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DWDM 시스템은 일반적으로 광 송신기/수신기, DWDM 멀티플렉서/디멀티플렉서 필터, 광 애드/드롭 멀티플렉서(OADM), 광 증폭기, 트랜스폰더(파장 변환기)의 다섯 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다.
광 송신기/수신기
송신기는 소스 신호를 제공하고 이 신호가 다중화되므로 DWDM 구성 요소로 설명됩니다. DWDM 시스템에 사용되는 광 송신기의 특성은 시스템 설계에 매우 중요합니다. DWDM 시스템에서는 여러 개의 광 송신기가 광원으로 사용됩니다. 입력되는 전기 데이터 비트(0 또는 1)는 광 스트림의 변조를 유발합니다(예: 빛 섬광 = 1, 빛이 없음 = 0). 레이저는 광 펄스를 생성합니다. 각 광 펄스는 나노미터(nm) 단위로 표현되는 정확한 파장(람다)을 가집니다. 광 캐리어 기반 시스템에서 디지털 정보 스트림은 물리 계층 장치로 전송되며, 이 장치의 출력은 광섬유 케이블과 연결된 광원(LED 또는 레이저)입니다. 이 장치는 입력되는 디지털 신호를 전기(전자) 형태에서 광(광자) 형태로 변환합니다(전기-광 변환, EO). 전기 1과 0은 광원을 활성화하여 광섬유 코어에 빛을 방출합니다(예: 빛 = 1, 빛이 거의 없거나 전혀 없음 = 0). EO 변환은 트래픽에 영향을 미치지 않습니다. 기본 디지털 신호의 형식은 변경되지 않습니다. 광 펄스는 전반사 방식으로 광섬유를 통해 전파됩니다. 수신단에서는 또 다른 광 센서(포토다이오드)가 광 펄스를 감지하여 수신되는 광 신호를 다시 전기 신호로 변환합니다. 일반적으로 두 장치는 한 쌍의 광섬유(송신 광섬유 하나, 수신 광섬유 하나)로 연결됩니다.
DWDM 시스템은 채널 간 왜곡이나 누화 없이 작동하기 위해 매우 정밀한 파장의 빛을 필요로 합니다. DWDM 시스템의 각 채널을 생성하기 위해 일반적으로 여러 개의 레이저가 사용됩니다. 각 레이저는 약간씩 다른 파장에서 작동합니다. 최신 시스템은 200GHz, 100GHz, 50GHz 간격으로 동작하며, 최근에는 25GHz 간격을 지원하는 시스템이 개발되었고 12.5GHz 간격에 대한 연구도 진행 중입니다. 현재 시중에는 100GHz와 50GHz에서 작동하는 DWDM 트랜시버(DWDM SFP, DWDM SFP+, DWDM XFP 등)가 널리 판매되고 있습니다.
DWDM 멀티플렉서/디멀티플렉서 필터
여러 송신기가 서로 다른 광섬유에서 생성하고 동작하는 여러 파장(모두 1550nm 대역 내)은 광 필터(다중화 필터)를 통해 하나의 광섬유로 결합됩니다. 광 다중화기의 출력 신호를 합성 신호라고 합니다. 수신단에서는 광 드롭 필터(다중화 해제 필터)가 합성 신호의 각 파장을 개별 광섬유로 분리합니다. 개별 광섬유는 다중화 해제된 파장을 각각의 광 수신기로 전달합니다. 일반적으로 다중화기(Mux)와 다중화 해제기(DeMux, 송신 및 수신) 구성 요소는 하나의 인클로저에 포함됩니다. 광 다중화기/다중화 해제 장치는 수동형일 수 있습니다. 구성 요소 신호는 전자적인 방식이 아닌 광학적인 방식으로 다중화 및 다중화 해제되므로 외부 전원이 필요하지 않습니다. 아래 그림은 양방향 DWDM 동작을 보여줍니다. N개의 서로 다른 광섬유를 통해 전달되는 N개의 서로 다른 파장의 N개의 광 펄스가 DWDM 다중화기에 의해 결합됩니다. N개의 신호는 한 쌍의 광섬유로 다중화됩니다. DWDM 디멀티플렉서는 합성 신호를 수신하여 N개의 구성 신호 각각을 분리한 후, 각각의 신호를 광섬유로 전송합니다. 송신 및 수신 신호 화살표는 클라이언트 측 장비를 나타냅니다. 이를 위해서는 송신용 광섬유 하나와 수신용 광섬유 하나, 총 두 개의 광섬유가 필요합니다.
양방향 DWDM 멀티플렉서/디멀티플렉서 작동
광학 애드/드롭 멀티플렉서
광 신호 추가/제거 다중화기(OADM)는 다중화/역다중화 필터와는 다른 방식으로 "추가/제거" 기능을 수행합니다. 다음 그림은 1채널 OADM의 작동 방식을 보여줍니다. 이 OADM은 특정 파장의 광 신호만 추가하거나 제거하도록 설계되었습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로, 입력되는 합성 신호는 제거되는 신호와 통과되는 신호, 두 부분으로 나뉩니다. OADM은 빨간색 광 신호 스트림만 제거합니다. 제거된 신호 스트림은 클라이언트 장치의 수신기로 전달됩니다. OADM을 통과한 나머지 광 신호는 새로운 추가 신호 스트림과 다중화됩니다. OADM은 제거된 신호와 동일한 파장에서 동작하는 새로운 빨간색 광 신호 스트림을 추가합니다. 이 새로운 광 신호 스트림은 통과 신호와 결합되어 새로운 합성 신호를 형성합니다.
1채널 DWDM OADM 작동
DWDM 파장에서 동작하도록 설계된 OADM은 DWDM OADM이라고 하고, CWDM 파장에서 동작하도록 설계된 OADM은 CWDM OADM이라고 합니다. 두 종류 모두 현재 시중에서 구할 수 있습니다.
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