DWDM प्रौद्योगिकी और DWDM सिस्टम घटकों का अवलोकन
दूरसंचार ऑप्टिकल तकनीकों का व्यापक उपयोग करता है जिसमें वाहक की लहर शास्त्रीय ऑप्टिकल डोमेन से संबंधित है। वेव मॉड्यूलेशन बहुत उच्च आवृत्ति के वाहक पर आमतौर पर 18 गीगर्ट्ज़ (गीगाहर्ट्ज) प्रति सेकंड या गीगाबिट्स तक एनालॉग या डिजिटल सिग्नल के प्रसारण की अनुमति देता है, आमतौर पर 186 से 196 टीएचजेड। वास्तव में, बिटरेट को आगे बढ़ाया जा सकता है, कई वाहक तरंगों का उपयोग करके जो एक एकल फाइबर पर महत्वपूर्ण बातचीत के बिना प्रचार कर रहे हैं। यह स्पष्ट है कि प्रत्येक आवृत्ति एक अलग तरंग दैर्ध्य से मेल खाती है। घने तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (डीडब्ल्यूडीएम) बहुत करीबी आवृत्ति रिक्ति के लिए आरक्षित है। यह ब्लॉग DWDM प्रौद्योगिकी और DWDM प्रणाली घटकों के लिए एक परिचय शामिल है। प्रत्येक घटक के संचालन पर व्यक्तिगत रूप से चर्चा की जाती है और इस ब्लॉग के अंत में एक मौलिक DWDM प्रणाली की पूरी संरचना को दिखाया गया है।
DWDM प्रौद्योगिकी का परिचय
DWDM तकनीक ऑप्टिकल नेटवर्किंग का एक विस्तार है। DWDM डिवाइस (मल्टीप्लेक्स, या शॉर्ट के लिए Mux) एकल ऑप्टिकल फाइबर में संचरण के लिए कई ऑप्टिकल ट्रांसमीटरों से आउटपुट को जोड़ती है। प्राप्त करने के अंत में, एक और DWDM डिवाइस (डीमुल्टिप्लेक्सर, या डीमक्स शॉर्ट के लिए) संयुक्त ऑप्टिकल संकेतों को अलग करता है और प्रत्येक चैनल को एक ऑप्टिकल रिसीवर से गुजरता है। DWDM उपकरणों (प्रति संचरण दिशा) के बीच केवल एक ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग किया जाता है। प्रति ट्रांसमीटर और रिसीवर जोड़ी में एक ऑप्टिकल फाइबर की आवश्यकता के बजाय, DWDM कई ऑप्टिकल चैनलों को एकल फाइबर ऑप्टिक केबल पर कब्जा करने की अनुमति देता है। जैसा कि नीचे दिखाया गया है, उच्च गुणवत्ता वाले AAWG गाऊसी तकनीक को अपनाकर, FOCC DWDM Mux / Demux कम प्रविष्टि हानि (3.5dB ठेठ), और उच्च विश्वसनीयता प्रदान करता है। उन्नत संरचना के साथ, ये डीडब्ल्यूडीएम मल्टीप्लेक्सर्स और डीमुल्टिप्लेक्सर्स आसान स्थापना की पेशकश कर सकते हैं।
DWDM के लिए एक प्रमुख लाभ यह है कि यह प्रोटोकॉल है और स्वतंत्र बिटरेट है। DWDM- आधारित नेटवर्क IP, ATM, SONET, SDH और ईथरनेट में डेटा संचारित कर सकते हैं। इसलिए, DWDM- आधारित नेटवर्क एक ऑप्टिकल चैनल पर विभिन्न प्रकार के ट्रैफ़िक को विभिन्न गति पर ले जा सकते हैं। वॉइस ट्रांसमिशन, ईमेल, वीडियो और मल्टीमीडिया डेटा सेवाओं के कुछ उदाहरण हैं, जिन्हें DWDM सिस्टम में एक साथ प्रसारित किया जा सकता है। डीडब्ल्यूडीएम सिस्टम में 0.4 एनएम रिक्ति के साथ तरंग दैर्ध्य पर चैनल हैं।
