مع تزايد متطلبات الاتصالات للشبكات عالية السرعة والسعة، كانت هناك حاجة واضحة لتبني تقنيات جديدة لإنشاء مثل هذه الشبكات. ومن بين التقنيات التي ظهرت لتوسيع إمكانات شبكات الألياف الضوئية، مثل تقنية تقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM)، والتي تزيد من عرض النطاق الترددي والكفاءة التشغيلية. بشكل أساسي، DWDM متماسك تعد هذه التكنولوجيا بمثابة تقدم كبير في هذا المجال حيث أنها تمكن من نقل البيانات لمسافات طويلة عبر العديد من قنوات DWDM بدقة هائلة وجودة إشارة عالية جدًا. تشرح هذه الورقة المفاهيم الأساسية لـ DWDM وتصف مبادئ وفوائد التكنولوجيا المتماسكة ومستقبلها في الشبكات. مع هذا الفهم، يصبح أعضاء مجتمع FS أكثر قدرة على وضع أنفسهم وفقًا لتوقعات البنية التحتية للاتصالات العالمية سريعة النمو هذه.
ما هو نظام DWDM المتماسك وكيف يعمل؟
تعد تقنية تقسيم الطول الموجي الكثيف المتماسك (DWDM) تقدمًا أكثر رسوخًا في شبكات النطاق العريض الضوئية التي تسعى إلى استخدام تقنية المعالجة المتماسكة والطورية لتحسين مسافة الإرسال وتعزيز الكفاءة الطيفية لأنظمة DWDM. الفرق بين DWDM التقليدي، الذي يستخدم فقط تشغيل وإيقاف التشغيل، و DWDM متماسك تتمثل الميزة الأخيرة في استخدام تنسيقات تعديل الطور المتطورة مثل تحويل الطور PSK وتعديل سعة التربيع QAM مع الكشف المتماسك. يمكن لهذه الطريقة نقل المعلومات من خلال أكثر من موجة ضوئية بأطوال موجية مختلفة عبر الألياف الضوئية. تتضمن مكونات DWDM المتماسكة الليزر القابل للضبط ومعالجات الإشارة الرقمية (DSP) ومضاعفات الاستقطاب، وكلها مترابطة لتوفير مراقبة ومعالجة أكثر فعالية للتشتت وضوضاء الطور، وبالتالي تحسين نقل البيانات عن بعد. توفر هذه الميزة ميزة لأنظمة الاتصالات بالألياف المدمجة، وهو أمر ضروري لأي شبكة اتصالات معاصرة لأنها تزيد من استخدام الألياف بكفاءة وتحسن كيفية إدارة الطيف الضوئي المستخدم.
فهم التكنولوجيا المتماسكة
تتضمن الفكرة استخدام تقنيات متقدمة لنقل المعلومات عبر الألياف الضوئية في حالة الاتصالات طويلة المدى بتقنية DWDM بسرعة 100 جيجابت في الثانية. تستخدم هذه التقنية في الأساس الكشف المتماسك، والذي يختلف عن الكشف المباشر في أنه بدلاً من اكتشاف سعة إشارات الموجات الضوئية فقط، يتم أيضًا استخدام المعلومات من طور إشارات الموجات الضوئية. تستخدم معالجات الإشارات الرقمية للتعويض عن تشوه الإشارة، وبالتالي، يمكن تطبيق طرق التعديل من الدرجة الأعلى مثل QAM. تساعد هذه الطرق المتقدمة في ضغط كميات كبيرة من المعلومات ضمن نفس النطاق الترددي البصري. تستخدم التقنية المتماسكة الإرسال المتعدد الاستقطاب، وهو القدرة على تقسيم حالتين متعامدتين من الضوء المستقطب إلى نفس البيانات، مما يتيح لهذه الطريقة مضاعفة سعة النظام. يؤدي دمج هذه التقنيات إلى تحسين الضوضاء المقبولة وكفاءة الطيف وزيادة المسافات التشغيلية، مما يجعلها جزءًا لا يتجزأ من الشبكات والأنظمة الضوئية ذات سعة البيانات العالية.
