DWDMテクノロジーとDWDMシステムコンポーネントの概要
電気通信は、搬送波が古典的な光ドメインに属する光技術を広く利用している。 電波変調は、非常に高い周波数、通常186〜196 THzの搬送波上で、数ギガヘルツ（GHz）またはギガビット/秒（Gbps）までのアナログまたはデジタル信号の伝送を可能にします。 実際、単一ファイバ上で大きな相互作用なしに伝搬するいくつかの搬送波を使用して、ビットレートをさらに上げることができます。 各周波数が異なる波長に対応することは明らかである。 高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）は非常に狭い周波数間隔のために予約されている。 このブログでは、DWDMテクノロジーとDWDMシステムコンポーネントの概要について説明します。 各コンポーネントの動作は個別に説明されており、基本的なDWDMシステムの全体構造はこのブログの最後に示されています。
DWDMテクノロジーの紹介
DWDMテクノロジは、光ネットワークを拡張したものです。 ＤＷＤＭ装置（マルチプレクサ、略してＭｕｘ）は、単一の光ファイバを介して送信するためにいくつかの光送信機からの出力を組み合わせる。 受信側では、別のDWDMデバイス（デマルチプレクサ、略してDeMux）が結合された光信号を分離し、各チャネルを光受信機に渡します。 DWDMデバイス間で使用される光ファイバは1本だけです（伝送方向ごとに）。 トランスミッタとレシーバのペアごとに1本の光ファイバを必要とする代わりに、DWDMでは複数の光チャネルが1本の光ファイバケーブルを占有することができます。 以下に示すように、高品質のAAWG Gaussianテクノロジを採用することで、FOCC DWDM Mux / Demuxは低い挿入損失（標準3.5dB）と高い信頼性を提供します。 アップグレードされた構造で、これらのDWDMマルチプレクサとデマルチプレクサはより簡単なインストールを提供することができます。
DWDMの主な利点は、プロトコルとビットレートに依存しないことです。 DWDMベースのネットワークは、IP、ATM、SONET、SDH、およびイーサネットでデータを伝送できます。 したがって、DWDMベースのネットワークは、光チャネルを介してさまざまな種類のトラフィックをさまざまな速度で伝送できます。 音声送信、電子メール、ビデオ、およびマルチメディアデータは、DWDMシステムで同時に送信できるサービスのほんの一部の例です。 ＤＷＤＭシステムは、０．４ｎｍの間隔で離間した波長でチャネルを有する。
DWDMは、周波数分割多重（FDM）の一種です。 光の基本的な性質は、異なる波長の個々の光波が媒体内で独立して共存することができることを述べている。 レーザーは、非常に正確な波長の光のパルスを作り出すことができます。 個々の波長の光はそれぞれ異なる情報チャネルを表すことができます。 異なる波長の光パルスを組み合わせることによって、単一のファイバを介して同時に多くのチャネルを伝送することができます。 光ファイバシステムは、電磁スペクトルの赤外帯域（波長1 mm〜400 nm）内の光信号を使用します。 電磁スペクトルの光学範囲内の光の周波数は通常、それらの波長によって識別されるが、周波数（ラムダ間の距離）はより具体的な識別を提供する。
DWDMシステムコンポーネント
ＤＷＤＭシステムは一般に５つの構成要素からなる：光送信機／受信機、ＤＷＤＭ Ｍｕｘ ／ ＤｅＭｕｘフィルタ、光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）、光増幅器、トランスポンダ（波長変換器）。
光トランスミッタ/レシーバ
