多重化技術とは何ですか?
多重化の主な目的は、複数の独立した信号が同じ伝送チャネルを共有できるようにすることです。信号を分離するためにさまざまな「次元/パラメータ」を選択することにより、リンクの利用率が向上します。光ファイバー通信では、既存のファイバーインフラストラクチャの容量を拡張するための重要な手段とも一般に考えられています。最も一般的に使用される多重化技術含む周波数分割多重 (FDM), 時分割多重化 (TDM)、 そして波長分割多重 (WDM)。これらのテクノロジーについて詳しく説明することに重点を置きます。-
主な違い
間の違い周波数分割多重 (FDM), 時分割多重化 (TDM)、 そして波長分割多重 (WDM)これは、「リソース分割」の概念を通じて理解できます。
FDM (周波数分割多重): 合計帯域幅を複数の周波数間隔に分割し、各信号が独自の周波数帯域内で同時に送信されます。
TDM (時分割多重): 送信プロセスを連続したタイム スライス/スロットに分割し、各信号はタイム スロットに従って連続的に送信されます。それぞれが独自のタイムスロット中に全帯域幅を使用できます。
WDM (波長分割多重)：同じ光ファイバ上で異なる波長（光キャリア）を使用して異なるチャネルを伝送し、複数の光信号の並列伝送を可能にします。このアプローチは周波数分割の概念に似ていますが、搬送媒体は軽いです。
FDMとは何ですか?
FDMこれは典型的な「チャネル分割」方式です。リンク帯域幅を複数の論理サブチャネルに分割します。各信号は特定の周波数帯域に割り当てられ、フィルタリング、変調、その他の技術を通じて対応するサブチャネルに転送されます。-隣接するサブ-チャネル間の相互干渉を減らすために、エンジニアリングでは通常、ガードバンドを使用して周波数帯域を分離します。
代表的な用途: FDMテレビ放送、衛星通信トランスポンダー、従来の電話ネットワークの長距離回線で広く使用されています。-このテクノロジーの主な利点は、正確な時間同期を必要とせずにすべてのチャネルが同時に連続的に送信できることですが、ガードバンドと複雑なフィルターが必要なため、スペクトルの利用率が比較的低いことです。
TDMとは何ですか?
TDM複数の信号を異なる時間位置にマッピングします。送信機はタイム フレームを複数のタイム スロットに分割し、各サービスがスロット シーケンスに従って送信します。受信機は同じタイミング規則に従って各データ ストリームを復元します。
光時分割多重 (OTDM)光通信でよく見られる、の変形です。TDM。光パルスの時間分解能を利用して、固定クロック サイクル内で複数の低速光チャネルをインターリーブし、実効伝送速度を向上させます。-ただし、パルスが狭くなり距離が長くなると、分散やその他の問題がより顕著になり、対応する補償措置が必要になります。
代表的な用途: TDM技術は、T1/E1 デジタル電話回線、GSM およびその他の 2G モバイル ネットワーク、TDMA 衛星通信システム、および SONET/SDH 同期光ネットワークに広く適用されています。主な利点は、TDMチャネル間にクロストークがなく、帯域幅全体を最大限に活用できるため、正確な時間同期が必要ですが、デジタル信号伝送に特に適しています。
WDMとは何ですか?
波長分割多重 (WDM)光ファイバーに「波長ベースの並列処理」を実装し、異なる波長の複数の光搬送波を同じファイバーに結合して伝送し、もう一方の端で波長ごとに分離します。重要なエンジニアリング特性は、各波長チャネルがプロトコルとレートのデカップリングを大幅に実現できることです。
2つの共通WDMシステムはCWDMそしてDWDM (高密度波長分割多重化）。これらは同じ原理を共有していますが、主に波長間隔、利用可能なチャネルの数、および光ドメイン増幅機能への依存性が異なります。
能力拡張アプローチWDM通常はより細分化されており、必要に応じて波長チャネルを追加して容量を増やすことができます。ただし、これは多重化/逆多重化、光パワー管理デバイス、エンジニアリングの複雑さの増加を意味し、それに応じてシステムの複雑さと運用要件も増加します。
FDM、TDM、WDM の並べて比較--
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寸法 |
FDM |
TDM |
WDM |
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多重化されたリソース |
周波数/周波数帯域 |
時間/時間帯 |
波長（光キャリア） |
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代表的な培地 |
無線/同軸/ケーブル |
各種デジタルリンク |
光ファイバー |
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送信モード |
複数のチャネルが同時に異なる周波数帯域を占有する |
複数のチャネルがタイムスロットを交互に占有する |
複数のチャネルが同時に異なる波長を占有する |
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主要なエンジニアリング上の考慮事項 |
周波数帯域計画、フィルタリング、ガードバンド |
フレーム構造の設計、クロックおよび同期 |
波長安定性、マルチプレクサ/デマルチプレクサ デバイス、光パワー/分散、非線形性管理 |
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拡張方法 |
利用可能な周波数帯域を追加するか、スペクトル効率を向上させます |
タイムスロットレート/多重化レベルを上げるか、統計的多重化を最適化します。 |
波長チャネルを追加するか、CWDM から DWDM にアップグレードします |
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一般的なシナリオの類似点 |
「パラレルチャンネル」 |
「タイムスロットローテーション」 |
「1本のファイバー上で複数の波長が並列」 |
結論
FDMは、周波数帯域の分離とフィルターの実装に重点を置いたエンジニアリングを備えた「周波数帯域チャネル分割」シナリオに適しています。
TDM同期、フレーム、タイムスロット構造への依存性が強くなり、デジタル システムの時間的構成とより密接に連携します。
WDMで最も一般的な容量拡張アプローチの 1 つです。光ファイバーネットワーク波長並列性により単一ファイバーの搬送能力が大幅に向上します。-実際の光ネットワークでは、より良い伝送と進化の結果を達成するために、複数の多重化方法を組み合わせるのが一般的です。
