Optik Haberleşmenin Tarihçesi
H. H. Hopkins ve N. S. Kapany'nin 1954 yılında optik dalga kılavuzları ile kısa mesafelere bilgi iletimi konusundaki çalışmalarından sonra A. Maiman'ın 1960 yılında yarıiletken lazeri teknolojiye kazandırmasıyla uzun mesafeli haberleşme uygulamalarının da yapılabileceği tartışmaları başlamış ve optik haberleşmede önemli aşamalar kaydedilerek konuyla ilgili birçok çalışma yapılmıştır. A. Yariv, H. A. Haus, E. Snitzer, H. Osterberg, N. S. Kapany, D. Marcuse, A. W. Snyder ve J. D. Love, konuyla ilgili çalışmaları olan bilim adamları arasındadır. Optik haberleşme, gerek modülatör, sensör, kuplör, dedektör, osilatör, sirkülatör, rezonatör, polarizör, filtre ve kuvvetlendirici gibi devre elemanlarının incelendiği sistem mekanizmasının, gerekse optik dalga kılavuzlarındaki elektromagnetik dalga propagasyonunun analiziyle literatürde yer almakta ve iletişim teknolojisinin gelişiminde kilit noktada bulunmaktadır. Günümüz koşulları, haberleşme alanında daha geniş olanaklara, daha uygun ortam ve araçlara olan ihtiyacı artırmaktadır. Bu konudaki gereksinimler doğrultusunda kullanımı her geçen gün yaygınlaşan optik haberleşme sistemleri, veri iletimi, telefon ağları, kablolu televizyon sistemleri, entegre optik düzenekler, ulaşım, tıp ve askeri uygulamalar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Optik ağların yaygınlaşması ile veri iletim hızı ve kanal kapasitesi artmakta ve güvenli iletişim sağlanmaktadır. Günümüz teknolojisinde, optik haberleşme sistemleri, optik dalga kılavuzlarının hammaddesi olan silisyumun doğada bol miktarda bulunması, izolasyonunun sağlamlığı, hızının yüksekliği, az yer kaplaması, elektromanyetik olaylardan etkilenmemesi, güvenilirliği, maliyetinin düşüklüğü ve özellikle bant genişliğinin büyüklüğü nedeniyle kapasitesinin fazla olması ve iletim kaybının azlığı gibi avantajları dikkate alınarak, diğer haberleşme sistemlerine göre tercih edilmektedir. Bir dielektrik iletim ortamı olan optik fiberler, bakır kablo ve koaksiyel kablo gibi kablolu iletişim ortamlarının yanı sıra serbest uzay propagasyonunun söz konusu olduğu kablosuz iletişime göre de çok daha az kayıplı olması nedeniyle kullanımı artmaktadır. Daha önceden yapılmış haberleşme sistemleriyle uyumlu çalışabilmesi, optik fiberlerin önemli özellikleri arasında yer almaktadır.
Fiber Optik Nedir?
Fiber optik, ışığı kılavuzlayıp çok uzun mesafelere iletilmesini sağlayan cam veya plastik gibi malzemelerden yapılan bir transmisyon ortamıdır. Bilgi taşıyıcısı olarak ışığın kullanıldığı iletişim sistemleri, son zamanlarda oldukça ilgi görmektedir. Işık dalgalarını yeryüzü atmosferinde yaymak zor ve elverişsizdir. Bundan dolayı, günümüzün önde gelen çeşitli ve geliştirme laboratuvarlarında, bir ışık dalgasını ve bu dalgayı bir kaynaktan bir varış yerine göndermek üzere cam ya da plastik fiber kabloların kullanıldığı sistemlerle ilgili araştırmalar yapılmaktadır. Güdümlü fiber optik aracılığıyla bilgi taşıyan iletişim sistemlerine fiber optik sistemler denir. Fiber optik haberleşme sisteminde bilgi, metalik sistemlerdeki gibi elektronların hareketiyle değil, ışık dalgalarıyla (fotonlarla) taşınır. Günümüzde kullanılan fiberler üç bölgeden oluşmaktadır. Bunlar;
Core (Çekirdek); Core merkez bölgedir ve ışığın yolculuk ettiği ince cam tabakasıdır.
