WDM یا DWDM چیست ؟

مقدمه:

در این مقاله به این می پردازیم که کاربرد wdm چیست ؟ و با مزایا و معای و جایگزین های آن نیز آشنا می شوید. با ما همراه باشید. در حوزه ارتباطات راه دور، نیاز به استفاده کارآمد از زیرساخت فیبر نوری برای پاسخگویی به نیازهای روزافزون داده بسیار مهم است. مولتی‌پلکسی تقسیم طول موج (WDM) و تکرار پیشرفته آن، مولتی‌پلکسی تقسیم طول موج متراکم (DWDM)، به‌عنوان فناوری‌های ضروری در این دستیابی ظاهر شده‌اند. WDM و DWDM با فعال کردن انتقال همزمان چندین جریان داده روی یک فیبر نوری، مقیاس پذیری بی نظیر، کارایی پهنای باند و مقرون به صرفه بودن را ارائه می دهند. درک اصول و کاربردهای WDM و DWDM برای پیمایش پیچیدگی های شبکه های ارتباطی مدرن و استفاده از پتانسیل کامل آنها برای تسهیل انتقال بدون درز داده ضروری است.

WDM یا DWDM چیست ؟

مالتیپلکسی تقسیم طول موج (WDM) تکنیکی در انتقال فیبر نوری است که به چندین طول موج نور (یا رنگ) اجازه می دهد تا داده ها را بر روی یک رسانه منتقل کند. این بدان معناست که رنگ‌های مختلف نور می‌توانند با هم بر روی یک فیبر واحد حرکت کنند و چندین سیگنال را می‌توان از طریق یک موجبر نوری با استفاده از طول‌موج‌ها یا فرکانس‌های مختلف در سراسر طیف نوری ارسال کرد.

مثال: WDM را مانند یک بزرگراه چند خطی در نظر بگیرید که در آن اتومبیل های رنگ های مختلف جریان های داده متفاوتی را نشان می دهند. هر خط (یا طول موج) می‌تواند مجموعه‌ای از اتومبیل‌ها (داده‌ها) خود را به طور همزمان حمل کند و جریان ترافیک کارآمد و بدون ازدحام را امکان‌پذیر کند. به طور مشابه، WDM با استفاده از طول موج های مختلف برای انتقال جریان های جداگانه اطلاعات به طور همزمان، داده ها را قادر می سازد تا به طور موثر از طریق فیبر نوری منتقل شوند.

wdm چیست ؟

در روزهای اولیه انتقال فیبر نوری، داده ها با استفاده از پالس های ساده نور ارسال شده از طریق رشته های شیشه ارسال می شد. این پالس‌های نوری که روشن و خاموش می‌شدند، یک‌ها و صفرهای دیجیتالی داده‌ها را نشان می‌دادند. نور مورد استفاده می تواند در طیف وسیعی از طول موج ها متفاوت باشد، معمولاً بین 670 نانومتر تا 1550 نانومتر.

در طول دهه 1980، مودم های ارتباطی فیبر نوری از LED های ارزان قیمت برای انتقال پالس های مادون قرمز نزدیک به فیبر مقرون به صرفه استفاده کردند. با افزایش تقاضا برای داده، نیاز به پهنای باند بیشتر نیز افزایش یافت. سیستم‌های اولیه SONET از لیزرهای 1310 نانومتری برای ارائه جریان‌های داده با سرعت 155 مگابیت بر ثانیه در فواصل طولانی استفاده می‌کردند.

با این حال، این ظرفیت به سرعت ناکافی شد. با گذشت زمان، پیشرفت‌ها در اجزای نوری امکان توسعه سیستم‌هایی را فراهم کرد که قادر به انتقال همزمان چندین طول موج نور بر روی یک فیبر واحد بودند و ظرفیت فیبر را به طور قابل‌توجهی افزایش داد. این منجر به پیدایش مالتیپلکسی تقسیم طول موج (WDM) شد. اکنون، یک فیبر منفرد می‌تواند چندین جریان داده با نرخ بیت بالا را در خود جای دهد، از 10 گیگابیت بر ثانیه تا 800 گیگابیت بر ثانیه، که هر یک دارای توان عملیاتی متفاوتی هستند.

