WDM

Oct 05, 2020

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1. DWDMは、Dense Wavelength Division Multiplexingの略語です。これは、既存の光ファイバーバックボーンネットワークの帯域幅を増やすために使用されるレーザー技術です。より正確には、この技術は、達成可能な伝送性能を利用するために(たとえば、最小の分散または減衰を達成するために)、指定された光ファイバ内の単一ファイバキャリアの狭いスペクトル間隔を多重化することです。情報伝送能力を考えると、必要な光ファイバーの総数を減らすことができます。

2、Win32デバイスドライバアーキテクチャ

3.機関車用語:WDM:ワイヤーダイグラムマニュアル、ライン構築マニュアル。マニュアルには、航空機のラインの接続とレイアウトが規定されています。

波長分割多重(波長分割多重)は、複数のレーザーを使用して、単一のファイバー上で異なる波長の複数のレーザーを同時に送信する技術です。各信号は、データ(テキスト、音声、ビデオなど)が変調された後、固有のカラーバンドで送信されます。 WDMは、電話会社やその他の事業者の既存の光ファイバーインフラストラクチャの容量を大幅に増やすことができます。メーカーは、DWDM(高密度波長分割多重)システムとも呼ばれるWDMシステムを導入しています。 DWDM

異なる波長の150以上の光波の同時伝送をサポートでき、各光波は最大10Gb / sのデータ伝送速度に達することができます。このシステムは、髪の毛より細い光ケーブルで1Tb / sを超えるデータ転送速度を提供できます。

光通信は、光が送信用の信号を運ぶ方法です。光通信の分野では、人々は周波数ではなく波長で名前を付けることに慣れています。したがって、いわゆる波長分割多重(WDM)は、本質的に周波数分割多重です。 WDMは、1本の光ファイバーで複数の波長(チャネル)を伝送し、1本の光ファイバーを複数のGG quot; virtual"に変換するシステムです。繊維。もちろん、各仮想ファイバは異なる波長で独立して動作するため、光ファイバの伝送容量が大幅に向上します。 。 WDMシステム技術の経済性と有効性により、現在の光ファイバー通信ネットワークを拡張する主な手段になっています。システムの概念として、波長分割多重技術には通常、1310nmと1550nmの波長を使用する波長分割多重、疎波長分割多重(CWDM、粗波長分割多重)、高密度波分割多重(DWDM)の3つの多重方式があります。 、高密度波長分割多重)。

2つの波長
この多重化技術は、1970年代初頭に2つの波長のみを使用しました。1つは1310 nmウィンドウで、もう1つは1550nmウィンドウで使用しました。 WDMテクノロジーは、シングルファイバーデュアルウィンドウ伝送を実現するために使用されました。これは、波長分割多重の最初の使用でした。 。

粗波長分割多重
バックボーンネットワークや長距離ネットワークへの応用に続いて、波長分割多重技術は、主に粗波長分割多重技術に言及して、メトロポリタンエリアネットワークでも使用され始めています。 CWDMは、1200〜1 700 nmの広いウィンドウを使用し、主に1550nmの波長のシステムで使用されます。もちろん、波長1310nmの波長分割多重方式も開発中です。粗波長分割多重(長波長間隔)デバイスの隣接チャネル間の距離は、一般に≥20nmであり、波長の数は、通常4または8波、最大16波です。多重化チャネル数が16以下の場合、CWDMシステムで使用されるDFBレーザーは冷却を必要としないため、CWDMシステムは、コスト、消費電力要件、および機器サイズの点でDWDMシステムよりも多くの利点があります。 CWDMはますます広く使用されています。業界で受け入れられています。 CWDMは、高価な高密度波長分割マルチプレクサとGGquot;光増幅器GGquot;を選択する必要はありません。 EDFAであり、リレーとして安価なマルチチャネルレーザートランシーバーを使用するだけでよいため、コストが大幅に削減されます。現在、多くのメーカーが2〜8波長の商用CWDMシステムを提供することができています。これは、地理的領域がそれほど広くなく、データサービスの開発がそれほど速くない都市での使用に適しています。

