18 octobre 2021

Mux/Demux : Passif, mais puissant

Le multiplexage/démultiplexage, abréviation de la technique connue sous le nom de multiplexage/démultiplexage, est une technologie clé dans les réseaux de communication modernes. Dans ce blog, nous aborderons les applications mux/demux pour DWDM, CWDM et PON à différents niveaux du réseau.

Mux/Demux, défini

Un multiplexeur/démultiplexeur optique est probablement le composant le plus simple et le plus fondamental d'un système de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM). Il est passif (non alimenté) et généralement non refroidi. Pourtant, il s'agit d'un appareil extrêmement puissant dans la mesure où il a transformé les réseaux de communication pour permettre le transport de grandes quantités d'informations sur des distances extrêmement longues. La figure 1a ci-dessous montre deux dispositifs de multiplexage/démultiplexage bidirectionnels identiques qui seraient utilisés comme indiqué sur la figure 1b pour combiner (multiplexer) des signaux optiques de différentes longueurs d'onde pour la transmission à travers une seule fibre, puis séparer (démultiplexer) le signal sur le autre fin.

Dans notre livre blanc présenté, Tirer parti de l'optique accordable DWDM pour simplifier les déploiements d'accès optique, nous avons expliqué comment l'utilisation d'émetteurs-récepteurs accordables multiplateformes dans les réseaux DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) réduit à la fois les CapEX et les OpEX en réduisant les économies et autres complexités sur le terrain. Ici, nous examinerons les applications Mux/Demux allant des réseaux d'accès aux longues distances/ultra-longues distances et certaines des technologies/produits utilisés dans chacune d'entre elles.

Figure 2) Présentation du réseau de communication

La figure 2 montre une vue d'ensemble d'un réseau de communication mettant en évidence trois parties principales : l'accès, le métro et la longue distance (alias Backbone). Le multiplexeur/démultiplexeur peut être utilisé à toutes ces étapes pour agréger des données provenant de plusieurs sources dans une seule fibre afin qu'elles puissent être plus facilement transportées et diffusées de l'autre côté. Pensez aux « routes rurales » près des parties extérieures du réseau qui alimentent le trafic de communication « inter-États » dans le cœur (épine dorsale) du réseau. Uniquement sur l'autoroute multiplexée, les « longueurs d'onde commutées » peuvent essentiellement être empilées les unes sur les autres sans interférer ni perturber le transport. C'est la puissance du Mux/Demux. En utilisant la technologie de multiplexage/démultiplexage, jusqu'à 96 canaux de trafic peuvent être combinés et transportés ensemble sur la même fibre. Ci-dessous, nous discuterons des applications pour DWDM, CWDM (WDM grossier) et également PON (réseau optique passif) à différents niveaux du réseau.

Accéder

Les réseaux d'accès sont connus sous le nom de "périphérie". C'est là que les données sont transférées dans les deux sens, par exemple, par des utilisateurs individuels dans des résidences, sur des téléphones portables ou à des bureaux dans de grands immeubles de bureaux. Toutes ces données sont agrégées aux points de collecte, comme illustré dans la vue d'ensemble de l'accès à la figure 1. La figure 2 ci-dessous montre un exemple plus détaillé des diverses technologies et complexités des informations qui peuvent alimenter un réseau d'accès. Tout, depuis les réseaux cellulaires 5G, les RPD 10G (dispositifs physiques à distance), les transmissions radio standard et divers services de longueur d'onde individuels, peut être collecté et diffusé au niveau du réseau d'accès.

PON, CWDM et DWDM peuvent tous être utilisés dans l'espace d'accès. En règle générale, une bonne règle empirique consiste à utiliser CWDM (Coarse WDM) pour des distances plus courtes et moins de canaux et DWDM pour des distances plus longues et plus de canaux. L'architecture PON est idéale pour les applications Internet, voix et vidéo à domicile. La détermination de la conception optimale du réseau et de la meilleure façon d'utiliser les filtres Mux/Demux implique plusieurs facteurs et nécessite une compréhension approfondie de votre environnement réseau et des exigences système. Il est préférable de travailler avec des experts en systèmes de réseau expérimentés pour aider à répondre aux besoins en bande passante et à la rareté de la fibre de la manière la plus efficace et la plus efficiente possible.