کاربرد wdm چیست ؟ روش کار فیبر نوری

در حال حاضر، دو نوع اصلی از تقسیم طول موج چندگانه (WDM) در حال استفاده وجود دارد:

1. چندپلکسی تقسیم طول موج درشت (CWDM): سیستم های CWDM از کمتر از هشت طول موج فعال در هر فیبر استفاده می کنند. آنها عمدتاً برای ارتباطات کوتاه برد استفاده می شوند و از فرکانس های برد وسیع با طول موج هایی استفاده می کنند که فاصله زیادی از هم دارند. فاصله کانال استاندارد شده امکان رانش طول موج را فراهم می کند زیرا لیزرها در حین کار گرم و سرد می شوند. CWDM یک راه حل فشرده و مقرون به صرفه را ارائه می دهد، به ویژه زمانی که بهره وری طیفی یک نیاز حیاتی نیست.
2. تقسیم طول موج متراکم (DWDM): DWDM با فاصله طول موج تنگ تر مشخص می شود و کانال های بیشتری را قادر می سازد تا روی یک فیبر واحد قرار گیرند. با این حال، پیاده‌سازی و راه‌اندازی سیستم‌های DWDM معمولاً هزینه‌های بیشتری را به همراه دارد. DWDM برای سیستم هایی با بیش از هشت طول موج فعال در هر فیبر مناسب است. این طیف را به خوبی تقسیم می کند و امکان ادغام 40 یا بیشتر کانال را در محدوده فرکانس باند C فراهم می کند.

در قلمرو مولتی‌پلکسی تقسیم طول موج متراکم (DWDM)، سازندگان روش‌های مختلفی را برای جا دادن طول موج‌های 40، 88 یا حتی 96 با فاصله ثابت در طیف باند C یک فیبر ابداع کرده‌اند. سیستم‌های خط DWDM سنتی از سوئیچ‌های انتخابی طول موج (WSS) مجهز به فیلترهای ثابت 50 گیگاهرتز یا 100 گیگاهرتز استفاده می‌کنند. این سیستم‌های شبکه ثابت می‌توانند کانال‌هایی را از نسل‌های قبلی فرستنده‌های همدوس، که طول موج‌های آن‌ها کمتر از ۵۰ گیگاهرتز یا ۱۰۰ گیگاهرتز طیف (بسته به فیلتر مورد استفاده) اشغال می‌کنند، پشتیبانی کنند. در حال حاضر، شبکه هایی که به دلیل کاربردهای پهنای باند بالا و رشد مداوم پهنای باند با محدودیت ظرفیت مواجه هستند، به طور فزاینده ای به راه حل های باند C+L روی می آورند. این راه حل ها نه تنها از باند C بلکه از طیف باند L یک فیبر نیز استفاده می کنند و به طور بالقوه ظرفیت فیبر را دو برابر می کنند.

مثال:

یک شبکه مخابراتی را در نظر بگیرید که شهرهای مختلف را در سراسر یک کشور به هم متصل می کند. در این سناریو، CWDM ممکن است برای اتصالات با فواصل کوتاهتر در مناطق شهری استفاده شود، جایی که کارایی طیفی یک نگرانی مهم نیست اما مقرون به صرفه بودن ضروری است. از سوی دیگر، DWDM می تواند برای اتصالات طولانی مدت صدها کیلومتر استفاده شود، جایی که به حداکثر رساندن ظرفیت کانال در باندهای فرکانس محدود بسیار مهم است، حتی اگر هزینه بیشتری داشته باشد.
تصور کنید یک شرکت مخابراتی شبکه فیبر نوری راه دور خود را برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای خدمات اینترنت پرسرعت ارتقا دهد. با پیاده‌سازی فناوری DWDM با سیستم‌های خط شبکه ثابت و سوئیچ‌های انتخابی طول موج، آنها می‌توانند به طور موثر از طیف باند C موجود برای انتقال طول‌موج‌های چندگانه داده بر روی یک فیبر واحد استفاده کنند. علاوه بر این، برای برآورده کردن نیازهای ظرفیت آینده، آنها ممکن است راه حل های باند C+L را انتخاب کنند و از هر دو طیف باند C و باند L استفاده کنند تا ظرفیت شبکه را دوبرابر کنند و از اتصال اینترنت یکپارچه برای مشتریان خود اطمینان حاصل کنند، حتی اگر تقاضای پهنای باند همچنان در حال افزایش باشد. .

