Optické technológie
Technológie WDM

S pokrokmi v laserových a opticko-elektrických prístrojových technológiách je možné vysielať jednu alebo viac vlnových dĺžok na rovnakom vlákne. Toto je známe ako vlnový multiplex WDM. Pridaním vlnových dĺžok do rovnakého vlákna sa efektívne zvyšuje kapacita šírky pásma vlákna a teda sa znižuje potreba inštalácie dodatočných optických vlákien. Vo systémoch WDM je použitá každá vlnová dĺžka ako samostatný kanál. Z hľadiska nasadenia systémov WDM v rôznych typoch sietí a z hľadiska rozmiestnenia kanálov sa rozlišujú tri základné typy sietí WDM – diaľková, metropolitná, prístupová [53].

Skoré systémy BWDM (širokopásmový WDM) pracovali s celkom veľkým rozstupom kanálov, pretože 2 vlnové dĺžky boli oddelené a pracovali v dvoch rozdielnych prenosových oknách – pri 950 a 1300 nm alebo pri 1300 a 1550 nm. Novšie systémy WWDM (široký WDM) už využívali viaceré vlnové dĺžky aj v jednom prenosovom okne a rozstup optických kanálov je zvyčajne niekoľko nm – 1275,7, 1300,2, 1324,7 a 1349,2 nm. Tieto systémy majú v súčasnosti uplatnenie v sieťach PON s 3 vlnovými dĺžkami – 1310, 1490 a 1550 nm. V súčasnosti najpoužívanejšie systémy DWDM (hustý WDM) majú rozstup kanálov zvyčajne nie viac ako niekoľko nm v pásme 1530 – 1625 nm prenosového okna erbiového vlákna a pre stabilizáciu vlnových dĺžok nevyhnutne používajú chladené lasery [54].

Najnovšie systémy CWDM (hrubý WDM) využívajú optické kanály v pásme 1270-1610 nm s veľkým rozstupom kanálov (20 nm) a preto môžu používať lasery bez chladenia. Oba systémy - CWDM a DWDM – sú typy WDM: DWDM je implementácia WDM na dlhé vzdialenosti a Coarse WDM je implementácia WDM v metropolitných a prístupových sieťach. Rozdielne požiadavky týchto dvoch implementácií vytvárajú rozličné architektúry a určujú výkonnostné požiadavky systémových komponentov. Cieľom systémov DWDM je maximalizovať vzdialenosť bez elektrickej regenerácie pri rozložení nákladov zosilňovačov na maximálny počet vlnových dĺžok. Cieľom systému CWDM je minimalizovať náklady komponentov v systéme, kde je vzdialenosť menšia a zosilňovače nie sú potrebné.

Systémy DWDM – vlnové dĺžky v pásme 1530-1625 nm; drahé chladené lasery pre zamedzenie posunu vlnových dĺžok mimo tohto okna alebo pre vzájomnú interferenciu. Zvýšenie počtu kanálov si vyžaduje zúženie rozostupu kanálov vo filtri, rozšírený priestor a použitie translátora na dosiahnutie menšieho rozostupu kanálov a využitie novej časti spektra – okrem bežného pásma C aj nové pásmo L.

Systémy CWDM – vlnové dĺžky v celom pásme 1280-1625 nm; menej nákladné nechladené lasery (úspora nákladov je priamoúmerná rozdielom v zapuzdrovaní medzi lasermi v systémoch DWDM a CWDM). Systémy CWDM – stredné vzdialenosti a bez zosilňovačov, odstránenie obmedzenia šírky pásma zosilňovačov EDFA umožňuje rozdistribuovať vlnové dĺžky v širokej oblasti a umiestniť ich dostatočne ďaleko od seba, potreba lacných multiplexorov, demultiplexorov, add/drop (zlučovačov a rozbočovačov) a prepínačov (nie však zo systémov DWDM) s nízkymi stratami, vysokou izoláciou a vlastným rozstupom kanálov.

Systémy DWDM a CWDM majú rozdielne zdroje operujúce pri určených vlnových dĺžkach a rozdielne filtre pre kombinovanie vlnových dĺžok do jediného vlákna pri vysielacom konci a pre oddelenie vlnových dĺžok pri prijímacom konci. Technológie používaných filtrov však môžu byť rovnaké. Taktiež začlenenie a vyčlenenie vlnových dĺžok do príslušných miest systému môže byť vykonané rovnakou technológiou použitou pre oba systémy. Hlavný rozdiel medzi systémami je v tom, že rozstup kanálov u DWDM môže byť takmer 0,2 nm, kým pri CWDM je rozstup kanálov typicky 20 nm. Preto je možné uvažovať aj o praktickom využití kombinácie technológií CWDM/DWDM. CWDM je alternatíva k nákladným a zložitým architektúram založeným na DWDM, pretože poskytuje príležitosť pokračovať v smere vytvorenom technológiami DWDM smerom k plne optickej sieti. Výhoda DWDM v eliminovaní nákladných regenerátorov v diaľkových sieťach sa nepoužíva v metropolitných sieťach, kde sa zosilňovače buď nepožadujú, alebo kde moduly blokov s lacnými nechladenými laserovými pumpami ľahko spĺňajú požiadavky na dosah vo väčšine mestských okruhov.

CWDM sa líši od DWDM v tom, že rozstup optických kanálov medzi svetelnými zdrojmi, ktoré sú multiplexované do jediného vlákna, je oveľa širší. Okrem toho, vysielače/prijímače CWDM používajú optické multiplexovanie pre dosiahnutie ekvivalentných sériových dátových rýchlostí, zatiaľ čo DWDM multiplexuje niekoľko sériových dátových tokov na dosiahnutie prenosovej rýchlosti rádovo stoviek Gbit/s. Toto je dosiahnuté použitím regulácie teploty, aby sa zabezpečil požadovaný stabilný rozstup kanálov pri DWDM. Toto presné riadenie rozstupu kanálov umožňuje združovať veľké množstvo samostatných kanálov. Typický systém CWDM má rozstup rádovo niekoľkých nm (niekoľko THz) a nepožaduje teplotné riadenie. Vysielače/prijímače CWDM bez riadenia teploty majú teda priamo modulované lasery a využívajú nízkorýchlostné komponenty na dosiahnutie vyšších dátových rýchlostí.