スタート。 標準シングルモードファイバーG.652の特性
最も一般的なシングルモード光ファイバは、さまざまな変更を加えたSMF G.652です。 ほぼ確実に、光ファイバー回線がある場合、G.652ファイバーでできています。 彼は心に留めておく必要があるいくつかの重要な特性を持っています。
特定の減衰（キロメトリックとも呼ばれる）減衰（つまり、1キロメートルのファイバーの減衰）は、放射波長に依存します。
ウィキペディアには、次の分布が記載されています。
。
実際には、画像はより良くなりました。特に、1310nmウィンドウの特定の減衰は通常0.35dB / kmに収まり、1550nmウィンドウでは0.22〜0.25dB / kmのオーダーで、1400〜1450nmの領域のいわゆる「ウォーターピーク」はそうではありません。とても強く表現されるか、まったく存在しない。
それにもかかわらず、この絵とこの依存のまさに存在を心に留めておく必要があります。
歴史的に、光ファイバによって送信される波長範囲は、次の範囲に分割されています。
O-1260 ... 1360
E-1360 ... 1460
S-1460 ... 1530
C-1530 ... 1565
L-1565 ... 1625
U-1625 ... 1675
（私は同じウィキペディアの記事から引用しています）。
許容可能な近似値を使用すると、各範囲内の繊維特性はほぼ同じと見なすことができます。 水のピークは通常、Eバンドの長波長端で発生します。 また、Oバンドの固有の（キロメートル）減衰はSバンドとCバンドの約1.5倍であり、逆に、特定の波長分散は1310 nmの波長でゼロの最小値を持ち、Cでゼロではないことに注意してください-範囲。
最も単純な圧縮システム-単一ファイバー双方向伝送
最初に、二重光ファイバ通信回線では、動作に2本のファイバが必要でした。情報は、1本のファイバで一方向に、もう1本のファイバで他の方向に送信されました。 これは自明であるため便利ですが、敷設されたケーブルのリソースの使用に関してはかなり無駄です。
そのため、テクノロジが許可されるとすぐに、1本のファイバに沿って双方向に情報を送信するためのソリューションが登場し始めました。 このようなソリューションの名前は、「シングルファイバートランシーバー」、「WDM」、「双方向」です。
最も一般的なバリアントでは、OバンドとCバンドからそれぞれ1310 nmと1550 nmの波長が使用されます。 これらの波長の「インザワイルド」トランシーバーは、最大60 kmの回線で使用されています。 Oレンジよりも特定の減衰が少ない透明度ウィンドウを使用して、1490 / 1550、1510 / 1570など、他の組み合わせに対してより多くの「長距離」オプションが作成されます。
上記の波長のペアに加えて、1310 / 1490nmの組み合わせを満たすことができます-1550nmの波長のケーブルテレビ信号が同じファイバでデータとともに送信される場合に使用されます。 または1270 / 1330nm-10Gbpsストリームの送信に使用されます。
データとケーブルテレビの多重化
KTVのトピックに触れたので、もう少しお話しします。
光学は、ケーブルテレビ信号をヘッドステーションからアパートの建物に配信するためにも使用されています。 そのために、1310 nmの波長が使用されます。これが最小の波長分散、つまり信号の歪みです。 または、1550 nmの波長-ここでは、EDFAを使用した最小の固有減衰と純粋な光増幅の使用が可能です。 同じ家にデータストリーム（インターネット）とKTV信号の両方を配信する必要がある場合は、2つの独立したファイバー、または単純なパッシブデバイス（FWDMフィルター）を使用する必要があります。
これはリバーシブルデバイスです（つまり、同じデバイスが多重化ストリームと逆多重化ストリームの両方に使用されます）。3つの出力：KTVの下で、シングルファイバートランシーバーと共通出力（図を参照）。 したがって、データ伝送に1310/1490波長を使用し、KTVに1550nmを使用して、PONまたはイーサネットネットワークを構築できます。
CWDMおよびDWDM