دور الإرسال المتعدد بتقسيم الطول الموجي الكثيف
إن تقنية تقسيم الطول الموجي للكثافة (DWDM) ضرورية لزيادة كفاءة الشبكات الضوئية وقدرتها على الحمل. كما أن تقنية تقسيم الطول الموجي للكثافة تسمح بنقل العديد من قنوات البيانات في وقت واحد عبر كابل ألياف ضوئية واحد، وبالتالي يمكنها زيادة الاستخدام المحتمل للبنية التحتية الحالية. يتم تصميم القنوات للعمل على ترددات مختلفة قليلاً، وبالتالي يمكن أن يكون هناك العديد من تدفقات البيانات في قناة واحدة دون تداخل من القنوات الأخرى. وبهذه الطريقة، فإنها تمكن مشغلي الشبكات من دمج العديد من الخدمات بمعدلات بيانات مختلفة ونقلها عبر نفس النطاق الترددي. ومن الممكن أيضًا استخدام تنسيقات التعديل الجديدة، مثل التكنولوجيا المتماسكة، في أنظمة DWDM لتعزيز نطاق وقدرة الاتصالات البصرية لتلبية متطلبات الاتصالات الحديثة، والتي تتطلب نقل كميات أكبر وأسرع من البيانات.
الاختلافات الرئيسية بين البصريات التقليدية والمتماسكة
في البصريات التقليدية، تُستخدم تقنيات الكشف المباشر، حيث يتم تحديد شدة الضوء، ولا يتم استخدام أي معلومات حول الطور. هذه الطريقة لها عيوب لأنها صاخبة ولديها كفاءة طيفية منخفضة. ومع ذلك، في البصريات المتماسكة، يتم استخدام سعة وطور الإشارة، ويتم تدريس مخططات التعديل الأكثر تطوراً مثل QAM، والتي تعد ضرورية لتطوير أنظمة DWDM المدمجة، بهذه الطريقة. وهذا يعني أن معدل البيانات يتحسن بشكل كبير، وتزداد الكفاءة الطيفية، وتمتد المسافة المقطوعة. بالإضافة إلى ما سبق، يتم استخدام الإرسال المتعدد الاستقطاب في هذه الأنظمة لزيادة سعة النظام بشكل أكبر، حيث يتم نقل المعلومات المستقلة إلى حالتي استقطاب متعامدين، مما يساعد بدوره في أداء نظام DWDM. بشكل عام، توفر البصريات المتماسكة ميزة على أنظمة التشغيل التقليدية في الشبكات البصرية عالية السعة وطويلة المدى.
كيف تعمل تقنية 100G Coherent على تحويل الاتصالات البصرية؟
فوائد أجهزة الإرسال والاستقبال المتماسكة 100G
و 100G أجهزة الإرسال والاستقبال المتماسكة كما تأتي هذه التقنية بالعديد من الفوائد التي تعمل على تحسين كل من تشغيل وتقديم الخدمات في الشبكات الضوئية، وخاصة في استخدام قناة DWDM. بادئ ذي بدء، توفر هذه الأجهزة المرسلة والمستقبلة معدلات بيانات أعلى بكثير، وهو أمر ضروري في معالجة الطلب المتزايد على البيانات في الشبكات. تتضمن أجهزة الإرسال والاستقبال معالجات إشارة رقمية متطورة للغاية تتغلب على العجز الضوئي، مما يجعل النطاقات الممتدة ممكنة مع تضخيم أقل في النظام. كما يمكن لتقنية 100G المتماسكة أن توفر شبكة قابلة للتكيف وبنية أساسية وتعزز الكفاءة، مما يساعد مزودي الشبكة على استخدام الموارد المتاحة وإنفاق أقل. وهذا يجعلها قادرة على تحديث الإعدادات الحالية لمتطلبات نقل البيانات لمسافات طويلة عالية الإنتاجية، باستخدام تقنية 100g DWDM.