DWDM एक प्रकार की फ्रिक्वेंसी डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (FDM) है। प्रकाश की एक मौलिक संपत्ति बताती है कि विभिन्न तरंग दैर्ध्य की व्यक्तिगत प्रकाश तरंगें एक माध्यम के भीतर स्वतंत्र रूप से सह-अस्तित्व में आ सकती हैं। लेजर बहुत सटीक तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश की दालों को बनाने में सक्षम हैं। प्रकाश का प्रत्येक व्यक्ति तरंग दैर्ध्य सूचना के एक अलग चैनल का प्रतिनिधित्व कर सकता है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य के हल्के दालों को मिलाकर, कई चैनलों को एक ही फाइबर में एक साथ प्रेषित किया जा सकता है। फाइबर ऑप्टिक सिस्टम विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के अवरक्त बैंड (1 मिमी से 400 एनएम तरंग दैर्ध्य) के भीतर प्रकाश संकेतों का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम की ऑप्टिकल रेंज में प्रकाश की आवृत्तियों को आमतौर पर उनकी तरंग दैर्ध्य द्वारा पहचाना जाता है, हालांकि आवृत्ति (लैम्ब्डा के बीच की दूरी) एक अधिक विशिष्ट पहचान प्रदान करती है।
DWDM सिस्टम घटक
एक DWDM प्रणाली में आम तौर पर पांच घटक होते हैं: ऑप्टिकल ट्रांसमीटर / रिसीवर, DWDM Mux / DeMux फ़िल्टर, ऑप्टिकल ऐड / ड्रॉप मल्टीप्लेक्सर्स (OADMs), ऑप्टिकल एम्पलीफायरों, ट्रांसपोंडर (वेवलेंथ वेयर्स)।
ऑप्टिकल ट्रांसमीटर / रिसीवर
ट्रांसमीटरों को DWDM घटक के रूप में वर्णित किया जाता है क्योंकि वे स्रोत सिग्नल प्रदान करते हैं जो तब बहुसंकेतित होते हैं। DWDM सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले ऑप्टिकल ट्रांसमीटरों की विशेषताएं सिस्टम डिज़ाइन के लिए अत्यधिक महत्वपूर्ण हैं। एक DWDM प्रणाली में प्रकाश स्रोतों के रूप में कई ऑप्टिकल ट्रांसमीटर का उपयोग किया जाता है। आने वाले विद्युत डेटा बिट्स (0 या 1) एक प्रकाश धारा के मॉड्यूलेशन को ट्रिगर करते हैं (उदाहरण के लिए, प्रकाश का फ्लैश = 1, प्रकाश की अनुपस्थिति = 0)। लेजर प्रकाश की दालों का निर्माण करता है। प्रत्येक प्रकाश नाड़ी में नैनोमीटर (nm) में व्यक्त एक सटीक तरंग दैर्ध्य (लैम्ब्डा) होता है। ऑप्टिकल-कैरियर-आधारित प्रणाली में, डिजिटल जानकारी की एक धारा एक भौतिक परत डिवाइस को भेजी जाती है, जिसका आउटपुट एक प्रकाश स्रोत (एक एलईडी या लेजर) है जो फाइबर ऑप्टिक केबल को बाधित करता है। यह उपकरण विद्युत (इलेक्ट्रॉनों) से ऑप्टिकल (फोटॉन) रूप (इलेक्ट्रिकल से ऑप्टिकल रूपांतरण, ईओ) के लिए आने वाले डिजिटल सिग्नल को परिवर्तित करता है। विद्युत वाले और शून्य एक प्रकाश स्रोत को ट्रिगर करते हैं जो एक ऑप्टिकल फाइबर के मूल में चमकता है (जैसे, प्रकाश = 1, थोड़ा या कोई प्रकाश = 0) प्रकाश। ईओ रूपांतरण गैर-यातायात प्रभावित है। अंतर्निहित डिजिटल सिग्नल का प्रारूप