Teknologi DWDM dan Komponen Sistem DWDM

Teknologi DWDM dan Komponen Sistem DWDM

Telekomunikasi banyak menggunakan teknik optik di mana gelombang pembawa milik domain optik klasik. Modulasi gelombang memungkinkan transmisi sinyal analog atau digital hingga beberapa gigahertz (GHz) atau gigabit per detik (Gbps) pada pembawa frekuensi sangat tinggi, biasanya 186 hingga 196 THz. Bahkan, bitrate dapat ditingkatkan lebih lanjut, menggunakan beberapa gelombang pembawa yang merambat tanpa interaksi yang signifikan pada serat tunggal. Jelas bahwa setiap frekuensi sesuai dengan panjang gelombang yang berbeda. Multiplexing Dense Wavelength Division (DWDM) dicadangkan untuk jarak frekuensi yang sangat dekat. Blog ini mencakup pengantar teknologi DWDM dan komponen sistem DWDM. Pengoperasian masing-masing komponen dibahas secara terpisah dan seluruh struktur sistem DWDM mendasar diperlihatkan di akhir blog ini.

Pengantar Teknologi DWDM

Teknologi DWDM adalah perpanjangan dari jaringan optik. Perangkat DWDM (multiplexer, atau Mux singkatnya) menggabungkan output dari beberapa pemancar optik untuk transmisi melintasi serat optik tunggal. Pada sisi penerima, perangkat DWDM lain (demultiplexer, atau DeMux) memisahkan sinyal optik gabungan dan meneruskan setiap saluran ke penerima optik. Hanya satu serat optik yang digunakan antara perangkat DWDM (per arah transmisi). Alih-alih membutuhkan satu serat optik per pasangan pemancar dan penerima, DWDM memungkinkan beberapa saluran optik untuk menempati kabel serat optik tunggal. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini, dengan mengadopsi teknologi AAWG Gaussian berkualitas tinggi, FOCC DWDM Mux / Demux memberikan kerugian penyisipan yang rendah (khas 3,5dB), dan keandalan yang tinggi. Dengan struktur yang ditingkatkan, multiplexer dan demultiplexer DWDM ini dapat menawarkan instalasi yang lebih mudah.

Keuntungan utama DWDM adalah protokol dan bitrate-nya independen. Jaringan berbasis DWDM dapat mengirimkan data dalam IP, ATM, SONET, SDH dan Ethernet. Oleh karena itu, jaringan berbasis DWDM dapat membawa berbagai jenis lalu lintas dengan kecepatan yang berbeda melalui saluran optik. Transmisi suara, email, video, dan data multimedia hanyalah beberapa contoh layanan yang dapat ditransmisikan secara bersamaan dalam sistem DWDM. Sistem DWDM memiliki saluran pada panjang gelombang yang berjarak dengan jarak 0,4 nm.

DWDM adalah jenis Frequency Division Multiplexing (FDM). Sifat dasar cahaya menyatakan bahwa gelombang cahaya individu dengan panjang gelombang berbeda dapat hidup berdampingan secara independen dalam suatu medium. Laser mampu menciptakan pulsa cahaya dengan panjang gelombang yang sangat tepat. Setiap panjang gelombang cahaya individu dapat mewakili saluran informasi yang berbeda. Dengan menggabungkan pulsa cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda, banyak saluran dapat ditransmisikan melintasi satu serat secara bersamaan. Sistem serat optik menggunakan sinyal cahaya dalam pita inframerah (panjang gelombang 1 mm hingga 400 nm) dari spektrum elektromagnetik. Frekuensi cahaya dalam rentang optik dari spektrum elektromagnetik biasanya diidentifikasi oleh panjang gelombangnya, meskipun frekuensi (jarak antara lambda) memberikan identifikasi yang lebih spesifik.

Komponen Sistem DWDM

Sistem DWDM umumnya terdiri dari lima komponen: Pemancar / Penerima Optik, Filter DWDM Mux / DeMux, Penambah / Tuntutan Optik (OADM), Penguat Optik, Transponder (Pengubah Panjang Gelombang).

