CWDM แบบใยแก้วนำแสงเส้นเดียว, OADM และสปลิตเตอร์แยกแบนด์

ลิงก์ CWDM แบบพื้นฐานใช้ใยแก้วนำแสงสองเส้นและมัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์หนึ่งคู่ที่ปลายแต่ละด้าน มีสองรูปแบบที่ใช้ใยแก้วนำแสงอันมีจำกัดให้คุ้มค่ายิ่งขึ้น ได้แก่ CWDM ใยแก้วนำแสงเส้นเดียว (สองทิศทาง) ซึ่งแต่ละช่องสัญญาณเดินทางไปทิศทางหนึ่งและคู่ของมันเดินทางไปอีกทิศทางบนเส้นใยเดียวกัน และมัลติเพล็กเซอร์เพิ่ม/ลดสัญญาณเชิงแสง (OADM) ซึ่งให้ไซต์งานระหว่างทางดึงช่องสัญญาณหนึ่งหรือสองช่องออกจากทรังก์ที่ผ่านมา ทั้งสองแบบเป็นพาสซีฟและราคาถูก ทั้งสองแบบมีวิธีคำนวณการสูญเสียและกฎการจับคู่ของตัวเอง

CWDM ใยแก้วนำแสงเส้นเดียว

บนใยแก้วนำแสงเส้นเดียว ความยาวคลื่นแต่ละคลื่นใช้ได้เพียงทิศทางเดียวเท่านั้น ลิงก์หนึ่งจึงกินสองช่องสัญญาณ ทิศทางละหนึ่งช่อง และโมดูลที่ปลายทั้งสองด้านเป็นคู่กัน คือ Tx λ1 / Rx λ2 ที่ไซต์ A, Tx λ2 / Rx λ1 ที่ไซต์ B

องค์ประกอบ	CWDM สองเส้นใย	CWDM เส้นใยเดียว
ช่องสัญญาณต่อลิงก์ 1G/10G	1	2
ลิงก์สูงสุดบน 18 ช่องสัญญาณ	18 (บน 2 เส้นใย)	9 (บน 1 เส้นใย)
โมดูล	โมดูล CWDM เหมือนกันทั้งสองด้าน (λ เดียวกัน)	จับคู่กัน: ความยาวคลื่น Tx/Rx สลับกันระหว่างสองด้าน
มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์	มัลติเพล็กเซอร์และดีมัลติเพล็กเซอร์แยกกัน หรือยูนิตดูเพล็กซ์ตัวเดียว	มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์เส้นใยเดียวหนึ่งตัวต่อด้าน มีพอร์ตร่วม พอร์ตช่องสัญญาณเป็นแบบดูเพล็กซ์ (Tx λn, Rx λm)
การสะท้อนแสง	ยอมรับได้	ต้องต่ำ การสะท้อนของ Tx จะย้อนเข้าไปในเส้นทางฟิลเตอร์ Rx ของฝั่งเดียวกัน ให้ใช้คอนเนกเตอร์ APC หรือ UPC คุณภาพดีและไม่เปิดพอร์ตทิ้งไว้

การจับคู่โดยทั่วไปเป็นไปตามการออกแบบมัลติเพล็กเซอร์ของผู้ผลิต (เช่น 1270↔1290, 1310↔1330 … หรือคี่↔คู่) การใช้โมดูลความยาวคลื่นเดียวกันทั้งสองด้านจะทำให้ลิงก์ดับทั้งสองฝั่ง (ความไม่ตรงกันทางกายภาพ) SFP แบบ BiDi (1310/1490, 1270/1330) คือกรณีพิเศษสองช่องสัญญาณของแนวคิดเดียวกันนี้ (ทรานซีฟเวอร์ CWDM)

OADM

OADM วางอยู่กลางทรังก์ และสำหรับความยาวคลื่นที่เลือกไว้หนึ่งหรือหลายคลื่น จะลดช่องสัญญาณนั้นไปยังพอร์ตท้องถิ่น และเพิ่มสัญญาณจากตัวส่งท้องถิ่นกลับเข้าทรังก์ในช่องความยาวคลื่นเดิม ส่วนช่องสัญญาณอื่นทั้งหมดผ่านทะลุไป (express)