送信機は、その後多重化されるソース信号を提供するので、ＤＷＤＭコンポーネントとして説明される。 DWDMシステムで使用される光送信機の特性は、システム設計にとって非常に重要です。 ＤＷＤＭシステムにおける光源として複数の光送信機が使用されている。 入ってくる電気的データビット（０または１）は、光の流れの変調を誘発する（例えば、光のフラッシュ＝ １、光の不在＝ ０）。 レーザーは光のパルスを作ります。 各光パルスは、ナノメートル（ｎｍ）で表される正確な波長（λ）を有する。 光キャリアベースのシステムでは、デジタル情報のストリームが物理層デバイスに送信されます。物理層デバイスの出力は、光ファイバケーブルを接続する光源（LEDまたはレーザー）です。 このデバイスは、入力デジタル信号を電気（電子）から光学（光子）形式に変換します（電気から光への変換、EO）。 電気的な1と0は、光ファイバーのコアに光を当てる（例えば、光= 1、光がほとんどない、または光がない= 0）光源をトリガーします。 EO変換はトラフィックに影響しません。 基になるデジタル信号のフォーマットは変わりません。 光のパルスは、全反射によって光ファイバを伝播します。 受信側では、別の光センサ（フォトダイオード）が光パルスを検出し、入力光信号を電気形式に変換します。 一対のファイバは通常、任意の2つの装置（1本の送信ファイバ、1本の受信ファイバ）を接続します。
ＤＷＤＭシステムは、チャネル間の歪みまたはクロストークなしに動作するために非常に正確な波長の光を必要とする。 DWDMシステムの個々のチャネルを作成するには、通常、複数の個々のレーザーが使用されます。 各レーザーはわずかに異なる波長で動作します。 最近のシステムは、200、100、および50 GHzの間隔で動作します。 より新しいシステムは25 GHz間隔をサポートし、12.5 GHz間隔は調査されています。 一般に、 １００および５０ＧＨｚで動作する ＤＷＤＭトランシーバ（ＤＷＤＭ ＳＦＰ、ＤＷＤＭ ＳＦＰ ＋、ＤＷＤＭ ＸＦＰなど）は、今日市場に出回っている。
DWDM Mux / DeMuxフィルタ
複数の送信機によって作成され、異なるファイバで動作する複数の波長（すべて1550 nm帯域内）は、光フィルタ（Muxフィルタ）によって1つのファイバに結合されます。 光マルチプレクサの出力信号はコンポジット信号と呼ばれる。 受信側では、光ドロップフィルタ（DeMuxフィルタ）が複合信号の個々の波長すべてを個々のファイバに分離します。 個々のファイバは、分波された波長をできるだけ多くの光受信機に渡します。 通常、MuxおよびDeMux（送信および受信）コンポーネントは単一のエンクロージャに含まれています。 光Mux / DeMuxデバイスは受動的にすることができます。 コンポーネント信号は、電子的ではなく光学的に多重化および逆多重化されるため、外部電源は不要です。 次の図は双方向DWDM動作です。 Ｎ個の異なるファイバによって搬送されるＮ個の異なる波長のＮ個の光パルスは、 ＤＷＤＭ Ｍｕｘ によって結合される 。 Ｎ個の信号は一対の光ファイバ上に多重化される。 DWDM DeMux はコンポジット信号を受信し、N個のコンポーネント信号のそれぞれを分離してそれぞれをファイバに渡します。 送信信号と受信信号の矢印は、クライアント側の機器を表します。 これは一対の光ファイバの使用を必要とする。 1つは送信用、もう1つは受信用です。
光アド/ドロップマルチプレクサ
光アド／ドロップマルチプレクサ（すなわち、ＯＡＤＭ）は、Ｍｕｘ ／ ＤｅＭｕｘフィルタと比較して、「アド／ドロップ」の異なる機能を有する。 1チャネルOADMの動作を示す図です。 このOADMは、特定の波長の光信号のみを追加またはドロップするように設計されています。 左から右へ、入力コンポジット信号は2つのコンポーネント、ドロップとパススルーに分割されます。 OADMは赤い光信号ストリームだけをドロップします。 ドロップされた信号ストリームはクライアント装置の受信機に渡される。 OADMを通過する残りの光信号は、新しいアド信号ストリームと多重化されます。 OADMは、ドロップされた信号と同じ波長で動作する新しい赤色の光信号ストリームを追加します。 新しい光信号ストリームはパススルー信号と組み合わされて新しい複合信号を形成する。
