Спектральное уплотнение каналов


Спектральное уплотнение каналов, мультиплексирование со спектральным разделением, многоцветная передача (англ. wavelength-division multiplexing, сокр. WDM — мультиплексирование с разделением по длине волны) — принцип разделения спектрального ресурса оптического волокна между длинами световых волн с последующим мультиплексированием, позволяющий одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах.

Принцип WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность канала (к 2003 году, в коммерческих системах достигнута скорость 10,72 Тбит/с[1], а к 2015 — 27 Тбит/с[2]), причём он позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии. Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну. Преимуществом DWDM-систем является возможность передачи высокоскоростного сигнала на сверхдальние расстояния без использования промежуточных пунктов (без регенерации сигнала и промежуточных усилителей)[3]. Эти преимущества крайне востребованы для передачи данных через малонаселённые пункты.

В простейшем случае каждый лазерный передатчик генерирует сигнал на определённой частоте из частотного плана. Все эти сигналы перед тем, как вводятся в оптическое волокно, объединяются оптическим мультиплексором (англ. mux). На приёмном конце сигналы аналогично разделяются оптическим демультиплексором (англ. demux). Здесь, так же как и в сетях SDH, мультиплексор является ключевым элементом. Сигналы могут приходить на длинах волн оборудования клиента, а передача происходит на длинах соответствующих частотному плану ITU DWDM.

Одним из основных параметров определения качества DWDM-сигнала в линии является отношение сигнала к шуму. Данный параметр, в соответствии с МСЭ-Т О.201, входит в число первичных атрибутов оптических каналов и является первичной оценкой качества линии передачи[4].

Исторически первыми возникли двухволновые системы WDM, работающие на центральных длинах волн из второго и третьего окон прозрачности кварцевого волокна (1310 и 1550 нм). Главным достоинством таких систем является то, что из-за большого спектрального разноса полностью отсутствует влияние каналов друг на друга. Этот способ позволяет либо удвоить скорость передачи по одному оптическому волокну, либо организовать дуплексную связь.

Частотный план для систем CWDM определяется стандартом ITU G.694.2. Область применения технологии — городские сети с расстоянием до 50 км. Достоинством этого вида WDM систем является[6] низкая (по сравнению с остальными типами) стоимость оборудования вследствие меньших требований к компонентам.