7.1 Systémy s hrubým vlnovým multiplexem CWDM
WDM (wavelength division multiplexing) - vlnový multiplex je technologie slučování více optických signálů v jednom optickém vlákně s použitím rozdílných vlnových délek pro každý kanál.
Hrubé vlnové dělení CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplex) s pasivním vydělováním kanálů k účastníkům pomocí optických filtrů, mnohem hrubší dělení vlnových délek ve srovnání s DWDM.
Princip přenosu s vlnovým multiplexem.
Vlnové délky specifikuje doporučení ITU-T G.694.2 s první nosnou 1271 nm. Velký odstup kanálů 20 nm s tolerancí nosné ±6,5 nm je nutný z důvodů značné závislosti vysílané vlnové délky na teplotě (méně kvalitní provedení a levné zdroje záření pro přístupovou síť), která může značně kolísat podle teploty prostředí. Takový rastr je dostatečný pro krátké vzdáleností, např. v metropolitních sítích.
-
Pro jednovidové vlákno 9/125 μm je definováno max. 18 kanálů v následujících pásmech:
O – Original 1260 – 1360 nm (kanály 1 až 5)
E – Extended 1360 – 1460 nm (kanály 6 až 10) – využitelné pro vlákna s potlačeným maximem útlumu v důsledku iontů OH
S – Short 1460 – 1540 nm (kanály 11 až 14)
C – Conventional 1540 – 1560 (kanál 15)
L – Long 1560 – 1620 nm (kanály 16 až 18)
Obvykle se používají kanály 2 až 5, při vyšších vzdálenostech a útlumech kanály 14 až 17. Rozhraní pro CWDM specifikuje doporučení ITU-T G.695.
7.2 Systémy s hustým vlnovým multiplexem DWDM
Systém DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) je systém s hustým vlnovým multiplexem, ve kterém je přípustných několik řešení, (zde uvádíme pouze základní princip nikoliv specifikace pro technickou implementaci, která zohledňuje nejen otázky multiplexace, ale také vyčleňování vlnových délek, koexistenci s jinými systémy, a obecně praktickou znalost nastavení mnoha síťových komponent na vyšších vrstvách). Možné rozestupy vlnových délek jsou následující:
12,5 GHz (odpovídá 0,1 nm)
25 GHz (0,2 nm)
50 GHz (0,4 nm)
100 GHz a více (0,8 nm) Vyjádření pomoci jednotek GHz (v doméně frekvenční) namísto nanometrů (doména vlnových délek) zdůrazňuje velmi malé rozestupy. Kanály DWDM se číslují, znalost a správné použití čísel kanálů je běžné v kolektivu optických inženýru.
Porovnání rastru CWDM s rastrem DWDM (příkladová řešení).
Pro rastr WDM s rozestupy menšími než 1 nm stoupají požadavky na použité zdroje optického záření, kde z principu nejde použit LED, které vyzařují desítky nanometrů.
7.3 Požadavky na lasery pro CWDM a DWDM
Pro praktickou realizaci jednotlivých kanálů se používají laserové moduly v podobě takzvaných SFP (Small Form-factor Pluggable) transceiveru (transceiver = transmitter + receiver), které se zastrkávají do racku s multiplexem příslušné technologie, např. 10 Gbit Ethernet, etc.
SFP transceiver a jeho instalace v Ethernetovém přepínači.
Základními požadavky na lasery pro DWDM systémy jsou:
Úzké vyzařovací spektrum (u nejnáročnější varianty DWDM kanály jsou rozmístěny co desetinu nanometru
Dostatečné SNR (Signal to Noise Ratio) – odstup signálu od šumu
V úvahu přichází hlavně DFB (Distributed Feed Back) laser, který na čelní stěně rezonátoru (viz FP laser) má navíc Braggovskou mřížku, která zužuje vyzařované spektrum (je transparentní pro úzké spektrum frekvencí, ostatní rezonující frekvence bude pořád odrážet zpátky do rezonátoru) a je schopná selekce vidu. Vyzařované spektrum jsou desetiny nanometru, max. jednotky nanometrů
levný FP (Fabry-Perot) laser, který vyzařuje spektrum o šířce kolem 10 až 30 nm je pro tento účel krajně nevhodný). FP laser je přesto vhodný pro CWDM systémy, kde rozestupy vlnových délek jsou v řadu desítek nanometrů (nejnáročnější varianta předpokládá rozestup 20 nm)
Porovnání spekter Fabry-Perot laseru pro CWDM (horní část) se spektrem teplotně stabilizovaného DFB laseru pro DWDM (spodní část) – reálné měření.
Teplotní stabilizace – vlnová délka polovodičových laserů (FP, DFB) se mění s teplotou. Je sice důležité mít úzké vyzařovací spektrum, ale vyzařované frekvence nesmí „plout“ s teplotou, v tomto případě by zřejmě zasáhly vedlejší kanály DWDM systému
Teplotní závislost centrální vlnové délky vyzařovaného spektra DFB laseru, parametrem je proud.