अपरिवर्तित है। कुल आंतरिक प्रतिबिंब के माध्यम से प्रकाश की दालें ऑप्टिकल फाइबर में फैलती हैं। प्राप्त करने के अंत में, एक अन्य ऑप्टिकल सेंसर (फोटोडियोड) प्रकाश दालों का पता लगाता है और आने वाले ऑप्टिकल सिग्नल को विद्युत रूप में परिवर्तित करता है। फाइबर की एक जोड़ी आमतौर पर किसी भी दो उपकरणों को जोड़ती है (एक प्रेषित फाइबर, एक फाइबर प्राप्त करता है)।
DWDM सिस्टम को इंटरचैनल विरूपण या क्रॉस्टॉक के बिना संचालित करने के लिए प्रकाश की बहुत सटीक तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता होती है। कई अलग-अलग लेजर आमतौर पर एक DWDM सिस्टम के अलग-अलग चैनल बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। प्रत्येक लेजर थोड़ा अलग तरंग दैर्ध्य पर संचालित होता है। आधुनिक प्रणालियां 200, 100 और 50-गीगाहर्ट्ज रिक्ति के साथ काम करती हैं। नए सिस्टम 25-गीगाहर्ट्ज रिक्ति का समर्थन करते हैं और 12.5-गीगाहर्ट्ज रिक्ति की जांच की जा रही है। आम तौर पर, 100 और 50 गीगाहर्ट्ज पर संचालित DWDM ट्रांसेवर्स (DWDM SFP, DWDM SFP +, DWDM XFP, आदि) आजकल बाजार में पाए जा सकते हैं।
DWDM Mux / DeMux फ़िल्टर
मल्टीपल तरंगदैर्ध्य (सभी 1550 एनएम बैंड के भीतर) कई ट्रांसमीटरों द्वारा बनाए गए हैं और विभिन्न तंतुओं पर काम करते हुए एक ऑप्टिकल फिल्टर (मक्स फिल्टर) के माध्यम से एक फाइबर पर संयुक्त होते हैं। एक ऑप्टिकल मल्टीप्लेक्स के आउटपुट सिग्नल को कंपोजिट सिग्नल के रूप में जाना जाता है। प्राप्त करने के अंत में, एक ऑप्टिकल ड्रॉप फ़िल्टर (डीमक्स फ़िल्टर) समग्र फाइबर के सभी तरंग दैर्ध्य को अलग-अलग फाइबर से अलग करता है। व्यक्तिगत तंतु डिम्टिप्लेक्स्ड वेवलेंग्थ को कई ऑप्टिकल रिसीवर के रूप में पास करते हैं। आमतौर पर, Mux और DeMux (संचारित और प्राप्त) घटक एक ही बाड़े में निहित होते हैं। ऑप्टिकल Mux / DeMux डिवाइस निष्क्रिय हो सकते हैं। घटक संकेतों को बहुसंकेतन और demultiplexed वैकल्पिक रूप से, इलेक्ट्रॉनिक रूप से नहीं किया जाता है, इसलिए किसी बाहरी शक्ति स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है। नीचे दिया गया आंकड़ा द्विदिश DWDM ऑपरेशन है। एन अलग-अलग फाइबर द्वारा किए गए एन विभिन्न तरंग दैर्ध्य के एन लाइट दालों को डीडब्ल्यूडीएम मक्स द्वारा संयुक्त किया जाता है । एन संकेतों को ऑप्टिकल फाइबर की एक जोड़ी पर गुणा किया जाता है। एक DWDM DeMux समग्र संकेत प्राप्त करता है और प्रत्येक N घटक संकेतों को अलग करता है और प्रत्येक को एक फाइबर से गुजरता है। प्रेषित और प्राप्त सिग्नल तीर क्लाइंट-साइड उपकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं। इसके लिए ऑप्टिकल फाइबर की एक जोड़ी के उपयोग की आवश्यकता होती है; एक प्रेषित के लिए, एक प्राप्त करने के लिए।
