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In der Glasfaserkommunikation ist ein WDM-Transponder ein gängiges Element, das optische Signale über eine Faser sendet und empfängt. Vielleicht haben Sie ihn schon oft gesehen und benutzt. Aber kennen Sie ihn wirklich in- und auswendig? Wie viel wissen Sie darüber? In diesem Artikel geht es um WDM-Transponder (Wellenlängenmultiplexverfahren).
Was ist ein WDM-Transponder?
Ein WDM-Transponder, auch Glasfaser-Transponder genannt, ist ein optisch-elektrisch-optischer (OEO) Wellenlängenwandler, der Lichtwellenlängen umwandelt. Er spielt eine Schlüsselrolle in WDM-Systemen, insbesondere in DWDM-Systemen (Dense Wavelength Division Multiplexing). Der Name „Transponder“ ist eine Abkürzung für Transmitter und Responder und beschreibt seine Funktion. Es handelt sich um protokoll- und ratenunabhängige Glasfaser-Medienwandler, die SFP-, SFP+-, XFP- und QSFP-Transceiver mit Datenraten von bis zu 11,32 Gbit/s unterstützen. WDM-Transponder erweitern die Netzwerkreichweite durch Wellenlängenumwandlung (1310 bis 1550 nm), Verstärkung der optischen Leistung und unterstützen die „drei Rs“ (Retimen, Regenerieren und Umformen) optischer Signale. Im Allgemeinen verfügt dieses Gerät über eine OEO-Funktion (optisch-elektrisch-optisch). Glasfaser-Transponder und optische Multiplexer sind üblicherweise im Terminal-Multiplexer integriert.
Wie funktioniert der WDM-Transponder?
Das herausragendste Merkmal eines WDM-Transponders ist seine Fähigkeit, ein Signal automatisch zu empfangen, zu verstärken und anschließend auf einer anderen Wellenlänge weiterzuleiten, ohne den Daten-/Signalinhalt zu verändern. In modernen kommerziellen Netzwerken wird die Wellenlängenkonvertierung ausschließlich mit optisch-elektronisch-optischen (OEO) Transpondern realisiert. Ein OEO-Transponder fungiert als Regenerator, der ein optisches Eingangssignal in ein elektrisches Signal umwandelt, eine logische Kopie des Eingangssignals mit neuer Amplitude und Form der elektrischen Impulse erzeugt und dieses Signal zur Ansteuerung eines Senders verwendet, der wiederum ein optisches Signal auf der neuen Wellenlänge erzeugt. Die folgende Abbildung veranschaulicht die Funktionsweise eines Transponders. Von links nach rechts empfängt der Transponder einen optischen Bitstrom mit einer bestimmten Wellenlänge (1310 nm). Anschließend wandelt er die Wellenlänge des eingehenden Bitstroms in eine ITU-konforme Wellenlänge um und sendet das Signal in ein DWDM-System ein. Auf der Empfangsseite (von rechts nach links) verläuft der Prozess umgekehrt. Der Transponder empfängt einen ITU-konformen Bitstrom und wandelt die Signale zurück in die vom Client-Gerät verwendete Wellenlänge um.
Was sind die Hauptfunktionen eines WDM-Transponders?
Der WDM-Transponder ist ein wesentlicher Bestandteil der optischen Kommunikation. Zu seinen Hauptfunktionen gehören üblicherweise:
● Umwandlungen zwischen elektrischen und optischen Signalen
● Serialisierung und Deserialisierung
Warum wird in einem WDM-System ein WDM-Transponder benötigt?
Es gibt mehrere Gründe, warum wir Wellenlängenkonverter (WDM) benötigen. Zum einen ermöglichen sie die Verbindung inkompatibler Geräte. Ein Beispiel hierfür ist die Konvertierung der 1300-nm-Wellenlänge, die in optischen Netzen übertragen wird. Zum anderen existieren verschiedene Glasfasernetze unterschiedlicher Anbieter mit jeweils eigenen Anforderungen. Daher benötigen wir WDM-Transponder, um die Kommunikation zwischen diesen Netzen zu ermöglichen. WDM-Transponder tragen dazu bei, die Anzahl der benötigten Wellenlängen zu reduzieren.
Wie viele Anwendungsbereiche von WDM-Transpondern kennen Sie?
WDM-Transponder finden in zahlreichen Netzwerken und Anwendungen breite Verwendung. Im Folgenden werden ihre wichtigsten Anwendungsgebiete aufgeführt.
Multimode- in Singlemode-Faser umwandeln
Es ist bekannt, dass Multimode-Fasern häufig für Kurzstreckenübertragungen und Singlemode-Fasern für Langstreckenübertragungen eingesetzt werden. Um die Einschränkungen von Multimode-Fasern zu überwinden, ist in Netzwerken eine Modenkonvertierung erforderlich. Wie die folgende Abbildung zeigt, sind zwei Switches über einen WDM-Transponder verbunden, der die Multimode-Fasern in Singlemode-Fasern umwandelt.
Umwandlung von Doppelfaser in Einzelfaser
In diesem Fall sind zwei Dual-Fiber-Switches über zwei Transponder mit einer Einzelfaser verbunden. Die Einzelfaser nutzt die Wellenlängen 1310 nm und 1550 nm über denselben Faserstrang in entgegengesetzter Richtung. Siehe folgende Abbildung.
Wellenlängenumwandlung
Die häufigste Anwendung von WDM-Transpondern ist die Wellenlängenkonvertierung. Glasfaserkommunikationsgeräte mit festen Glasfaserschnittstellen (ST-, SC-, LC- oder MTRJ-Stecker), die mit herkömmlichen Wellenlängen (850 nm, 1310 nm, 1550 nm) arbeiten, müssen mithilfe eines Transponders in CWDM-Wellenlängen konvertiert werden. In diesem Fall wird der Transponder als WDM-Transponder oder Wellenlängenkonverter bezeichnet.
Darüber hinaus können WDM-Transponder auch zur Erweiterung von 10G-OTN-Netzwerkdistanzen und SONET-Ringdistanzen sowie zur Bereitstellung einer standardisierten Leitungsschnittstelle für mehrere Protokolle über austauschbare 10G Small Form-Factor Pluggable (XFP)-Client-seitige Optiken verwendet werden.
Abschluss
Dank seiner besonderen Eigenschaften ermöglicht der WDM-Transponder vielfältige Anwendungen in optischen Netzwerken. Fiberstore bietet eine große Auswahl an leistungsstarken und qualitativ hochwertigen OEO-WDM-Transpondern. Hier finden Sie verschiedene Übertragungsraten wie 2,5 Gbit/s, 4,25 Gbit/s, 8 Gbit/s, 10 Gbit/s und 40 Gbit/s sowie verschiedene OEO-Konverter-Ports wie SFP+ zu SFP+, SFP+ zu XFP, XFP zu XFP usw. Weitere Informationen finden Sie auf fiber-mart.COM.
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