معدد الإرسال البصري الإضافي OADM

يؤدي النمو الهائل في الطلب على النطاق الترددي إلى دفع استخدام البنية التحتية للألياف إلى أقصى حدودها، ولتحقيق هذا المطلب تم إدخال معددات الإرسال البصري الإضافي “OADM” في شبكات المترو أو الوصول، والتي تعمل كأبسط العناصر لتقديم إمكانات إدارة الطول الموجي من خلال تمكين الإضافة الانتقائية وإسقاط القنوات الضوئية.

ما هي معددات الإرسال البصري الإضافي OADM؟

معددات الإرسال البصري الإضافي “OADM”: هو مكون رئيسي للشبكات الضوئية لتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي العريض للغاية “DWDM” و”UW-WDM”، حيث يتم استخدامه لإسقاط وإدخال الإشارات الضوئية بشكل انتقائي في شبكة “DWDM” شفافة.

إنّ الوظيفة الرئيسية لمُعدِّد الإرسال البصري هي الجمع بين طولين موجيين أو أكثر في نفس الألياف حيث إذا تم وضع مزيل تعدد الإرسال ومحاذاته بشكل صحيح مع مُضاعِف، فإنّه يكون في المنطقة بينهما كما يوجد طولين موجيين فرديين وهذا يجعل من الممكن لـ “OADM” إزالة أو إدخال أطوال موجية فردية.

ونظراً لأنّ “OADM” يعتمد على أجهزة سلبية منخفضة التكلفة ومنخفضة التكلفة ولا تحتاج إلى أي مصدر طاقة، فيمكن تحقيق شبكة موثوقة وفعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير بمساعدتها.

• “OADM” هي اختصار لـ “optical add-drop multiplexer”.

• “UW-WDM” هي اختصار لـ “University of Wisconsin Wavelength Division Multiplexing”.

• “DWDM” هي اختصار لـ “Dense Wavelength Division Multiplexing”.

تكوينات ووظائف OADM:

يتكون “OADM” بشكل عام من ثلاثة أجزاء، وهي مزيل تعدد الإرسال البصري ومضاعف الإرسال البصري وطريقة لإعادة تكوين المسارات بين مزيل تعدد الإرسال البصري ومضاعف الإرسال البصري، بالإضافة إلى مجموعة من المنافذ لإضافة وإسقاط الإشارات، حيث يستخدم معدد الإرسال لربط طولين موجيين أو أكثر في نفس الألياف.

وبعد ذلك يمكن تحقيق إعادة التكوين من خلال لوحة التصحيح الليفي أو المحولات الضوئية التي توجه الأطوال الموجية إلى معدد الإرسال البصري أو لإسقاط المنافذ، كما يفصل مزيل تعدد الإرسال عدة أطوال موجية في الألياف ويوجهها إلى العديد من الألياف.

1- تكوينات OADM:

هناك نوعان من التكوينات الأساسية لـ “OADM”، وهي استخدام مرشح غشاء رقيق عازل للكهرباء “TFF” وشبكة ألياف بصرية “FBG”، ولتكوين “OADM” مع “TFF” يتم تشعب أو إسقاط الطول الموجي للإشارة التعسفية من إشارات مضاعفة الطول الموجي عبر مرشح تمرير النطاق الضيق “BPF”، حيث يتم إرسال الطول الموجي للإشارة المرغوبة فقط بينما ينعكس الآخرون.

وفي الوقت نفسه يمكن إدخال أو إضافة طول موجي للإشارة التعسفية في إشارات مضاعفة الطول الموجي عبر “BPF” ضيق، حيث يتم دمج الطول الموجي للإشارة المرغوبة التي يتم إرسالها مع أطوال موجات الإشارة المنعكسة.

أثناء تكوين “OADM” باستخدام “FBG” تدخل إشارات مضاعفة الطول الموجي إلى “FBG” من خلال دائري حيث ينعكس طول موجة إشارة تعسفية واحدة فقط بينما يتم إرسال الآخرين، كما يتم تشعب أو إسقاط الطول الموجي للإشارة المنعكسة في منفذ غير ذلك الذي تدخل فيه إشارات مضاعفة الطول الموجي.

في حالة مضاعفة الطول الموجي لطول موجة إشارة تعسفي ينعكس طول موجة الإشارة الحادث على المدور بواسطة “FBG”، ويتم إدخاله أو إضافته إلى إشارات مضاعفة الطول الموجي التي يتم إرسالها عبر المدور.

ملاحظة:“FBG” هي اختصار لـ “Fiber Bragg Grating”.

ملاحظة:“TFF” هي اختصار لـ “Toggle Flip-Flop”.

ملاحظة:“BPF” هي اختصار لـ “Band Pass Filter”.

2- الوظائف الرئيسية لـ “OADM”:

يمكن لـ “OADM” زيادة قناة واحدة أو أكثر من قنوات الطول الموجي الحديثة إلى إشارة “WDM” كثيرة الأطوال الموجية المتوفرة، أو إسقاط أو إزالة قناة واحدة أو أكثر لتمرير هذه الإشارات إلى مسار شبكة آخر حيث يزيل “OADM” بشكل انتقائي، أو يسقط الطول الموجي من تعدد الأطوال الموجية في الألياف وبالتالي يفصل الإشارات عن القناة المعينة.

