Multiplexing Optik untuk Sistem Komunikasi Kecepatan Tinggi
pengantar
Transmisi optik menggunakan pulsa cahaya untuk mengirimkan informasi dari satu tempat ke tempat lain melalui serat optik. Cahaya dikonversi menjadi gelombang pembawa elektromagnetik, yang dimodulasi untuk membawa informasi ketika cahaya merambat dari satu ujung ke ujung lainnya. Perkembangan serat optik telah merevolusi industri telekomunikasi. Serat optik telah menggantikan media transmisi lain seperti kawat tembaga sejak awal, dan terutama digunakan untuk jaringan inti kawat. Saat ini, serat optik telah digunakan untuk mengembangkan sistem komunikasi berkecepatan tinggi baru yang mengirimkan informasi sebagai pulsa cahaya, contohnya adalah multiplexer / demultiplexer menggunakan teknologi multiplexing optik.
Apa itu Multiplexing?
Multiplexer (Mux) adalah komponen perangkat keras yang menggabungkan beberapa sinyal input analog atau digital ke dalam satu saluran transmisi. Dan pada ujung penerima, multiplexer ini dikenal sebagai DeMultiplexer (DeMux) —berfungsi membalikkan fungsi multiplexer. Multiplexing adalah proses menggabungkan dua atau lebih sinyal input ke dalam satu transmisi. Pada ujung penerima, sinyal gabungan dipisahkan menjadi sinyal terpisah yang berbeda. Multiplexing meningkatkan efisiensi penggunaan bandwidth. Berikut adalah gambar yang menunjukkan prinsip optical multiplexing / demultiplexing.
Optical Mux dan DeMux diperlukan untuk multiplex dan demultiplex berbagai panjang gelombang ke link serat tunggal. Setiap I / O spesifik akan digunakan untuk panjang gelombang tunggal. Satu sistem filter optik dapat bertindak sebagai Mux dan DeMux. Optical Mux dan DeMux pada dasarnya adalah sistem filter optik pasif, yang disusun untuk memproses panjang gelombang spesifik masuk dan keluar dari sistem transportasi (biasanya serat optik). Proses penyaringan panjang gelombang dapat dilakukan menggunakan Prisma , Thin Film Filter (TFF) , dan filter Dichroic atau filter interferensi . Bahan penyaringan digunakan untuk secara reflektif memantulkan satu panjang gelombang cahaya tetapi melewati semua yang lain secara transparan. Setiap filter disetel untuk panjang gelombang tertentu.
Komponen Multiplexer Optik
Secara umum, multiplexer optik terdiri dari Combiner , Coupler Tap (Tambah / Jatuhkan), Filter (Prisma, film tipis, atau Dichroic), Splitter , dan Serat Optik . Berikut adalah gambar yang menunjukkan struktur multiplekser optik yang umum.
Teknik Multiplexing Optik
Ada terutama tiga teknik berbeda dalam sinyal cahaya multiplexing ke link serat optik tunggal: Optical Time Division Multiplexing (OTDM), Wavelength Division Multiplexing (WDM), dan Code Division Multiplexing (CDM).
OTDM : Memisahkan panjang gelombang dalam waktu.
WDM : Setiap saluran diberi frekuensi pembawa yang unik; Jarak saluran sekitar 50GHz; Termasuk WDM Kasar (CWDM) dan DDM WDM (DWDM).
CWDM : Ditandai oleh jarak saluran yang lebih luas dari DWDM.
DWDM : Menggunakan jarak saluran yang lebih sempit, oleh karena itu, lebih banyak panjang gelombang yang didukung.
CDM : Juga digunakan dalam transmisi gelombang mikro; Spektrum dari setiap panjang gelombang diberikan kode penyebaran unik; Saluran tumpang tindih baik dalam domain waktu dan frekuensi tetapi kode memandu setiap panjang gelombang.
Aplikasi
Sumber daya utama yang langka dalam telekomunikasi adalah bandwidth — pengguna ingin mentransmisikan pada tingkat yang lebih tinggi dan penyedia layanan ingin menawarkan lebih banyak layanan, karenanya, kebutuhan akan sistem kecepatan tinggi yang lebih cepat dan lebih dapat diandalkan.
Mengurangi biaya perangkat keras, satu sistem multiplexing dapat digunakan untuk menggabungkan dan mengirimkan beberapa sinyal dari Lokasi A ke Lokasi B.
Setiap panjang gelombang, λ, dapat membawa banyak sinyal.
Mux / DeMux melayani switching optik sinyal dalam telekomunikasi dan bidang pemrosesan dan transmisi sinyal lainnya.
Internet generasi masa depan.
Keuntungan
Laju data dan throughput tinggi: Laju data yang dimungkinkan dalam transmisi optik biasanya dalam Gbps pada setiap panjang gelombang; Kombinasi panjang gelombang yang berbeda berarti lebih banyak throughput dalam satu sistem komunikasi tunggal.
Redaman rendah: Komunikasi optik memiliki redaman rendah dibandingkan dengan sistem transportasi lainnya.
Lebih sedikit penundaan propagasi.
Lebih banyak layanan yang ditawarkan.
Tingkatkan Pengembalian Investasi (ROI)
Tingkat Kesalahan Bit Rendah (BER)
Kekurangan
Kehilangan dan Dispersi Output Serat: Sinyal dilemahkan oleh hilangnya serat dan terdistorsi oleh dispersi serat, maka regenerator diperlukan untuk memulihkan tujuan bersih.
Ketidakmampuan dari Customer Premises Equipment (CPE) saat ini untuk menerima pada tingkat transmisi yang sama dari sistem transmisi optik (mencapai semua jaringan optik).
Overhead Konversi Optik-ke-Listrik: Sinyal optik dikonversi menjadi sinyal listrik menggunakan detektor foto, diaktifkan dan diubah kembali menjadi optik. Konversi optik / listrik / optik menyebabkan penundaan waktu yang tidak perlu dan kehilangan daya. Transmisi optik ujung ke ujung akan lebih baik.
Pekerjaan masa depan
Penelitian dalam peralatan pengguna akhir optik: Ponsel, PC, dan perangkat genggam lainnya menerima dan mentransmisikan pada tingkat optik.
Regenerasi cepat dari sinyal yang dilemahkan.
Lebih sedikit distorsi yang dihasilkan dari dispersi serat.
Komponen optik ujung-ke-ujung: Menghilangkan kebutuhan akan konverter Optik-ke-Listrik dan sebaliknya.
Kesimpulan
Sementara transmisi optik lebih baik dibandingkan dengan media transmisi lain karena atenuasi yang rendah dan profil transmisi jarak jauh, multiplexing optik berguna dalam pemrosesan sinyal dan transmisi dengan mengangkut beberapa sinyal menggunakan satu tautan serat tunggal. Karena pertumbuhan internet membutuhkan transmisi serat optik untuk mencapai throughput yang lebih besar, multiplexing optik juga berguna dalam pemrosesan gambar dan aplikasi pemindaian.