تطبيقات في شبكات المترو وشبكات المسافات الطويلة
إن تطبيق تقنية نقل الضوء المتماسك بسرعة 100 جيجابت في الثانية مهم جدًا لتعزيز قدرة شبكات الضوء المترو والبعيدة المدى. وذلك لأن هذه التقنية في حالة شبكات الضوء المترو تعالج تحدي انفجار حركة البيانات من خلال توفير روابط عالية السعة يمكن دمجها في الإطار الحالي. كما تسمح بتحسين الموارد لأي خدمة مقدمة (مثل الفيديو والبيانات والصوت)، مما يزيد من طبيعة الشبكة المرنة والقابلة للتطوير. لذلك، يساعد هذا النوع من التكنولوجيا في تقليل مسافات الإرسال في شبكات المسافات الطويلة مع ضمان جودة نقل البيانات الممتازة، والتأخيرات الدنيا. كما تساهم في بناء الشبكات بتكلفة أقل لأنها توسع نطاق الشبكة وتزيد من كفاءة الألياف المستخدمة، وهو أمر مهم جدًا لتلبية احتياجات اليوم المستهدفة للاتصالات الدولية والعابرة للقارات. وتسلط هذه التطبيقات الضوء على دور تقنية نقل الضوء المتماسك بسرعة 100 جيجابت في الثانية كمنصة لا هوادة فيها لأنظمة الاتصالات الضوئية الحديثة.
تحسين الكفاءة الطيفية من خلال الحلول المتماسكة
إن التعاون يوفر للطلاب منتدى لترك وجهات النظر التقليدية القديمة والبدء في التفكير في مستقبل التطبيق. إن العمل في مثل هذه البيئة من شأنه أن يعدك لمواجهة الاحتياجات الفعلية لسوق العمل. هناك مجموعة من القواعد التي تحكم السلوك في الفصل الدراسي لضمان حدوث العملية بشكل مستمر وفعال. تعمل هذه الأساليب على تعزيز إدارة سلسلة التوريد غير المرنة في حل يصف كيف يمكن تسليم المنتجات أو الخدمات. على الرغم من ذلك، تشير كينيا إلى أن التدريس الجماعي قد يتآكل أيضًا كقوة مركزية في النموذج الشامل. سيركز نضج هذا السوق على تلبية متطلبات القدرة والتشغيل لإجراء القياسات البصرية باستخدام تحويل الضوء النانوي إلى كهربائي كمحرك نهائي محمي - قدم شركاء من الشركات والجامعات اليابانية زيوتًا مركبة بتركيبات ولزوجة مختلفة.
ما هي التحديات التي تواجه نشر حلول DWDM المتماسكة؟
معالجة التشتت اللوني في أنظمة DWDM
التشتت اللوني هو أحد المشاكل الرئيسية في أنظمة الإرسال المتعدد بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) لأنه يخلق حالة تنتقل فيها أطوال موجية مختلفة بسرعات مختلفة، مما قد يؤدي إلى تداخل مدمر للإشارات. في النهج المعاصر لحل هذه المشكلة، يتم استخدام ألياف تعويض التشتت (DCF) حيث تعوض التشتتات السلبية عن الكمية المفقودة في الألياف أحادية الوضع المائلة القياسية. علاوة على ذلك، من الممكن أيضًا استخدام DSP لبناء أنظمة يمكنها ضبط كمية التشتت في الإشارات بنشاط لتصحيح أخطاء المحاذاة وما شابه ذلك في الإشارات. تنشر بعض أنظمة الإرسال المتعدد بتقسيم الطول الموجي (WDM) أيضًا وحدات تعويض التشتت (DCM) المجهزة في تصميم الشبكة للمساعدة في إدارة التشتت الفعالة مع مسافات وظروف إرسال متنوعة.