Cladding (Cam Örtü); Merkezin dışını saran optik malzemeden üretilmiş, merkezden yansıyan ışığı tekrar merkeze geri gönderen kısım.
Coating ( Kaplama); Coating veya bir diğer adıyla buffer coating en dış yüzeydir ve fiberi neme ve mekanik darbelere karşı koruyan en dış tabakadır.
Işık Dalgası
Işık dalgası çok yüksek frekanslı bir elektromanyetik sinyaldir. Fiber optiğin performansı, Maxwell denklemlerini uygulamak sureti ile tamamıyla analiz edilebilse de, bu oldukça karmaşık bir yöntemdir. Maxwell denklemleri, yerine geometrik ışın izleme yöntemi de kullanılabilir. Işık, nüve içinde dereceli indis fiber gibi sinüs dalgaları çizmek yerine tam yansıma kurallarına bağlı zikzaklar çizerek ilerlemektedir. Işık dalga sistemlerinde, ışık frekansındaki elektromanyetik dalgalar fiber optik kablo içerisinden bilgi taşır. Optik spektrumda fiber optik haberleşme aralığı (1,6 µm-0.6µm) dalga boyları arasındadır. En fazla kullanılan fiber optik dalga boyu 1,3 µm’dir. Görünür ışık dalga boyu aralığı (700 nanometre - 400 nanometre) dalga boyları arasındadır.
Işığın Dalga Boyu
Dalga boyu, bir dalga örüntüsünün tekrarlanan birimleri arasındaki mesafedir. Yaygın olarak Yunanca lamda (λ) harfi ile gösterilmektedir. Dalga boyu frekans ile ters orantılıdır, dolayısıyla dalga boyu uzadıkça frekans azalır.
Fiber Optik Işık Moduna Göre İkiye Ayrılır;
Multimod
Çoklu mod’da (açıda) birden fazla ışık bilgisi gönderilir. 50 mikron ve 62,5 mikron core çapına ve 125 mikron cladding çapına sahiptir. Fiberin iç yapısının genişliğinden dolayı link boyunca farklı mod’da ışık gönderilebilir. Ancak modal dağılma nedeniyle zayıflaması yüksektir ve kısa mesafelerde kullanılabilmektedir. Multimod fiber, yüksek core çapı sayesinde daha düşük maliyetli LED veya VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Lazer) ışık kaynaklarını kullanarak 850nm dalga boyunda iletişime imkân tanımaktadır. Bu sayede özellikle göreceli olarak daha kısa mesafelerin olduğu yerel alan ağlarında maliyet avantajı sağladığı için tercih edilen fiber tipidir.
Singlemod
Tek mod’da (açıda) ışık bilgisi gönderilir. 9 mikron core çapına ve 125 mikron cladding çapına sahiptir. Fiberin iç yapısının dar olmasından dolayı sadece tek bir açıda ışık gönderilebildiği için modal dağılım söz konusu değildir. Bu sayede sinyalin zayıflaması düşük, bant genişliği yüksektir ve çok uzak mesafelerde iletişim sağlanabilmektedir. Singlemod fiberlerde, ışık kaynağı olarak lazer kullanılmaktadır ve 1300nm – 1625nm dalga boyları arasında iletişim yapılabilmektedir. İletişim maliyeti, Multimod’a göre daha yüksektir.
Pasif Optik Network Ağları (PON)
PON (Pasif Optical Network ) Pasif Optik Ağ anlamına gelen bir kısaltmadır. Tek noktadan çok noktaya Fiber optik bölücüler kullanılarak merkezdeki tek bir core üzerinden 8 ila 128 abone beslenmesini sağlayan bir ağ tipidir. PON sistem merkezde OLT (Optical Line Terminal) cihazı ile abone tarafında bulunan ONU’ler den (Optical Network Unit) oluşur. Birkaç farklı tipleri vardır;
BPON ( Broadband PON )
BPON çok popüler PON uygulamalarından birisidir. ATM haberleşme protokolünü kullanır. ATM telefon ağları üzerinden (ses, internet, video) gibi hizmetlerin sağlanmasına yarayan bir teknolojidir. BPON bant genişlikleri ATM teknolojisi ile 155, 522, 1244 Mbps hızlarında olabilirler. Bu sistem CATV (kablolu tv) ile birebir aynıdır. Fiber optik sinyaller 1490nm indirme dalga boyu 1550nm yükleme dalga boyu olarak kullanılırlar.
