Wellenlängenmultiplex

Wellenlängenmultiplex, Wavelength Division Multiplexing (WDM), ist eine optische Multiplextechnik, die zu einer besseren Ausnutzung der Lichtwellenleiter-Kapazität führt. Bei der WDM-Technik werden unterschiedliche Lichtwellenlängen zur parallelen Übertragung von mehreren Signalen genutzt.


Das Wellenlängenspektrum von WDM

An Wellenlängen könnten praktisch alle Wellenlängen der optischen Fenster bei 850 nm, 1.300 nm und 1.550 nm genutzt werden. In der Praxis erfolgt die Übertragung in dem optischen Fenster bei 1.550 nm, in dem verschiedenfarbige Lichtsignale übertragen werden. Diese optische Mehrkanaligkeit, bei der die Kanalzahl immer ein Vielfaches von zwei beträgt, also 2 Kanäle, 4, 8, 16, 32, 64 usw., wird durch einen minimalen Sicherheitsabstand zwischen den einzelnen Wellenlängen erreicht. Dadurch werden auf konventionellen Glasfasern Übertragungsraten von 10 Gbit/s bei einem Frequenzabstand von 50 GHz technisch realisierbar. Die gleichzeitige Übertragung kann sowohl in einer Übertragungsrichtung erfolgen, aber auch in entgegengesetzten Richtungen.

Das Prinzip des Wellenlängenmultiplex

WDM-System

WDM-System

Dem Prinzip nach wird beim Wellenlängenmultiplex jedes zu übertragende Signal einer Lichtfrequenz aufmoduliert. So können bei der Nutzung von drei Lichtfrequenzen gleichzeitig drei Signale übertragen werden. Das optische Koppelelement, der Wellenlängenmultiplexer, bündelt die verschiedenen Lichtwellenlängen und überträgt den gesamten Lichtstrom, der alle diskreten Wellenlängen enthält, über einen Lichtwellenleiter zum Empfangsort, wo er mittels Filtertechniken in die einzelnen Kanäle separiert wird.

Wellenlängenmultiplex bei der CWDM-Technik

Wellenlängenmultiplex bei der CWDM-Technik

Die WDM-Technik, die in optischen Kernnetzen und im Anschlussbereich mit Passive Optical Network (PON) oder ATM over Passive Optical Network (APON), eingesetzt wird, wurde von der internationalen Fernmeldeunion (ITU) für diese Anwendungen in den Spezifikationen erweitert (ITU G.983.3). Dafür wurde dem Downstream-Bereich neben dem Wellenlängenbereich zwischen 1.480 nm und 1.500 nm ein weiteres Wellenlängenband zwischen 1.539 nm und 1.565 nm für Video-Übertragungen hinzugefügt. Die WDM-Technik erlaubt in den verschiedenen WDM-Verfahren - CWDM (Coarse), DWDM (Dense), NWDM (Narrow), WWDM (Wide), SWDM (Short) - Übertragungsraten bis in den Terabit-Bereich. Bei fester Übertragungsgeschwindigkeit (z.B. Lichtgeschwindigkeit c) stimmt Wellenlängenmultiplex (WDM) mit Frequenzmultiplex (FDM) überein, weil c = f ist.

Eine interessante Anwendung des Wellenlängenmultiplex ist die Energieversorgung von Komponenten über Glasfaser. Bei dieser Technik, die ideal in explosionsgefährdeten Umgebungen oder solchen mit elektromagnetischer Beeinflussung eingesetzt werden kann, wird die Versorgungsenergie über ein Lichtsignal gesendet, dass empfangsseitig in eine Gleichspannung demoduliert wird und die Komponente versorgt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Wellenlängenmultiplex
Englisch: wavelength division multiplexing - WDM
Veröffentlicht: 23.11.2016
Wörter: 378
Tags: #Optische Übertragung
Links: APON (ATM over passive optical network), CWDM (coarse wavelength division multiplexing), DWDM (dense wavelength division multiplexing), EMI (electromagnetic interference), FMX (Frequenzmultiplex)