إدارة تشتت وضع الاستقطاب
بصفتي محترفًا في هذا المجال، فأنا أعرف التكتيكات المختلفة اللازمة للتعامل مع تأثيرات تشتت وضع الاستقطاب (PMD) في سياق أنظمة DWDM. وللتوسع في هذا الموضوع، فإن PMD هو التأثير غير المواتي عندما ينتقل استقطاب الضوء بسرعات مختلفة عبر ألياف ضوئية واحدة، مما يؤدي إلى تشويه الإشارة. كما تم التركيز على استخدام تقنيات تعويض PMD مثل المعادلة التكيفية ومعالجة الإشارات الرقمية المتقدمة التي تساعد في الحفاظ على الإشارة ضد الاختلافات في PMD من خلال تتبع التغييرات في PMD وإجراء التعديلات. علاوة على ذلك، في حالة بناء شبكات النقل الضوئي، فإن استخدام الألياف الضوئية ذات PMD المنخفضة سيمنع بالتالي حدوث PMD. يعد التحليل الشامل ومراقبة PMD، بما في ذلك التحليل في الوقت الفعلي، أمرًا بالغ الأهمية حيث يساعدان في تخفيف المشكلات التي قد تشكل مخاطر على استقرار وكفاءة شبكات الاتصالات الضوئية.
اعتبارات خاصة بأجهزة الإرسال والاستقبال المتماسكة القابلة للتوصيل
عند مقارنة أجهزة الإرسال والاستقبال المتماسكة القابلة للتوصيل، يجب فهم بعض الجوانب التي تشكل وظائفها ودمجها في أنظمة الاتصالات الضوئية. للبدء، ضع في اعتبارك المواصفات المتعلقة باستخدام الطاقة وإزالة الحرارة، نظرًا لأن الطاقة والكفاءة الحرارية أمران حاسمان في ضمان موثوقية النظام وطول عمره. يجب أيضًا تقييم أداء أجهزة الإرسال والاستقبال هذه فيما يتعلق بالشبكات والأجهزة الشبكية الحالية والمستقبلية، وخاصة ما إذا كانت تتطلب، عند تنفيذها، أي تغييرات كبيرة في الأنظمة الحالية. علاوة على ذلك، يجب أن تلبي سرعة وصول جهاز الإرسال والاستقبال ومعدل البيانات الخدمات المطلوبة عبر الشبكة والاحتياجات المتوقعة في السنوات القادمة للسماح بالتوسع والتنوع على شبكات 100G. أخيرًا، يرجى فحص النظام البيئي للشركة المصنعة فيما يتعلق بمعايير التشغيل البيني والميزات وبرامج المرافق، والتي تعد بالغة الأهمية لترقية إدارة ووظائف الشبكات لتلبية الأداء في العالم المتغير.
كيف تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية المتماسكة على تعزيز أداء الشبكة؟
استخدام معالجة الإشارات الرقمية في الأنظمة المتماسكة
إن معالجة الإشارات الرقمية (DSP) أمر بالغ الأهمية لتحسين أداء الشبكات العاملة من خلال أنظمة بصرية متماسكة. ومن خلال استخدام خوارزميات متطورة، تعالج معالجة الإشارات الرقمية قضايا مثل التشتت اللوني وتشتت وضع الاستقطاب، وبالتالي تعزيز جودة الإشارة ومسافة الإرسال. ويسمح هذا التقدم التكنولوجي لأجهزة الإرسال والاستقبال المتماسكة بالتكيف في الوقت الفعلي مع الطبيعة المتغيرة للشبكة المتاحة، وإدخال الثقة في البيانات نفسها وتحسين استخدام النطاق الترددي. ومن خلال معالجة الإشارات الرقمية، يمكن استخدام تنسيقات تعديل أكثر تقدمًا وأعلى ترتيبًا، وبالتالي زيادة معدلات البيانات مع ارتفاع الطلب على وحدات البصريات المتماسكة. باختصار، من المناسب أن نستنتج أن نشر معالجة الإشارات الرقمية في الأنظمة المتماسكة يحسن أداء أنظمة الاتصالات البصرية من حيث الكفاءة والمرونة والسعة.