GPON ( Gigabit PON )
GPON IP tabanlı iletişim sistemleri için kullanılır. ATM ve GEM haberleşme protokollerini kullanır. 2,5Gb/Ps bant hızı sağlayabilmektedir ve bu son kullanıcılar için yeterli bir bant genişliği anlamına gelir. Yükleme ve indirme için farklı dalga boyları kullanır bu uç noktada ve merkezdeki aktif cihazların özelliğine göre değişiklik göstermektedir.
3 Temel Bileşen Mevcuttur;
EPON ( Ethernet PON )
EPON IEEE standartlarına göre Ethernet tabanlı iletişim için kullanılır. Paket tabanlı anahtarlama teknolojisini kullanarak 1Gb/Ps ile 10Gb/Ps arasındaki hızlarda bant genişliği sunabilmektedir.
ÇOKLU ERİŞİM TEKNİKLERİ
Çoklu erişim teknikleri hakkında bilgi vermeden önce, Çoklama/Çoğullama hakkında bir kaç şey söylemekte fayda var. Bilginin, aynı iletim ortamı kullanılarak birden çok kaynaktan yine birden çok alıcıya iletilmesine çoklama veya çoğullama denir. Bu döküman içerisinde bundan böyle çoklama terimi kullanılacaktır. İletim ortamının aynı olması hızların da aynı olmasını gerektirmez. Örneğin bir koaksiyel kablo üzerinden çok hızlı veri haberleşmesi yapılabileceği gibi aynı anda düşük hızlı telgraf haberleşmesi de yapılabilir. İletim ortamı olarak basit bir kablo çiftinden derin uzay boşluğuna kadar pek çok ortam kullanılabilir. Gittikçe küçülen dünyada artan haberleşme ihtiyacını karşılayabilmek için çoklu iletişim tekniklerini kullanmak, yeni teknikler geliştirmek şart olmuştur.
TDM Time Division Multiplexing (Zaman Bölmeli Çoğullama)
Zaman Bölmeli Çoğullama, dijital veya analog bölümleme tiplerinden biridir. Bu tip bölümlemelerde birden fazla sinyalin veya bit dizilerinin tek bir kanal üzerinden gönderilmesi kullanılır. Bu işlem her kanala belirli bir zaman parçası (timeslot) ayırmakla meydana gelir. Aktarımı yapan kanal (Transfer Channel) üzerinden bu kanallar sıraya koyarak veriyi gönderir. TDM zaman bölümlemesini iki şekilde elde eder. Bunlar;
STDM, Synchronous Time Division Multiplexing (Eşzamanlı Zaman Bölmeli Çoklama), STDM’de aynı zaman birimi, bölmeleyici tarafından kanalı kullanan cihazlara ayırır. Bu ayrım olayında kanalın kullanılıp kullanılmamasına bakılmaz. ATDM, Asynchronous Time Division Multiplexing (Eşzamansız Zaman Bölmeli Çoklama), Zaman birimleri cihaza göre ayrılır. Her birim (slot) sinyalin gönderileceği cihazın detaylarını ve mesajını kendisi tutar. Böylece her birim sayısı cihaz sayısına eşit olmak zorunda kalmaz. ATDM iletim kanalının en iyi şekilde kullanılmasına yardımcı olur ve aynı zamanda birden fazla olan yavaş giriş kanallarının, hızlı birer kanala dönüşmesine yardımcı olur. TDM, birden çok kaynaktan gelen bilginin aynı ortamda ancak farklı zamanlarda iletilmesini sağlar. Değişik kaynaklardan gelen