Multiplexage optique pour systèmes de communication à grande vitesse

- Mar 04, 2019-

Multiplexage optique pour systèmes de communication à grande vitesse


introduction
La transmission optique utilise des impulsions lumineuses pour transmettre des informations d'un endroit à un autre à travers une fibre optique. La lumière est convertie en onde porteuse électromagnétique, qui est modulée pour transporter des informations lorsque la lumière se propage d'une extrémité à l'autre. Le développement de la fibre optique a révolutionné le secteur des télécommunications. La fibre optique a remplacé d'autres supports de transmission tels que le fil de cuivre depuis sa création et est principalement utilisée pour câbler des réseaux centraux. Aujourd'hui, la fibre optique a été utilisée pour développer de nouveaux systèmes de communication à haute vitesse qui transmettent des informations sous forme d'impulsions lumineuses. Ce sont par exemple les multiplexeurs / démultiplexeurs utilisant la technologie de multiplexage optique.

Qu'est-ce que le multiplexage?
Le multiplexeur (Mux) est un composant matériel qui combine plusieurs signaux d'entrée analogiques ou numériques en une seule ligne de transmission. Et du côté du récepteur, le multiplexeur est appelé DeMultiplexer (DeMux), fonction inversée des multiplexeurs. Le multiplexage consiste donc à combiner deux signaux d'entrée ou plus en une seule transmission. Du côté du récepteur, les signaux combinés sont séparés en un signal séparé distinct. Le multiplexage améliore l'efficacité de l'utilisation de la bande passante. Voici une figure qui montre le principe du multiplexage / démultiplexage optique.

Principe du multiplexage optique et du démultiplexage

Optical Mux et DeMux sont nécessaires pour multiplexer et démultiplexer différentes longueurs d'onde sur une seule liaison à fibre. Chaque entrée / sortie spécifique sera utilisée pour une seule longueur d'onde. Un système de filtre optique peut agir à la fois comme Mux et DeMux. Optical Mux et DeMux sont des systèmes de filtres optiques passifs, conçus pour traiter des longueurs d'ondes spécifiques entrant et sortant du système de transport (généralement des fibres optiques). Le processus de filtrage des longueurs d'onde peut être effectué à l'aide de prismes , de filtres à film mince (TFF) , de filtres dichroïques ou de filtres d'interférence . Les matériaux filtrants sont utilisés pour réfléchir sélectivement une seule longueur d'onde de la lumière tout en laissant passer toutes les autres de manière transparente. Chaque filtre est réglé pour une longueur d'onde spécifique.

Composants du multiplexeur optique
Généralement, un multiplexeur optique comprend un combinateur , des coupleurs de prises (ajouter / déposer), des filtres (prismes, film mince ou dichroïque), un séparateur et des fibres optiques . Voici une figure qui montre la structure d’un multiplexeur optique commun.

Structure du multiplexeur optique

Techniques de multiplexage optique
Il existe principalement trois techniques différentes pour multiplexer des signaux lumineux sur une seule liaison à fibre optique: multiplexage optique par répartition dans le temps (OTDM), multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) et multiplexage par répartition en code (CDM).

  1. OTDM : Séparer les longueurs d'onde dans le temps.

  2. WDM : Chaque canal se voit attribuer une fréquence porteuse unique; Espacement des canaux d'environ 50 GHz; Comprend la GDE grossière (CWDM) et la MTD dense (DWDM).

    • CWDM : caractérisé par un espacement de canaux plus large que le DWDM.

    • DWDM : utilise un espacement de canaux beaucoup plus étroit, donc beaucoup plus de longueurs d'onde sont prises en charge.

  3. CDM : également utilisé dans la transmission par micro-ondes; Un code d'étalement unique est attribué au spectre de chaque longueur d'onde. Les canaux se chevauchent dans les domaines temporel et fréquentiel, mais le code guide chaque longueur d'onde.

Applications

  • La bande passante est la principale ressource rare des télécommunications: les utilisateurs souhaitent transmettre à un débit plus élevé et les fournisseurs de services veulent offrir davantage de services, d'où la nécessité d'un système haute vitesse plus rapide et plus fiable.

  • En réduisant les coûts matériels, un système de multiplexage peut être utilisé pour combiner et transmettre plusieurs signaux d'un emplacement à un autre.

  • Chaque longueur d'onde, λ, peut porter plusieurs signaux.

  • Mux / DeMux assurent la commutation optique des signaux dans les télécommunications et autres domaines du traitement et de la transmission du signal.

  • Internet de la prochaine génération.

Avantages

  • Débit et débit de données élevés: les débits de données possibles en transmission optique sont généralement en Gbps sur chaque longueur d'onde; La combinaison de différentes longueurs d'onde signifie plus de débit dans un seul système de communication.

  • Faible atténuation: La communication optique présente une faible atténuation par rapport aux autres systèmes de transport.

  • Moins de temps de propagation.

  • Plus de services offerts.

  • Augmenter le retour sur investissement (ROI)

  • Taux d'erreur faible (BER)

Lacunes

  • Perte et dispersion de la sortie de fibre: le signal est atténué par la perte de fibre et déformé par la dispersion de la fibre; un régénérateur est alors nécessaire pour récupérer les fonctions de nettoyage.

  • Incapacité des équipements CPE actuels de recevoir au même débit de transmission des systèmes de transmission optiques (réseaux tout optiques).

  • Surcharge de conversion optique-électrique: les signaux optiques sont convertis en signaux électriques à l'aide de photo-détecteurs, commutés et reconvertis en optiques. Les conversions optiques / électriques / optiques introduisent des retards de temps et une perte de puissance inutiles. La transmission optique de bout en bout sera meilleure.

Travail futur

  • Recherche sur les équipements optiques des utilisateurs finaux: téléphones mobiles, ordinateurs personnels et autres appareils portables recevant et transmettant à un taux optique.

  • Régénération rapide du signal atténué.

  • Moins de distorsion résultant de la dispersion des fibres.

  • Composants optiques de bout en bout: Élimination du besoin d'un convertisseur optique-électrique et vice versa.

Conclusion
Bien que la transmission optique soit meilleure que les autres supports de transmission en raison de sa faible atténuation et de son profil de transmission longue distance, le multiplexage optique est utile dans le traitement et la transmission du signal en transportant plusieurs signaux à l'aide d'une seule liaison à fibre. La croissance d'Internet nécessitant une transmission par fibre optique pour obtenir un débit plus élevé, le multiplexage optique est également utile pour le traitement et la numérisation d'images.


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