فهم تأثير التعديل المتماسك
عند التحقيق في سؤال البحث المتعلق بتأثير التعديل المتماسك على أداء الشبكة، قمت بفحص أحدث المعلومات من الإنترنت. يتميز التعديل المتماسك بالترابطات متعددة النقاط، مما يؤدي إلى تحسين أداء الشبكة الضوئية، وزيادة السعة، والاستخدام الأكثر كفاءة للنطاق الترددي المتاح. يتم ذلك من خلال تطوير تقنيات معقدة مثل التلاعب بالطور والسعة والاستقطاب، وبالتالي زيادة سعة حرارة البيانات والأداء من حيث النطاق الترددي للإشارات الضوئية. علاوة على ذلك، يوفر التعديل المتماسك أداءً أفضل، مما يسمح بمسافات أطول مع تدهور أقل للإشارة مقارنة بالحالة المتوسطة، وبالتالي تقليل عدد المولدات في الشبكة. تعمل هذه الإثارة على تعزيز القدرة على إدارة المزيد من حركة المرور وتلبية متطلبات النمو في إطار البنية التحتية الحالية للاتصالات. ربما يكون التعديل المتماسك هو العنصر الأكثر أهمية في الأنظمة الضوئية المتقدمة لأنه العامل الرئيسي في تحديد حل الشبكات عالي الأداء وعالي السعة.
مزايا طرق الكشف المتماسكة
تتمتع طرق الكشف المتماسكة بخصائص مفيدة، وخاصة في أنظمة الاتصالات البصرية. أولاً، تضمن هذه الطرق زيادة الحساسية. وهذا يسهل حتى اكتشاف الإشارات الضعيفة عند انخفاض الطاقة، مما يؤدي إلى مسافات إرسال طويلة مع عدد قليل من مكبرات الصوت. ثانيًا، من خلال اكتشاف كل من سعة وطور الإشارة البصرية، من الواضح أن طرق الكشف المتماسكة ستحقق حركة بيانات أعلى ونسب إشارة بصرية إلى ضوضاء أفضل من أنظمة الكشف المباشر. تعد هذه الكفاءة المحسنة ضرورية في معالجة الطلب المتزايد على البيانات وترشيد استخدام النطاق الترددي المتاح. ثالثًا، بفضل الكشف المتماسك، تعمل تنسيقات التعديل المتقدمة مثل تعديل سعة التربيع (QAM) على توسيع سعة البيانات ومرونة الشبكة. أخيرًا وليس آخرًا، نظرًا لإدخال معالج الإشارة الرقمية في الصورة، يمكن للأنظمة المتماسكة التخفيف من تأثيرات الألياف، مثل التشتت اللوني والاستقطابي، وبالتالي تعزيز مستوى الأداء وموثوقية أنظمة الإرسال. ومن الجدير بالذكر أن هذه الفوائد مجتمعة هي ما يجعل الكشف المتماسك أحد العناصر الأساسية لأنظمة النقل الضوئي عالية السعة اليوم، حيث يتوافق مع النتائج التي توصل إليها الممارسون الرائدون اليوم.
ما هي الاتجاهات والتطورات المستقبلية في تقنيات البصريات 100G وما بعدها؟
التطور نحو تقنيات 400G المتماسكة
إن تطوير تقنيات 400G المتماسكة من تقنيات 100G المتماسكة الحالية هو خطوة رئيسية في تطور الشبكات الضوئية التي يقودها النمو المستمر في معدل نقل البيانات وكفاءة النطاق الترددي للتطبيقات الموجهة للشبكة. كما تفترض الاتجاهات الحالية تعقيدًا متزايدًا للبنية الأساسية للشبكة؛ وبالتالي، هناك حاجة إلى المزيد من القدرة على التوسع. أولاً، تستخدم حلول 400G المتماسكة تنسيقات تعديل أكثر كفاءة من 16QAM، والتي تستخدم أكثر تقنيات DSP تطوراً حتى الآن لتقديم معدلات بيانات قياسية دون المساس بالكفاءة الطيفية. علاوة على ذلك، تتضمن تقنية PIC ابتكارات كبيرة في حجم وكفاءة أجهزة الإرسال والاستقبال، والتي تعد بالغة الأهمية عند التعامل مع سيناريوهات النشر ذات السعة والكثافة العالية جدًا. أخيرًا، تتحول هياكل مقدمي الخدمة لتوفير شبكات أكثر قابلية للبرمجة والتحكم فيها بواسطة البرامج والتي تستخدم شبكات مرنة، مما يسمح بإدارة تخصيص السعة والموارد واستخدامها. ومع قيام المزيد والمزيد من اللاعبين بتطوير هذه التقنيات، فمن الواضح أن التغيير نحو النقل البصري بسرعة 400 جيجابت في الثانية سيغير جذريًا التشغيل التقليدي لشبكات البيانات ويجعل من الممكن مواجهة تحديات المستقبل الرقمي.
