WDM là gì? Tổng quan về công nghệ WDM

WDM là gì? Tìm hiểu về công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng (WDM)

Khi nhu cầu băng thông mạng tăng với tốc độ chưa từng có, các công nghệ phức tạp hơn được đưa ra để tăng băng thông quang một cách hiệu quả về chi phí thông qua ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM). Sử dụng bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số tinh vi (DSP) và quang tử tiên tiến, công nghệ WDM mạch lạc đã tạo ra một cuộc cách mạng trong việc truyền tải DWDM, cho phép tốc độ bước sóng tăng từ 10 Gb / giây trong thời kỳ tiền hợp nhất lên 100 Gb / s, 200 Gb / s, và bây giờ thậm chí 400 Gb / s cũng như 800 Gb / s với thiết bị quang kết hợp mới nhất.

WDM là gì?

WDM là viết tắt của Wavelength Division Multiplexing là là phương thức ghép kênh quang theo bước sóng. Công nghệ này đề cập đến các kỹ thuật quang học tiên tiến sử dụng điều chế biên độ và pha của ánh sáng, cũng như truyền qua hai phân cực, để có thể truyền tải nhiều thông tin hơn đáng kể qua cáp quang. Sử dụng xử lý tín hiệu kỹ thuật số ở cả bộ phát và bộ thu, công nghệ WDM mạch lạc mang lại hiệu quả về chi phí và độ tin cậy cao trong mạng DWDM.

Khi WDM lần đầu tiên được giới thiệu vào giữa những năm 1990, tốc độ dữ liệu bước sóng điển hình là 2,5G. Việc chuyển sang bước sóng 10G được kích hoạt bởi bộ điều biến quang tốc độ cao và quản lý phân tán màu tốt hơn.

Sự ra đời của công nghệ WDM mạch lạc cho phép truyền tải 100GbE qua các mạng quang đường trục và tăng dung lượng mạng hoặc cáp quang lên 10 lần mà không có bất kỳ sự thay đổi nào về khoảng cách kênh DWDM hoặc thiết kế thiết bị chung DWDM

Đặc điểm nổi bật của Công nghệ WDM

• Đơn giản hóa mạng DWDM của bạn

Công nghệ WDM mạch lạc giúp hợp lý hóa việc lập kế hoạch và triển khai mạng DWDM, nhờ tính năng Sửa lỗi Chuyển tiếp (FEC) quyết định mềm, một phương pháp mã hóa tín hiệu gốc với tính năng phát hiện lỗi bổ sung và sửa thông tin trên đầu để phát hiện và sửa lỗi xảy ra trong đường truyền.

FEC cung cấp nhiều lợi nhuận hơn, cho phép các tín hiệu tốc độ bit cao hơn đi được khoảng cách xa hơn với ít điểm bộ tái tạo hơn. Điều này dẫn đến các đường quang đơn giản hơn, ít thiết bị hơn, chi phí thấp hơn, cũng như băng thông lớn hơn đáng kể trong mạng DWDM.

• Tối đa hóa dung lượng sợi quang

Định hình phổ cũng là một kỹ thuật phổ biến của công nghệ WDM mạch lạc khi triển khai mạng DWDM. Đó là một cách áp dụng xử lý động lực học trên phổ tần số. Do đó, nó có thể giúp mang lại sự cân bằng cho âm thanh của nhạc cụ và giọng nói theo cách mà máy nén và bộ cân bằng truyền thống trước đây không làm được.

Định hình phổ cung cấp dung lượng lớn hơn qua các Bộ ghép kênh bổ sung quang học có thể cấu hình lại theo tầng (ROADM), cho phép tăng hiệu quả phổ cho các kênh DWDM. Là một kỹ thuật quan trọng trong hệ thống lưới WDM linh hoạt, nó cho phép các sóng mang được ép lại gần nhau hơn để tối đa hóa công suất.