ऑप्टिकल ऐड / ड्रॉप मल्टीप्लेक्सर्स
Mux / DeMuxfilters के साथ तुलना में ऑप्टिकल ऐड / ड्रॉप मल्टीप्लेक्सर्स (यानी OADM) का "Add / Drop" का एक अलग कार्य है। यहां एक आंकड़ा है जो 1-चैनल ओएडीएम के संचालन को दर्शाता है। यह ओएडीएम केवल एक विशेष तरंग दैर्ध्य के साथ ऑप्टिकल संकेतों को जोड़ने या छोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। बाएं से दाएं, एक आने वाली समग्र संकेत दो घटकों, ड्रॉप और पास-थ्रू में टूट गया है। OADM केवल लाल ऑप्टिकल सिग्नल स्ट्रीम को छोड़ता है। गिरा सिग्नल स्ट्रीम क्लाइंट डिवाइस के रिसीवर को दिया जाता है। शेष ऑप्टिकल सिग्नल जो OADM से गुजरते हैं, उन्हें एक नए ऐड सिग्नल स्ट्रीम के साथ गुणा किया जाता है। ओएडीएम एक नया लाल ऑप्टिकल सिग्नल स्ट्रीम जोड़ता है, जो गिराए गए सिग्नल के समान तरंग दैर्ध्य पर संचालित होता है। नई ऑप्टिकल सिग्नल स्ट्रीम को एक नई समग्र सिग्नल बनाने के लिए पास-थ्रू सिग्नलों के साथ जोड़ा जाता है।
DWDM तरंग दैर्ध्य में संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए OADM को DWDM OADM कहा जाता है , जबकि CWDM तरंगदैर्ध्य में संचालन को CWDM OADM कहा जाता है । ये दोनों अब बाजार में मिल सकते हैं।
ऑप्टिकल एम्पलीफायरों
ऑप्टिकल एम्पलीफायरों के आयाम को बढ़ावा देते हैं या अतिरिक्त ऊर्जा के साथ सिग्नल के फोटोन को सीधे उत्तेजित करके फाइबर पर गुजरने वाले ऑप्टिकल संकेतों को लाभ जोड़ते हैं। वे "इन-फाइबर" डिवाइस हैं। ऑप्टिकल एम्पलीफायरों तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला में ऑप्टिकल संकेतों को बढ़ाते हैं। यह DWDM प्रणाली अनुप्रयोग के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFAs) सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले प्रकार के इन-फाइबर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्स हैं। CATV या SDH सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले की तुलना में DWDM सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले EDFA को कभी-कभी DWDM EDFA कहा जाता है। अपने DWDM प्रणाली के संचरण दूरी को बढ़ाने के लिए, आप फाइबरस्टॉर में सभी प्रकार के ऑप्टिकल एम्पलीफायरों को प्राप्त कर सकते हैं , जिसमें DWDM EDFA, CATV EDFA, SDH EDFA, EYDFA, और रमन एम्पलीफायर आदि शामिल हैं (यहाँ एक आंकड़ा है जो एक ऑपरेशन को दर्शाता है। DWDM EDFA।)
ट्रांसपोंडर (वेवलेंग्थ कन्वर्टर्स)
