Минуло майже 20 років з того часуDWDM Вийшов на сцену з введенням Ciena 16-канальної системи в березні 1996 року, і в останні два десятиліття вона зробила революцію в передачі інформації на великі відстані. DWDM настільки всюдисущий, що ми часто забуваємо, що був час, коли його не існувало і коли доступ до інформації з іншого боку земної кулі був дорогим і повільним. Тепер ми не думаємо про завантаження фільму або розміщення IP-дзвінка через океани та континенти. Сучасні системи зазвичай мають 96 каналів.на оптичне волокно, кожен з яких може працювати на100 Гбіт/с, порівняно з 2,5 Гбіт/с на канал у початкових системах. Все це змусило мене задуматися про те, як часто потрібно два нововведення, об'єднані разом, щоб зробити революцію. Персональні комп'ютери не революціонізували офісне життя, поки вони не були пов'язані з лазерними принтерами. Аналогічним чином, переваги DWDM були величезними через ербію легованих волоконних підсилювачів (EDFAs).
DWDM розшифровується як мультиплексування щільного поділу довжин хвиль, що є складним способом сказати, що, оскільки фотони не взаємодіють один з одним (принаймні, не так багато), різні сигнали на різних довжинах хвиль світла можуть бути об'єднані на одне волокно, передане на інший кінець, розділене і виявлене незалежно, тим самим збільшуючи пропускну здатність волокна на кількість присутніх каналів. Насправді не щільний, простий старий WDM, був у використанні протягом деякого часу з 2, 3 або 4 каналів в спеціалізованих обставинах. Не було нічого особливо складного в побудові базової системи DWDM. Технологія, яка спочатку використовувалася для об'єднання та розділення довжин хвиль, була тонкими фільтрами перешкод плівки, які були розроблені до високого ступеня в 19 році.thСтоліття. (Тепер 'днів фотонічні інтегральні схеми називається масивом хвилеводні решітки, абоAWGsвикористовуються для виконання цієї функції.) Але до появи EDFAs не було великої користі від DWDM.
Волоконно-оптична передача даних почалася в 1970-х роках з відкриттям того, що деякі окуляри мали дуже низькі оптичні втрати в ближній інфрачервоній спектральній області, і що ці окуляри можуть бути сформовані в волокна, які будуть направляти світло від одного кінця до іншого, зберігаючи його обмеженим і доставляючи його недоторканим, хоча і зменшені втратами і дисперсією. З великим розвитком волокон, лазерів і детекторів були побудовані системи, які могли передавати оптичну інформацію протягом 80 км, перш ніж було необхідно «регенерувати» сигнал. Регенерація передбачала виявлення світла, використання електронної цифрової схеми для реконструкції інформації, а потім ретрансляції її на іншому лазері. 80кмбула набагато далі, ніж нинішня «лінія зору» мікрохвильових систем передачі могла піти, і волоконно-оптична передача була прийнята в широкому масштабі. Хоча 80 км було значним поліпшенням, це все ще означало, що між Лос-Анджелесом і Нью-Йорком буде потрібно багато ланцюгів регенерації. З однією схемою регенерації, необхідної для кожного каналу кожні 80 км, регенерація стала обмежуючим фактором оптичної передачі, і DWDM не був дуже практично здійсненним. Тоді дорогі фільтри повинні використовуватися кожні 80 км, щоб відокремити світло для кожного каналу перед регенерацією і рекомбінувати канали після регенерації.
Оскільки повна регенерація була дорогою, дослідники почали шукати інші способи розширити охоплення оптичної системи передачі волокон. Наприкінці 1980-х на сцену вийшли ербуїмські рупійні підсилювачі волокон (EDFAs). EDFAs складалася з оптичного волокна, легованого атомами Ербію, які при перекачуванні лазером різної довжини хвилі створили живильне середовище, яке посилювало б світло в смузі поблизу довжини хвилі 1550 нм. EDFAs дозволили посилити оптичні сигнали в волокнах, які могли б протистояти наслідкам оптичних втрат, але не могли виправити наслідки дисперсії та інших порушень. Власне кажучи, EDFAs генерують посилений шум спонтанного випромінювання (ASE) і можуть викликати спотворення нелінійності волокон на великій відстані передачі. Таким чином, EDFAs не усунули потребу в регенерації повністю, але дозволили сигналам пройти багато 80 км хмелю, перш ніж була потрібна регенерація. Оскільки EDFAs були дешевшими, ніж повна регенерація, були швидко розроблені системи, які використовували 1550-нм лазерів замість переважаючих тоді 1300 нм.
Потім настав момент "Ах ха". Оскільки EDFAs просто відтворили фотони, що надходять, і розіслали більше фотонів тієї ж довжини хвилі, два або більше каналів можуть бути посилені в тому ж EDFA без перехресного зв'язку. З DWDM один EDFA може посилити всі канали в волокні одночасно, за умови, що вони вписуються в область посилення EDFA. Dwdm потім дозволила багаторазове використання не тільки волокна, але і підсилювачів. Замість однієї схеми регенерації для кожного каналу, тепер був один EDFA для кожного волокна. Одне волокно і ланцюжок з одного підсилювача кожен40 ~ 100км може підтримувати 96 різних потоків даних.Регенератори все ще потрібні сьогодні, кожні 1200 ~ 3500 км, коли накопичений шум EDFA ASE перевищує поріг, з яким може впоратися цифровий процесор сигналів і кодек виправлення помилок.
Звичайно, оскільки область посилення EDFA була обмежена приблизно 40 нм шириною спектрів, великий акцент був зроблений на встановленні різних оптичних довжин хвиль якомога ближче один до одного. Сучасні системи розміщують канали 50 ГГц, або приблизно 0,4 нм, один від одного, і експерименти героїв зробили набагато більше.
Паралельно, нові технології збільшили пропускну здатність на канал до 100 Гбіт / с, використовуючи узгоджені методи, які ми обговорювали в інших блогах. Таким чином, одне волокно, яке на початку 1990-х років носило б 2,5 Гбіт / с інформації, тепер може нести майже 10 терабіт / сек інформації, і ми можемо дивитися фільми з іншого боку земної кулі.
