Multiplexing نوری برای سیستم های ارتباطی با سرعت بالا
معرفی
انتقال نوری از پالس های نور برای انتقال اطلاعات از یک مکان به مکان دیگر از طریق فیبر نوری استفاده می کند. نور به موج حامل الکترومغناطیسی تبدیل می شود که برای حمل اطلاعات به عنوان نور از یک انتها به دیگری پخش می شود. توسعه فیبر نوری صنعت مخابرات را انقلابی کرده است. فیبر نوری جای دیگر رسانه های انتقال مانند سیم مسی را از ابتدا جایگزین کرده است و عمدتا برای شبکه های اصلی سیم استفاده می شود. امروزه فیبر نوری برای توسعه سیستم های ارتباطی با سرعت بالا استفاده می شود که اطلاعات را به عنوان پالس های نور انتقال می دهند. نمونه هایی از دستگاه های چندگانه / demultiplexers با استفاده از تکنولوژی تسهیم نوری است.
چندگانه چیست؟
Multiplexer (Mux) جزء سخت افزاری است که ترکیبی از چندین سیگنال ورودی یا سیگنال ورودی به یک خط انتقال است. و در انتهای گیرنده، این چندگانه به عنوان DeMultiplexer (DeMux) شناخته می شود که عملکرد معکوس چندگانه را اجرا می کند. بنابراین چندگانه شدن ، فرایند ترکیب دو یا چند سیگنال ورودی به یک انتقال واحد است. در پایان گیرنده، سیگنال های ترکیبی به سیگنال مجزا جداگانه تقسیم می شوند. Multiplexing باعث افزایش بهره وری از پهنای باند می شود. در اینجا یک شکل است که نشان می دهد اصل تالیف / نابودی نوری.
نوری Mux و DeMux مورد نیاز برای چندگانه و demultiplex طول موج های مختلف بر روی لینک فیبر تک. هر I / O خاص برای یک طول موج به کار می رود. یک سیستم فیلتر نوری می تواند به عنوان هر دو Mux و DeMux عمل کند. نوری Mux و DeMux اساسا سیستم های فیلتر نوری منفعل هستند که برای پردازش طول موج های خاص در داخل و خارج از سیستم حمل و نقل (معمولا فیبر نوری) تنظیم می شوند. فرآیند فیلتر کردن طول موج را می توان با استفاده از Prisms ، Filter Film Thin Film (TFF) و فیلتر های Dichroic یا فیلتر های تداخل انجام داد . مواد فیلترینگ به صورت انتخابی منعکس کننده یک موج طولی نور است، اما همه شفافیت ها را منتقل می کنند. هر فیلتر برای یک طول موج خاص تنظیم شده است.
اجزای چندگانه نوری
به طور کلی، یک توزیع کننده نوری شامل Combiner ، Tap Couplers (Add / Drop)، فیلترها (Prisms، Thin film، Dichroic)، Splitter و فیبر نوری است . در اینجا یک شکل است که نشان می دهد ساختار یک توزیع کننده نوری مشترک است.
تکنیک های چندگانه نوری
به طور عمده سه تکنیک مختلف در تقسیم سیگنال های نور بر روی یک فیبر فیبر نوری وجود دارد: تقسیم همزمان چندگانه (OTDM)، تقسیم طول موج (WDM) و Multiplexing Code Division (CDM).
OTDM : جدا کردن طول موج در زمان.
WDM : هر کانال دارای فرکانس حامل منحصر به فرد است؛ فاصله کانال حدود 50 گیگاهرتز؛ شامل WDM درشت (CWDM) و WDM ضخیم (DWDM).
CWDM : با فاصله کانونی گسترده تر از DWDM مشخص می شود.
DWDM : از فاصله کانونی بسیار باریک استفاده می کند، بنابراین طول موج های بیشتری پشتیبانی می شود.
CDM : همچنین در انتقال مایکروویو استفاده می شود؛ طیفی از هر طول موج یک کد پخش منحصر به فرد را اعطا می کند؛ کانال ها هم در دامنه های زمان و هم فرکانس همپوشانی دارند، اما کد هر طول موج را هدایت می کند.
برنامه های کاربردی
منابع کم اهمیت عمده در ارتباطات مخابراتی پهنای باند هستند که کاربران می خواهند با سرعت بیشتری ارسال کنند و ارائه دهندگان خدمات می خواهند خدمات بیشتری ارائه دهند و از این رو نیاز به یک سیستم سریع و سریع تر با سرعت بالا دارند.
کاهش هزینه سخت افزار، یک سیستم چندگانه می تواند برای ترکیب و انتقال سیگنال های متعدد از محل A به محل B استفاده شود.
هر طول موج λ می تواند چندین سیگنال را حمل کند.
Mux / DeMux در حال انتقال سیگنال های نوری در ارتباطات مخابراتی و سایر زمینه های پردازش و انتقال سیگنال است.
آینده اینترنت نسل بعدی
مزایای
سرعت داده و سرعت بالا: سرعت داده در انتقال نوری معمولا در Gbps در هر طول موج است. ترکیب طول موج های مختلف به معنای توان بیشتر در یک سیستم ارتباطی واحد است.
ضعیف کم: ارتباط نوری با ولتاژ پایین نسبت به سیستم حمل و نقل دیگر کم است.
تاخیر انتشار کمتر
خدمات بیشتر ارائه شده است.
افزایش بازده سرمایه (ROI)
نرخ بیت کم بایت (BER)
کمبود
افت فیبر خروجی و پراکندگی: سیگنال با افت فیبر و تخفیف پراکندگی فیبر تحریک می شود، سپس برای احیاء اهداف پاک، نیاز به بازسازی کننده است.
ناتوانی تجهیزات فعلی مشتری (CPE) برای دریافت در همان سرعت انتقال از سیستم های انتقال نوری (دستیابی به شبکه های تمام اپتیکی).
سیگنال های نوری به سیگنال الکتریکی با استفاده از آشکارسازهای عکس تبدیل می شوند و تبدیل به نور می شوند. تبدیل نوری / الکتریکی / نوری، زمانهای غیر ضروری و کاهش قدرت را نشان می دهد. انتقال نوری به پایان خواهد افتاد.
کار آینده
تحقیق در تجهیزات نهایی کاربر نهایی: تلفن های همراه، کامپیوتر و سایر دستگاه های دستی دریافت و انتقال با سرعت نوری.
بازسازی سریع سیگنال تضعیف شده.
اعوجاج کمتر ناشی از پراکندگی فیبر است.
اجزای نوری برای پایان دادن به پایان: حذف نیاز به مبدل نوری به برق و برعکس.
نتیجه
در حالی که انتقال نوری در مقایسه با رسانه های دیگر انتقال به دلیل کم بودن مشخصات و مشخصات انتقال طولانی تر است، توزیع نوری در پردازش و انتقال سیگنال با حمل چند سیگنال با استفاده از یک لینک فیبر تنها مفید است. همانطور که رشد اینترنت نیازمند انتقال فیبر نوری برای دستیابی به توان بیشتر است، تقسیم بندی نوری نیز در پردازش تصویر و برنامه اسکن مفید است.