Pemancar / Penerima Optik

Pemancar digambarkan sebagai komponen DWDM karena mereka memberikan sinyal sumber yang kemudian multiplexing. Karakteristik pemancar optik yang digunakan dalam sistem DWDM sangat penting untuk desain sistem. Beberapa pemancar optik digunakan sebagai sumber cahaya dalam sistem DWDM. Bit data listrik yang masuk (0 atau 1) memicu modulasi aliran cahaya (misalnya, kilatan cahaya = 1, tidak adanya cahaya = 0). Laser membuat pulsa cahaya. Setiap pulsa cahaya memiliki panjang gelombang yang tepat (lambda) yang dinyatakan dalam nanometer (nm). Dalam sistem berbasis pembawa optik, aliran informasi digital dikirim ke perangkat lapisan fisik, yang outputnya adalah sumber cahaya (LED atau laser) yang menghubungkan kabel serat optik. Perangkat ini mengubah sinyal digital yang masuk dari bentuk listrik (elektron) ke bentuk optik (foton) (konversi listrik ke optik, EO). Listrik dan nol memicu sumber cahaya yang berkedip (misalnya, cahaya = 1, sedikit atau tidak ada cahaya = 0) cahaya ke inti serat optik. Konversi EO tidak mempengaruhi lalu lintas. Format sinyal digital yang mendasarinya tidak berubah. Pulsa cahaya merambat melintasi serat optik dengan cara refleksi internal total. Pada ujung penerima, sensor optik lain (fotodioda) mendeteksi pulsa cahaya dan mengubah sinyal optik yang masuk kembali ke bentuk listrik. Sepasang serat biasanya menghubungkan dua perangkat (satu serat pancar, satu serat penerima).

Sistem DWDM membutuhkan panjang gelombang cahaya yang sangat tepat untuk beroperasi tanpa distorsi antar saluran atau crosstalk. Beberapa laser individu biasanya digunakan untuk membuat saluran individual dari sistem DWDM. Setiap laser beroperasi pada panjang gelombang yang sedikit berbeda. Sistem modern beroperasi dengan jarak 200, 100, dan 50 GHz. Sistem yang lebih baru mendukung spasi 25 GHz dan spasi 12,5 GHz sedang diselidiki. Secara umum, transceiver DWDM (DWDM SFP, DWDM SFP +, DWDM XFP, dll.) Yang beroperasi pada 100 dan 50 GHz dapat ditemukan di pasaran saat ini.

DWDM Mux / DeMux Filter

Beberapa panjang gelombang (semua dalam pita 1550 nm) yang dibuat oleh banyak pemancar dan beroperasi pada serat yang berbeda digabungkan menjadi satu serat melalui filter optik (filter Mux). Sinyal output dari multiplexer optik disebut sebagai sinyal komposit. Pada ujung penerima, filter penurunan optik (filter DeMux) memisahkan semua panjang gelombang individu dari sinyal komposit ke masing-masing serat. Serat individu melewati panjang gelombang demultiplexed ke penerima optik sebanyak. Biasanya, komponen Mux dan DeMux (mengirim dan menerima) terkandung dalam satu selungkup tunggal. Perangkat Mux / DeMux optik bisa pasif. Sinyal komponen multiplexing dan demultiplexed optikal, bukan secara elektronik, oleh karena itu tidak diperlukan sumber daya eksternal. Gambar di bawah ini adalah operasi DWDM dua arah. N pulsa cahaya dari N panjang gelombang yang berbeda dilakukan oleh N serat yang berbeda dikombinasikan oleh Mux DWDM . Sinyal N adalah multiplexed ke sepasang serat optik. DWDM DeMux menerima sinyal komposit dan memisahkan masing-masing sinyal komponen N dan meneruskannya ke serat. Panah sinyal yang dikirim dan terima mewakili peralatan sisi klien. Ini membutuhkan penggunaan sepasang serat optik; satu untuk pengiriman, satu untuk menerima.

Multiplexer Tambah / Taruh Optik

Multiplexer tambah / tambah optik (yaitu OADM) memiliki fungsi berbeda dari "Tambah / Jatuhkan", dibandingkan dengan Mux / DeMuxfilters. Berikut adalah gambar yang menunjukkan operasi OADM 1-channel. OADM ini dirancang hanya untuk menambah atau menjatuhkan sinyal optik dengan panjang gelombang tertentu. Dari kiri ke kanan, sinyal komposit yang masuk dipecah menjadi dua komponen, drop dan pass-through. OADM hanya menjatuhkan aliran sinyal optik merah. Aliran sinyal yang jatuh diteruskan ke penerima perangkat klien. Sinyal optik yang tersisa yang melewati OADM digandakan dengan aliran sinyal tambah baru. OADM menambahkan aliran sinyal optik merah baru, yang beroperasi pada panjang gelombang yang sama dengan sinyal yang dijatuhkan. Aliran sinyal optik baru dikombinasikan dengan sinyal pass-through untuk membentuk sinyal komposit baru.

OADM yang dirancang untuk beroperasi pada panjang gelombang DWDM disebut DWDM OADM , sementara beroperasi pada panjang gelombang CWDM disebut CWDM OADM . Keduanya dapat ditemukan di pasar sekarang.

