xWDM – poznajmy się bliżej

Wraz z rozwojem społeczeństwa cyfrowego, zwiększają się również oczekiwania względem infrastruktury telekomunikacyjnej. Operatorzy, chcąc zapewnić szybkie i niezawodne przesyłanie danych, stosują obecnie innowacyjną technologię xWDM.

Co tak naprawdę kryje się pod skrótem xWDM, w jaki sposób działa ta technika oraz jak zbudowane są sieci z jej wykorzystaniem? O tym w dzisiejszym artykule.

Czym jest WDM?

WDM (Wavelength-division multiplexing) to tzw. technologia zwielokrotnienia falowego, wykorzystywana w celu zwiększenia możliwości transmisyjnych istniejącej sieci światłowodowej. Opiera się na metodzie multipleksacji, w której wiele sygnałów optycznych pochodzących z różnych źródeł, o różnej mocy i różnych długościach fal zwanych kolorami, jest przekształcanych i przesyłanych równocześnie w ramach jednego włókna światłowodowego.

W dziedzinie telekomunikacji multipleksowanie z podziałem częstotliwości stanowi technikę dzielącą dostępną szerokość pasma w medium transmisyjnym na szereg nienakładających się pasm, z których każde wykorzystywane jest do przesyłania innego sygnału. Dzięki temu, możliwe jest przesłanie wielu niezależnych sygnałów poprzez jedną współdzieloną przez te sygnały jednostkę danego medium transmisyjnego.

Przekłada się to na jednoczesne równoległe przesyłanie wielu sygnałów, co pozwala osiągnąć większe przepustowości w transmisji. Najbardziej popularnym przykładem takiej multipleksacji jest transmisja radiowa, czy też telewizyjna, dla której w medium transmisyjnym, które w tym przypadku jest powietrzem, propagowane jest jednocześnie wiele sygnałów o różnych częstotliwościach.

Dlaczego „X” WDM?

Litera „X” na początku nazwy technologii to nic innego jak oznaczenie dwóch głównych technik wchodzących w jej skład – CWDM i DWDM. 

CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) pozwala na przesłanie do 18 kanałów o długościach fali od 1271nm do 1611nm. Z kolei DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) umożliwia obecnie przesyłanie 96 kanałów. Często również spotyka się rozwiązania na transmisję 8, 16, 40 oraz 80 kanałów. Dodatkowo, warto zaznaczyć, że technika DWDM cechuje się znacznie większym zasięgiem transmisji niż CWDM. Sięga on nawet do kilku tysięcy kilometrów. 

Obie techniki pozwalają na zwiększenie efektywności wykorzystania włókien światłowodowych. Charakteryzuje je kompatybilność ze wszystkimi urządzeniami sieciowymi oraz skalowalność, dzięki której możliwe jest swobodne dokładanie kolejnych kanałów. Kluczową cechę stanowi także transparentność, co oznacza przeźroczystość systemu dla każdego rodzaju sygnału. 

Jak zbudowana jest sieć xWDM?

Wyróżniamy dwie metody budowania sieci z wykorzystaniem technologii xWDM – pasywną i aktywną.

Pierwsza z nich, pasywna, obejmuje instalację modułów optycznych w standardzie CWDM lub DWDM oraz pasywnych filtrów optycznych w sprzęcie sieciowym. Z kolei aktywna, opiera się na rozwiązaniach bezpośrednio związanych z transmisją sygnałów w systemie zwielokrotnienia falowego, takich jak transpondery i muxpondery, oferując przy tym dodatkowe funkcje, np. system zarządzania, czy monitoring.

Poniższy rysunek przedstawia przykład architektury aktywnej sieci DWDM.

Patrząc od lewej strony, możemy wyróżnić kilka sygnałów pochodzących z urządzeń końcowych oznaczone jako Link1 – Link4. Trafiają one do części sprzętowej, czyli do transponderów (TP1 – TP4), które odbierają postać kliencką sygnałów i przekonwertowują ją na postać liniową w standardzie DWDM. Dalej są MUX’y DWDM, które agregują sygnały o różnych częstotliwościach (długościach fali) pochodzące z włókien spiętych z częścią liniową transponderów. Taki zagregowany sygnał MUX’y wysyłają ze swojego wyjścia liniowego. Po drugiej stronie mamy analogiczną sytuację (odbicie lustrzane). Połączony z wielu zagregowanych częstotliwości sygnał trafia na port liniowy DEMUX’a, skąd jest rozkładany na poszczególne sygnały o danej długości fali i w takiej formie przekazywane są one na porty przypisane konkretnemu kanałowi (częstotliwości). Porty te połączone są z częścią liniową transpondera odbiorczego (TP5 – TP8), który konwertuje je do postaci klienckiej. W takiej postaci sygnały te przesyłane są do urządzeń końcowych w węźle odbiorczym (Link1 – Link4). Opisana sytuacja ukazuje przepływ sygnałów od lewej do prawej strony. W standardowej transmisji dwukierunkowej (jedno lub dwuwłóknowej) przesył sygnału w drugą stronę odbywa się analogicznie.