אופטי מרבב עבור מערכות תקשורת מהירות גבוהה
מבוא
שידור אופטי משתמש פולסים של אור כדי להעביר מידע ממקום אחד למשנהו באמצעות סיב אופטי. האור מומר לגל גל אלקטרומגנטי, שהוא מווסת לשאת מידע כמו האור מתפשט מקצה אחד למשנהו. הפיתוח של סיבים אופטיים חוללה מהפכה בתעשיית הטלקומוניקציה. סיבים אופטיים החליף אמצעי שידור אחרים כגון חוט נחושת מאז הקמתה, והוא משמש בעיקר לרשתות הליבה. כיום, סיבים אופטיים נעשה שימוש כדי לפתח מערכות תקשורת חדשות במהירות גבוהה, כי העברת מידע כמו פעימות אור, דוגמאות הן multiplexers / demultiplexers באמצעות טכנולוגיית ריבוב אופטי.
מהו ריבוב?
מרבב (Mux) הוא רכיב חומרה המשלב מספר אותות קלט אנלוגי או דיגיטלי לקו יחיד של שידור. ובסוף המקלט, המרבב ידוע בשם DeMultiplexer (DeMux) - ביצוע פונקציה הפוכה של מרבב. ריבוב הוא לפיכך תהליך של שילוב שני אותות קלט או יותר לתוך שידור יחיד. בקצה המקלט, האותות המשולבים מופרדים לאות נפרד נפרד. ריבוב משפר את יעילות השימוש ברוחב הפס. הנה דמות המציגה את העיקרון של ריבוב אופטי / demultiplexing.
אופטי Mux ו DeMux נדרשים multiplex ו demultiplex אורכי גל שונים על גבי קישור סיב יחיד. כל I / O ספציפי ישמש עבור אורך גל אחד. מערכת סינון אופטית אחת יכולה לפעול הן Mux והן DeMux. אופטי Mux ו DeMux הם בעצם מסנן אופטי מערכות סינון, אשר מסודרים לעיבוד אורכי גל ספציפיים פנימה והחוצה של מערכת התחבורה (בדרך כלל סיבים אופטיים). תהליך סינון אורכי הגל יכול להתבצע באמצעות פריזמה , מסנן סרט דק (TFF) , מסננים דיכרואי או מסננים הפרעה . חומרי הסינון משמשים לשקף באופן סלקטיבי אורך גל יחיד של אור, אבל להעביר את כל האחרים בשקיפות. כל מסנן מכוון עבור אורך גל מסוים.
רכיבים של מרבב אופטי
בדרך כלל, מרבב אופטי מורכב Combiner , הקש Couplers (Add / Drop), מסננים (פריזמה, סרט דק, או Dichroic), ספליטר , סיבים אופטיים . הנה דמות המציגה את המבנה של מרבב אופטי משותף.
טכניקות ריבוב אופטי
יש בעיקר שלוש טכניקות שונות אותות אור מרבב על גבי קישור סיבים אופטיים אחת: אופטי זמן חלוקת ריבוב (OTDM), אורך גל חלוקת ריבוי (WDM), ואת קוד ריבוב multiplexing (CDM).
OTDM : הפרדת אורך גל בזמן.
WDM : לכל ערוץ מוקצה תדר ספק ייחודי; ערוץ המרווח של כ 50GHz; כולל WDM גס (CWDM) ו צפוף WDM (DWDM).
CWDM : מאופיינת על ידי ריווח ערוצים רחב יותר מאשר DWDM.
DWDM : משתמש ריווח ערוץ צר הרבה יותר, ולכן, אורכי גל רבים יותר נתמכים.
CDM : משמש גם שידור מיקרוגל; ספקטרום של כל אורך גל מוקצה קוד הפצה ייחודי; ערוצים חופפים הן בתחום הזמן והן בתחום התדרים, אך המדריך מקודד בכל אורך גל.
יישומים
המשאב הדל ביותר בתחום התקשורת הוא רוחב הפס - משתמשים רוצים להעביר בקצב גבוה יותר וספקי שירות רוצים להציע שירותים נוספים, ומכאן, את הצורך מהר יותר אמין יותר מערכת מהירה.
הפחתת עלות החומרה, מערכת ריבוב אחת יכולה לשמש לשלב ולהעביר אותות מרובים ממיקום A למיקום B.
כל אורך גל, λ, יכול לשאת אותות מרובים.
Mux / DeMux משמשים מיתוג אופטי של אותות בתחום התקשורת ושדה אחר של עיבוד אותות השידור.
הדור הבא של האינטרנט הבא.
יתרונות
קצב נתונים גבוה ותפוקה: שיעורי נתונים אפשריים בהולכה אופטית הם בדרך כלל ב- Gbps על כל אורך גל; שילוב של אורכי גל שונים פירושו תפוקה רבה יותר במערכות תקשורת אחת.
Attenuation נמוכה: תקשורת אופטית יש attenuation נמוך להשוות מערכת תחבורה אחרים.
פחות עיכוב ריבוי.
שירותים נוספים מוצעים.
הגדלת התשואה על ההשקעה (החזר ROI)
קצב שגיאות נמוך (BER)
חסרונות
סיבים פלט הפסד ו פיזור: האות הוא attenuated על ידי אובדן סיבים מעוותים על ידי פיזור סיבים, ואז regenerator יש צורך לשחזר את מטרות נקי.
חוסר יכולת של ציוד הלקוח הנוכחי ציוד (CPE) לקבל באותו קצב השידור של מערכות שידור אופטי (השגת כל הרשתות האופטיות).
תקורה אופטי- to-Electrical תקורה: אותות אופטיים מומרים לאות חשמל באמצעות גלאי צילום, להחליף ולהמיר בחזרה אופטי. המרות אופטיות / חשמליות / אופטיות מציגות עיכובים זמן מיותרים ואובדן חשמל. שידור מקצה לקצה יהיה טוב יותר.
עבודה עתידית
מחקר בציוד משתמש קצה אופטי: טלפונים ניידים, מחשב, והתקנים נישאים אחרים המקבלים ומשדרים בקצב אופטי.
התחדשות מהירה של אות מוחלש.
פחות עיוות הנובע מפיזור סיבים.
רכיבי אופטיקה מקצה לקצה: ביטול הצורך בממיר אופטי-אל-חשמלי ולהיפך.
סיכום
בעוד שידור אופטי הוא להשוות טוב יותר התקשורת האחרים בגלל הנחתה נמוך שלו לפרופיל ארוך שידור, ריבוב אופטי שימושי בעיבוד אותות השידור על ידי הובלת אותות מרובים באמצעות קישור סיב אחד. כמו הצמיחה של האינטרנט דורש סיבים אופטיים הילוכים כדי להשיג תפוקה גדולה יותר, ריבוב אופטי הוא גם שימושי בעיבוד תמונה יישום סריקה.