کاربرد wdm چیست ؟ طیف الکترومغناطیسی

از آنجایی که شبکه‌های نوری با تقاضای رو به رشد پهنای باند سازگار می‌شوند، برای بهینه‌سازی ظرفیت فیبر و کاهش هزینه هر بیت انتقال‌یافته، اتکای بیشتری به فناوری منسجم قابل برنامه‌ریزی پیشرفته وجود دارد. برای استفاده کامل از این مزایا، یک سیستم خط شبکه انعطاف پذیر ضروری است. چنین سیستمی می‌تواند از کانال‌های باود بالاتر، مانند طول موج 800G، که به بیش از 100 گیگاهرتز طیف نیاز دارد، پشتیبانی کند.

مثال:
یک شرکت مخابراتی را در نظر بگیرید که زیرساخت شبکه خود را برای حمایت از افزایش تقاضا برای خدمات اینترنت پرسرعت ارتقا می دهد. با اجرای نسل بعدی فناوری منسجم قابل برنامه ریزی همراه با یک سیستم خط شبکه انعطاف پذیر، آنها می توانند به طور موثر از ظرفیت فیبر استفاده کنند و هزینه انتقال داده ها را کاهش دهند. این به آن‌ها امکان می‌دهد کانال‌های با سرعت فوق‌العاده‌ای مانند طول‌موج‌های 800G را معرفی کنند که به تخصیص طیف گسترده‌تری برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد پهنای باند مشتریان خود نیاز دارند.

کاربرد مالتیپلکسی تقسیم طول موج WDM چیست ؟

مالتیپلکسی تقسیم طول موج (WDM) روشی در ارتباطات فیبر نوری است که از چندین طول موج نور برای انتقال داده ها بر روی یک رسانه واحد استفاده می کند.

مثال:
تصور کنید یک کابل فیبر نوری خدمات اینترنت را به خانه های یک محله ارائه می کند. WDM به جای استفاده از کابل‌های مجزا برای هر خانوار، اجازه می‌دهد تا چندین طول موج نور به طور همزمان داده‌ها را برای خانه‌های مختلف از طریق کابل فیبر نوری یکسان منتقل کند، در نتیجه استفاده از ظرفیت کابل را به حداکثر می‌رساند.

در دوران مدرن، مودم های منسجم پیشرفته فوق العاده هوشمند و سازگار هستند. آنها می توانند گزینه های مختلف صورت فلکی و باود را ارزیابی کنند و قابلیت های تنظیم بسیار دقیقی را ارائه دهند. این مودم‌ها با طرح‌های کانال انعطاف‌پذیر، می‌توانند پیکربندی‌های متنوعی را پشتیبانی کنند، از 64 کانال با فاصله 75 گیگاهرتز تا کانال‌های 40 تا 45 برای نرخ‌های خط 800G سریع‌تر. این امر از طریق یک شبکه منعطف یا معماری بدون شبکه امکان پذیر شده است، که به کانال هایی به کوچکی 37.5 گیگاهرتز با افزایش های قابل تنظیم 6.25 گیگاهرتز اجازه می دهد که سازگاری با الزامات کانال فعلی و آینده را تضمین کند.

