Спектральное уплотнение каналов

WDM — Wavelength Division Multiplexing (Спектральное уплотнение каналов). Это технология, которая позволяет собирать в одно оптическое волокно несколько «потоков» оптического сигнала. Каждый поток транслируется на своей длине волны.

Длину волны часто называют «цветом», хоты световые волны длиннее 740 нм человеческим глазом не воспринимаются, и различить эти цвета человек не в состоянии. Некоторые животные могут видеть этот свет, например некоторые змеи, смогли бы отличить свет 1310нм и 1550нм.

Модули WDM обычно называют «одноглазыми», хотя есть и более экзотические формулировки, например «циклопы».

Разберемся, как это работает на примере. Вначале рассмотрим обычный оптический модуль, например, ML-10GT (http://mlaxlink.ru/products/5/38/) . Принцип его работы показан на Рисунке 1. Для передачи сигнала используется два оптических волокна. Одно волокно в одну сторону, второе в другую. При этом в обоих направлениях используется свет одного и того же цвета 1310нм. Этот цвет на рисунке показан синим.

Рисунок 1. Работа модулей ML-10GT

Предположим, что у вас нет двух волокон, а есть только одно. Как передать сигнал по одному волокну? Есть несколько способов.

Первый заключается в разделении мощности сигнала на концах линии. Забегая вперед, скажем, что ничего хорошего из этого не выйдет. Можно поставить на концах линии оптический разветвитель (сплиттер). Принцип работы этого устройства прост, сигнал разделяется из одного волокна на два, мощность при этом разделяется, обычно, поровну. Во время работы в линии возникнет много многократно отраженного света, и эта линия работать, скорее всего, не будет (хотя есть примеры успешного применения этого решения). Тупиковое решение, хотя разветвители светового сигнала активно используются в технологиях PON, но это тема для отдельной статьи, или даже цикла статей.

Второй способ, с уверенностью, можно назвать работоспособным. Можно использовать такое свойство света, как поляризация. К примеру, изменив поляризацию света сразу после его излучения в начале линии, можно отфильтровать этот сигнал в конце. В этом случае, действительно можно передавать сигнал в обе стороны по одному волокну, но устройства для изменения поляризации достаточно дорогие, и подобное решение используется редко.

И, наконец, третий способ, получивший наибольшее распространение. Он заключатся в использовании света с разной длиной волны для передачи сигнала в разных направлениях. Свет разных длин волн можно легко разделить. Все мы учились в средней школе и помним Призму Ньютона. Для тех, кто помнит плохо, приведем рисунок 2.

Рисунок 2. Призма Ньютона

Этому способу уже более 300 лет. Устройство, которое разделяет свет в зависимости от длины волны, представляет собой ту самую призму, просто более сложную, и называется «оптический мультиплексор/демультиплексор».

Эта технология настолько популярна, что большинство устанавливаемых оптических трансиверов используют технологию WDM. Самыми популярными являются трансиверы SFP WDM с дальностью передачи до 3 километров. У MLaxLink это ML-10T и ML-10R (http://mlaxlink.ru/products/5/34/ и http://mlaxlink.ru/products/5/35/).

Эти трансиверы используют свет с длинами волн 1310нм и 1550нм для передачи сигнала в разных направлениях. Один из модулей использует передатчик 1310нм, второй 1550нм. Но, при использовании этих трансиверов, существуют особенности по сравнению с «двухглазыми» модулями. Модули WDM устанавливаются парами, и только парами они функционируют корректно.

Тем, кто имеет отношение к этому оборудованию не только с технической, но и с финансовой стороны стоит знать, что разные части пары таких трансиверов, часто, имеют разную цену, так как они имеют разную себестоимость в производстве. Хотя в MLaxLink цена на разные «половинки» одинакова, мы убеждены, что так проще со всех точек зрения.

На рисунке 3 наглядно показан принцип работы этих модулей.

Рисунок 3. Работа модулей ML-10T и ML-10R

Обратите внимание, что на откидном рычажке нанесен пластик определенного цвета. Это очень удобно, так как вы можете определить тип модуля, не изымая его из оборудования. Жаль, что не у всех производителей есть такая «приятная мелочь».

Кстати, цвета выбираются не случайным образом, а исходя из определенных правил, каждый цвет на рычажке соответствует определенной длине волны передатчика.

Список соответствия цветов модуля и длин волн передатчика:

Примеры оформления на рисунках 4 и 5.

В некоторых случаях используются не только длины волн 1310нм и 1550нм. Например, для модулей SFP+ на дальностях до 40 км используются серый для 1270нм и бирюзовый для 1330нм. На рисунках 6 и 7 можно увидеть эти модули.