고속 통신 시스템을위한 광 멀티플렉싱
소개
광전송은 광섬유를 통해 정보를 한 장소에서 다른 장소로 전송하기 위해 빛의 펄스를 사용합니다. 빛은 전자기파로 변환되어 빛이 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전파 될 때 정보를 전달하도록 변조됩니다. 광섬유의 개발은 통신 산업에 혁명을 일으켰습니다. 광섬유는 처음부터 구리선과 같은 다른 전송 매체를 대체했으며 주로 코어 네트워크를 연결하는 데 사용됩니다. 오늘날, 광섬유는 정보를 광 펄스로 전송하는 새로운 고속 통신 시스템을 개발하는 데 사용되고 있으며, 예를 들어 광 다중화 기술을 사용하는 다중화 / 역 다중화가 있습니다.
멀티플렉싱이란 무엇입니까?
멀티플렉서 (Mux)는 여러 아날로그 또는 디지털 입력 신호를 단일 전송 라인에 결합하는 하드웨어 구성 요소입니다. 수신기의 끝에서 멀티플렉서는 DeMux (DeMux) - 멀티플렉서의 역 기능을 수행하는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 다중화 는 두 개 이상의 입력 신호를 단일 전송으로 결합하는 프로세스입니다. 수신기의 끝에서 결합 된 신호는 별개의 분리 된 신호로 분리됩니다. 멀티플렉싱은 효율적인 대역폭 사용을 향상시킵니다. 다음은 광 다중화 / 역 다중화의 원리를 나타내는 그림입니다.
광 Mux와 DeMux는 다양한 파장을 단일 광섬유 링크로 다중화하고 역 다중화해야합니다. 각 특정 I / O는 단일 파장에 사용됩니다. 하나의 광학 필터 시스템은 Mux와 DeMux 모두로 작동 할 수 있습니다. 광 Mux와 DeMux는 기본적으로 수동 광학 필터 시스템으로, 전송 시스템 (일반적으로 광섬유) 안팎으로 특정 파장을 처리하도록 배열되어 있습니다. 파장을 필터링하는 프로세스는 Prisms , Thin Film Filter (TFF) 및 Dichroic 필터 또는 간섭 필터를 사용하여 수행 할 수 있습니다. 필터링 재료는 단일 파장의 빛을 선택적으로 반사하지만 다른 모든 것은 투명하게 통과시키는 데 사용됩니다. 각 필터는 특정 파장에 맞게 조정됩니다.
광 멀티플렉서의 구성 요소
일반적으로 광 멀티플렉서는 결합기 , 탭 커플러 (Add / Drop), 필터 (프리즘, 박막 또는 다이크로 익), 분배기 및 광섬유로 구성 됩니다. 다음은 일반적인 광 멀티플렉서의 구조를 보여주는 그림입니다.
광 멀티플렉싱 기술
광 신호를 하나의 광섬유 링크로 다중화하는 데는 OTDM ( Optical Time Division Multiplexing ), WDM ( Wavelength Division Multiplexing ) 및 CDM ( Code Division Multiplexing )과 같은 세 가지 기술이 주로 사용됩니다.
OTDM : 시간에 파장을 분리.
WDM : 각 채널에는 고유 한 반송파 주파수가 할당됩니다. 약 50GHz의 채널 간격; Coarse WDM (CWDM) 및 Dense WDM (DWDM)을 포함합니다.
CWDM : DWDM보다 넓은 채널 간격으로 특징 지어 짐.
DWDM : 훨씬 좁은 채널 간격을 사용하므로 더 많은 파장이 지원됩니다.
CDM : 전자 레인지 전송에도 사용됩니다. 각 파장의 스펙트럼에는 고유 한 확산 코드가 할당됩니다. 채널은 시간 및 주파수 영역에서 중복되지만 코드는 각 파장을 안내합니다.
응용 프로그램
통신 분야의 주요 부족한 자원은 대역폭이며 사용자는보다 높은 속도로 전송하기를 원하며 서비스 제공 업체는 더 많은 서비스를 제공하고자하므로 더 빠르고 안정적인 고속 시스템이 필요합니다.
하드웨어 비용을 줄이면 하나의 멀티플렉싱 시스템을 사용하여 위치 A에서 위치 B까지 여러 신호를 결합하고 전송할 수 있습니다.
각 파장 λ는 다중 신호를 전달할 수 있습니다.
Mux / DeMux는 통신 및 신호 처리 및 전송의 다른 분야에서 신호의 광 스위칭을 담당합니다.
미래의 차세대 인터넷.
장점
높은 데이터 전송률 및 처리량 : 광 전송에서 가능한 데이터 속도는 일반적으로 각 파장에서 Gbps입니다. 서로 다른 파장의 조합은 하나의 단일 통신 시스템에서 더 많은 처리량을 의미합니다.
낮은 감쇠 : 광통신은 다른 전송 시스템에 비해 감쇠가 낮습니다.
전달 지연이 적습니다.
더 많은 서비스가 제공됩니다.
투자 수익 (ROI) 증대
낮은 비트 오류율 (BER)
단점
광섬유 출력 손실 및 분산 : 신호는 광섬유 손실에 의해 감쇠되고 광섬유 분산에 의해 왜곡됩니다. 그런 다음 깨끗한 목적을 회복하려면 재생기가 필요합니다.
현재의 CPE (Customer Premises Equipment)가 동일한 전송 속도로 광 전송 시스템을 수신 할 수 없음 (모든 광 네트워크 구현).
광 - 전기 변환 오버 헤드 : 광 신호는 광 검출기를 사용하여 전기 신호로 변환되어 다시 광으로 변환됩니다. 광학 / 전기 / 광학 변환으로 인해 불필요한 시간 지연과 전력 손실이 발생합니다. 엔드 - 투 - 엔드 광 전송이 더 좋을 것입니다.
미래의 일
광학 최종 사용자 장비 연구 : 광학 속도로 수신 및 전송하는 휴대 전화, PC 및 기타 핸드 헬드 장치.
감쇄 된 신호의 빠른 재생성.
섬유 분산으로 인한 덜 왜곡.
엔드 - 투 - 엔드 광학 구성 요소 : 광 - 전기 변환기의 필요성을 없애줍니다.
결론
광 전송은 감쇠가 낮고 장거리 전송 프로파일이 좋기 때문에 다른 전송 매체와 비교해도 좋지만 광 다중화는 하나의 단일 광섬유 링크를 사용하여 여러 신호를 전송함으로써 신호 처리 및 전송에 유용합니다. 인터넷의 성장으로 더 많은 처리량을 달성하려면 광섬유 전송이 필요하므로 광 다중화는 이미지 처리 및 스캔 응용에도 유용합니다.