• Tính linh hoạt cao hơn

Công nghệ WDM mạch lạc có thể được thiết kế riêng cho nhiều loại mạng DWDM và các ứng dụng DWDM. Các thẻ đường truyền quang kết hợp có thể hỗ trợ nhiều định dạng điều chế và tốc độ truyền khác nhau, cho phép các nhà khai thác lựa chọn từ nhiều tốc độ đường truyền khác nhau. Bộ thu phát WDM mạch lạc có thể lập trình hoàn toàn cung cấp nhiều tùy chọn khả năng điều chỉnh với độ chi tiết tốt giữa các công suất tăng dần. Các nhà khai thác mạng có thể tận dụng mọi công suất hiện có và chuyển phần dư thừa thành các dịch vụ tạo ra doanh thu.

Sự phát triển vượt bậc của công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng (WDM)

Trong vài năm qua, một số công nghệ WDM gắn kết cơ bản đã được triển khai và áp dụng thành công cho mạng DWDM.

• Điều chế pha / biên độ bậc cao

Vào đầu những năm 2000, nhiều thí nghiệm quang học nhằm tăng tốc độ dữ liệu trên mỗi kênh WDM vượt quá mức có thể bằng cách sử dụng phát hiện trực tiếp 10G (IM-DD). Điều chế khóa dịch pha, chẳng hạn như khóa dịch pha vi sai (DPSK) và khóa dịch pha cầu phương vi sai (DQPSK), được ưa chuộng vì so với IM-DD, có một lợi thế đáng kể về tỷ lệ tín hiệu quang trên nhiễu (OSNR) ).

Ngoài ra, bằng cách mã hóa nhiều thay đổi biên độ hoặc pha hơn trong sóng mang, có thể tăng số lượng bit mang trong mỗi ký hiệu và độ nhạy đối với sự suy giảm sợi quang liên quan đến tốc độ ký hiệu (không trực tiếp đến tốc độ bit).

• Ghép kênh phân cực

Sợi quang có thể được coi là một ống dẫn sóng tròn và nó hỗ trợ hai phân cực trực giao. Bằng cách sử dụng sóng mang được ghép kênh phân cực (PM) để truyền chọn lọc các tín hiệu đã điều chế, chúng ta có thể tăng gấp đôi hiệu quả phổ của một kỹ thuật điều chế nhất định trong khi sử dụng cùng một máy thu PM.

Bằng cách sử dụng ghép kênh phân cực, tốc độ ký hiệu hiệu dụng có thể giảm xuống một nửa so với tốc độ truyền phân cực đơn. Điều đó làm cho hệ thống truyền dẫn DWDM tốc độ cao có thể thực hiện được bằng cách sử dụng thiết bị điện tử tốc độ thấp hơn.

• Phát hiện nhất quán

Tính năng phát hiện nhất quán bắt nguồn từ liên lạc vô tuyến, trong đó sóng mang cục bộ kết hợp với tín hiệu tần số vô tuyến (RF) nhận được để tạo ra từ sản phẩm. Kết quả là, tín hiệu RF nhận được có thể được dịch tần số và giải điều chế.

Được sử dụng trong mạng DWDM, phát hiện mạch lạc không chỉ có thể đạt được độ nhạy cao hơn so với phát hiện trực tiếp mà còn có thể làm tăng đáng kể hiệu quả phổ (mã hóa nhiều bit hơn trên mỗi ký hiệu) cũng như vì nó sử dụng pha, biên độ và phân cực của sóng mang quang để truyền thông tin.

Ngoài ra, phát hiện mạch lạc là một quá trình tuyến tính và cân bằng tuyến tính có thể được sử dụng để bù hiệu quả cho CD và PMD.


Trong ngành WDM, các công nghệ WDM gắn kết tạo thành nền tảng cho việc truyền WDM hiệu quả. Họ đã mở rộng phạm vi của các bước sóng quang kết hợp lên hàng nghìn km, giảm thiểu nhu cầu tái tạo tín hiệu. Nhưng đó không phải là kết thúc. Để cải thiện hơn nữa tốc độ dòng và hiệu quả phổ, các công nghệ kết hợp mới hơn sẽ được xem xét để tiếp tục cung cấp mạng DWDM tốt hơn.