Od té doby uplynulo téměř 20 letDWDM přišel na scénu s uvedením 16kanálového systému Ciena v březnu 1996 a v posledních dvou desetiletích způsobil revoluci v přenosu informací na velké vzdálenosti. DWDM je tak všudypřítomné, že často zapomínáme, že existovaly doby, kdy neexistoval a kdy byl přístup k informacím z druhé strany zeměkoule drahý a pomalý. Nyní nemyslíme na stahování filmu nebo uskutečnění IP hovoru přes oceány a kontinenty. Současné systémy mají obvykle 96 kanálůna optické vlákno, z nichž každý může běžet na100 Gbpsve srovnání s 2,5 Gbps na kanál v původních systémech. To vše mě přivedlo k přemýšlení o tom, jak často k dosažení revoluce jsou potřeba dvě inovace spojené dohromady. Osobní počítače nezpůsobily revoluci v kancelářském životě, dokud nebyly spojeny s laserovými tiskárnami. Podobně byly výhody DWDM obrovské díky erbiem dopovaným vláknovým zesilovačům (EDFAs).
DWDM je zkratka pro Dense Wavelength Division Multiplexing, což je komplexní způsob, jak říci, že protože fotony spolu neinteragují (alespoň ne moc), různé signály na různých vlnových délkách světla mohou být kombinovány do jednoho vlákna a přenášeny do druhého. konec, oddělený a detekován nezávisle, čímž se zvýší nosná kapacita vlákna o počet přítomných kanálů. Ve skutečnosti non-Dense, obyčejné staré WDM, se nějakou dobu používalo se 2, 3 nebo 4 kanály za speciálních okolností. Na sestavení základního systému DWDM nebylo nic zvlášť obtížného. Technologie původně používaná pro kombinování a oddělení vlnových délek byly tenkovrstvé interferenční filtry, které byly vyvinuty do značné míry v 19.čtStoletí. (Nyní „dnešní fotonické integrované obvody zvané Arrayed Waveguide Gratings, popřAWGse používají k provedení této funkce.) Ale až do příchodu EDFA nebylo z DWDM mnoho výhod.
Přenos dat optickými vlákny začal v 70. letech 20. století s objevem, že některá skla mají velmi nízkou optickou ztrátu v blízké infračervené spektrální oblasti a že tato skla mohou být formována do vláken, která by vedla světlo z jednoho konce na druhý a udržovala jej v omezeném prostoru. a dodává ji neporušenou, i když sníženou ztrátou a rozptylem. S velkým rozvojem vláken, laserů a detektorů byly vybudovány systémy, které dokázaly přenášet optické informace na vzdálenost 80 km, než bylo nutné signál „regenerovat“. Regenerace zahrnovala detekci světla, použití elektronického digitálního obvodu k rekonstrukci informací a jejich opětovnému přenosu na jiný laser. 80 kmbyl mnohem dál, než by mohly zajít současné mikrovlnné přenosové systémy „přímé viditelnosti“, a přenos optickými vlákny byl přijat v širokém měřítku. Přestože 80 km bylo výrazné zlepšení, stále to znamenalo, že mezi LA a New Yorkem bude potřeba spousta regeneračních okruhů. S jedním regeneračním okruhem potřebným na kanál každých 80 km se regenerace stala limitujícím faktorem optického přenosu a DWDM nebylo příliš proveditelné. Tehdy drahé filtry by se musely používat každých 80 km k oddělení světla pro každý kanál před regenerací a k rekombinaci kanálů po regeneraci.
Vzhledem k tomu, že úplná regenerace byla nákladná, začali výzkumníci hledat jiné způsoby, jak rozšířit dosah systému přenosu optických vláken. Koncem 80. let přišly na scénu zesilovače Erbuim Doped Fiber Amplifers (EDFA). EDFA se skládaly z optického vlákna dopovaného atomy erbia, které, když bylo napumpováno laserem jiné vlnové délky, vytvořilo zesilovací médium, které by zesílilo světlo v pásmu blízkém vlnové délce 1550 nm. EDFA umožňovaly zesílení optických signálů ve vláknech, které by mohly čelit účinkům optické ztráty, ale nemohly korigovat účinky disperze a další poškození. Ve skutečnosti EDFA generují šum zesílené spontánní emise (ASE) a mohou způsobit nelineární zkreslení vlákna na dlouhou přenosovou vzdálenost. Takže EDFA neodstranily potřebu regenerace úplně, ale umožnily, aby signály uběhly mnoho 80 km skoků, než byla regenerace potřeba. Protože EDFA byly levnější než plná regenerace, byly rychle navrženy systémy, které využívaly 1550nm lasery namísto tehdy převažujících 1300nm.
Pak přišel okamžik "ah ha". Protože EDFA pouze replikovaly přicházející fotony a vysílaly více fotonů stejné vlnové délky, mohly být ve stejném EDFA zesíleny dva nebo více kanálů bez přeslechů. S DWDM by jeden EDFA mohl zesílit všechny kanály ve vláknu najednou, za předpokladu, že se vejdou do oblasti zisku EDFA. DWDM pak umožnilo vícenásobné použití nejen vlákna, ale i zesilovačů. Místo jednoho regeneračního okruhu pro každý kanál byl nyní pro každé vlákno jeden EDFA. Každé jedno vlákno a řetězec jednoho zesilovače40~100 km může podporovat 96 různých datových toků.Regenerátory jsou potřeba i dnes, každých 1 200 až 3 500 km, když akumulovaný šum EDFA ASE překročí práh, který digitální signálový procesor a kodek pro opravu chyb zvládnou.
Samozřejmě, protože oblast zisku EDFA byla omezena na asi 40 nm šířky spektra, byl velký důraz kladen na přizpůsobení různých optických vlnových délek co nejblíže k sobě. Současné systémy umisťují kanály 50GHz nebo přibližně 0,4 nm od sebe a experimenty s hrdiny dokázaly mnohem více.
Souběžně s tím nové technologie zvýšily šířku pásma na kanál na 100 Gb/s pomocí koherentních technik, o kterých jsme hovořili v jiných příspěvcích na blogu. Takže jediné vlákno, které by na počátku 90. let přenášelo 2,5 Gb/s informací, nyní může přenášet téměř 10 terabitů/s informací a my můžeme sledovat filmy z druhé strany zeměkoule.