Amplifier Optik

Amplifier optik meningkatkan amplitudo atau menambah penguatan sinyal optik yang melewati serat dengan secara langsung merangsang foton sinyal dengan energi ekstra. Mereka adalah perangkat "in-fiber". Amplifier optik memperkuat sinyal optik di berbagai panjang gelombang. Ini sangat penting untuk aplikasi sistem DWDM. Erbium-Doped Fiber Amplifierifiers (EDFAs) adalah jenis penguat optik serat yang paling umum digunakan. EDFA yang digunakan dalam sistem DWDM kadang-kadang disebut DWDM EDFA, dibandingkan dengan yang digunakan dalam sistem CATV atau SDH. Untuk memperluas jarak transmisi sistem DWDM Anda, Anda bisa mendapatkan semua jenis Penguat Optik di Fiberstore, termasuk DWDM EDFA, CATV EDFA, SDH EDFA, EYDFA, dan Raman Amplifier dll. (Berikut adalah gambar yang menunjukkan operasi dari sebuah DWDM EDFA.)

Transponder (Pengonversi Panjang Gelombang)

Transponder mengubah sinyal optik dari satu panjang gelombang masuk ke panjang gelombang keluar lain yang cocok untuk aplikasi DWDM. Transponder adalah Konverter panjang gelombang Optik-Listrik-Optik (OEO). Transponder melakukan operasi OEO untuk mengkonversi panjang gelombang cahaya, sehingga beberapa orang menyebutnya "OEO". Dalam sistem DWDM, transponder mengubah sinyal optik klien kembali menjadi sinyal listrik (OE) dan kemudian melakukan fungsi 2R (Reamplify, Reshape) atau 3R (Reamplify, Reshape, dan Retime). Gambar di bawah ini menunjukkan operasi transponder dua arah. Transponder terletak antara perangkat klien dan sistem DWDM. Dari kiri ke kanan, transponder menerima aliran bit optik yang beroperasi pada satu panjang gelombang tertentu (1310 nm). Transponder mengubah panjang gelombang operasi bitstream yang masuk ke panjang gelombang yang sesuai dengan ITU. Ini mentransmisikan outputnya ke sistem DWDM. Di sisi penerimaan (kanan ke kiri), prosesnya terbalik. Transponder menerima bitstream yang sesuai dengan ITU dan mengubah sinyal kembali ke panjang gelombang yang digunakan oleh perangkat klien.

Transponder umumnya digunakan dalam sistem WDM (2,5 hingga 40 Gbps), termasuk tidak hanya sistem DWDM, tetapi juga sistem CWDM. Fiberstore menyediakan berbagai transponder WDM (konverter OEO) dengan port modul yang berbeda (SFP ke SFP, SFP + ke SFP +, XFP ke XFP, dll.).

Bagaimana Komponen Sistem DWDM Bekerja Bersama Dengan Teknologi DWDM

Karena sistem DWDM terdiri dari lima komponen ini, bagaimana mereka bekerja bersama? Langkah-langkah berikut memberikan jawabannya (Anda juga dapat melihat seluruh struktur sistem DWDM mendasar pada gambar di bawah):
1. Transponder menerima input dalam bentuk pulsa laser mode tunggal atau multimode standar. Input dapat berasal dari berbagai media fisik dan berbagai protokol serta jenis lalu lintas.
2. Panjang gelombang sinyal input transponder dipetakan ke panjang gelombang DWDM.
3. Panjang gelombang DWDM dari transponder dikalikan dengan sinyal dari antarmuka langsung untuk membentuk sinyal optik komposit yang diluncurkan ke serat.
4. Post-amplifier (penguat booster) meningkatkan kekuatan sinyal optik ketika meninggalkan multiplexer.
5. OADM digunakan di lokasi yang jauh untuk menjatuhkan dan menambahkan bitstream dari panjang gelombang tertentu.
6. Amplifier optik tambahan dapat digunakan di sepanjang rentang serat (in-line amplifier) sesuai kebutuhan.
7. Pre-amplifier meningkatkan sinyal sebelum memasuki de muliplexer.
8. Sinyal yang masuk didemultipleks menjadi panjang gelombang DWDM individu.
9. Lambda DWDM individual dipetakan ke tipe output yang diperlukan melalui transponder atau diteruskan langsung ke peralatan sisi klien.

Menggunakan teknologi DWDM, sistem DWDM menyediakan bandwidth untuk sejumlah besar data. Faktanya, kapasitas sistem DWDM tumbuh seiring kemajuan teknologi yang memungkinkan jarak yang lebih dekat, dan karena itu jumlah gelombang yang lebih tinggi. Namun DWDM juga bergerak di luar transportasi untuk menjadi dasar dari semua jaringan optik dengan penyediaan panjang gelombang dan perlindungan berbasis jala. Beralih di lapisan fotonik akan memungkinkan evolusi ini, seperti halnya protokol routing yang memungkinkan jalur cahaya untuk melintasi jaringan dengan cara yang sama seperti sirkuit virtual saat ini. Dengan perkembangan teknologi, sistem DWDM mungkin membutuhkan komponen yang lebih maju untuk memberikan keuntungan yang lebih besar.

Buka juga :

• Perbandingan Antara Metro Ethernet dan DWDM
• Kereta kapsul LRT Bandung buatan dalam negeri
• DKI Bakal Gunakan Metro Kapsul