paketleri, zaman döneminde geçmeli hale dönüştürür. TDM sistemlerinde, en yaygın kullanılan modülasyon PCM, Pulse Code Modulation (Vuruş Kod Ayarlaması)’dır. Bu sistemlerde birden çok bilgi kanalı örneklenerek PCM koduna dönüştürülür. Sonra tek bir metalik çiftine zaman bölmeli çoklanır. TDM Kavramı ile yüksek hızlı senkron iletişim hattının ortak paylaşılması anlaşılır ve her bir giriş portu için çıkış tarafında zaman dilimleri atanır. TDM giriş portlarındaki gelen veriyi tarar ve yüksek hızdaki iletim hattına bir zaman dilimi ataması yapar. Giriş portlarından bir tanesini yukarıda açıklandığı şekilde değerlendirdikten sonra bir sonraki porta aynı işlem uygulanır. TDM teknolojisinde göz önünde tutulması gereken husus bütün giriş portları üzerindeki toplam bant genişliğinin (bps-bits per seconds) saniye başına düşen bit, çıkıştaki bant genişliğini aşmamasıdır. TDM teknolojisi senkron ve asenkron (Start/Stop Bits) terminallerden iletilen veriyi çoğullayabilmektedir. Her bir kanal girişi, çıkış ucunda bir zaman diliminde yer almaktadır. Buna göre TDM ile çoklu veri girişi tek bir iletim hattına çoğullanmaktadır. Kaynak uçtaki işaretlerin çıkış iletim hattında birleştirilmesi işlemi çoğullama olarak tanımlanır. Çıkış ucunun başka bir varış çoğullama düzeneğinde sonlanması durumunda bu çoğullama düzeneğinde kaynak taraftaki veri geri çoğullanır. Buna da Demultiplexing (Geri Çoğullama) adı verilir. Asenkron işaret; diğer bir işaret için kullanılan saat hızından farklı bir hızda gönderilen işaret demektir. Bilgisayar dilinde ise asenkron işletim diğer işlemlerden bağımsız olarak çalışmaktadır. Öte yandan senkron işletim diğer bir işlemin sonuçlanması neticesinde oluşmaktadır. Senkron protokolü kullanacak tipik uygulama kütüklerin bir noktadan diğer bir noktaya iletimine yöneliktir. Her bir iletim alındığında iletimin başarılı olduğu ve tekrar gönderilmesi gerektiğine dair bir işaret gönderilmektedir.
PCM-TDM Çoğullayıcı
İki kanallı bir PCM-TDM taşıyıcısında her kanal dönüşümlü olarak örneklenir. Bir PCM koduna dönüştürülür. Birinci kanal örneklenip PCM kodu iletilirken ikinci kanal örneklenir ve bir PCM koduna dönüştürülür. Bu süreç devam eder. Örneklemeler kanallardan dönüşümlü olarak alınır. PCM kodlarına dönüştülürek iletilir. Çoklayıcı (Multiplexer) iki girişi bir çıkışı olan anahtardır. Dönüşümlü olarak seçilen kanallar çoklayıcının çıkışına bağlanır. Örneklenen her iki kanalı iletmek için gereken süreye çerçeve süresi denir. İki kanallı bir sistemde her kanal için ayrılan süre, toplam çerçeve süresinin yarısına eşittir. Her çerçeve süresinde her kanaldan bir kez örnekleme alınır. Dolayısıyla toplam çerçeve süresi örnekleme hızının tersine eşittir.
