Технология спектрального уплотнения MWDM

На 15-ом пленарном заседании исследовательской группы ITU-T-SG15 Международного союза электросвязи утвердили и разъяснили, что технология MWDM является исследовательским содержанием нового стандарта G.owdm2 (Alternative approach for multi-channel bi-directional MWDM applications with single-channel optical interfaces in the O-band, optimized for 5 km distances),  что ознаменовало официальный запуск процесса стандартизации нового поколения технологии разделения длин волн MWDM на основе CWDM.

Потребность в новом стандарте передаче данных возникла у Китайских мобильных операторов при решении задач по развертыванию сетей нового поколения 5G. За основу MWDM взята сетка частот CWDM, шесть каналов которой находятся в зоне нулевой дисперсии второго окна прозрачности на расстоянии 20 нм друг от друга. Китайским институтом телекоммуникационных исследований были предложены 12 длин волн из диапазона 1267,5-1374,5 нм, при таком расположении каналов емкость сети возрастает в два раза по сравнению с каннами CWDM этого же диапазона. Полная сетка частот указана на картинке ниже.

Сетка частот

Технология MWDM будет применяться для организации каналов 25G на базе трансиверов стандарта SFP28, бюджет мощности позволяет передать сигнал на расстояние до 10 км, в перспективе планируется увеличить дальность до 40 км. У данных трансиверов есть несколько конструктивных особенностей:

1. Центральные длины волн смешены на ±3,5 нм относительно волн из сетки CWDM. Это достигается за счет использования полупроводниковых охлаждающих компонентов TEC (Thermal Electronic Cooler), которые увеличивают контроль за температурой и позволяют организовать в данном окне 12 стабильных спектральных каналов.
2. Различные типы приемников сигнала SFP28-модулей, так на трансиверах, работающих на первых восьми лямбдах, будет применять PIN фотодиод, а для последних 4 длин волн использоваться лавинный фотодиод APD.

Структурная схема

Схема мультиплексирования каналов строится на 12-ти канальных мультиплексорах MWDM с полосой пропускания каждого канала ± 2.5 нм.  

Для чего же был выбран имен этот диапазон длин волн и почему нельзя использовать весь ресурс сетки каналов CWDM?

Дело в том, что хроматическая дисперсия оказывает большое влияние на каналы 25G, а в спектре волн 1270-1370 нм она имеет наименьшее значение, с увеличение длины волны она возрастает в третьем окне прозрачности (1550 нм) составляет порядка 18-22 пс\нм*км, что очень сильно ограничивает дальность передачи и требует использования компенсаторов дисперсии. Каналы из диапазона 1390-1450 нм претерпевают огромное затухание в волокне из-за наличия «водяного пика ОВ», это тоже не ограничивает использование таких каналов. Из всего этого следует, что наиболее благоприятный рабочий диапазон каналов 25G – 1270-1370 нм.