الابتكارات في الشبكات البصرية والألياف البصرية
تهدف الاتجاهات الحالية في تنفيذ الشبكات والألياف الضوئية إلى تحسين أداء وموثوقية نقل البيانات الضوئية. ومن أبرز الحركات تشكيل الألياف المجوفة مع تأخير أقل وسرعة أكبر من الألياف الضوئية الصلبة التقليدية. ويتعلق اتجاه مهم آخر بالتقسيم المكاني المتعدد (SDM)، والذي يسعى إلى تحسين سعة القنوات دون وضع المزيد من الألياف المادية، وبالتالي تقليل البنية التحتية والتكلفة. أصبح استخدام التعلم الآلي والعديد من تطبيقات الذكاء الاصطناعي للتشغيل البناء للشبكة منتشرًا على نطاق واسع ويسمح بالعمل البرلماني. تمكن هذه التكنولوجيا من الصيانة التنبؤية وتحسين تدفق البيانات، مما يساعد في التسبب في الحد الأدنى من التوقف والعمليات غير الفعالة. ومع ذلك، كانت الشبكات الضوئية محدودة فيما يمكنها القيام به في مواجهة هذه التطورات الجديدة وتقليص الوزن الاقتصادي الذي لا يزال يولده حركة البيانات العالمية.
دور البصريات المتماسكة في مراكز البيانات المستقبلية
يبدو أن البصريات المتماسكة هي واحدة من أكثر التطورات الواعدة لمراكز البيانات عالية السعة في المستقبل؛ حيث يمكن نقل المزيد من البيانات عبر مسافات أكبر مما هو ممكن عادةً باستخدام البصريات القياسية. تمكن هذه التكنولوجيا من استخدام تنسيقات التعديل ذات الترتيب الأعلى، والتي تضيف المزيد من المعلومات إلى طول موجي واحد، وبالتالي زيادة عامل التحسين وفي النهاية تقليل التكاليف الإجمالية لكل بت. نظرًا لأن الرغبة في البيانات آخذة في النمو، فإن البصريات المتماسكة ستسهل عملية التوسع والتكيف، بما يعادل زيادة سعة المرور المطلوبة في مراكز البيانات. بالإضافة إلى ذلك، لا يتطلب الأمر تنفيذ العديد من التغييرات لأن البصريات المتماسكة تتوافق جيدًا مع شبكة الألياف الحالية. كما تساعد البصريات المتماسكة في التحرك نحو شبكات عالية الأداء وأكثر فعالية مع زمن انتقال أقل. سيكون لها أهمية كبيرة للمراكز حيث ستسمح البصريات المتماسكة بالاتصال السليم والفعال والسريع للبيانات والذي سيكون مطلوبًا مع ظهور خدمات الحوسبة السحابية ومهام الذكاء الاصطناعي.
مصادر مرجعية
الأسئلة الشائعة (FAQs)
س: قم بتعريف تقنية 100G coherent DWDM بالتفصيل ووضح كيف تتميز عن تقنية DWD الكلاسيكية.