高密度波長分割多重
高密度波長分割多重(DWDM)技術は、8〜160の波長を伝送でき、DWDM技術の継続的な開発に伴い、逆多重化された波数の上限は依然として増加しており、間隔は一般に1.6 nm以下であり、主に長距離伝送システム。すべてのDWDMシステムで分散補償技術が必要です(多波長システムの非線形歪みを克服するために-4光波混合現象)。 16波長DWDMシステムでは、従来の分散補償ファイバが一般に補償に使用されますが、40波長DWDMシステムでは、分散スロープ補償ファイバを補償に使用する必要があります。 DWDMは、同じファイバで異なる波長を同時に組み合わせて送信できます。効果的な伝送を確保するために、1つのファイバーが複数の仮想ファイバーに変換されます。 DWDMテクノロジーを使用すると、1本の光ファイバーで最大400 Gbit / sのデータトラフィックを送信できます。メーカーが各光ファイバーにチャネルを追加するにつれて、1秒あたりのテラビットの伝送速度はもうすぐです。

技術レベル
既存のWDMシステムの伝送容量のテストレベルに関する限り、Nortelおよび他社の1.6Tbit / s(160(10Gbit / s)WDMシステムは成功しています。後の展示会で、Nortelは80を発表しました。 (80Gbit / s)WDMシステム。システムの総容量は6.4Tbit / sです。さらに、ルーセントは、スペクトル幅80nmの光増幅器で1022波長の世界記録を作成しました。同時に、いくつかの世界的に有名な企業の既存のWDMシステムのさまざまな指標について学びました。

中国では、WDM技術の研究開発が活発であるだけでなく、非常に急速に進んでいます。武漢郵便通信研究所(WRI)、北京大学、清華大学、郵便通信省の5つの研究所は、送電実験または建設試験プロジェクトを次々と実施してきました。例:Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunicationsは、1997年10月に16(2.5Gbit / s600km単方向伝送システム)の実行に成功し、北京GG#39; 98国際通信展示会で32(2.5Gbit / s WDM)のデモを行いました。 1998年10月。伝送システム、および容量40(10Gbit / s)のWDMシステムの伝送もテストされており、ハイテクWDMシステムもテストされています。

Huawei、Ericsson、ZTE、FiberhomeなどのメーカーはWDM関連のレイアウトを採用しており、Huawei GG#39;のWDMグローバル市場シェアは1位に躍り出ています。 100G WDM製品が正式に商品化され、400Gの技術的検証と実験が実験室でテストされました。

見通し
WDMは、光ドメインの多重化技術です。光層ネットワーク、GGquot;全光ネットワークGGquot;の形成は、光通信の最高段階になります。 WDMおよびOXC(光相互接続)に基づく光ネットワーク層の確立、ユーザーのエンドツーエンドの全光ネットワーク接続の実現、および純粋なGG quot;全光ネットワークGGによる光変換のボトルネックの解消quot;将来のトレンドになります。 WDMテクノロジーは依然としてポイントツーポイントアプローチに基づいていますが、ポイントツーポイントWDMテクノロジーは全光ネットワーク通信の最初で最も重要なステップです。そのアプリケーションと実践は、全光ネットワークの開発に貢献しています。

使用する
DWDMは、同じファイバで同時に異なる波長を組み合わせて送信できます。効果を確保するために、1つのファイバーが複数の仮想ファイバーに変換されます。したがって、8つの光ファイバキャリア(OC)を多重化する、つまり1つのファイバで8つの信号を送信する場合、伝送容量は2.5 Gb / sから20Gb / sに増加します。 DWDMテクノロジーを使用しているため、1本の光ファイバーで送信できるデータフローは最大40Gb / sです。メーカーが各ファイバーにチャネルを追加するにつれて、1秒あたりのテラビットの伝送速度はもうすぐです。