مثال:
ارائه‌دهنده تلویزیون کابلی را در نظر بگیرید که زیرساخت خود را برای ارائه جریان‌های ویدیویی با کیفیت بالاتر به مشتریان ارتقا می‌دهد. با استفاده از مودم‌های منسجم نسل بعدی که از طرح‌های کانال انعطاف‌پذیر استفاده می‌کنند، ارائه‌دهنده می‌تواند چندین کانال را از طریق کابل فیبر نوری یکسان انتقال دهد و ترکیبی از کانال‌های استاندارد و با کیفیت بالا را در خود جای دهد و در عین حال استفاده از پهنای باند را بهینه کند. این به مشتریان امکان می‌دهد بدون نیاز به کابل‌های اضافی یا ارتقاء زیرساخت، از کیفیت ویدیوی بهبودیافته لذت ببرند.

فاصله کانال شبکه

تقویت‌کننده‌های فیبر دوپ شده اربیوم (EDFA)

هنگامی که با تقویت‌کننده‌های فیبر دوپ شده اربیوم (EDFA) و تقویت‌کننده رامان – دو فناوری که عملکرد را در ارتباطات پرسرعت افزایش می‌دهند – ترکیب شوند، سیستم‌های DWDM می‌توانند مسافت‌های بسیار زیادی را پوشش دهند که هزاران کیلومتر را در بر می‌گیرد. برای اطمینان از عملکرد روان در سیستم‌هایی با کانال‌های متراکم، فیلترهای دقیق برای جداسازی طول‌موج‌های خاص بدون تأثیر بر موج‌های مجاور ضروری هستند. علاوه بر این، سیستم‌های DWDM بر لیزرهای دقیقی تکیه می‌کنند که دمای ثابتی را حفظ می‌کنند تا کانال‌ها را دقیقاً در یک راستا نگه دارند.

یکی از مزایای قابل توجه استقرار DWDM در یک سیستم خط فوتونیک شبکه انعطاف پذیر استقلال سیگنال است. این بدان معناست که سیستم می تواند نسل های مختلفی از فرستنده ها را بدون توجه به فرمت، نرخ بیت یا نرخ نماد پشتیبانی کند. در نتیجه، شبکه‌هایی که در ابتدا برای سرعت‌های پایین‌تر طراحی شده بودند، مانند 10 و 40 گیگابیت بر ثانیه، اکنون می‌توانند کانال‌های با سرعت بالاتر مانند 200 گیگابیت بر ثانیه را در خود جای دهند. به طور مشابه، شبکه های مجهز به قابلیت شبکه انعطاف پذیر می توانند سیگنال هایی تا 400 گیگابیت بر ثانیه و حتی 800 گیگابیت بر ثانیه را کنترل کنند.

مثال:
تصور کنید که یک شرکت مخابراتی زیرساخت شبکه های راه دور خود را برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد اینترنت پرسرعت در مناطق روستایی ارتقا دهد. با پیاده‌سازی فناوری DWDM همراه با EDFA و تقویت رامان، این شرکت می‌تواند پوشش شبکه خود را در مناطق وسیع جغرافیایی گسترش دهد و به شهرها و روستاهای دورافتاده نیز برسد. این به ساکنان این مناطق اجازه می دهد تا به خدمات اینترنت پرسرعتی که قبلاً در دسترس نبودند دسترسی داشته باشند. علاوه بر این، با استقلال سیگنال ارائه شده توسط DWDM، این شرکت می‌تواند به‌طور یکپارچه ترانسپوندرهای جدیدتر و سریع‌تر را با پیشرفت فناوری ادغام کند و از پشتیبانی مستمر برای تقاضاهای پهنای باند بالاتر در آینده اطمینان حاصل کند.