TheslimはすでにCWDM コンパクションについて簡単に話していました。 データを送受信するための記事で示されているチャネルは純粋な慣習であり、マルチプレクサは各チャネルで信号がどの方向に進むかを気にしません。 また、光受信機はブロードバンドであり、あらゆる波長の放射に応答します。 CWDM回線を設計する際に留意すべき重要な点は、異なるチャネル上のファイバーの特定の減衰の違い（この記事の最初のセクションを参照）と、マルチプレクサ自体によって導入される減衰の違いです。 マルチプレクサーは直列接続されたフィルターで構成されており、チェーンの最初のチャネルの減衰が1デシベル未満の場合、最後の減衰量は4に近くなります（これらの値は、1x16マルチプレクサー、16波長に対して指定されます）。 また、2組のマルチプレクサを1つの機能ブロックに単純に組み合わせることで、2ファイバCWDM回線の構築を禁止する人はいないことを覚えておくと便利です。
さらに、周波数リソースの一部をKTVに割り当てて、最大7つのデュプレックスデータストリームを単一のファイバーを介してアナログテレビで同時に送信することも非常に可能です。
DWDMシステムは基本的にCWDMと違いはありませんが、彼らが言うように「悪魔は細部に宿っています」。 CWDMのチャネルピッチが20 nmの場合、DWDMの場合、ギガヘルツで測定した方がはるかに狭くなります（現在最も一般的なバリアントは100 GHz、つまり約0.8 nmです.200 GHzの帯域幅の老朽化バージョンも可能であり、より近代的なものは徐々に広がっています-50および25 GHz）。 DWDMの周波数範囲は、CバンドとLバンドにあり、それぞれ100 GHzで40チャネルです。 これから、DWDMシステムのいくつかの重要な特性がわかります。
まず、CWDMよりも大幅に高価です。 それらを使用するには、厳しい波長許容度と非常に高い選択性マルチプレクサを備えたレーザーが必要です。
第二に、使用される範囲は光増幅器EDFAの動作領域にあります。 これにより、光電子信号変換を必要とせずに純粋な光増幅で長いラインを構築できます。 この特性により、多くの人が「DWDM」という言葉でテレコム市場の複雑なモンスターをすぐに正確に想像するようになりましたが、より単純なシステムでも同様の機器を使用できます。
そして第三に、CバンドとLバンドの減衰は、光ファイバの透過性の窓全体から最小であるため、増幅器がなくてもCWDMを使用する場合よりも長いラインを構築できます。
DWDMマルチプレクサーは、CWDMマルチプレクサーと同様に受動デバイスです。 16個までのチャネル数の場合、それらは別々のフィルタで構成されており、これらはかなり単純なデバイスです。 ただし、より多くのチャネルのマルチプレクサーは、温度変化に非常に敏感なアレイ波長格子技術を使用して作られています。 したがって、このようなマルチプレクサは、電子熱安定化回路（熱AWG）を使用するか、特別な省エネ自己補償方法（Athermal AWG）を使用して使用できます。 これにより、そのようなマルチプレクサはより高価になり、操作が穏やかになります。
光ファイバー通信の実際的な制限
結論として、光学で通信を整理するときに対処しなければならない制限について少しお話します。
同志サウルが正しく指摘したように、最初の制限は光学予算です。
いくつかの説明を追加します。
2ファイバ通信回線について話している場合は、1つの波長（伝送が行われる波長）の光バジェットを計算するだけで十分です。
ウェーブコンパクションを取得するとすぐに（特にシングルファイバートランシーバーまたはCWDMシステムの場合）、異なる波長でのファイバーの特定の減衰の不均一性とマルチプレクサーによって導入された減衰をすぐに思い出す必要があります。
OADMに中間ブランチを持つシステムを構築する場合は、OADMの減衰を計算することを忘れないでください。 ちなみに、スルーチャンネルと出力波長は異なります。
数デシベルの運用マージンを残すことを忘れないでください。
2番目に対処するのは、波長分散です。 それは実際に10Gbit / s回線に関連するようになり、一般的に言って、機器メーカーは主にそれについて考えています。 ちなみに、トランシーバーのマーケティング名でのキロメートルの言及に物理的な意味を与えるのは分散です。 ファイバのこのような特性があり、ファイバ内の信号減衰に加えて、分散が画像を損なうことを理解することは、運用の専門家にとって単に有用です。
増幅器のない単純なシステムの場合、回線の計算は基本的に光学バジェットの計算に帰着し、増幅器を使用した回線の計算のトピックは別の記事に値します。
ここでは、簡単に言えば、光学シール技術のエンジニアリングの基礎です。 この情報が読者に役立つことを願っています。 ご質問にお答えします。