وبعد ذلك يضيف نفس الطول الموجي في نفس اتجاه تدفق البيانات، ولكن مع محتوى بيانات مختلف حيث يستخدم “OADM” بشكل شائع في أنظمة حلقات “WDM”، وعلى المدى الطويل لتكوين أكثر مرونة وقدرة أعلى.

ملاحظة:“WDM” هي اختصار لـ “Wavelength-division multiplexing”.

أنواع OADM:

يتم تصنيف “OADMs” على أنّها معدد إضافة إسقاط بصري ثابت “FOADM” ومعدد إرسال بصري قابل لإعادة التكوين “ROADM“، حيث في “OADM” ذو الطول الموجي الثابت يتم اختيار الطول الموجي ويبقى كما هو حتى يغيره التدخل البشري.

أمّا في الطول الموجي القابل لإعادة التشكيل “OADM” يمكن توجيه الأطوال الموجية بين مزيل تعدد الإرسال أو معدد الإرسال بشكل ديناميكي من مخرجات مزيل تعدد الإرسال إلى أي من مدخلات معدد الإرسال.

1- معددات الإرسال الضوئية الثابتة “FOADM”:

تم تطوير “FOADMs” في الأصل لتحسين توصيل حركة المرور “السريعة” عبر الشبكات ودون الحاجة إلى تجديد “OEO” المكلف، حيث تستخدم “FOADMs” مرشحات ثابتة تضيف أو تسقط “نطاقاً” من الطول الموجي المحدد وتمرير بقية الأطوال الموجية عبر العقدة، كما تعمل تقنية ترشيح الطول الموجي الثابت على التخلص من التكلفة والتوهين لفك تعدد إرسال جميع إشارات “DWDM” في مسار الإشارة.

يُطلق على الحل اسم “FOADM” لأنّ الطول الموجي المضاف والمسقط يكون ثابتاً في وقت تثبيت مرشح الإضافة أو الإسقاط على المسار البصري عبر العقدة، ولا يمكن إضافة أي مرشحات إضافية دون مقاطعة الأطوال الموجية السريعة التي تنتقل عبر العقدة.

• “FOADM” هي اختصار لـ “Fixed Optical Add/Drop Multiplexer”.

2- معددات إرسال بصرية قابلة لإعادة التكوين “ROADM”:

تم تطوير “ROADMs” لتوفير المرونة في إعادة توجيه التدفقات الضوئية وتجاوز الاتصالات المعيبة والسماح بحد أدنى من انقطاع الخدمة والقدرة على تكييف، أو ترقية الشبكة الضوئية لتقنيات إدارة الطلب على الألياف المختلفة ويستخدم مفتاح انتقائي لطول الموجة “WSS”، حيث يحتوي “WSS” على اتصال متقاطع ثماني الأبعاد ويوفر بدء تشغيل سريع للخدمة والتوصيل المتبادل عن بُعد وشبكات شبكة “WDM”.

يسمح مخطط “ROADM” أيضاً بإدخال أو إخراج طول موجي واحد أو مجموعة طول موجي عبر المنفذ الثابت، وفي أنظمة “ROADM” لا يتم الحاجة إلى تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية وتوجيه تلك الإشارات باستخدام مفاتيح إلكترونية تقليدية، ثم تحويلها مرة أخرى إلى إشارات ضوئية تماماً كما يفعل “FOADM”، ويمكن تكوين “ROADM” كما هو مطلوب دون التأثير على حركة المرور.

ملاحظة:“ROADM” هي اختصار لـ “Reconfigurable optical add-drop multiplexer”.

ملاحظة: “WSS” هي اختصار لـ “Wavelength Selective Switch”.

تطبيقات OADM:

في أنظمة النقل التقليدية طويلة المدى تم التركيز على مقدار السعة ومدى قدرة النظام على الإرسال ومع ذلك في شبكات المترو أو الوصول، فإنّ التكلفة المنخفضة ومرونة النظام مطلوبة بشدة، ويمكن لـ “OADM” التحقق من كلا المطلبين، كما يكون التطبيق الرئيسي لـ “OADM” في شبكة منطقة العاصمة “MAN“، وتتميز بمرونة عالية وسهولة ترقية وتضخيم.

وكمنصة نقل مثالية متعددة الخدمات في تطبيق “MAN” يسمح “OADM” أيضاً بإشارة تعدد إرسال مختلفة الطول الموجي في مواقع مختلفة، وتطبيق آخر لـ “OADM” هو في “OXC”، وتسمح المعدات المقترحة لشبكة مختلفة بتوصيل موارد الطول الموجي الديناميكية عند الطلب ونطاق أوسع من التوصيل البيني للشبكة.

يحتاج “OADM” و”OXC” فقط إلى تنزيل المعلومات الموجودة في العقد لإرسال الشخص الذي يتعامل مع الجهاز، بما في ذلك لوحة مفاتيح “ATM” ولوحة مفاتيح “SDH” وجهاز توجيه “IP” وما إلى ذلك ممّا يحسن بشكل كبير من كفاءة العقدة لمعالجة المعلومات.

• “OXC” هي اختصا لـ “Optical Cross Connection”.

• “MAN” هي اختصار لـ “metropolitan area network”.

• “SDH” هي اختصار لـ “Synchronous Digital Hierarchy”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.