ट्रांसपोंडर ऑप्टिकल संकेतों को एक आने वाली तरंग दैर्ध्य से दूसरे आउटगोइंग तरंगदैर्ध्य में DWDM अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त में परिवर्तित करते हैं। ट्रांसपोंडर ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल-ऑप्टिकल (OEO) वेवलेंथ कन्वर्टर्स हैं। एक ट्रांसपोंडर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को परिवर्तित करने के लिए एक OEO ऑपरेशन करता है, इस प्रकार कुछ लोगों ने उन्हें "OEO" कहा। DWDM प्रणाली के भीतर एक ट्रांसपोंडर क्लाइंट ऑप्टिकल सिग्नल को एक इलेक्ट्रिकल सिग्नल (OE) में परिवर्तित करता है और फिर 2R (Reamplify, Reshape) या 3R (Reamplify, Reshape, और Retime) कार्य करता है। नीचे दिया गया आंकड़ा द्वि-दिशात्मक ट्रांसपोंडर ऑपरेशन दिखाता है। एक ट्रांसपोंडर एक क्लाइंट डिवाइस और एक DWDM सिस्टम के बीच स्थित है। बाएं से दाएं, ट्रांसपोंडर एक विशेष तरंग दैर्ध्य (1310 एनएम) पर संचालित एक ऑप्टिकल बिट स्ट्रीम प्राप्त करता है। ट्रांसपोंडर आने वाली बिटस्ट्रीम के ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य को एक ITU- कम्पाइलेंट वेवलेंथ में परिवर्तित करता है। यह अपने आउटपुट को एक DWDM सिस्टम में प्रसारित करता है। प्राप्त पक्ष (बाएं से दाएं) पर, प्रक्रिया उलट है। ट्रांसपोंडर एक आईटीयू-कंप्लायंट बिटस्ट्रीम प्राप्त करता है और क्लाइंट डिवाइस द्वारा उपयोग की जाने वाली तरंगों को वापस सिग्नल में परिवर्तित करता है।
ट्रांसपोंडर आमतौर पर डब्ल्यूडीएम सिस्टम (2.5 से 40 जीबीपीएस) में उपयोग किए जाते हैं, जिसमें न केवल डीडब्ल्यूडीएम सिस्टम शामिल हैं, बल्कि सीडब्ल्यूडीएम सिस्टम भी शामिल हैं। फाइबरस्टोर विभिन्न मॉड्यूल पोर्ट (SFP से SFP, SFP + से SFP +, XFP से XFP, आदि) के साथ विभिन्न WDM ट्रांसपोंडर (OEO कन्वर्टर्स) प्रदान करता है।
कैसे DWDM प्रणाली घटक DWDM प्रौद्योगिकी के साथ मिलकर काम करते हैं
जैसा कि DWDM प्रणाली इन पांच घटकों से बना है, वे एक साथ कैसे काम करते हैं? निम्नलिखित चरण जवाब देते हैं (नीचे दिए गए आंकड़े में आप एक मूल DWDM प्रणाली की पूरी संरचना भी देख सकते हैं):
DWDM तकनीक का उपयोग करके, DWDM सिस्टम बड़ी मात्रा में डेटा के लिए बैंडविड्थ प्रदान करते हैं। वास्तव में, DWDM सिस्टम की क्षमता प्रौद्योगिकियों की प्रगति के रूप में बढ़ रही है जो कि निकटता और इसलिए अधिक संख्या में, तरंग दैर्ध्य की अनुमति देता है। लेकिन डीडब्ल्यूडीएम परिवहन से भी आगे बढ़ रहा है जो तरंग दैर्ध्य प्रावधान और जाल-आधारित संरक्षण के साथ सभी-ऑप्टिकल नेटवर्किंग का आधार बन गया है। फोटोनिक परत पर स्विच करने से यह विकास सक्षम हो जाएगा, जैसा कि राउटिंग प्रोटोकॉल हैं जो प्रकाश पथ को नेटवर्क में उसी तरह से पार करने की अनुमति देते हैं जैसे कि वर्चुअल सर्किट आज करते हैं। प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, DWDM सिस्टम को अधिक लाभ प्राप्त करने के लिए अधिक उन्नत घटकों की आवश्यकता हो सकती है।