تشير تقنية DWDM المتماسكة 100G إلى مستوى عالٍ من الاتصالات التي يتم تحقيقها في النقل البصري من خلال الكشف المتماسك ومعالجة الإشارات الرقمية اللاحقة للإشارات المركزية. وهذا يختلف عن أجهزة مضاعفة تقسيم الطول الموجي السابقة (WDMs ضمن نظام WDM الممتد) بسبب معدلات البيانات الأعلى التي تبلغ 100 جيجابت في الثانية لكل طول موجي، وكفاءة طيفية أفضل، ومدى أطول قبل الحاجة إلى العديد من مولدات الإشارة. وهذا يسمح لشركات الاتصالات بإرسال المعلومات إلى مسافات أبعد بكثير، في بعض الحالات عدة كيلومترات، حتى تحسين طريقة أداء البصريات بشكل أقل باستخدام تعويض التشتت.
س: لماذا نعتبر معلمة DWDM المتماسكة 100G بمثابة حل يستحق التنفيذ؟
ج: إن تنفيذ أي من حلول DWDM المتماسكة 100g هذه يجلب أهداف تصميم الشبكة الدنيا، بما في ذلك توسيع سعة الشبكة، وتحسين كفاءة الشبكة الطيفية، وتعزيز مسافة الإرسال، وانخفاض النفقات التشغيلية. مع معدلات البيانات المحسنة لكل طول موجي والاستخدام الأكثر كفاءة لكابلات الألياف الحالية، فإن مسافة الإرسال لا تتطلب الكثير من المولدات؛ وبالتالي، فإن العمل مكتمل. علاوة على ذلك، أدت تقنيات DMW المتماسكة لتوزيع الطول الموجي المتعدد إلى جعل الممارسات التي تتطلب دمج الاستقطاب المتقاطع وتشتت الوضع اللوني "معقدة وتبسيط تصميم الشبكات وخفض الاستخدام الإجمالي لوحدات تعويض التشتت.
س: كيف تعمل تقنية البصريات المتماسكة على تعزيز نقل DWDM؟
ج: تعمل تقنية البصريات المتماسكة على تعزيز نقل DWDM من خلال استخدام تنسيقات التعديل المتقدمة ومعالجة الإشارات الرقمية المتطورة. ويحقق هذا المزيج كفاءة طيفية أفضل، مما يسمح بنقل المزيد من البيانات عبر طول موجي واحد. كما يوفر تسامحًا أكبر مع ضعف الإشارة، بما في ذلك الانحراف اللوني واستقرار الاستقطاب، مما يعزز بدوره نطاق الإشارات الضوئية دون تضخيم أو تجديد خطي. وهذا يعني أن الشبكات تتمتع بسعة أكبر ومسافة نقل أكبر في شبكات DWDM.
س: ماذا تفعل أجهزة الإرسال والاستقبال في أنظمة DWDM المتماسكة 100G؟
ج: تشكل أجهزة الإرسال والاستقبال جزءًا أساسيًا من أنظمة DWDM المتماسكة 100G. فهي تأخذ إشارات العميل غير المتماسكة وتحولها إلى شبكات DWDM متماسكة. في الوقت الحاضر، يتم دمج تقنيات معالجة الإشارات الرقمية في أجهزة الإرسال والاستقبال المتماسكة، والتي يمكنها إجراء التعديل التكيفي وتصحيح الأخطاء الأمامية ومراقبة الأداء لشبكات مختلفة. تمكن هذه الميزات القنوات من الحصول على أداء بصري محسن وكفاءة طيفية مرتفعة وإشارات محسنة ممتدة على أطوال غير عادية، وخاصة لشبكات DWDM عالية السعة.