Un système CWDM prend généralement en charge huit longueurs d'onde pour les réseaux de débit de données 10G et n'est généralement pas adapté aux longueurs de fibre supérieures à 80 km en raison des contraintes d'amplificateur optique dans le spectre de longueur d'onde CWDM. Les limites du CWDM, ainsi que le rythme effréné auquel les appétits de bande passante augmentent dans l'espace d'accès, trouvent le DWDM favorable aux solutions CWDM héritées. DWDM fournit une solution multicanal évolutive, prenant généralement en charge 40 à 48 longueurs d'onde sur une seule fibre en utilisant un espacement de 100 GHz. Quelques exemples de produits sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous.

PON

En raison de sa nature unique en tant qu'architecture point à multipoint (P2MP), PON a la capacité d'atteindre presque tous les utilisateurs, même dans des zones auparavant isolées et éloignées où la fibre optique permet désormais l'accès à Internet. Selon Lecture légère, "La pandémie a accéléré l'adoption du PON de nouvelle génération. Les expéditions de ports PON OLT de nouvelle génération ont approché 830 000 au 2T20, en hausse de 70% en glissement annuel. D'ici 2025, la majorité des ONT/ONU GPON seront compatibles 10G.

Les filtres PON de Precision OT sont essentiellement des éléments CEx (Coexistence). Ces modules fournissent un seul appareil WDM pour combiner les services GPON hérités avec les technologies émergentes XGSPON et NGPON2. Des longueurs d'onde optionnelles supplémentaires dans un filtre PON peuvent inclure RFoG, surveillance OTDR, WDM ainsi que des ondes pour des technologies actuelles et futures supplémentaires.

La figure 5 montre quelques exemples de filtres PON. L'équipe d'ingénieurs système et de spécialistes PON de Precision OT est en mesure de répondre à des exigences uniques pour :

configuration
plans de canal de longueur d'onde
facteurs de forme et dimensions (LGX - Light Guide Cross Connect - est le plus courant)
type de connecteur
conceptions de châssis
cassettes intérieures et extérieures

Métro, longue distance/ultra longue distance

Le terme « Métro » appliqué aux réseaux peut signifier plusieurs choses. En général, c'est le type d'application qui se situe quelque part entre un réseau de type Access/FTTH et une application longue distance. Les réseaux métropolitains peuvent inclure des réseaux Ethernet d'entreprise, point à point et actifs. Il pourrait également inclure des liaisons de fournisseurs de services à travers la ville, s'étendre jusqu'à quelques centaines de kilomètres et 20 ou 40 canaux DWDM dans une topologie en anneau. Dans certaines situations, il peut inclure des ROADM (multiplexeur optique add-drop reconfigurable) et des amplificateurs selon les besoins. Au fur et à mesure que vous vous déplacez vers des réseaux à plus longue distance (hors des régions métropolitaines ou à travers le pays), vous commencerez à voir de plus en plus de ces derniers composants.

Mux/Demux a apporté une efficacité et une capacité incroyables au processus de collecte et de transmission d'énormes quantités de données sur de longues distances. Le DWDM simplifie en particulier la transmission et permet l'utilisation d'amplification, comme l'EDFA (amplificateur à fibre dopée à l'erbium) et également divers types de correction d'erreur tels que les DCM (modules de compensation de dispersion) comme le montre la figure 6 ci-dessous.

En raison de la longue distance que la lumière doit parcourir pour les applications longue distance et sous-marines, une attention particulière doit être accordée à l'analyse et à la prise en compte de la dispersion chromatique et de la perte du rapport signal/bruit lors du calcul d'un budget de perte. De plus, chaque fibre, amplificateur, optique et composant accessoire du réseau de transport doit avoir une fiabilité et une capacité de survie ultra-élevées. Long Haul et Ultra Long Haul transportent d'énormes quantités d'informations. Une défaillance d'un lien ou d'un nœud, ne serait-ce que de quelques minutes, peut entraîner une énorme perte de données et donc une perte de revenus importante pour les applications à forte valeur ajoutée.

Conclusion

Concevoir et déployer des réseaux qui exploitent véritablement la puissance de la technologie Mux/Demux nécessite de travailler avec un partenaire qui est plus qu'un simple fournisseur de filtres optiques. Ils doivent également fournir un large éventail de composants optiques et de réseau multiplateformes de qualité et disposer de l'expertise en ingénierie pour concevoir, analyser, tester et valider le réseau du début à la fin. Precision OT a fait ses preuves en matière de déploiements de systèmes et/ou de composants à tous les niveaux du réseau, de l'accès à l'ultra longue distance.

Pour apprendre plus, contacter les experts chez Precision Optical Technologies ou consultez notre Page de multiplexage/démultiplexage.