파장분할다중화(Wavelength Division Multiplexing)는 서로 다른 파장의 신호를 함께 전송했다가 다시 분리하는 기술을 말한다. 기껏해야 광섬유 통신에 사용되어 파장이 약간 다른 여러 채널에서 데이터를 전송합니다. 이 방법을 사용하면 광섬유 링크의 전송 용량을 크게 향상시킬 수 있으며 광섬유 증폭기와 같은 능동 장치를 결합하여 사용 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 통신 분야의 응용 외에도 파장 분할 다중화는 단일 광섬유가 여러 광섬유 센서를 제어하는 경우에도 적용될 수 있습니다.
통신 시스템의 WDM 이론적으로 단일 채널에서 매우 높은 데이터 전송률은 단일 광섬유가 감당할 수 있는 데이터 전송 용량의 한계에 도달할 수 있으며 이는 해당 채널 대역폭이 매우 크다는 것을 의미합니다. 그러나 실리카 단일 모드 광섬유(수십 THz)의 저손실 전송 창의 대역폭이 매우 크기 때문에 이 때의 데이터 속도는 광전 송신기와 수신기가 수용할 수 있는 데이터 속도보다 훨씬 큽니다. 또한 전송 광섬유의 다양한 분산은 광대역 채널에 매우 악영향을 미쳐 전송 거리를 크게 제한합니다. 파장 분할 다중화 기술은 이 문제를 해결할 수 있으며, 각 신호의 전송 속도를 적절한 수준(10Gbit/s)으로 유지하면서 여러 신호의 조합을 통해 매우 높은 데이터 전송 속도를 달성할 수 있습니다. ITU(International Telecommunication Union)의 표준에 따르면 WDM은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. Coarse Wavelength Division Multiplexing(CWDM, ITU standard G.694.2[7])에서는 채널 수가 4개 또는 8개로 적고 20nm의 채널 간격이 비교적 큽니다. 공칭 파장 범위는 1310nm에서 1610nm입니다. 송신기의 파장 공차는 ±3nm로 상대적으로 커서 안정화 조치가 없는 분산 피드백 레이저를 사용할 수 있습니다. 단일 채널의 전송 속도는 일반적으로 1~3.125Gbit/s입니다. 따라서 결과적인 전체 데이터 속도는 파이버 투 더 홈이 구현되지 않은 대도시 지역에서 유용합니다. DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing, ITU Standard G.694.1 [6])은 매우 큰 데이터 용량으로 확장하는 경우로 인터넷 백본망에서도 많이 사용된다. 여기에는 많은 수의 채널(40, 80, 160)이 포함되어 있으므로 해당 채널 간격은 각각 12.5, 50, 100GHz로 매우 작습니다. 모든 채널의 주파수는 특정 193.10THz(1552.5nm)를 기준으로 합니다. 송신기는 매우 좁은 파장 허용 오차 요구 사항을 충족해야 합니다. 일반적으로 송신기는 온도 안정화 분산 피드백 레이저입니다. 단일 채널의 전송 속도는 1~10Gbit/s이며 향후 40Gbit/s에 도달할 것으로 예상됩니다. 에르븀 첨가 광섬유 증폭기의 증폭 대역폭이 크기 때문에 동일한 장치에서 모든 채널을 증폭할 수 있습니다(풀 스케일 CWDM 파장 범위 적용 시 제외). 그러나 게인이 파장에 따라 달라지거나 광섬유 비선형 데이터 채널 상호 작용(누화, 채널 간섭)이 있는 경우 문제가 발생합니다. 광대역(이중 대역) 광섬유 증폭기 개발, 이득 평탄화 필터, 비선형 데이터 피드백 등과 같은 다양한 기술을 결합하여 이 문제를 크게 개선했습니다. 채널 대역폭, 채널 간격, 전송 전력, 광섬유 및 증폭기 유형, 변조 형식, 분산 보상 메커니즘과 같은 시스템 매개변수는 최상의 전체 성능 수준을 달성하기 위해 고려해야 합니다. 현재의 광섬유 링크는 단일 광섬유에 적은 수의 채널만 포함하고 있지만, 다중 채널의 동시 운용을 만족시킬 수 있는 송신기와 수신기를 교체하는 것도 필요하며, 이는 더 높은 데이터를 얻기 위해 전체 시스템을 교체하는 것보다 저렴합니다. 용량이 많다. 이 솔루션은 데이터 전송 용량을 크게 향상시키지만 추가 광섬유를 추가할 필요가 없습니다. 전송 용량을 늘리는 것 외에도 파장 분할 다중화는 복잡한 통신 시스템을 보다 유연하게 만듭니다. 다른 데이터 채널은 시스템의 다른 위치에 존재할 수 있으며 다른 채널은 유연하게 추출할 수 있습니다. 이 경우 애드드롭 멀티플렉서(add-drop multiplexer)가 필요하며, 이 주기는 데이터 채널의 파장에 따라 채널에 삽입되거나 채널에서 추출될 수 있다. 애드 드롭 멀티플렉서는 시스템을 유연하게 재구성하여 서로 다른 위치에 있는 많은 사용자에게 데이터 연결을 제공할 수 있습니다. 대부분의 경우 파장 분할 다중화는 시분할 다중화(TDM)로 대체될 수 있습니다. 시분할 다중화는 서로 다른 채널이 파장이 아닌 도착 시간으로 구분되는 경우입니다.
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