Optische Datenübertragung CWDM-Netze kostengünstig überprüfen

Mit dem optischen Übertragungsverfahren CWDM lassen sich bis zu 16 Wellenlängen auf einer Glasfaser übertragen. Wir stellen Ihnen eine kostengünstige Prüflösung vor und zeigen praktische Anwendungen.

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

ISH Ingenieursozietät GmbH

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Anritsu GmbH

Mit WDM soll die Breitbandkapazität in einem Netz erhöht werden, indem die Mehrfachwellenlängen auf einer Single-Mode-Faser kombiniert werden. Sie kann entweder als Coarse WDM oder Dense WDM klassifiziert werden. Coarse WDM ist kostengünstiger, weil der Kanalabstand groß ist, jedoch ein begrenztes Skalierbarkeitspotential vorhanden ist. Viele Netzbetreiber wählen die Coarse-Wavelength-Division Multiplexing (CWDM)-Technologie in Metro Access- und Unternehmensnetzwerken für eine Vielzahl von Kunden, Netzwerkdiensten und -protokollen. Die Wellenlängen des CWDM-Rasters liegen innerhalb des Bereichs von 1271 bis 1611 nm. Ein Sollabstand der Mittenwellenlänge von mindestens 20 nm ist erforderlich, um ungekühlte Laser und Filter mit großer Durchlassbandbreite verwenden zu können. Um kompatibel mit den aktuellen Filtertechniken zu sein, wird eine Gesamtabweichung der Ursprungswellenlänge von ±6 bis 7 nm erwartet.

Es gibt zwei Hauptfaktoren für die Schwankung der Wellenlänge:

• Fertigungstoleranzen

• Ungekühlte Laser: Bewirkt eine Drift der Wellenlänge mit der Temperatur (innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs des Lasers).

3 Verfahren, um CWDM-Netze zu überprüfen

Konventionelle Single-Mode-Fasern zeigen eine Dämpfung bei 1400 nm. Der Grund ist das Wasserabsorptionsmaximum bei 1383 nm. In der Folge sinkt die Anzahl der genutzten CWDM-Kanäle auf 12, wobei drei davon zwischen 1311 und 1351 nm liegen. Neun Kanäle liegen zwischen 1451 und 1611 nm. Nicht verstärkte Übertragungsstrecken liegen zwischen 40 und 80 km, aufgrund der Leistungsgrenzen von ungekühlten Laserquellen bei ca. 4 dBm maximal, sowie aufgrund der höheren Verluste, wenn passivere Geräte im Spiel sind, was insbesondere für Datenübertragungsratenraten von 10 GBit/s der Fall ist.

Mitunter ist es wünschenswert, die Übertragungsstrecken über diesen Bereich hinaus zu vergrößern oder die Leistungsbilanz des Systems zu verbessern. Erbiumdotierte Faserverstärker (EDFA) sind ungeeignet, da ihr begrenztes Verstärkungsbandbreitenprofil ihre Einsatzmöglichkeiten nur auf einen kleinen Anteil des CWDM-Spektrums beschränken. DWDM deckt nur das C-Band und das L-Band ab.

Ohne Verstärker fällt die erforderliche Investition in ein CWDM-Netz viel geringer aus und es ergeben sich Vorteile für Multiple Access Points.

Leistungsmessgerät (PM) in Kombination mit einem Filter: Ein Standard-Leistungsmessgerät misst das gesamte Licht am Detektor, das innerhalb des feststellbaren Bereichs seines Sensors - ungefähr 850 bis 1650 nm - liegt. Da ein CDWM-System aus vielen Wellenlängen besteht, ist ein Leistungsmessgerät allein nicht in der Lage, Details auszugeben. Wenn es mit einem standardmäßigen CWDM-Filter kombiniert wird, lässt sich die Leistung eines jeden Kanals überprüfen. Das Verfahren gestattet es nicht die Wellenlänge eines Kanals zu prüfen. OCA (Optischer Kanalanalysator): Bei einem OCA handelt sich um viele verschiedene in einer Geräteeinheit untergebrachte PM-Detektoren, die mit feststehenden optischen Komponenten ausgerüstet sind, um die einzelnen CWDM-Kanäle auf die Detektoren zu verteilen. OSA (optischer Spektrumsanalysator): Der herkömmliche OSA ist ein viel komplizierteres und höher spezifiziertes Prüfgerät. Ein OSA prüft DWDM- und CWDM-Systeme und ist in der Regel ein spezielles Gerät, das sehr viel kostenintensiver ist und für gewöhnlich bewegliche Teile enthält. Er liefert die präzisesten Prüfergebnisse eines CWDM-Netzes und ist zudem sehr gut konfigurierbar.

OCA und der technische Hintergrund

Der OCA basiert auf einem Monochromator, der keine beweglichen Bauteile enthält. Das Prinzip des Monochromators basiert auf der Tatsache, dass das Licht mit Hilfe eines Gitters in seine spektralen Bestandteile gebeugt wird. Bei einem Beugungsgitter handelt es sich um einen Spiegel mit geriffelter Oberfläche. Die Richtungsgebung dieser Strahlen ist abhängig vom Gitterabstand und von der Wellenlänge des Signals. Letztendlich werden die Strahlen vom Arraydetektor empfangen. Das Detektorelement gestattet eine fast paralleles Messen und Verarbeiten. Da der OCA auf Basis der PM-Technologie basiert, kann das Gerät in einem vernünftigen Preissegment innerhalb einer handlichen, mobilen, tragbaren Geräteeinheit konstruiert werden, das er keine beweglichen Bauteile enthält. Dieses Konzept und Design ermöglicht es, eine Prüfung eines CWDM-Netzes schneller als mit einem beliebigen OSA durchzuführen und gestattet es, Leistung und Wellenlänge über die 18 CWDM-Kanäle hinweg zu messen und ihren Drift über einen bestimmten Zeitraum zu überwachen

Leistung und Wellenlänge müssen gemessen werden

Für die Evaluierung eines Access-CWDM-Netzes ist eine Überprüfung der Parameter und Werte der physikalischen Schicht für Mehrkanal-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder Verbindungen mit Ringstruktur unabdingbar. Da diese Laser Filter durchlaufen die nicht flach sind, wird die Wellenlängendrift als ein Leistungsproblem angesehen, nicht jedoch als ein Wellenlängenproblem. Es ist daher von größter Wichtigkeit, dass man in der Lage ist, sowohl Leistung als auch Wellenlänge zu messen, um die Ursache der Problematik zu bestimmen bzw. deren Auftreten zu vermeiden. Der Einfluss der Temperatur auf CDWM-Laser ist nachweisbar, da aufgrund der großen Wellenlängentoleranz und der Möglichkeit ungekühlte Laser zu verwenden, Temperaturschwankungen auftreten. Außerdem wird die Leistungsabgabe des CDWM-Lasers durch jegliche Temperaturschwankungen beeinflusst. Der am stärksten beeinflusste Kanal bezüglich Wellenlängendrift ist der Kanal 18. Der am stärksten beeinflusste Kanal bezüglich der Ausgangsleistungsdrift der Kanal 1. Mit anderen Worten: Unterschiedliche Kanäle werden auf unterschiedliche Weise durch Temperaturveränderungen beeinflusst.

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