Het licht dat er aan de ene kant wordt ingestopt, komt er aan de andere kant van de glasvezel weer uit. Aan de zendzijde wordt informatie in het licht gestopt. Dit proces heet modulatie. Om het licht in de glasvezel te stoppen wordt een intense monochromatische lichtbron gebruikt (meestal wordt dan ook een laser gebruikt). Het licht met de erin gestopte informatie wordt verstuurd. Aan de ontvangstzijde van de glasvezel wordt de informatie weer uit het licht gehaald. Dit proces heet demodulatie.
Een glasvezel wordt gemaakt van glas met een heel hoge zuiverheidsgraad. WDM kan gebruikt worden om het gebrek aan glasvezels op te heffen. Tot nu toe was het gebruikelijk om één lichtbron aan te sluiten op één glasvezel. Het kan echter voorkomen dat een glasvezel meer informatie moet transporteren dan met één lichtbron mogelijk is. Het aanleggen van nieuwe kabels is duur en duurt bovendien erg lang. De oplossing is in feite simpel: sluit gewoon een aantal lichtbronnen aan op één vezel. Het is dan wel noodzakelijk om aan de ontvangstzijde de verschillende lichtbronnen weer van elkaar te kunnen scheiden. Daarvoor gebruikt elke lichtbron een eigen golflengte. De kleur van het licht hangt samen met de golflengte van het licht.
In de bovenstaande figuur staan vier signalen keurig naast elkaar. Elk met een eigen golflengte. Zo gaan ze samen over één glasvezel. De golflengte is aangegeven in nanometer (10−9 m). Aan de ontvangstkant worden de signalen van elkaar gescheiden en elk signaal wordt naar een ontvanger geleid. In de beide figuren is een 4 op 4 systeem getekend, maar 8 op 8 is ook al mogelijk en in de toekomst misschien nog wel meer. Commercieel zijn 16 golflengtes (lambda) geruime tijd op de markt. Een WDM systeem is nogal prijzig. Bij korte afstanden zijn extra vezels goedkoper. Bij grote afstanden is WDM goedkoper. Per lambda kunnen transmissiesnelheden van 10 gigabit per seconde (10Gb) worden gehaald. In diverse laboratoria worden testen uitgevoerd met 40 en 80 gigabit. British Telecom heeft door DWDM inmiddels zelfs 400Gb.
Sinds 2003 is WDM onderverdeeld in CWDM (Coarse WDM) en DWDM (Dense WDM). Bij CWDM zijn de lambda's breder en minder precies (lagere kwaliteit) in vergelijking met DWDM. Hier ligt het onderscheid met betrekking tot de prijzen van de WDM systemen. CWDM wordt ook wel Cheap WDM (goedkoop WDM) genoemd. Bij een CWDM systeem hebben de lambda's een "breedte" van ongeveer 20 nanometer en mogen dus elkaar niet overlappen. De huidige technologie laat voor afstanden vanaf ongeveer 1 km de lambda's tussen (ongeveer) 1290 en 1610 toe, waardoor het aantal lambda's bij CWDM beperkt blijft. Een ander gevolg van de kwaliteitsverschillen zijn de te overbruggen afstanden. Anno 2009 was de maximale overbrugbare afstand met CWDM rond de 80 km. Daarna is dit verder gegroeid. In 2014 kan met de gebruikte golflengtes (vanaf 1530) op 40Gb tot ongeveer 2000 km worden gekomen, en op 10Gb tot rond de 5000 km.
Door op een bepaald punt in de kabel het WDM signaal te versterken kunnen grotere afstanden worden overbrugd, er zijn daarvoor 'actieve componenten' nodig. De actieve componenten bestaan meestal uit optische versterkers die het verzwakte WDM signaal versterken met gebruikmaking van erbium/ADFA technologie. Deze versterkers zijn echter beperkt in bandbreedte tot enkele tientallen nanometers in het gebied rond 1550 nanometer (bijvoorbeeld 1530-1565). Hoe groter de bandbreedte, hoe duurder de versterker is. Met deze technologie kunnen dus bij DWDM-toepassingen tientallen lambda's gelijktijdig versterkt worden.