س: كيف يؤثر دمج نقل الضوء بسرعة 100 جيجابت في تخطيط الشبكة ونشرها؟
ج: يساعد نقل الضوء بسرعة 100 جيجابت في تخطيط الشبكات ونشرها من خلال زيادة السعة وتبسيط بنية النظام. كما يسمح للمستخدمين بدفع كميات أكبر من المعلومات عبر البنية الأساسية للألياف المنشورة بالفعل، وبالتالي القضاء على الطلب على تركيب الألياف المفرط. ويعني النطاق الأوسع الذي توفره التكنولوجيا المتماسكة أن نقاط التجديد المطلوبة ستكون أقل، مما يجعل طوبولوجيا الشبكة أقل تعقيدًا. ومع ذلك، ستكون بعض التغييرات في الأجهزة الحالية ضرورية. على سبيل المثال، يدعم استخدام بطاقات الخطوط أو أجهزة الإرسال والاستقبال القادرة على التماسك الصحي تقنيات DWDM للبصريات المتماسكة التي ابتكرها لانج وآخرون. وبشكل عام، فإن تكنولوجيا DWDM المتماسكة عند مستويات 100 جيجابت مفيدة في تقليل الوقت المستغرق في تخطيط ونشر بساتين DWDM، والاستفادة بشكل أفضل من المرافق، وتعزيز المرونة.
س: ما هي التحديات التي تواجه نشر حلول DWDM المتماسكة بسرعة 100 جيجابت في الثانية؟
ج: على الرغم من أن حلول DWDM المتماسكة بسرعة 100 جيجابت توفر العديد من المزايا، إلا أنها تأتي مع تحديات فيما يتعلق بالنشر. على سبيل المثال، يتم تكبد نفقات رأسمالية ضخمة لتحسين الأنظمة الحالية، ويتطلب الأمر توافقًا ضعيفًا مع الأنظمة القديمة، وهناك حاجة إلى موارد بشرية متخصصة لتشغيل وصيانة الأنظمة البصرية المتماسكة. وبصرف النظر عن هذا، يحتاج مشغلو الشبكة إلى إدارة متطلبات OSNR والتشتت اللوني والتأثيرات غير الخطية بعناية أثناء التخطيط لعمليات الإرسال الطويلة المدى. يعد التخطيط الممتاز ونشر الشبكة أمرًا ضروريًا لتحقيق فوائد تقنية DWDM المتماسكة بالكامل.
س: كيف تعمل تقنية DWDM المتماسكة على تعزيز النقل لمسافات طويلة دون الحاجة إلى التجديد الكهربائي؟
ج: تعمل تقنية Coherent DWDM على تعزيز النقل لمسافات طويلة دون مساعدة من التجديد الكهربائي بسبب العديد من الميزات المهمة. فهي تستخدم مخططات التعديل المتقدمة وتقنيات DSP الدرامية التي تعمل على تحسين جودة الإشارة وتقليل التأثيرات الضارة للنقل. بالإضافة إلى ذلك، يتم تطبيق تقنيات تصحيح الأخطاء الأمامية المحسنة من حيث الجودة أيضًا في هذه التقنية، والتي تسمح باستخراج معلومات الإشارة من الإشارات المتدهورة للغاية. تساعد مثل هذه العوامل والفوائد الأخرى للكشف المتماسك في الحفاظ على الإشارات الضوئية مع تدهور منخفض للغاية على مدى آلاف الكيلومترات دون استرداد الطاقة الكهربائية بشكل مكلف، وبالتالي تقليل عدد مواقع التجديد في الشبكات طويلة المدى.
س: ما هي الابتكارات التي من المرجح أن تُنسب إلى الأجيال القادمة من تقنية DWDM المتماسكة؟
ج: سيعمل الجيل القادم من تقنية DWDM المتماسكة على زيادة سرعات الإرسال، وتعزيز كفاءة الطاقة، وتحسين التنوع. ويشمل هذا تصميم مخططات تعديل ذات ترتيب أعلى للحصول على قنوات ذات طول موجي واحد بسرعة 400 جيجابت/ثانية و800 جيجابت/ثانية وقنوات ذات طول موجي واحد أعلى. ومن المرجح أيضًا أن يكون استخدام البصريات المتماسكة القابلة للتوصيل، والتي تدمج البصريات المتماسكة في وحدات صغيرة قابلة للتوصيل، منتشرًا على نطاق واسع مع إمكانيات ترقية بسيطة وشبكات ذات بنية أكثر تنوعًا. كما تعد ابتكارات DSP بتعزيز جودة الإشارة، ومسافات الإرسال المحتملة، والشبكات الأكثر استجابة وذكاءً.