Optisk Multiplexing for høyhastighets kommunikasjonssystemer
Introduksjon
Optisk overføring bruker lyspulser for å overføre informasjon fra et sted til et annet via en optisk fiber. Lyset konverteres til elektromagnetisk bærebølge, som er modulert for å bære informasjon når lyset forplanter seg fra en ende til en annen. Utviklingen av optisk fiber har revolusjonert telekommunikasjonsindustrien. Optisk fiber har erstattet andre overføringsmedier som kobbertråd siden begynnelsen, og brukes hovedsakelig til kjernenettverk. I dag har optisk fiber blitt brukt til å utvikle nye høyhastighets kommunikasjonssystemer som overfører informasjon som lysimpulser, eksempler er multiplexere / demultipleksere ved hjelp av optisk multiplexeringsteknologi.
Hva er Multiplexing?
Multiplexer (Mux) er maskinvarekomponent som kombinerer flere analoge eller digitale inngangssignaler til en enkelt transmisjonslinje. Og ved mottakerens slutt, er multiplexeren kjent som DeMultiplexer (DeMux) -performerende revers funksjon av multiplexere. Multipleksering er derfor prosessen med å kombinere to eller flere inngangssignaler til en enkelt overføring. Ved mottakerens slutt blir de kombinerte signalene skilt i særskilt separat signal. Multipleksing øker effektiviteten bruk av båndbredde. Her er en figur som viser prinsippet om optisk multiplexing / demultipleksering.
Optisk Mux og DeMux er pålagt å multiplexere og demultiple forskjellige bølgelengder på en enkelt fiberlenk. Hver bestemt I / O vil bli brukt til en enkelt bølgelengde. Et optisk filter system kan fungere som både Mux og DeMux. Optisk Mux og DeMux er i utgangspunktet passive optiske filter systemer, som er innrettet til å behandle bestemte bølgelengder inn og ut av transportsystemet (vanligvis optisk fiber). Prosess for filtrering av bølgelengder kan utføres ved bruk av Prisms , Thin Film Filter (TFF) og Dichroic filtre eller interferensfiltre . Filtreringsmaterialene brukes til å selektivt reflektere en enkelt bølgelengde lys, men passere alle andre på en transparent måte. Hvert filter er innstilt for en bestemt bølgelengde.
Komponenter av Optisk Multiplexer
Generelt består en optisk multiplexer av kombinator , trykkkoblere ( add / drop), filtre (prismer, tynn film eller dikroisk), splitter og optisk fiber . Her er en figur som viser strukturen til en felles optisk multiplexer.
Optisk Multiplexeringsteknikker
Det er hovedsakelig tre forskjellige teknikker i multiplexing av lyssignaler på en enkelt optisk fiberkobling: Optisk tidsdeling Multiplexing (OTDM), Wavelength Division Multiplexing (WDM) og Code Division Multiplexing (CDM).
OTDM : Separere bølgelengder i tide.
WDM : Hver kanal er tildelt en unik bærefrekvens; Kanalavstand på ca. 50 GHz; Inkluderer grov WDM (CWDM) og Tett WDM (DWDM).
CWDM : Karakterisert av bredere kanalavstand enn DWDM.
DWDM : Bruker en mye smalere kanalavstand, derfor støttes mange flere bølgelengder.
CDM : Brukes også i mikrobølgeoverføring; Spektrum for hver bølgelengde tilordnes en unik spredningskode; Kanaler overlapper både tid og frekvens domener, men koden styrer hver bølgelengde.
applikasjoner
Den største knappe ressursen i telekommunikasjon er båndbreddebrukere vil sende over på høyere hastighet, og tjenesteleverandører ønsker å tilby flere tjenester, og dermed behovet for et raskere og mer pålitelig høyhastighetssystem.
Redusere maskinvarekostnaden, ett multiplexeringssystem kan brukes til å kombinere og overføre flere signaler fra plassering A til plassering B.
Hver bølgelengde, λ, kan bære flere signaler.
Mux / DeMux serverer optisk bytte av signaler i telekommunikasjon og annet felt for signalbehandling og overføring.
Fremtidig neste generasjons internett.
Fordeler
Høy datahastighet og gjennomstrømning: Datarater mulig i optisk overføring er vanligvis i Gbps på hver bølgelengde; Kombinasjon av forskjellige bølgelengder betyr mer gjennomstrømning i ett enkelt kommunikasjonssystem.
Lav demping: Optisk kommunikasjon har lav demping sammenlignet med andre transportsystemer.
Mindre forplantningsforsinkelse.
Flere tjenester tilbys.
Øk avkastning på investering (ROI)
Low Bit Error Rate (BER)
mangler
Fiber Output Loss og Dispersion: Signal er dempet av fiber tap og forvrengt av fiber dispersjon, deretter regenerator er nødvendig for å gjenopprette de rene formål.
Manglende evne til nåværende kundeserviceutstyr (CPE) for å motta ved samme overføringshastighet for optiske transmisjonssystemer (oppnå alle optiske nettverk).
Optisk-til-elektrisk konvertering Overhead: Optiske signaler konverteres til elektrisk signal ved hjelp av foto-detektorer, byttet og konvertert tilbake til optisk. Optiske / elektriske / optiske konverteringer introduserer unødvendige tidsforsinkelser og strømbrudd. End-to-end optisk overføring vil bli bedre.
Fremtidig arbeid
Forskning i optisk sluttbrukerutstyr: Mobiltelefoner, PC og andre håndholdte enheter mottar og overfører ved optisk hastighet.
Rask regenerering av svekket signal.
Mindre forvrengning som følge av fiberdispersjon.
End-to-end optiske komponenter: Eliminerer behovet for optisk-til-elektrisk omformer og vise versa.
Konklusjon
Mens optisk overføring bedre sammenlignes med andre transmisjonsmedier på grunn av sin lave demperings- og langdistanseoverføringsprofil, er optisk multipleksering nyttig i signalbehandling og overføring ved å transportere flere signaler ved bruk av en enkelt fiberlenk. Siden veksten av internett krever fiberoptisk overføring for å oppnå større gjennomstrømning, er optisk multiplexing også nyttig i bildebehandling og skanningsprogram.
