波長分割多重とは(WDM、CWDM、DWDM)

May 25, 2020

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WDMとは

WDM(波長分割多重)は、波長分割多重と呼ばれる大容量信号を伝送するための光通信技術の一つです。図 1 は、WDM伝送の概略図を示しています。 WDMの送信側には、波長の異なる複数の半導体レーザー(LD)を用意し、各LDを変調して信号光を作ります。これらの信号光は、マルチプレクサ(Muxとも呼ばれます)を使用して1本の光ファイバーに伝送されます。受信側では、波長デマルチプレクサ(DeMultiplexer:DeMuxとも呼ばれます)を使用して光を各波長に分割し、光検出器(PD)が信号を受信します。 1波長で信号を送信する場合と比較して、2波長で送信する場合は2倍、3波長の場合は、より多くの波長を使用することでより多くの信号を送信することが可能です。

Schematic diagram of WDM transmission

図 1。 WDM伝送の模式図

CWDM(Coarse WDM)は、広い波長間隔のWDMです。

WDM伝送では、使用する波長が多いほど多くの信号を送信できますが、多くの波長を使用するためには、特定の波長帯域を狭い波長間隔に分割する必要があります。波長間隔が狭い場合、LDの波長や各波長を分離するフィルターなどの部品を高精度にする必要があるため、価格が高くなります。一方、波長間隔が広い場合、送信できる信号量は少なくなりますが、システムは安価になります。そのため、ITU-T(国際電気通信連合通信標準化部)では、2つのWDM波長間隔を定め、用途に応じたシステムを使用できるようにしています。 1つはDWDMと呼ばれる波長間隔の狭い規格で、大容量長距離伝送に適しています。もう1つはCWDMと呼ばれる波長間隔の広い規格で、容量がそれほど大きくない 50 〜 80 kmの伝送に適しています。

図 2 は、CWDM波長を示しています。中心波長は、 18 Oバンド、Eバンド、Sバンド、Cバンド、Lバンドを含む 1271 nmから 1611 nmに分割された波長で、 20 nm間隔で。実際、 18 すべての波長が使用されているケースはほとんどなく、 8 1471 nmから 1611 nmまでの波長、または 4 以下の波長{{10} }} nm〜 1611 nmがよく使用されます。これは、多くの一般的な量産光学部品がこの波長帯で使用できるためです。たとえば、波長分割/多重化に使用されるCWDMフィルター、ユニット化されたMux / DeMuxユニット、特定の波長を抽出および追加する光アド/ドロップモジュール(OADM)を使用できます。

近年、 100 GbE-LR 4 1300 nm帯(O帯)の4波長を用いた高速ネットワーク光通信技術が確立され、この波長帯のCWDM主に利用されてきた波長帯域のCWDMとは異なり、利用が注目されています。

CWDM wavelength

図 2。 CWDM波長

DWDM(Dense WDM)は、波長間隔が狭いWDMです。

図 3 は、DWDM波長を示しています。 DWDMの場合、間隔は波長ではなく光の周波数によって決まります。 DWDMは光増幅器を用いた長距離伝送を前提としているため、増幅が容易なCバンドとLバンドのみを使用し、波長を非常に細かく分割して伝送容量を増やしています。 100 GHz間隔に加えて、 200 GHz間隔標準もあります。詳細については、ITUグリッドDWDM参照表を参照してください。波長分割には、DWDMフィルター、Mux / DeMuxユニット、AWGモジュール、光アド/ドロップモジュール(OADM)などの大量生産された光コンポーネントを使用できます。



DWDM frequency (wavelength)

図 3。 DWDM周波数(波長)

WDMが使用されるネットワーク

図 4 は、光通信ネットワークのイメージを示しています。ネットワークは、主要都市を結ぶコアネットワーク、県内主要エリアを結ぶメトロネットワーク、家庭と企業を結ぶアクセスネットワークに分かれています。 DWDMはコアネットワークに使用されます。大容量のために多数の波長を使用し、長距離伝送には光増幅器を使用します。 CWDMは主にメトロネットワークで使用されます。 CWDMは、光増幅器を使用しないという前提に基づいており、通信距離は約 50 km〜 80 kmです。都道府県のほとんどのエリアは光増幅器なしでカバーできますが、ファイバ損失が予想よりも大きい場合や、さらに距離を伸ばしたい場合は、当社が開発したCWDM増幅器を使用できます。

Image of optical communication network

図 4。光通信ネットワークのイメージ



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