نتیجه گیری:

در نتیجه، تقسیم طول موج چند برابری (WDM) و تقسیم طول موج متراکم (DWDM) نشان دهنده نوآوری های پیشگامانه در فناوری ارتباطات نوری است. همانطور که تقاضا برای انتقال داده با سرعت بالا همچنان افزایش می یابد، مقیاس پذیری و کارایی ارائه شده توسط WDM و DWDM برای برآوردن نیازهای در حال تحول شبکه های مخابراتی ضروری شده است. با استفاده از این فناوری‌ها، سازمان‌ها می‌توانند استفاده از زیرساخت فیبر نوری را به حداکثر برسانند، ظرفیت شبکه را افزایش دهند و از گسترش کاربردهای پهنای باند فشرده حمایت کنند. با قدم گذاشتن بیشتر به عصر اتصال دیجیتال، WDM و DWDM بدون شک در خط مقدم نوآوری‌های آینده ارتباطات از راه دور باقی خواهند ماند.

سوالات متداول

تفاوت WDM و DWDM چیست؟

مالتیپلکسی تقسیم طول موج (WDM) یک فناوری است که انتقال همزمان چندین رنگ نور را در فیبر یکسان، حمل سیگنال های متعدد در طول موج ها یا فرکانس های مختلف در موجبر نوری امکان پذیر می کند. از سوی دیگر، مولتی‌پلکسی تقسیم طول موج متراکم (DWDM) یک فناوری مبتنی بر فرکانس است که از فاصله‌های طول موج تنگ‌تر استفاده می‌کند و کانال‌های بیشتری را روی یک فیبر واحد پشتیبانی می‌کند. DWDM برای سیستم هایی که به بیش از هشت طول موج فعال در هر فیبر نیاز دارند ایده آل است.

شبکه DWDM چیست؟

شبکه DWDM نوعی فناوری انتقال نوری است که از طول موج های نوری متعددی برای انتقال داده ها از طریق فیبر یکسان استفاده می کند. این طیف را به خوبی تقسیم می کند و بیش از 40 کانال را در محدوده فرکانس باند C در خود جای می دهد. DWDM برای انتقال از راه دور بدون تخریب یا تقویت سیگنال ایده آل است.

WDM برای چه مواردی استفاده می شود؟

مالتیپلکسی تقسیم طول موج (WDM) برای افزایش توانایی کابل نوری در حمل داده ها با مالتی پلکس کردن بسیاری از کانال های طول موج استفاده می شود. پهنای باند سیستم ها را بدون استفاده از تکرارکننده ها بهبود می بخشد.

WDM مخفف چیست؟

WDM مخفف Wavelength Division Multiplexing است.

معایب WDM چیست؟

معایب WDM شامل مشکل در تنظیم طول موج، استفاده ناکارآمد از پهنای باند، و گران شدن سیستم با اضافه شدن اجزای نوری است.

DWDM چه نوع فیبری است؟

DWDM می تواند از طیف نور مادون قرمز استفاده کند که از 800 تا 1700 نانومتر متغیر است و می تواند تا 160 طول موج را در یک فیبر واحد با فاصله 0.8 نانومتر قرار دهد.

DWDM برای 5G چیست؟

DWDM برای 5G به صراحت در نتایج جستجوی ارائه شده ذکر نشده است. با این حال، فناوری DWDM می‌تواند برای پشتیبانی از افزایش تقاضای پهنای باند شبکه‌های 5G با امکان انتقال حجم زیادی از داده در فواصل طولانی بدون تخریب سیگنال مورد استفاده قرار گیرد.

5 مؤلفه DWDM چیست؟

سیستم‌های DWDM عموماً از 5 جزء کلیدی زیر تشکیل شده‌اند که شامل فرستنده/گیرنده نوری، فیلتر مالتی پلکسر/مالتی پلکسر DWDM، تقسیم و مالتی پلکس نوری (OADM)، تقویت‌کننده نوری و ترانسپوندر (مبدل طول موج) است.

آیا DWDM فعال است یا غیرفعال؟

فناوری DWDM می تواند شامل اجزای فعال و غیرفعال باشد. برای مثال، ممکن است شامل اجزای فعال مانند تقویت‌کننده‌های نوری و فرستنده‌ها، و همچنین اجزای غیرفعال مانند مالتی پلکسرها و دی مالتی پلکسرها باشد.