技術
波長分割多重(WDM)は、送信端でマルチプレクサ(マルチプレクサとも呼ばれます)を介して、異なる波長の2つ以上の光キャリア信号(さまざまな情報を伝送)を結合し、それらを光に結合します。ラインの光ファイバー;受信側では、さまざまな波長の光キャリアがデマルチプレクサ(デマルチプレクサまたはデマルチプレクサとも呼ばれます)によって分離され、光受信機がさらに処理を実行して元の信号を復元します。同じ光ファイバで異なる波長の2つまたは複数の光信号を同時に送信するこの技術は、波長分割多重と呼ばれます。

WDMは本質的に、光ドメインにおける周波数分割多重FDMテクノロジーです。各波長チャネルは周波数領域分割によって実現され、各波長チャネルはファイバのセクションの帯域幅を占有します。 WDMシステムで使用される波長はすべて異なります。つまり、特定の標準波長です。 SDHシステムの通常の波長と区別するために、カラー光インターフェイスと呼ばれることもあり、通常の光システムの光インターフェイスはGGquot;白色光ポートGGquot;と呼ばれます。またはGGquot;白い光ポートGGquot; GGquot;。

通信システムの設計が異なり、各波長間の間隔幅も異なります。異なるチャネル間隔に応じて、WDMはCWDM(スパース波長分割多重)とDWDM(高密度波長分割多重)に細分できます。 CWDMのチャネル間隔は20nm、DWDMのチャネル間隔は0.2nmから1.2nmであるため、DWDMと比較して、CWDMはスパース波長分割多重技術と呼ばれます。

特徴
(1)超大容量トランスミッション。

WDMシステムの多重化光チャネルレートは2.5Gbit / s、10Gbit / sなどであり、多重化光チャネルの数は4、8、16、32、またはそれ以上である可能性があるため、システムは300〜400Gbit / sまたはそれ以上に達する可能性があります。

(2)ファイバーリソースを節約します。

単一波長システムの場合、1つのSDHシステムには1対の光ファイバーが必要です。 WDMシステムの場合、SDHサブシステムがいくつあっても、多重化システム全体に必要なのは1対の光ファイバーだけです。たとえば、16個の2.5Gbit / sシステムの場合、単一波長システムには32本の光ファイバーが必要ですが、WDMシステムには2本の光ファイバーしか必要ありません。

(3)各チャネルの透過的な伝送、スムーズなアップグレードと拡張。

多重化されたチャネルと機器の数が増える限り、システムの伝送容量を増やして拡張を実現できます。 WDMシステムの多重化チャネルは互いに独立しているため、各チャネルは音声、データ、画像などの異なるサービス信号を透過的に送信でき、相互に干渉せず、ユーザーに大きな利便性をもたらします。

(4)EDFAを使用して超長距離伝送を実現します。

EDFAには、高ゲイン、広帯域幅、低ノイズなどの利点があり、その光増幅範囲は1530(1565nmですが、ゲイン曲線の比較的平坦な部分は1540(1560nm)であり、1550nmの動作波長をほぼカバーできます。したがって、広帯域EDFAは、WDMシステムの多重化された光チャネル信号を同時に増幅して、システムの超長距離伝送を実現し、各光伝送システムが光を必要とする状況を回避できます。増幅器。WDMシステム超長距離伝送距離は、多くの中継機器を節約し、コストを削減しながら、数百キロメートルに達することができます。

(5)システムの信頼性を向上させます。

ほとんどのWDMシステムはオプトエレクトロニクスデバイスであり、オプトエレクトロニクスデバイスの信頼性が高いため、システムの信頼性も保証できます。

(6)全光ネットワークを形成することができます。

全光ネットワークは、将来の光ファイバー伝送ネットワークの発展の方向性です。全光ネットワークでは、光パス上で光信号をスケジューリングすることにより、さまざまなサービスのアップダウンと相互接続が実現され、E / O変換における電子デバイスのボトルネックが解消されます。 WDMシステムをOADMおよびOXCと組み合わせて、帯域幅伝送ネットワークの開発ニーズを満たすために、高い柔軟性、高い信頼性、および高い存続性を備えた全光ネットワークを形成できます。