Hoi, ik lees het hier en daar, maar begrijp totaal niet waar ze het over hebben. Joeri, Multiplexen (multiplex betekent meervoud) wil zeggen dat je 1 data- of signaallijn gebruikt voor het transporteren of aansturen van meer dan 1 signaal. Het is dus het een manier om o.a. met minder draden of printsporen meer te doen. Heet ook multiplexing. Op 4 oktober 2004 11:08:34 schreef Johan v. Je gebruikt elke lijn maar even, omdat onze ogen niet zo gevoelig zijn voor snel knipperen. Je kunt ook multiplexen op een seriële communicatielijn door elk datakanaal heel even door te geven. Time-multiplexing: Hierbij wordt een bepaalde vaste bandbreedte toegewezen aan gebruikers die hiervan om de beurt gebruik maken. Zoals bijvoorbeeld een PCM carrier tussen telefooncentrales, daarin worden 30 telefoonkanalen van 64 kbit tijd-gemultiplext tot 2,048 Mbit. Space-multiplexing: daarbij wordt een vaste bandbreedte verdeeld over meerdere gebruikers. Analoge satellietcommunicatie ging op die manier. Het signaal van meerdere centrales werd space-gemultiplext tot een breed signaal dat naar de satelliet ging. Satellietcommunicatie is nu weer uit.
In deze context kan glasvezel-multiplexen meerdere signalen tegelijk over één vezel transporteren door verschillende golflengten te gebruiken. Dit verhoogt de totale capaciteit zonder extra kabels. De praktijkeorkingen laten zien dat iedere golflengte een eigen kanaal kan vormen; aan de ontvangstenkant worden de kanalen gescheiden door demultiplexing, zodat elk signaal naar de juiste ontvanger gaat. Door DWDM zijn op lange afstanden tientallen tot honderden lambda's simultaan mogelijk, waardoor gigantische datasnelheden mogelijk worden gemaakt over enkele duizenden kilometers met versterking waar nodig.
In 30 seconden leer je wat een golflengteverdelingmultiplexer is.
Praktische toepassingen en overwegingen
In de praktijk geldt: CWDM is goedkoper maar heeft beperktere afstanden en minder kanalen vergeleken met DWDM. DWDM maakt hogere capaciteit mogelijk over langere afstanden; de technologie vereist echter nauwkeurigere afstelling en duurdere apparatuur. Voor korte afstanden kan extra vezelruimte vaak kostenefficiënter zijn dan het inzetten van complexere DWDM-systemen.
Transmissiesnelheden per lambda kunnen 10 Gbit/s bedragen; laboratoria experimenteren met 40 en 80 Gbit/s per lambda, en commerciële netwerken hebben al snelheden als 400 Gbit/s bereikt via DWDM-achtige benaderingen. De keuze tussen CWDM en DWDM hangt af van afstand, benodigde capaciteit en kosten van de apparatuur en bekabeling.
Actieve versterkers, zoals erbiumdoped fiber amplifiers (EDFA), zijn cruciaal voor langeafstands-WDM. Hun bandbreedte beperkt de totale aantal kanalen; grotere bandbreedtes vereisen duurdere versterkers. Door segmenteren en herhalen van signalen op strategische punten blijven lange afstanden haalbaar zonder veel verlies.
Samenvatting van kernpunten
- Multiplexen combineert meerdere signalen op één vezel door verschillende golflengten te gebruiken.
- CWDM en DWDM zijn twee hoofdtypen met verschillende capaciteiten en kosten.
- Demodulatie aan de ontvanger scheidt de signalen weer uit elkaar.
- Versterkers zijn noodzakelijk voor lange afstanden en beperken bandbreedte per kanaal.
- Toekomstige ontwikkelingen kunnen nog meer lambda’s mogelijk maken voor hogere snelheden over grote afstanden.
Technische notities
- Golflengten worden gemeten in nanometer; elk kanaal heeft een specifieke golflengte.
- Per lambda kunnen transmissiesnelheden van 10 Gb/s gehaald worden; toekomstige ontwikkelingen richten zich op hogere snelheden per kanaal.
- Grotere bandbreedte per versterker verhoogt kosten maar maakt meer kanalen mogelijk.