Mux/Demux: Passiv, aber leistungsstark

Mux/Demux, Abkürzung für die als Multiplexing/Demultiplexing bekannte Technik, ist eine Schlüsseltechnologie in modernen Kommunikationsnetzen. In diesem Blog diskutieren wir Mux/Demux-Anwendungen für DWDM, CWDM und PON auf verschiedenen Ebenen des Netzwerks.

Mux/Demux, definiert

Ein optischer Mux/Demux ist wahrscheinlich die einfachste und grundlegendste Komponente in einem Wellenlängenmultiplexsystem (WDM). Es ist passiv (ohne Stromversorgung) und im Allgemeinen ungekühlt. Dennoch ist es ein äußerst leistungsfähiges Gerät in Bezug darauf, wie es Kommunikationsnetze transformiert hat, um den Transport großer Informationsmengen über extrem lange Entfernungen zu ermöglichen. Unten in Abbildung 1a sind zwei identische, bidirektionale Mux/Demux-Vorrichtungen gezeigt, die wie in Abbildung 1b gezeigt verwendet würden, um optische Signale verschiedener Wellenlängen für die Übertragung durch eine einzelne Faser zu kombinieren (multiplexen) und dann das Signal auf der zu trennen (demultiplexen). anderes Ende.

In unserem vorgestellten Whitepaper Nutzung von abstimmbarer DWDM-Optik zur Vereinfachung von Bereitstellungen mit optischem Zugriff, sprachen wir darüber, wie die Verwendung von abstimmbaren Multi-Plattform-Transceivern in DWDM-Netzwerken (Dense Wavelength Division Multiplexing) sowohl CapEX als auch OpEX reduziert, indem Sparing und andere Komplexitäten in diesem Bereich reduziert werden. Hier betrachten wir Mux/Demux-Anwendungen, die von Zugangsnetzen bis hin zu Langstrecken-/Ultra-Langstrecken reichen, und einige der Technologien/Produkte, die jeweils verwendet werden.

Abbildung 2 zeigt einen Überblick über ein Kommunikationsnetzwerk, das drei Hauptkomponenten hervorhebt: Access, Metro und Long Haul (alias Backbone). Mux/Demux kann in jeder/allen dieser Stufen eingesetzt werden, um Daten aus mehreren Quellen in einer Faser zusammenzufassen, damit sie auf der anderen Seite leichter transportiert und verbreitet werden können. Denken Sie an „Landstraßen“ in der Nähe der äußeren Teile des Netzwerks, die in den „zwischenstaatlichen“ Kommunikationsverkehr im Kern (Backbone) des Netzwerks einspeisen. Nur auf der Multiplex-Autobahn können „pendelnde Wellenlängen“ im Wesentlichen übereinander gestapelt werden, ohne den Transport zu stören oder zu stören. Das ist die Stärke von Mux/Demux. Durch den Einsatz von Multiplexing/Demultiplexing-Technologie können bis zu 96 Verkehrskanäle kombiniert und gemeinsam über dieselbe Faser transportiert werden. Im Folgenden diskutieren wir Anwendungen für DWDM, CWDM (Coarse WDM) und auch PON (Passive Optical Network) auf verschiedenen Ebenen des Netzwerks.

Zugriff

Zugangsnetzwerke werden als „The Edge“ bezeichnet. Hier werden Daten beispielsweise von einzelnen Benutzern in Wohnungen, auf Mobiltelefonen oder an Schreibtischen in großen Bürogebäuden hin und her übertragen. Alle diese Daten werden an Sammelpunkten gesammelt, wie in der Access-Übersicht in Abbildung 1 dargestellt. Abbildung 2 unten zeigt ein detaillierteres Beispiel der verschiedenen Technologien und Komplexitäten von Informationen, die in ein Access-Netzwerk eingespeist werden können. Alles von 5G-Mobilfunknetzen, 10G-RPD (Remote Phy-Geräten), Standard-Funkübertragungen und verschiedenen individuellen Wellenlängendiensten kann auf der Ebene des Zugangsnetzes gesammelt und verbreitet werden.

PON, CWDM und DWDM können alle im Zugriffsbereich verwendet werden. Typischerweise ist eine gute Faustregel, CWDM (Coarse WDM) für kürzere Entfernungen und weniger Kanäle und DWDM für längere Entfernungen und mehr Kanäle zu verwenden. Die PON-Architektur ist ideal für Heiminternet-, Sprach- und Videoanwendungen. Die Bestimmung des optimalen Netzwerkdesigns und der optimalen Nutzung von Mux/Demux-Filtern umfasst mehrere Faktoren und erfordert ein gründliches Verständnis Ihrer Netzwerkumgebung und Systemanforderungen. Es ist am besten, mit erfahrenen Experten für Netzwerksysteme zusammenzuarbeiten, um Bandbreitenanforderungen und Faserknappheit so effektiv und effizient wie möglich zu begegnen.