Çerçeveleme
Sayısal Taşıyıcı sisteminde her kanal 8 bitlik bir PCM kodunda olup saniyede 8000 kez örneklenir. (Her kanal aynı hızdadır ancak aynı anda örneklenmez.) 8 bit/Örnekleme x 8000 Örnekleme/saniye = 64000bps = 64Kbps Her çerçevede çerçeveleme biti adı verilen bir bit eklenir. Saniyede 8000 hızda çerçeveleme biti oluşturulur. Bu çerçeveleme bitleri TDM devrelerinde alıcı ile verici arasında çerçeve ve örnekleme eşitlemesinde kullanılır. Avrupa standardında 125µ sn’lik bir çerçeve 32 kanal için 32 eşit zaman bölmesine ayrılır. Bu standarda göre her zaman bölgesinin 8 biti vardır. Dolayısıyla çerçeve başına toplam bit sayısı; Zaman Dilimi 0 256bit/çerçeve x 8000çerçeve/saniye = 2048000bps = 2048 Mbps
Çerçeve Yapısı
Sistem altı birimden oluşur. Bunlar; Kontrol Birimi (KB), Düşük Hızlı Abone Birimi (DHAB), Yüksek Hızlı Abone Birimi (YHAB), Anahtarlama Birimi (AB), Trank Birimi (TB) ve Güç Birimi (GB). Sistemin denetimi yerel bir bilgisayar ile yapılır. Sistemin modüler yapısı kullanıcı ihtiyacına cevap verecek şekilde kurulmaya uygundur.
TDM İhtiyacı
TDM, özellikle ISDN, Telefon servis ağı ve SS7 teknolojilerinde kullanılır. TDM tabanlı ağlar uzun zamandır yaygın olarak kullanıldığı için güvenlidir. Sabit trafik akışının olduğu yerlerde kullanılması önerilir. Çünkü yapısı itibari ile ani veri akışındaki değişikliklere cevap veremez. ATM ve Frame Relay teknolojilerinde bant genişliğinin gereksinime göre ayarlanabilmesi maliyet açısından büyük avantaj sağlar.
Avantajları
Uzun bir geçmişi vardır. Sabit hızdaki veri akışı için uygundur. Gelişmiş yönetim ve kontrol imkânı sağlar.
Dezavantajları
Veri akışı olmadığında bant genişliğinden herhangi bir kazanç sağlamaz.Desteklenen Uygulamaları
Sabit hızda, zamana duyarlı trafiği Öncelikli olarak ses ve veri trafiği Düşük hızda bir ağa erişim imkânı Video konferans Dağıtık uygulamalar (Bilgisayar Destekli Tasarım / Bilgisayar Destekli Üretim)
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Ortogonal Frekans Paylaşımlı Çoklama)
OFDM, Ortogonal Frekans Bölmeli Çoğullama, veri bağlantıları için bazı önemli avantajlar sağlayan bir sinyal dalga biçimi veya modülasyon şeklidir. Buna göre, OFDM, Ortogonal Frekans Bölmeli Çoklama, Wi-Fi, hücresel telekomünikasyon ve daha birçokları içeren en yeni geniş bant genişliği ve yüksek veri hızlı kablosuz sistemler için kullanılır. OFDM'nin, her biri düşük bit hızlı veri taşıyan çok sayıda taşıyıcı kullanması, seçici olma, girişim ve çok yollu etkilere karşı çok esnek olmasının yanı sıra, yüksek derecede spektral verimlilik sağladığı anlamına gelir. OFDM ve genel olarak çok taşıyıcılı modülasyonun kullanımı, kablosuz veri iletişim iletimleri için ideal bir platform sağladığından son yıllarda öne çıkmıştır. Bununla birlikte, OFDM teknolojisi kavramı ilk olarak 1960'larda ve 1970'lerde yakından aralıklı kanallar arasındaki girişimi azaltmak için yöntemler araştırılırken incelenmiştir. Başlangıçta OFDM kullanımı büyük seviyelerde işlem gerektiriyordu ve bu nedenle genel kullanım için uygun değildi.
OFDM Nedir?
