2.4 CWDM фильтр. Принцип работы
Для дальнейшего понимания происходящего необходимо разобраться, что такое CWDM фильтр и как он работает.
На самом деле, у этого пассивного устройства есть огромное количество названий: FWDM фильтр, CWDM Mini Cell, CWDM колба, Three-Port Filter и масса других.
Физически устройство представляет собой металлическую или стеклянную трубку около 5см длиной, к которой прикреплены три оптических пигейла.
Рисунок 7 – внешний вид CWDM фильтра.
Металлические CWDM фильтры обычно поставляются на рынок в виде готовых устройств для использования «как есть» в качестве, собственно, оптического фильтра. Такие фильтры обычно имеют оптические коннекторы (например, LC/UPC или SC/UPC) на концах пигтейлов для удобства использования.
Стеклянные CWDM фильтры являются компонентом для создания CWDM мультиплексоров (об этом – далее). Такие фильтры, в отличие от металлических собратьев, более хрупкие и требуют дополнительной защиты от внешних воздействий. Кроме того, стеклянные фильтры обычно поставляются с пигтейлами, не имеющими коннекторов на концах (под сварку).
Сам оптический фильтр вместе с системой линз находится глубоко внутри устройства и особого интереса не представляет, за исключением полосы пропускания.
Пропускать фильтр может как узкую полосу лазерного излучения (+/- 7.5нм от центральной длины волны, например 1550нм +/- 7.5нм), так и широкую (например, +/-40нм или вообще половину CWDM диапазона).
Работает CWDM фильтр «в обе стороны», позволяя как вводить в волокно, так и выводить из него оптический сигнал на нужной длине волны.
Каждый из трёх выводов CWDM фильтра отвечает за свою задачу, и если выводы соединить неправильно, то, в лучшем случае, CWDM система просто не будет работать («не поднимется линк»).
Вывод Pass (P) – вывод, в который вводится (или из которого выводится) нужная длина волны.
Вывод Common (COM или C) – общий вывод в линию связи. Если требуется ввести новую длину волны в линию связи, сначала её подают в вывод Pass. Фильтр «подмешивает» новую длину волны к уже имеющимся и групповой сигнал выходит из вывода COM.
Если требуется вывести из линии связи длину волны, содержащуюся в групповом сигнале, в вывод COM необходимо подать групповой сигнал, а из вывода Pass получить требуемую длину волны.
Вывод Reflection (REF, R, иногда — EXPRESS) – «транзитный» вывод. В него подаётся первичный групповой сигнал перед процедурой ввода новой длины волны, в него же выводится остаточный групповой сигнал после процедуры вывода длины волны из линии связи.
Каждый фильтр «гасит» как групповой сигнал, проходящий сквозь него, так и вводимую/выводимую длину волны примерно на 0,3дБ – это всегда необходимо учитывать при проектировании линии связи!
Благодаря фильтрам можно связать пару CWDM приёмопередатчиков между собой, используя не два волокна, а одно. Рассмотрим это на примере.
Допустим, необходимо «поднять линк» по одному волокну между парой трансиверов с длинами волн передатчиков 1550нм (красный) и 1530нм (синий).
Для этого потребуется пара CWDM фильтров на соответствующие длины волн.
Рассмотрим, как будет двигаться сигнал на длине волны 1550нм (будет двигаться он слева-направо):
- сигнал, выходя из передатчика, сразу же попадает на вывод REF фильтра 1530нм, после чего проходит фильтр «насквозь» и попадает в линию связи через вывод COM;
- на приёмной стороне сигнал на длине волны 1550нм попадает в COM вывод фильтра 1550нм, отфильтровывается и попадает через вывод PASS на приёмник трансивера.
Обратный сигнал от трансивера с излучателем на длине волны 1530нм двигается аналогично прямому.
Этот простой пример показывает базовые принципы работы CWDM систем уплотнения. В этом примере работа велась всего с двумя длинами волн и обычно вместо такой сложной схемы обычно используют стандартные WDM системы уплотнения.
CWDM система уплотнения начинает проявлять свою мощь при наращивании числа оптических каналов минимум до четырех, когда в одном волокне начинают работать сразу два дуплексных канала связи.
Но для того, чтобы ввести и вывести из одного волокна большое число длин волн, одиночного CWDM фильтра будет недостаточно, и тогда для организации связи потребуется уже упомянутое ранее (но не рассмотренное до сих пор) устройство — мультиплексор.
Напоследок стоит отметить, что Рисунок 9 – это идеальная схема включения пары CWDM трансиверов для работы по одному волокну. Гораздо практичнее применять схему включения, обозначенную на Рисунке 10 ниже из-за возможности просто и быстро добавить еще некоторое количество оптических каналов связи.