ชนิดของ OADM	ช่องสัญญาณที่ลด/เพิ่ม	การสูญเสียของช่อง Express (ต่อครั้ง)	การสูญเสียจากการลด/เพิ่ม
1 ช่องสัญญาณ	1 (สองเส้นใย: 1 λ; เส้นใยเดียว: 1 คู่)	0.8–1.2 dB	1.0–1.5 dB
2 ช่องสัญญาณ	2	1.0–1.5 dB	1.0–1.5 dB
4 ช่องสัญญาณ	4	1.5–2.0 dB	1.2–1.8 dB
East/West (สองทิศทาง)	เหมือนข้างต้น บนทั้งสองทิศทางของทรังก์	เหมือนข้างต้นต่อทิศทาง	—

การต่อ OADM เรียงกัน N ตัวบนบัสหรือวงแหวนทำให้เสีย N × การสูญเสียของช่อง express สำหรับช่องสัญญาณที่ผ่านทุกตัว ช่องสัญญาณที่ไปไกลที่สุดต้องแบกรับงบประมาณของทุกไซต์งานระหว่างทาง (มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ CWDM และงบประมาณลิงก์)

โทโพโลยี

โทโพโลยี	คำอธิบาย	หมายเหตุ
จุดต่อจุด	มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ที่ปลายทั้งสองด้าน	รูปแบบพื้นฐาน
บัส (เพิ่ม/ลดสัญญาณแบบเส้นตรง)	ทรังก์จากฮับผ่านไซต์ A, B, C แต่ละไซต์มี OADM	งบประมาณช่องสัญญาณต่างกันในแต่ละไซต์ ให้วางแผนความยาวคลื่นเพื่อให้ไซต์ที่ไกลที่สุดได้ช่องที่สูญเสียต่ำ
วงแหวน	ทรังก์วนกลับมาที่ฮับ; OADM แบบ East/West ที่แต่ละไซต์	การป้องกัน: แต่ละไซต์เข้าถึงฮับได้ทั้งสองทางด้วยโมดูลแบบ 1+1 หรือการสลับเส้นทาง
ฮับกับสาขาบนทรังก์เดียว	OADM 1 ช่องสัญญาณต่อไซต์ปลายทาง	แบ็คฮอลมือถือ, แคมปัส

รูปแบบการใช้งานจริงและข้อขัดข้อง: การใช้งาน CWDM

ตัวแยกแบนด์และการซ้อนสัญญาณ

ตัวแยกแบนด์ 1310/1550 (คัปเปลอร์ WDM) แยกแบนด์ O ออกจากแบนด์ C/L โดยสูญเสีย 0.5–1 dB ทำให้ลิงก์ 1310 nm เดิมอยู่ร่วมกับสัญญาณ CWDM หรือ DWDM ที่ซ้อนทับในย่านบน (1470–1610 nm) ได้ หรือให้ลิงก์ 1550 nm รุ่นเก่าอยู่ร่วมกับช่องสัญญาณแบนด์ O ใหม่ได้ ชุดค่าผสมที่ต้องระวัง:

ย่านบนของ CWDM + DWDM แบนด์ C ของ DWDM (1530–1565 nm) ครอบครองช่องสัญญาณ CWDM ที่ 1530 และ 1550 มัลติเพล็กเซอร์ CWDM แบบ “เว้นช่อง 1550” จะเว้นช่องนั้นว่างไว้สำหรับสัญญาณ DWDM ที่ซ้อนทับ
CWDM + PON ความยาวคลื่น 1490/1310 nm ของ GPON และ 1577/1270 nm ของ XGS-PON ชนกับช่องสัญญาณ CWDM การอยู่ร่วมกันต้องมีแผนฟิลเตอร์เฉพาะ (ความยาวคลื่นของ PON)
จุดพีกน้ำที่ 1383 nm ช่องสัญญาณ 1370–1410 ต้องใช้ใยแก้วนำแสงจุดพีกน้ำต่ำ (G.652.D)

