Composants optiques avancés - Multiplexeur WDM

- Apr 03, 2019-

Composants optiques avancés - Multiplexeur WDM


Le multiplexeur WDM est un dispositif qui utilise la technologie de multiplexage par division en longueur d'onde (WDM) pour combiner différentes longueurs d'onde optiques de deux fibres optiques ou plus en une seule fibre optique. Cette combinaison ou ce couplage des longueurs d'onde peut être très utile pour augmenter la bande passante d'un système à fibres optiques. Les multiplexeurs WDM sont utilisés par paires: une au début de la fibre pour coupler les entrées et une à la fin de la fibre pour découpler et ensuite acheminer les longueurs d'onde séparées dans des fibres séparées. Un multiplexeur WDM peut être considéré comme une autoroute en fibre optique; l'autoroute peut prendre en charge une très grande largeur de bande, augmentant ainsi la capacité du système.

Chaque canal dans un multiplexeur WDM est conçu pour transmettre une longueur d'onde optique spécifique. Le multiplexeur fonctionne très bien comme un coupleur au début de la fibre optique et comme un filtre à la fin de la fibre optique. Par exemple, un multiplexeur à 8 canaux aurait la possibilité de combiner huit canaux ou longueurs d'onde différents à partir de fibres optiques séparées sur une fibre optique. Encore une fois, pour tirer parti de l'énorme bande passante à l'extrémité de la fibre optique, un autre multiplexeur (démultiplexeur) récupérera les longueurs d'onde séparées. La figure ci-dessous montre un système WDM simple composé de plusieurs sources de lumière, un multiplexeur ou combineur WDM combinant les longueurs d'onde dans une fibre optique et un démultiplexeur ou séparateur optique WDM séparant les longueurs d'onde de leurs récepteurs respectifs.

Système WDM simple

Types de multiplexeurs WDM

  • Multiplexeurs CWDM et DWDM

Les multiplexeurs WDM sont disponibles dans une variété de tailles, mais on les trouve le plus souvent avec des configurations à 2, 4, 8, 16, 32 et 64 canaux. Les types de multiplexeurs sont large bande (ou bande croisée), bande étroite et dense. Les multiplexeurs à large bande ou à bandes croisées (multiplexeur CWDM ) sont des dispositifs qui combinent une large gamme de longueurs d'onde, telles que 1310 nm et 1550 nm. Un multiplexeur à bande étroite combinera plusieurs longueurs d'onde avec un espacement des canaux de 1 000 GHz. Un multiplexeur dense combine des longueurs d'onde avec un espacement des canaux de 100 GHz. Voici un système WDM large bande ou crossband basique.

Système WDM large bande ou crossband de base

Les systèmes WDM à bande étroite (DWDM) ont des canaux espacés de 1000 GHz, ou environ 8 nm. Voici une figure qui représente un système WDM à bande étroite de base.

Système WDM à bande étroite de base

La norme de l’industrie sur les multiplexeurs de multiplexage par répartition en longueur d’onde dense (multiplexeur DWDM ), recommandée par l’Union internationale des télécommunications (UIT), est l’espacement des canaux de 100 GHz ou environ 0,8 nm. Il existe des multiplexeurs DWDM en bande C, S et L. La bande C est la bande de 1550 nm qui utilise des longueurs d’onde comprises entre 1530 et 1565 nm. La bande S utilise des longueurs d'onde comprises entre 1525 et 1538 nm et la bande L utilise des longueurs d'onde comprises entre 1570 et 1610 nm.

Plus les canaux sont proches les uns des autres, plus le nombre de canaux pouvant être insérés dans une bande est élevé. Actuellement, un espacement de 50 GHz est disponible (les multiplexeurs DWDM à 50 GHz sont généralement dotés de 64, 80, 88, 96 canaux). Il est important de noter que plus l'espacement ou la largeur de chaque canal diminue, plus la largeur spectrale diminue. Ceci est pertinent car la longueur d'onde doit être stable ou durable suffisamment longtemps pour ne pas dériver dans un canal adjacent. En plus d'avoir une largeur spectrale très étroite, l'émetteur laser ne peut pas dériver (il doit toujours sortir la même longueur d'onde). Si la longueur d'onde de sortie de l'émetteur laser change de quelques dixièmes de nanomètre, il pourrait dériver dans le canal suivant et causer des problèmes d'interférences.

  • Multiplexeurs WDM unidirectionnels et bidirectionnels

Il existe différentes configurations de multiplexeurs WDM. Tout ce que nous avons couvert jusqu'à présent décrit un système WDM unidirectionnel. Le multiplexeur WDM unidirectionnel est configuré de sorte que le multiplexeur ne se connecte qu’aux émetteurs ou récepteurs optiques. En d'autres termes, il ne permet à la lumière de se déplacer que dans une direction et ne fournit qu'une communication simplex sur une seule fibre optique. Par conséquent, les communications en duplex intégral nécessitent deux fibres optiques.

Un multiplexeur WDM conçu pour se connecter à la fois aux émetteurs et aux récepteurs est appelé bidirectionnel (BiDi); Essentiellement, le multiplexeur BiDi WDM est conçu pour la transmission optique dans les deux sens en utilisant une seule fibre optique. Deux canaux prendront en charge une liaison de communication en duplex intégral. Voici une figure qui montre deux multiplexeurs BiDi WDM communiquant sur une seule fibre optique.

Système BiDi WDM à 2 canaux

Conseils d'utilisation des multiplexeurs WDM
Comme pour tout autre périphérique ajouté à un réseau de fibre optique, certains facteurs doivent être pris en compte. Les pertes étant un facteur à prendre en compte, rappelez-vous que plus le nombre de canaux est important, plus les pertes d'insertion sont importantes lors de l'utilisation de multiplexeurs WDM. D'autres spécifications à garder à l'esprit lors de l'utilisation de multiplexeurs WDM sont l'isolation, le PMD et la largeur de bande spectrale.


Résumé
Les multiplexeurs WDM sont des dispositifs largement utilisés qui permettent d'exploiter l'énorme capacité en bande passante de la fibre optique sans les frais liés à l'utilisation des émetteurs et récepteurs laser les plus rapides. Pensez-y: un système WDM à 8 canaux utilisant des émetteurs laser à 2,5 Gbps directement modulés transporte deux fois plus de données qu'un émetteur laser à 10 Gbps modulé indirectement. Les systèmes WDM permettent aux concepteurs de combiner des pièces aux performances modestes et de créer un système ultra-performant. Les systèmes WDM offrent le meilleur rapport qualité-prix!


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