WDM テクノロジーのこれらの用語をすべてご存知ですか?

帯域幅容量を劇的に増加させる前例のない機会であるWDM（波長分割多重）技術は、今日の通信ネットワークにおいて、より多くの帯域幅とより低いコストを実現するための理想的なソリューションです。その知名度の高さから、WDMは今や誰もが知る言葉となっています。しかし、多くの場合、私たちは「WDM」という言葉は知っているものの、WDM技術の本質を理解していません。実際、WDMには様々な専門用語が使われており、常に頭を悩ませています。それでは、それらの用語を見ていきましょう。

まず、明確に知っておくべき 3 つの基本用語があります。

WDM（波長分割多重）

異なる光波長（つまり色）のレーザー光を用いて、複数の光搬送信号を1本の光ファイバーに多重化する技術。光ファイバーケーブルを通過する白色光を、プリズムを通した光が虹を作り出すように、スペクトルのすべての色に分解します。各波長は、他の波長と干渉しない独立した信号を伝送します。

CWDM（粗波長分割多重）

CWDMは、ITU（国際電気通信連合）がITU-T G.694.2スペクトルグリッドで定義した特定のWDM技術であり、1270nmから1610nmまでの波長を20nmのチャネル間隔で使用します。通信ネットワークや企業ネットワークにおいて、大量のデータトラフィックをコスト効率よく伝送するための最適な技術です。

DWDM（高密度波長分割多重）

DWDMは、ITUによって定義された特定のWDM技術ですが、ITU-T G.694.1スペクトルグリッドに基づいています。このグリッドはTHz単位の周波数で規定され、193.1THzに固定されています。チャネル間隔は12.5GHzから200GHzまでの範囲で設定されており、100GHzが一般的です。実際には、DWDM周波数は通常、波長に変換されます。DWDMは通常、コンベンショナルバンド（Cバンド）スペクトルと呼ばれる帯域で最大80チャネル（波長）を伝送でき、80チャネルすべてが1550nm領域にあります。

WDM システムにおける光ファイバー伝送について言及する場合、次の点を知っておく必要があります。

単繊維伝送

単一ファイバー、つまり1本のファイバー上で双方向通信を行うシステムです。このシステムでは、1本のファイバー上で双方向に2組の同一波長を使用します。単一ファイバーシステム上の個々のチャネルは、どちらの方向にも伝播します。

デュアルファイバー伝送

デュアルファイバーは、2本のシングルファイバーで構成され、1本のファイバーは送信方向に、もう1本のファイバーは受信方向に使用されます。デュアルファイバー伝送システムでは、通常、送信方向と受信方向の両方で同じ波長が使用されます。2本目のファイバーは、冗長システムのようにバックアップファイバーとして使用したり、反対方向の光パスを提供したりすることができます。

上流（戻り）と下流（順方向）

通信信号の方向は、これら2つの用語を用いて表すことができます。ダウンストリーム方向は、サービスプロバイダーからサービスユーザーに送信される通信と定義されます。アップストリームはその逆方向です。

WDMシステムが使用されるトポロジーは、WDMネットワークの利用範囲を決定する上で重要な役割を果たします。関連する用語は以下のとおりです。

ネットワークトポロジ

WDM製品は、光ファイバーの複数チャネル利用により、光ファイバーネットワークの効率性を高めます。ネットワークは、光ファイバーのレイアウト、つまりトポロジーによって識別されます。メッシュ、リング、P2P（ポイントツーポイント）、P2MP（ポイントツーマルチポイント）などのネットワークトポロジーでは、そのネットワーク向けに特別に設計されたWDM製品が使用される場合があります。そのため、WDM製品を選択する際には、ネットワークの用途を理解することが重要です。ネットワーク全体は、多くの場合、複数の種類のサブネットワークトポロジーで構成されています。

リングトポロジー

メトロポリタンエリアネットワークでは、インフラは一般的にリング型トポロジーで構築されます。リング型トポロジーは、閉ループで構成されるネットワークトポロジーの一種です。ファイバーリングネットワークは、ループ全体に広がるネットワークノードで終端する一連のファイバースパンで構成されます。リング内の各ノードは、隣接する2つのノードにのみ接続します。リング型ネットワークは、多くの場合、デュアルファイバーシステムです。リング型トポロジーは、非閉ループ型のエンドツーエンドまたはポイントツーポイント型ファイバースパンとは対照的です。

ネットワークトポロジにおいて、ノードとはネットワークの単一または複数の分岐の終端を指します。WDMネットワークは、光ファイバーによって物理的に相互接続された複数のノード（物理トポロジー）で構成され、その上にノード間のライトパス相互接続を確立することで論理トポロジーが重ね合わされます。光ファイバー側でWDMを使用することで、ノードをセグメント化または分割してサービスエリアを追加できるため、顧客基盤と利用可能な帯域幅を拡大できます。

WDMに適用されるフィルタリング技術には、以下の3つの競合する技術があります。

アレイ導波路回折格子（AWG）

AWG（アサーマルAWG（AAWG）およびサーマルAWG（TAWG）を含む）は、WDMシステムの光MUX/DeMUXとして一般的に使用されています。AAWGは標準的なTAWGと同等の性能を備えていますが、電力、ソフトウェア、温​​度を必要としません。

ファイバーブラッググレーティング（FBG）

FBGは、WDM信号の多重化および多重分離に使用できる多用途の波長フィルタです。また、光ファイバー内のWDM信号の品質を低下させる可能性のある波長分散を補償することもできます。

薄膜フィルター（TFF）

薄膜フィルタは、光通信システムの厳しい要件を満たす独自の特性を備えているため、非常に早い時期に採用され、以来広く普及してきました。薄膜フィルタの主な利点は、競合技術と比較して、小型デバイスで高精度な処理を実現できることです。

WDM システムを構築するには、次の WDM 機器が必要です。

Mux（マルチプレクサ）

WDM マルチプレクサは、異なる波長 (色) の光信号を 1 本の光ファイバー上で多重化または結合するデバイスです。

DeMux（デマルチプレクサ）

マルチプレクサとは対照的に、DeMux は多重化された波長で構成される光伝送を各波長に割​​り当てられた個別のファイバーに多重分離または分割するデバイスです。

注：今日の市場には、CWDM Mux/DeMux製品とDWDM Mux/DeMux製品があります。これらの製品はMuxとDeMuxを内蔵しており、1RU 19インチラックマウント、LGXボックス、ABSモジュールなどのパッケージで提供されます。