normalt i Gbps på hver bølgelængde; Kombination af forskellige bølgelængder betyder mere gennemgang i et enkelt kommunikationssystem.
Lav dæmpning: Optisk kommunikation har lav dæmpning sammenlignet med andre transportsystemer.
Mindre udbredelse forsinkelse.
Flere tjenester tilbydes.
Forøg investeringsafkast (ROI)
Low Bit Error Rate (BER)
mangler
Fiber Output Loss and Dispersion: Signal svækkes ved fibertab og forvrænges af fiberdispersion, og der er behov for regenerator for at genvinde de rene formål.
Manglende evne til at modtage CPE (Current Client Premises Equipment) til at modtage ved samme transmissionshastighed for optiske transmissionssystemer (opnåelse af alle optiske netværk).
Optisk til elektrisk omstilling: Optiske signaler konverteres til elektrisk signal ved hjælp af foto-detektorer, skiftes og konverteres tilbage til optisk. Optiske / elektriske / optiske konverteringer introducerer unødvendige tidsforsinkelser og tab af strøm. End-to-end optisk transmission bliver bedre.
Fremtidigt arbejde
Forskning i optisk slutbrugerudstyr: Mobiltelefoner, pc'er og andre håndholdte enheder, der modtager og transmitterer med optisk hastighed.
Hurtig regenerering af svækket signal.
Mindre forvrængning som følge af fiberdispersion.
End-to-end optiske komponenter: Eliminerer behovet for optisk-til-el-konverter og vice versa.
Konklusion
Mens optisk transmission er bedre sammenlignet med andre transmissionsmedier på grund af dens lave dæmpnings- og langdistributions transmissionsprofil, er optisk multiplexing nyttig ved signalbehandling og transmission ved at transportere flere signaler ved anvendelse af en enkelt fiberforbindelse. Da væksten af internettet kræver fiberoptisk transmission for at opnå større gennemgang, er optisk multiplexing også nyttig i billedbehandling og scanning.