利点
DWDMの主な利点は、そのプロトコルと伝送速度が無関係であることです。 DWDMベースのネットワークは、IPプロトコル、ATM、SONET / SDH、およびイーサネットプロトコルを使用してデータを送信できます。処理されるデータフローは、100 Mb / s〜2.5 Gb / sです。このようにして、DWDMベースのネットワークをレーザーチャネルに含めることができます。さまざまな種類のデータトラフィックをさまざまな速度で送信します。 QoS(Quality of Service)の観点から、DWDMベースのネットワークは、顧客の帯域幅要件とプロトコルの変更に低コストで迅速に対応します。科学技術は日々更新されており、1600G、800G、400Gは国幹線、地方幹線、地方幹線で広く使用されています。例として1600Gを取り上げます。理論的には、光ケーブルが完全に装備されている場合、1本の光ファイバーで160の10Gサービスを伝送できます。光ファイバの利用率を大幅に向上させます。もちろん、光ケーブルの要件も非常に高くなっています。理論値と実際の値は異なります。実際のアプリケーションでは、故障率を回避するために、同じ光ファイバで100チャネルサービスを使用することはめったにありません。

建築
Win32デバイスドライバーアーキテクチャ

現状
新しいビジネスや新しいタイプのPC周辺機器をサポートする必要性は、ドライバー開発に新たな課題をもたらします。新しいバスは、デバイスの数とデバイスドライバーの需要を増やします。デバイスのさまざまな機能が継続的に増加するため、ドライバーの開発はますます複雑になっています。同時に、高速応答のインタラクティブアプリケーションには、ソフトウェアとハ​​ードウェアの緊密な統合が必要です。 1997年には、これらすべての要素を考慮して、Windows95およびWindowsNT用の統合Win32ドライバーモデル(WDM)がさらに開発されました。 WDMを使用すると、単一のドライバソース(x 86バイナリ)を使用して、Windows95およびWindowsNTで新しいバスと新しいデバイスを同時にサポートできます。

目的
WDMの主な目標は、新しいハードウェアのサポートの実現に基づいて開発する必要のあるドライバーの数と複雑さを柔軟に削減する方法を提供することにより、ドライバーの開発を簡素化することです。 WDMは、プラグアンドプレイおよびデバイスの電源管理のための共通のフレームワークも提供する必要があります。 WDMは、新しい機器の簡単なサポートと便利な使用を実現するための重要なコンポーネントです。

これらの目標を達成するために、WDMは、Windows NT I / Oサブシステムによって提供される一連の共通サービスにのみ基づくことができます。 WDMは、プラグアンドプレイ、デバイスの電源管理、および高速応答I / Oフローをサポートするために、一連のコア拡張機能で構成される機能を改善しました。 WDMは、一般的なプラットフォームサービスと拡張機能に加えて、モジュール式の階層型のマイクロドライバー構造も実装しています。タイプドライバは、ユニバーサルバス、プロトコル、またはデバイスクラスをサポートするために必要な機能インターフェイスを実装します。クラスドライバーの一般的な特徴は、コードの再利用に必要な論理デバイスのコマンド設定、プロトコル、およびバスインターフェイスの標準化に必要な条件を提供することです。 WDM GG#39;の標準インターフェースのサポートにより、Windows95およびWindowsNTに必要なデバイスドライバーの数と複雑さが軽減されます。

ハードウェアサポート
ミニドライバーを使用すると、汎用クラスドライバーを拡張して、特定のデバイスプロトコルまたは物理プログラミングインターフェイスのサポートを実現できます。たとえば、ミニドライバを使用してIEEE 1394バスタイプドライバの拡張を実装し、特定のホストコントローラプログラミングインターフェイスをサポートできます。ミニドライバーは、一般的なクラスドライバーインターフェイス関数を拡張するだけで実装できるため、開発が非常に簡単です。ミニドライバーは設計が簡単ですが、ミニドライバーモジュールを再利用する利点は、標準のデバイスプログラミングインターフェイスをサポートすることによっても実現できます。 USBホストコントローラーインターフェイス(OpenHCIまたはUHCI)はこの例です。

