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波分复用入门:为何波分复用技术的前景如此光明
[ 通信界 / Ashley Cates / www.cntxj.net / 2022/2/16 19:14:33 ]
 

清晨的日出总是让人着迷,光学同样让人类着迷。多年来,人类对光学的理解不断加深——我们掌握了光的测量方法,知道了它如何产生以及如何传播,并因此建立了我们对宇宙的认识。五十年前,康宁掌握了如何使用光纤这一具有革命性意义的新材料来高效地远距离传输光信号。

如今,借助在光学领域内最新、最具影响力的创新,使我们能够利用不同波长的光谱(由光分解产生)。这项拥有巨大潜力的技术被称为波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术,可以帮助网络运营商在满足人们日益增长的带宽需求方面保持领先地位。

想象一下光线穿过棱镜的情景。通过色散作用,光被分解成各种颜色的光,我们会看到一道“小彩虹”。每一种颜色都代表一组波长,也就是一个“波段”,我们可以把不同波长的光分离出来,并独立于其他颜色来进行操作。在电信领域,我们利用光纤电缆来传输信息,通常是以红色或绿色激光的形式。在此过程中,我们利用光谱中“红”或“绿”部分内的所有波长,而不是隔离单个波长。使用波分复用技术,我们可以将激光分解为不同波长的光,这意味着相同的信息以往在传输中会占用整个“颜色”波段,而现在只会占用一小部分波段。这就是波分复用技术在提升网络容量方面如此有前景的原因。

我们在网络中使用“多路复用器”(mux)和“解复用器”(demux)来部署波分复用技术。从本质上来说,这些产品相当于附着在有源设备(激光器)上的透镜,使我们能够操纵激光器内的各个波长,在光纤中进行传输。光信号的传输(可能代表一个电话、一条短信或者一段视频)随后通过激光器进行发送,并由多路复用器引导至特定的波长。这些信号与其他不同波长的传输信号共同沿着光纤传播。然后,多路分解器接收并处理这些传输信号,将各个信号分离成负责接收信息的收发器能够理解的形式。

可想而知的是:随着光不断被分解成越来越多的波长,单根光纤的潜在容量会急剧增长。

这里需要注意的是,波分复用背后的技术正在快速发展——我们还未达到在单根光纤中传输不同波长信号的极限。粗波分复用(CWDM)技术为第一代波分复用技术,可提供多达18个信道。密集波分复用(DWDM)是一种全新的迭代技术,可提供多达160个信道。当今互联世界面临的一个主要问题是光纤资源耗尽,即人们对光纤的需求超过了网络中的可用光纤数量。通过使用更少的光纤来传输和接收多种服务,波分复用技术的发展可以缓解光纤资源耗尽问题。

随着人们对带宽需求的不断增长,运营商正在寻找所有可行的方法,来加速网络的容量部署——无论是数据中心、城市蜂窝网络,甚至是连接城市的长途网络等等。波分复用技术的核心价值在于,该技术支持运营商在无需铺设额外线缆的情况下增加容量。这一点在拥挤的地区尤为重要,因为这些地方很难找到空间来铺设额外的电缆。鉴于运营商目前所面临的带宽需求,波分复用技术正越来越多地被部署应用到全球各地。

网络部署通常被分为绿地部署(greenfield)和棕地部署(brownfield)两大类。绿地部署指的是新建网络——在“绿色”、未开发的土地上部署网络。棕地部署建设通常出现在已经开发的空间,人们必须利用(或围绕)现有基础设施来开展工作。在绿地环境下,人们可以很容易地在规划过程中添加额外的光纤。然而,在棕地环境下,就需要考虑到现有的空间限制,而不可能总是能够添加额外的光纤。鉴于此,要满足5G物联网智能社区等的带宽要求极具挑战性。在这种环境中,波分复用技术是在未来实现互联互通的一个关键组成部分。

波分复用技术的创新速度意味着在技术进步以及实施方面不断取得新进展。及时了解与波分复用技术产品相关的功能和最佳实践将是大势所趋。康宁的工程师们始终致力于帮助网络运营商们充分利用波分复用技术,我们将竭诚与您分享我们的专业知识。

(作者:Ashley Cates)

关于作者Ashley Cates

Ashley Cates在通信技术领域拥有超过5年的从业经验,对康宁光通信产品和服务有深刻的认识。Ashley负责识别和开发FTTx工具和相关解决方案,以解决运营商网络大客户的关键问题。

此外,她还负责提供厂内(ISP)应用/市场的专业知识,特别是波分复用(WDM)技术方面的专业知识。

Ashley拥有巴克内尔大学的工商管理学士学位,主修市场、创新和设计课程。

 

作者:Ashley Cates 合作媒体:通信界 编辑:顾北

 

 

 
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