OFDM, çok taşıyıcılı bir modülasyon şeklidir. Bir OFDM sinyali bir dizi yakından yerleştirilmiş modüle edilmiş taşıyıcıdan oluşur. Bir taşıyıcıya herhangi bir form ses, veri, vb. Modülasyon uygulandığında, yan bantlar her iki tarafa da yayılır. Bir alıcının verileri başarıyla demodüle edebilmesi için tüm sinyali alabilmesi gerekir. Sonuç olarak, sinyaller birbirine yakın olarak iletildiğinde, aralarında bir filtre kullanarak alıcıyı ayırabilmeleri için aralarında boşluklar olmalı ve aralarında bir koruyucu bant bulunmalıdır. OFDM'de durum böyle değil. Her bir taşıyıcının yan bantları üst üste binse de, birbirlerine dik oldukları için beklenebilecek parazit olmadan da alınabilirler. Bu, taşıyıcı boşluğun sembol periyodunun karşılığına eşit olmasıyla sağlanır. OFDM'nin nasıl çalıştığını görmek için alıcıya bakmak gerekir. Bu, her taşıyıcıyı DC'ye çeviren bir demodülatör bankası görevi görür. Ortaya çıkan sinyal, bu taşıyıcıdan verileri yeniden oluşturmak için sembol süresi boyunca entegre edilir. Aynı demodülatör diğer taşıyıcıları da demodüle eder. Sembol periyodunun karşılığına eşit taşıyıcı aralığı sembol periyodunda çok sayıda çevrime sahip olacakları ve katkıları sıfıra toplanacakları anlamına gelir, başka bir deyişle girişim katkısı yoktur. OFDM gönderme ve alma sistemlerinin bir şartı, doğrusal olmaları gerektiğidir. Doğrusal olmayan herhangi bir durum, modülasyonlar arası bozulma sonucu taşıyıcılar arasında girişime neden olacaktır. Bu, parazite neden olacak ve iletimin dikeyliğini bozacak istenmeyen sinyaller verecektir. Kullanılacak ekipman açısından, OFDM gibi çok taşıyıcılı sistemlerin yüksek tepe / ortalama oranının, vericinin çıktısındaki RF nihai yükselticisinin tepe noktalarını tutabilmesi için ortalama güç çok daha düşükken ve bu yol açar verimsizlik. Bazı sistemlerde zirveler sınırlıdır. Bu, daha yüksek düzeyde veri hatalarıyla sonuçlanan bozulmayı ortaya çıkarsa da, sistem bunları kaldırmak için hata düzeltmesine güvenebilir.
OFDM Avantajları
OFDM, sağladığı birçok avantaj nedeniyle birçok yüksek veri hızlı kablosuz sistemde kullanılmıştır.
OFDM Dezavantajları
OFDM yaygın olarak kullanılmasına rağmen, kullanımı düşünüldüğünde ele alınması gereken kullanımının hala birkaç dezavantajı vardır.
WDM Wavelength Division Multiplexing (Dalgaboyu Bölmeli Çoğullama)
Dalgaboyu Bölmeli Çoğullama, aynı anda farklı dalga boylarında çok ışınlı lazer göndermek için birden çok lazer kullanan bir teknolojidir. Her sinyal, verilerin (metin, ses, video vb.) Modüle edildikten sonra benzersiz renk bandında iletilir. WDM, telefon şirketleri ve diğer operatörler için mevcut optik fiber altyapısının kapasitesini artırabilir. Üreticiler, DWDM (yoğun dalga boyu bölmeli çoğullama) sistemleri olarak da bilinen WDM sistemlerini başlattılar. DWDM, aynı anda 150'den fazla farklı dalga boyundaki kirişleri destekleyebilir ve her kiriş 10Gb/Ps veri iletim hızına ulaşabilir. Sistem saçtan daha ince olan bir kabloyla 1Tb/Ps'den fazla veri iletimi sağlar. Optik iletişim sinyalleri ışıkla iletmenin bir yoludur. Optik iletişim alanında, insanlar frekanstan ziyade dalga boyuna göre isimlendirilir. Bu nedenle, dalgaboyu bölmeli çoklama sözde bir frekans bölmeli çoğullama'dır. WDM, çoklu dalga boyu (kanal) sistemi taşıyan 1 optik fiber üzerinde olup, 1 optik fiber çoklu "sanal" kablolara dönüşmektedir. Her sanal fiber, bağımsız olarak farklı dalga boylarında çalışır. Fiber Optiğin iletim kapasitesi bu sayede büyük ölçüde gelişmiştir. WDM teknolojisinin ekonomik ve etkinliği nedeniyle, fiber optik iletişim ağının günümüzde ayrılmaz ve vaz geçilmez bir parçasıdır. Dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM), çeşitli veri akışlarını, yani tek bir optik fiber üzerine lazer ışığının renkleri açısından değişen dalga boylarındaki optik taşıyıcı sinyallerini modüle eden bir tekniktir. Dalga boyu bölmeli çoğullama WDM, frekans bölmeli çoğulmaya (FDM) benzer, ancak ışığın dalga boyunu ışık frekansına yönlendirir. WDM, radyo frekanslarında yer almak yerine elektromanyetik spektrumun IR kısmında yapılır. Her bir IR kanalı, frekans bölmeli çoğullama (FDM) veya zaman bölmeli çoğullama (TDM) ile birlikte birkaç RF sinyali taşır. Her bir multiplexer kızılötesi kanal son noktada orijinal sinyallere ayrılır veya demultiplekslenir. Farklı formatlardaki ve farklı hızlardaki veriler, her IR kanalında WDM ile birlikte FDM veya TDM kullanılarak tek bir fiber üzerinde aynı anda iletilebilir. Ağ kapasitesinin kademeli olarak artırılmasını ve maliyet etkin biçimde artırılmasını sağlar.
