WDM双方向システムに最適なソリューション - 単一波長

導入

近い将来、光トランスポートネットワーク、アクセスネットワーク、無線バックホールネットワーク、およびプライベート伝送ネットワークの通信システムでは、個々の顧客の双方向信号の対称帯域幅のニーズが一般的になることが予想されます。ネットワークオペレータは、CAPEX と OPEX を節約するためにあらゆる努力をしながら、顧客のニーズを満たす必要があります。単一波長BiDi 伝送技術は、現在使用されている 2 波長 BiDi 伝送およびデュプレックス伝送と比較して、特に FTTx などのアクセスネットワークや、基地局とアンテナタワーまたはリモート無線ヘッド(RRH) 間の無線バックホールネットワークにおいて、これらの一見相反する目標を同時に満たす独自のソリューションを提供します。この記事では、競合する技術間の長所と短所、単一波長伝送技術の動作原理とそのアプリケーション、および Fiber-Mart の BiDi 伝送製品について説明します。

比較

全二重伝送技術は、2本の光ファイバーを用いて双方向の同時通信を実現します。例えば、加入者からCOへのP2P上り信号などが挙げられます。双方向で同じ波長を使用する場合、伝送リンクの両端の光トランシーバーは同一のものを使用できます。ただし、2本の光ファイバーとその設置コストがかかるため、CAPEX（設備投資）とOPEX（運用コスト）は、後述する1本の光ファイバーを使用する他のBiDi技術と比較して大幅に高くなります。この技術は、P2P通信だけでなく、波長分割多重（WDM）通信にも使用できます。

一方、単波長BiDi伝送システムでは、1本のファイバーと1つの波長を使用して双方向の同時通信を行います。例えば、P2Pアクセスネットワークでは、上り信号と下り信号の両方に1550nm（または1310nm）の波長を使用できます。これにより、ネットワーク事業者は1550nm（または1310nm）の光トランシーバーを1種類だけ導入すれば済むため、CAPEX（設備投資）とOPEX（運用コスト）を削減できます。また、すべてのトランシーバーが同一でファイバーも1本しかないため、トランシーバーを混乱なく確実に設置できます。WDM BiDiシステムでは、各チャネルに完全に双方向の専用（または対称）帯域幅を提供するための唯一の現実的なアプローチです。この技術では、アップストリーム信号とダウンストリーム信号の間にクロストークと干渉ビートノイズが発生する可能性があります。これらはいずれも、PC（またはUPC）型コネクタを備えたトランシーバーとチャネルリンクファイバー間のインターフェースにおける反射によって発生し、最大許容チャネル損失、つまり最大伝送距離に制限を課す可能性があります。しかし、これらの反射はAPC型コネクタを使用することで軽減できます。

様々なBiDi伝送技術の長所と短所をまとめた表をご覧ください。単波長BiDiは、他の2つの競合技術である2波長BiDiとデュプレックスに比べて、独自の利点を明確に示しています。

原理

単一波長BiDi伝送技術は、単一の光ファイバー上でほぼ同一波長で双方向の同時通信を可能にします。下図は、このような伝送システムの簡略化を示したものです。P2P光通信システムは、伝送媒体として単一光ファイバーを介した屋外プラント（OSP）光ファイバーリンクと、その光ファイバーリンクの両端に同一のトランシーバーを配置することで構成されています。2つのトランシーバーからの信号波長、つまりTx1からのダウンストリーム信号とTx2からのアップストリーム信号は互いに非常に近いため、この方式は「単一波長BiDi伝送」と呼ばれています。

アプリケーション

単波長BiDi伝送技術は、光トランスポートネットワーク、FTTxネットワークなどのアクセスネットワーク、無線バックホールネットワーク、プライベート伝送ネットワークなど、幅広い用途に使用されています。ただし、ほとんどの光伝送ネットワークはPC型コネクタを備えており、反射の影響が有限であるため、伝送距離が制限される可能性があります。しかしながら、他の技術にはない独自の利点があるため、最大20kmの距離を伝送するP2PおよびWDM伝送システムにとって依然として非常に魅力的です。さらに、APCコネクタを用いて反射を最小限に抑えることで、伝送距離を最大120kmまで延長できます。

WDM BiDi伝送アプリケーションにおいて、この単一波長BiDi伝送は、各チャネルに完全に双方向に専用（または対称）な帯域幅を提供するための唯一の現実的なアプローチです。2波長BiDi伝送技術では、すべての加入者が一方向で共通の波長（例えば、TDM技術の上りでは1310 nm）を共有する必要があるため、各チャネルに双方向で同時に完全に専用化された帯域幅を割り当てることはできません。

単一波長 BiDi 伝送技術は、CO と基地局間のリンク、下図に示す光 WDM BiDi システムを介して接続された基地局と RRH、大都市圏の道路沿いの基地局と多数のピコセル、基地局と塔上のアンテナ間のリンクなどの無線バックホール ネットワークをサポートするのにも適しています。

結論

単一波長双方向伝送は、リンク長最大20kmのP2Pシステム、およびリンク長最大120kmのWDMシステムにおいて、非常に費用対効果の高いソリューションとなります。APCコネクタを用いて反射を最小限に抑えることで、伝送距離をさらに延長できます。この技術は、各チャネルに完全に双方向の専用帯域幅を必要とするWDM BiDiシステムにおいて、唯一実現可能なソリューションとなります。特に、帯域幅とトラフィック量の需要がますます増加している無線バックホールネットワークに最適です。