Wavelength Division Multiplexing ist eine Technik, die den gleichzeitigen Transport mehrerer Frequenzen (oder Wellenlängen) über dieselbe optische Netzwerkfaser ermöglicht. Dies wird durch die Verwendung von Geräten wie optischen Sendern oder Transceivern erreicht, deren Ausgänge auf einzelne und spezifische Wellenlängen abgestimmt sind, so dass es unterschiedliche und nicht überlappende Übertragungskanäle gibt.
Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) verwendet Wellenlängen zwischen 1260 nm und 1670 nm (die O-, E-, S-, C-, L- und U-Übertragungsbänder) und ermöglicht die Erstellung von bis zu 18 einzelnen Kanälen innerhalb dieser Region, die eine beliebige Kombination aus Sprache und Daten übertragen oder Video mit Kanälen, die 20 nm voneinander entfernt sind. CWDM ist eine kostengünstige Lösung für Bereitstellungen mit relativ geringer Bandbreite. Da CWDM-Signale jedoch nicht verstärkt werden können, gibt es keine optischen Breitbandverstärker, die diesen Bereich unterstützen können, und die Entfernungen sind auf 80 km begrenzt.
Eine DWDM-Lösung (Dense Wavelength Division Multiplexing) bringt WDM auf die nächste Stufe, indem sie den Kanalabstand auf 0,8 nm oder weniger verringert und den Betriebswellenlängenbereich verkleinert. Dies kann 80 oder mehr Verkehrskanäle oder -spuren erzeugen und die Tür zu Anwendungen mit höherer Geschwindigkeit und Bandbreite öffnen.
Erstaunlicherweise befinden sich alle DWDM-Wellenlängen innerhalb des schmalen Bereichs von 1525 nm bis 1565 nm, der als C-Band bekannt ist. Dieser Bereich wird aufgrund des relativ geringen (0,25 dB/km) Signalverlusts (Faserdämpfung) im Vergleich zu niedrigeren Wellenlängen genutzt, die beispielsweise in den O- oder E-Bändern zu finden sind. Aufgrund des engen Kanalabstands sind hochpräzise Laser und Filterprozesse erforderlich, um die Kanalintegrität aufrechtzuerhalten und Interferenzen zu minimieren.
DWDM-Architektur
Die passive DWDM-Netzwerkarchitektur beginnt mit einem Transponder oder Transceiver, der Dateneingaben verschiedener Verkehrstypen und Protokolle akzeptiert. Dieser Transponder übernimmt die wesentliche Funktion, Eingangsdaten auf einzelne Wellenlängen abzubilden. Jede Wellenlänge wird einem optischen Multiplexer (MUX) zugeführt, der mehrere Signale filtert und in einem einzigen Ausgangsport zur Übertragung über die Haupt-/Kern-/gemeinsame DWDM-Faser kombiniert. Auf der Empfangsseite können dann mittels eines optischen Demultiplexers (De-MUX) Wellenlängen getrennt werden, um die einzelnen Kanäle zu isolieren. Jeder Kanal wird dann über einen zusätzlichen wellenlängenangepassten Transponder zum entsprechenden clientseitigen Ausgang geleitet.
Da die DWDM-Technologie das CWDM-Frequenzband überlappt, kann auch eine „hybride“ Lösung gewählt werden. Diese Art von System belässt die CWDM-MUX- und deMUX-Hardware an Ort und Stelle und fügt DWDM-Wellenlängen zusätzlich zu den vorhandenen Kanälen im Bereich von 1530 bis 1550 nm ein, wodurch bis zu 28 zusätzliche Kanäle entstehen. Diese Art von Hybridsystem kann eine erhebliche Kapazitätssteigerung bieten, ohne dass eine neue Glasfaserinstallation oder umfassende Änderungen der Infrastruktur für ein Unternehmen erforderlich sind.
Ein Optical Add Drop Multiplexer (OADM) ist eine optionale Komponente der DWDM-Architektur, die entweder zu passiven oder aktiven Netzwerken hinzugefügt werden kann, um das Hinzufügen oder Subtrahieren einer bestimmten Wellenlänge von einem Mid-Stream-Standort auf der Haupt-/Kern-/gemeinsamen DWDM-Faser zu erleichtern . Die bidirektionale Architektur umfasst Sender und Empfänger an beiden Enden der Schaltung sowie kombinierte MUX/De-MUX-Geräte.
Bei Langstreckennetzen gewinnt die DWDM-Architektur an Komplexität, da aktive Systemkomponenten hinzugefügt werden, die zum Ausgleich optischer Verluste erforderlich sind, die den Signalempfang und die Datenwiederherstellung unmöglich machen. Ein Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA) kann als Booster oder Startverstärker verwendet werden, um die optischen Leistungspegel zu verstärken, sobald sie den MUX verlassen, während ein Vorverstärker die gleiche Funktion vor dem Eintritt in den DeMUX ausführt. Es können auch zusätzliche Inline-Verstärker enthalten sein. Passive Netzwerke ohne EDFA minimieren diese Komplexität.