ตารางช่องสัญญาณ: ผังช่องสัญญาณ CWDM แบนด์ต่าง ๆ: แบนด์ความยาวคลื่น

การคำนวณงบประมาณของไซต์เพิ่ม/ลดสัญญาณ

ตัวอย่าง: CWDM 10G, ฮับ → ไซต์ C ผ่าน OADM ที่ A และ B รวมระยะ 35 km

รายการ	การสูญเสีย, dB
มัลติเพล็กเซอร์ที่ฮับ (แทรกสัญญาณ)	1.5
ใยแก้วนำแสง 35 km ที่ย่าน 1550 nm (0.25 dB/km)	8.8
OADM ที่ A, express	1.0
OADM ที่ B, express	1.0
OADM ที่ C, ลดสัญญาณ	1.2
คอนเนกเตอร์ (8 คู่ × 0.4)	3.2
จุดเชื่อม (12 × 0.1)	1.2
รวม	17.9
โมดูล 10G CWDM 40 km: Tx ต่ำสุด 0 dBm, ความไวของ Rx −16/−18 dBm	ค่าเผื่อ 0 … 2 dB ก้ำกึ่ง
เช่นเดียวกันแต่ใช้โมดูลคลาส 80 km (APD, Tx +1, ความไว −24)	ค่าเผื่อ ≈ 7 dB สบาย แต่ต้องตรวจโอเวอร์โหลดที่ไซต์ A/B (เส้นทางสั้น)

กฎ: ให้ไซต์ที่ไกลที่สุดใช้ช่องสัญญาณที่ใยแก้วนำแสงสูญเสียต่ำสุด (1550–1610 nm ระวังดิสเพอร์ชันที่ 10G) ใช้โมดูล APD สำหรับเส้นทาง express ที่ยาว และลดทอนสัญญาณที่ไซต์ใกล้ และบันทึกค่า Rx ต่อช่องสัญญาณตอนตรวจรับ (กำลัง Rx และงบประมาณลิงก์)

ข้อขัดข้องเฉพาะของการออกแบบเหล่านี้

อาการ	สาเหตุ
ลิงก์ใยแก้วนำแสงเส้นเดียวดับทั้งสองทาง	โมดูลความยาวคลื่นเดียวกันทั้งสองด้าน; คู่ไม่ตรงกัน
ลิงก์ใยแก้วนำแสงเส้นเดียวมีข้อผิดพลาด แต่ปกติดีบนใยแก้วนำแสงสองเส้น	การสะท้อนจากคอนเนกเตอร์ที่เปิดค้างหรือสกปรกเข้าตัวรับฝั่งเดียวกัน
ไซต์เพิ่ม/ลดสัญญาณหนึ่งไซต์ดับ ไซต์อื่นปกติ	ช่องสัญญาณ OADM ผิด ความยาวคลื่นโมดูลไม่ตรงกับช่องของ OADM
ไซต์ไกลก้ำกึ่งหลังเพิ่ม OADM	การสูญเสียของช่อง express ถูกเพิ่มเข้าไปในทุกช่องสัญญาณปลายทาง คำนวณงบประมาณใหม่
มีข้อผิดพลาดเฉพาะช่องสัญญาณ 1610/1590 nm ที่ 10G	ค่าปรับลดจากดิสเพอร์ชันบนความยาวคลื่นที่ยาวที่สุด (มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ CWDM และงบประมาณลิงก์)

ใน CodingBox

ฟิลด์ความยาวคลื่นของโมดูลเป็นหลักฐานเดียวที่ยืนยันช่องสัญญาณของมัน ให้อ่านค่าจากฟิลด์นี้ อย่าเชื่อป้ายสี (Check transceiver) สำหรับคู่ใยแก้วนำแสงเส้นเดียว ให้อ่านค่าโมดูลทั้งสองตัวและยืนยันว่าความยาวคลื่น Tx ต่างกันและตรงกับผังพอร์ตของมัลติเพล็กเซอร์ ก่อนที่จะนำออกจากโต๊ะทดสอบ

หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