モジュラーWDMシステム構造と柔軟で統一されたインターフェイスにより、オペレーティングシステムは、特定のデバイスをサポートするためにさまざまなデバイスドライバーモジュールを動的に構成できます。モジュラーWDMシステム構造と柔軟で統一されたインターフェイスにより、オペレーティングシステムは、特定のデバイスをサポートするためにさまざまなドライバーモジュールを動的に構成できます。一般的なドライバースタックは、特定のプロトコルと特定のバスミニドライバーに接続された汎用デバイス、プロトコル、およびバスタイプのドライバーで構成されます。たとえば、オペレーティングシステムは、このようなカメラをサポートするようにドライバスタックを構成でき、そのコマンドはイメージクラスによって定義され、IEEE 1394バスクラスの機能制御プロトコル(FCP)クラスに従って発行されます。この柔軟性により、ミニドライバーを実装するだけで多機能デバイスを簡単にサポートして、多機能ハードウェアを複数のデバイスクラスのインターフェイスに接続することもできます。プラグアンドプレイデバイスのサポートを実現するには、WDMドライバースタックを動的に構築することが重要です。

システムアプリケーション
WDMサービスにより、WindowsNTおよびWindows95の高速応答モデルを実装できます。WDMは、コアスレッドと非コアスレッド、IRQレベル、遅延プログラム呼び出し(DPC)などの複数の実行優先順位を提供します。すべてのWDMクラスとミニドライバーは、コア状態(レイヤー0)で特権スレッドとして実行されます(CPUスケジューラーによって中断されません)。 32のIRQレベルを使用して、ハードウェア割り込みサービスの優先度を区別できます。割り込みごとに、DPCは、割り込みが有効なIRQ​​サービスルーチンが完了するまで待機してから実行されるようにキューに入れられます。 DPCは、割り込みが禁止される時間を効果的に短縮することにより、システムGG#39;の割り込みへの応答を大幅に改善しました。マルチプロセッサを使用するx 86-ベースのPCシステムの場合、Windows NTでの割り込みサポートは、Intel GG#39;のマルチプロセッサ仕様バージョン1.4に基づいています。

ソフトウェアアプリケーション
アクティブなマルチメディアを必要とするアプリケーションの場合、WDMは、I / Oストリームを処理するためのコア状態での高速応答インターフェイスを提供します。 WDMストリームインターフェイスは、標準のWDMインターフェイスを介して提供されます。 WDMの場合、マルチメディアストリームは、1つ以上のソフトウェアフィルターとデバイスドライバーで処理できます。 I / Oストリームの処理を高速化するために、WDMストリームはハードウェアに直接アクセスでき、非コア状態とコア状態の間の変換によって引き起こされる遅延を回避し、中間I / Oバッファの必要性も節約します。 。

WDMが提供する利点を最大限に活用するには、USBおよびIEEE 1394を使用して、プラグアンドプレイ互換の電源管理入力、サウンド、グラフィックス、およびストレージ周辺機器を使用することをお勧めします。

WDMドライバーは、WindowsNT上の既存のWindowsNTドライバーと共存できます。または、Windows95上の既存のWindows95ドライバーと共存できます。既存のWindowsNTおよびWindows95ドライバーは引き続きサポートされますが、WDMの高度な利点はサポートされません。中古。 Microsoftが提供する拡張可能なWDMクラスドライバーは、新しいデバイスをサポートするための最良の選択です。新しいWDMクラスドライバーの開発を開始する前に、ハードウェア開発者はMicrosoftに相談して、特定のデバイスクラスのサポート情報を入手する必要があります。可能であれば、クラスドライバーを1回だけ作成し、WDMミニドライバーを使用して特定のハードウェアインターフェイスのドライバーに拡張する方法を使用します。

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