Ein CWDM-System unterstützt üblicherweise acht Wellenlängen für 10G-Datenratennetze und ist aufgrund der Einschränkungen optischer Verstärker im CWDM-Wellenlängenspektrum im Allgemeinen nicht für Glasfaserstrecken über 80 km geeignet. Die Einschränkungen von CWDM und der rasant steigende Bandbreitenbedarf im Access-Bereich machen DWDM gegenüber herkömmlichen CWDM-Lösungen attraktiv. DWDM bietet eine skalierbare Mehrkanallösung und unterstützt üblicherweise 40 bis 48 Wellenlängen auf einer einzigen Glasfaser mit einem Abstand von 100 GHz. Einige Beispielprodukte sind in Tabelle 1 unten aufgeführt.

PON

Aufgrund seiner einzigartigen Point-to-Multipoint-Architektur (P2MP) kann PON nahezu jeden Nutzer erreichen, selbst in bisher isolierten und abgelegenen Gebieten, in denen Glasfaser nun den Internetzugang ermöglicht. Laut Leichtes Lesen, „Die Pandemie hat die Einführung von PON der nächsten Generation beschleunigt. Die Lieferungen von PON-OLT-Ports der nächsten Generation näherten sich im 2Q20 830.000, ein Anstieg von 70% im Jahresvergleich. Bis 2025 wird die Mehrheit der GPON ONTs/ONUs 10G-fähig sein.“

Die PON-Filter von Precision OT sind im Wesentlichen CEx-Elemente (Koexistenz). Diese Module bieten ein einziges WDM-Gerät, um ältere GPON-Dienste mit neuen XGSPON- und NGPON2-Technologien zu kombinieren. Zusätzliche optionale Wellenlängen in einem PON-Filter können RFoG, OTDR-Überwachung, WDM sowie Wellen für zusätzliche aktuelle und zukünftige Technologien umfassen.

Abbildung 5 zeigt einige Beispiele für PON-Filter. Das Team von Systemingenieuren und PON-Spezialisten von Precision OT ist in der Lage, einzigartige Anforderungen zu erfüllen für:

• Aufbau
• Pläne für Wellenlängenkanäle
• Formfaktoren und Abmessungen (LGX – Light Guide Cross Connect – ist am gebräuchlichsten)
• Steckertypen
• Chassis-Designs
• Innen- und Außenkassetten

U-Bahn, Langstrecke/Ultra-Langstrecke

Der Begriff „Metro“ kann im Zusammenhang mit Netzwerken verschiedene Bedeutungen haben. Im Allgemeinen beschreibt er eine Anwendung, die zwischen einem Access-/FTTH-Netzwerk und einer Langstreckenanwendung liegt. Metro-Netzwerke können Unternehmens-, Punkt-zu-Punkt- und aktive Ethernet-Netzwerke umfassen. Sie können auch stadtweite Verbindungen zu Serviceprovidern mit einer Reichweite von bis zu mehreren hundert Kilometern und 20- oder 40-Kanal-DWDM in einer Ringtopologie umfassen. In manchen Fällen können ROADMs (rekonfigurierbare optische Add-Drop-Multiplexer) und Verstärker nach Bedarf integriert sein. Je weiter Sie in Netzwerke mit größerer Reichweite vordringen (außerhalb von Metropolregionen oder über das ganze Land), desto häufiger werden Sie diese letztgenannten Komponenten einsetzen.

Mux/Demux hat dem Prozess der Erfassung und Übertragung enormer Datenmengen über große Entfernungen eine unglaubliche Effizienz und Leistungsfähigkeit verliehen. Insbesondere DWDM vereinfacht die Übertragung und ermöglicht die Verwendung von Verstärkungen wie EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) und auch verschiedene Arten der Fehlerkorrektur wie DCMs (Dispersion Compensation Modules), wie in Abbildung 6 unten gezeigt.

Aufgrund der großen Entfernung, die das Licht für Langstrecken- und Unterwasseranwendungen zurücklegen muss, muss der Analyse und Berücksichtigung der chromatischen Dispersion und des Verlusts des Signal-Rausch-Verhältnisses bei der Berechnung eines Verlustbudgets besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Darüber hinaus müssen alle Glasfaser-, Verstärker-, Optik- und Zubehörkomponenten im Transportnetz eine extrem hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit aufweisen. Long Haul und Ultra Long Haul transportieren enorme Mengen an Informationen. Ein Verbindungs- oder Knotenausfall von nur wenigen Minuten kann zu einem enormen Datenverlust und damit zu erheblichen Einnahmeverlusten für hochwertige Anwendungen führen.

Fazit

Um Netzwerke zu entwickeln und bereitzustellen, die die volle Leistungsfähigkeit der Mux/Demux-Technologie nutzen, ist die Zusammenarbeit mit einem Partner erforderlich, der mehr kann als nur optische Filter. Er muss zudem eine breite Palette hochwertiger, plattformübergreifender Optik- und Netzwerkkomponenten bereitstellen und über das nötige technische Know-how verfügen, um das Netzwerk von Anfang bis Ende zu entwerfen, zu analysieren, zu testen und zu validieren. Precision OT verfügt über eine erfolgreiche Erfolgsbilanz bei der Bereitstellung von Systemen und/oder Komponenten auf allen Netzwerkebenen – vom Zugang bis zur Ultra-Langstrecke.

Um mehr zu lernen, wenden Sie sich an die Experten bei Precision Optical Technologies oder schauen Sie sich unsere an Mux/Demux-Seite.

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