DWDM波長での動作用に設計されたOADMは DWDM OADM と呼ば れ、CWDM波長での動作は CWDM OADM と呼ばれ ます。 どちらも現在市場に出回っています。
光アンプ
光増幅器は、追加のエネルギーで信号の光子を直接刺激することによって、振幅を高めたり、ファイバを通過する光信号に利得を追加したりします。 それらは「ファイバ内」デバイスです。 光増幅器は広範囲の波長にわたる光信号を増幅する。 これはDWDMシステムアプリケーションにとって非常に重要です。 エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）は、ファイバ内光増幅器の最も一般的に使用されているタイプである。 DWDMシステムで使用されるEDFAは、CATVまたはSDHシステムで使用されるEDFAと比較して、DWDM EDFAと呼ばれることもあります。 DWDMシステムの伝送距離を延ばすために 、DWDM EDFA、CATV EDFA、SDH EDFA、EYDFA、およびラマンアンプなど、Fiberstoreの すべてのタイプの光アンプを 入手できます 。 DWDM EDFA）
トランスポンダー（波長変換器）
トランスポンダは、1つの入力波長からDWDMアプリケーションに適した別の出力波長に光信号を変換します。 トランスポンダは光 - 電気 - 光（ＯＥＯ）波長変換器である。 トランスポンダは光の波長を変換するためにOEO操作を実行するので、何人かの人々はそれらを略して「OEO」と呼びました。 DWDMシステム内では、トランスポンダがクライアントの光信号を電気信号（OE）に変換し、2R（Reamplify、Reshape）または3R（Reamplify、Reshape、およびRetime）機能を実行します。 以下の図は、双方向トランスポンダの動作を示しています。 トランスポンダは、クライアントデバイスとDWDMシステムの間にあります。 左から右に、トランスポンダはある特定の波長（１３１０ｎｍ）で動作する光ビットストリームを受信する。 トランスポンダは、着信ビットストリームの動作波長をITU準拠の波長に変換します。 その出力をDWDMシステムに送信します。 受信側（右から左）では、プロセスが逆になります。 トランスポンダは、ITU準拠のビットストリームを受信し、その信号をクライアントデバイスが使用する波長に変換します。
トランスポンダは、一般に、ＤＷＤＭシステムだけでなくＣＷＤＭシステムも含むＷＤＭシステム（２．５から４０Ｇｂｐｓ）で使用されている。 Fiberstoreは、異なるモジュールポート（SFPからSFP、SFP +からSFP +、XFPからXFPなど）を備えたさまざまなWDMトランスポンダー（OEOコンバーター）を提供しています。
DWDMシステムコンポーネントとDWDMテクノロジーの連携
DWDMシステムはこれら5つのコンポーネントで構成されているため、それらはどのように連携しますか。 次の手順で答えを得てください（また、下の図で基本的なDWDMシステムの全体構造を確認できます）。
DWDM技術を使用して、DWDMシステムは大量のデータに帯域幅を提供します。 実際、DWDMシステムの容量は、技術が進歩するにつれて、より狭い間隔、したがってより多数の波長を可能にするように成長しています。 しかしDWDMは、トランスポートを超えて、波長プロビジョニングとメッシュベースの保護を備えた全光ネットワーキングの基盤にもなりつつあります。 フォトニックレイヤでの切り替えは、この進化を可能にします。これは、今日の仮想回線とほぼ同じ方法で、光パスがネットワークを通過できるようにするルーティングプロトコルと同じです。 技術の発展に伴い、DWDMシステムはより大きな利点を発揮するためにより高度なコンポーネントを必要とするかもしれません。