WDM Nedir?
WDM çift yönlü iletişimi sağlar ve sinyal kapasitesini arttırır. Her bir lazer ışını ayrı sinyal seti ile modüle edilir. Dalga boyu ve frekans ters bir ilişkiye sahip olduğundan (kısa dalga boyu daha yüksek frekans anlamına gelir), WDM ve FDM'nin ikisinde de aynı teknoloji bulunur. Alıcı uçta, dalgaboyu duyarlı filtreler, görünür ışık renk filtrelerinin IR analogları kullanılır. İlk WDM tekniği 1970'lerin başında kavramsallaştırıldı. Daha sonra, dalga bölmeli çoğullama (WDM) sistemleri, 10Gb/Ps'lik bir sistemi tek bir fiber optik iletken çifti ile 1.6Tb/Ps'den daha fazla genişletecek 160 sinyali işleyebildi. İlk WDM sistemleri, 1310nm ve 1550nm dalga boylarını kullanan iki kanallı sistemlerdi. Kısa bir süre sonra, fiber zayıflamanın en düşük olduğu 1550nm bölgesini kullanan çok kanallı sistemlerde geldi. Dalgaboyu bölmeli çoklama sistemleri, sinyalleri çoklama ile birleştirebilir ve onları bir ayırıcı ile ayırır. WDM sistemleri telekomünikasyon şirketleri arasında popülerdir, çünkü WDM ve optik amplifikatörler kullanarak daha fazla fiber döşemeden ağ kapasitesini artırmalarına izin verir. Bu iki cihaz Ekle-Çıkar Çoklayıcı (ADM) olarak çalışır, yani diğer ışık hüzmelerini düşürürken aynı anda ışık hüzmeleri ekler ve onları diğer hedeflere ve cihazlara yeniden yönlendirir.
WDM sistemleri dalga boylarına WDM (CWDM) ve yoğun WDM'e (DWDM) göre bölünmüştür. CWDM, yaklaşık 1550nm dalga boylu “C-Band” veya “Erbium Penceresi” olarak adlandırılan 8 fiber kanalla çalışır. DWDM ayrıca C bandında da çalışır ancak 100GHz aralığında 40 kanal veya 50GHz aralığında 80 kanalı vardır. Çoğunlukla WDM sistemleri, 9mm çekirdek çapına sahip single mod’lu fiber optik kablolarla çalıştırılır. Dalga boyu bölmeli çoğullama, farklı dalga boylarına sahip optik sinyallerin birleştirildiği, iletildiği ve ayrıldığı bir tekniktir.
DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing (Yoğun Dalgaboyu Bölmeli Çoğullama)
Yoğun Dalga Boyu Bölmeli Çoklama (DWDM), farklı dalga boylarında tek bir fiberde aynı anda iletilecek olan birden fazla sinyale izin veren ve aynı zamanda mevcut fiber ağları üzerinden bant genişliğini arttırmak için kullanılan bir optik çoklama teknolojisidir. Erbiyum katkılı fiber amplifikatörlerin geniş amplifikasyon bant genişliği nedeniyle, tüm kanallar genellikle tek bir cihazda büyütülebilir. DWDM sistemleri, yüksek kanal sayısı ve daha uzun erişime sahiptir. Bu teknolojide, başka bir fiber gerekli değildir ve DWDM nedeniyle, tek fiberler 400Gb/Ps hızında veri iletebilmiştir. Bu teknoloji, dar kanal ayrılması ve filtreden geçirilen frekans aralığındaki geniş kanal bant geçişi dâhil olmak üzere mükemmel performans özellikleri sunar. DWDM, frekans cinsinden tanımlanır. DWDM, dalga boylarının sıkıca paketlendiği uzun yayınlar için tasarlanmıştır. Yoğun Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama (DWDM), uzun mesafelerde devasa bilgi veya verilerin iletimi için kullanılan bir teknik veya teknolojidir.
OADM Optical Add-Drop Multiplexer
Bir optik add-drop multiplexer (OADM), farklı ışık kanallarını tek modlu bir fiberin (SMF) içine veya dışına çarpmak ve yönlendirmek için dalga boyu bölmeli çoklama sistemlerinde kullanılan bir cihazdır. Genellikle optik telekomünikasyon ağlarının oluşumu ve yapımı için kullanılan bir tür optik düğümdür. Burada "ekleme" ve "çıkarma", cihazın mevcut birçok dalga boylu WDM sinyaline bir veya daha fazla yeni dalga boyu kanalı ekleyebilme ve/veya bu sinyalleri bir başkasına ileterek bir veya daha fazla kanalı düşürme (çıkarma) kabiliyetine işaret eder. OADM, belirli bir optik çapraz bağlantı türü olarak düşünülebilir. Geleneksel bir OADM üç aşamadan oluşur; Optik bir çoğullama çözücüsü, optik çoklayıcı, ve bunlar arasında, çoğullama çözücüsü, çoklayıcı ve sinyalleri eklemek ve düşürmek için bir port takımı arasındaki yolları yeniden yapılandırma yöntemi. Demultiplexer bir giriş fiberindeki dalga boylarını portlara ayırır. Yeniden yapılandırma, bir fiber patch panel veya dalga boylarını çoklayıcısına yönlendiren veya portları düşüren optik anahtarlarla gerçekleştirilebilir. Çoklayıcı, ek bağlantı noktalarından olanlarla, çoğullama çözücü bağlantı noktalarından devam edecek olan dalga boyu kanallarını, tek bir çıkış fiberine çoğaltır. Bir OADM'yi doğrudan geçen tüm ışık yolları, OADM düğümüne eklenmiş veya bırakılmış olanlar, eklenmiş / bırakılmış ışık yolları olarak adlandırılırken, kesintisiz ışık yolu olarak adlandırılır. Orta aşamada uzaktan yapılandırılabilir optik anahtarlara (örneğin 1 × 2) sahip bir OADM, yeniden yapılandırılabilir OADM (ROADM) olarak adlandırılır. Bu özelliği olmayanlar sabit OADM'ler olarak bilinir. OADM terimi her iki tip için de geçerli olsa da, genellikle ROADM ile değiştirilerek kullanılır. Fiziksel olarak, bir OADM yapmanın birkaç yolu vardır. İnce film filtreleri, optik sirkülatörlü fiber “Bragg” ızgaraları, boş alan ızgarası cihazları ve entegre düzlemsel dizili dalga kılavuzu ızgaraları dahil olmak üzere çeşitli demultiplexer ve multiplexer teknolojileri bulunmaktadır. Anahtarlama ya da yeniden yapılandırma fonksiyonları, manuel fiber yama panelinden, düz elektrot dalga devrelerindeki mikroelektromekanik sistemler (MEMS), sıvı kristal ve termo-optik anahtarlar da dâhil olmak üzere çeşitli anahtarlama teknolojilerine kadar çeşitlilik gösterir.