üzerinden neredeyse 20 yıl geçtiDWDM 1996 yılının Mart ayında Ciena'nın 16 kanallı sistemi tanıtması ile sahneye çıktı ve son yirmi yılda uzun mesafelerde bilgi aktarımında devrim yarattı. DWDM o kadar yaygın ki, var olmadığı ve dünyanın diğer tarafından bilgiye erişimin pahalı ve yavaş olduğu bir zaman olduğunu çoğu zaman unutuyoruz. Artık bir film indirmek veya okyanuslar ve kıtalar arasında bir IP araması yapmak gibi bir şey düşünmüyoruz. Mevcut sistemler tipik olarak 96 kanala sahiptiroptik fiber başına, her biri çalıştırılabilir100Gb/sn, ilk sistemlerde kanal başına 2.5 Gbps ile karşılaştırıldığında. Bütün bunlar, bir devrim yapmak için iki yeniliğin bir araya getirilmesinin ne kadar sıklıkla gerekli olduğunu düşünmeme neden oldu. Kişisel bilgisayarlar, lazer yazıcılarla birleştirilene kadar ofis yaşamında devrim yaratmadı. Benzer şekilde, erbiyum katkılı fiber amplifikatörler nedeniyle DWDM'nin faydaları çok büyüktü (EDFAs).
DWDM, Yoğun Dalga Boyu Bölmeli Çoğullamanın kısaltmasıdır; bu, fotonlar birbirleriyle (en azından fazla değil) etkileşime girmediğinden, ışığın farklı dalga boylarındaki farklı sinyallerin tek bir fiberde birleştirilebileceğini, diğerine iletilebileceğini söylemenin karmaşık bir yoludur. uç, bağımsız olarak ayrılır ve algılanır, böylece mevcut kanal sayısı ile fiberin taşıma kapasitesi artar. Aslında Yoğun olmayan, düz eski WDM, özel durumlarda 2, 3 veya 4 kanalla bir süredir kullanılıyordu. Temel bir DWDM sistemi oluşturma konusunda özellikle zor olan hiçbir şey yoktu. Başlangıçta dalga boylarını birleştirmek ve ayırmak için kullanılan teknoloji, 19. yüzyılda yüksek derecede geliştirilmiş olan ince film girişim filtreleriydi.inciYüzyıl. (Arrayed Waveguide Gratings olarak adlandırılan bir gün fotonik entegre devreler veyaAWG'lerBu işlevi gerçekleştirmek için kullanılır.) Ancak EDFA'ların ortaya çıkışına kadar DWDM'den elde edilecek pek bir fayda yoktu.
Fiber optik veri iletimi 1970'lerde, bazı camların yakın kızılötesi spektral bölgede çok düşük optik kayba sahip olduğunun ve bu camların ışığı bir uçtan diğer uca yönlendirecek ve onu sınırlı tutacak fiberler haline getirilebileceğinin keşfedilmesiyle başladı. ve kayıp ve dağılma nedeniyle azalmasına rağmen bozulmadan teslim edilmesi. Fiberlerin, lazerlerin ve dedektörlerin çok gelişmesiyle, sinyali "yeniden oluşturmak" gerekmeden önce optik bilgileri 80 km boyunca iletebilen sistemler inşa edildi. Rejenerasyon, ışığı tespit etmeyi, bilgiyi yeniden yapılandırmak için elektronik bir dijital devre kullanmayı ve ardından başka bir lazere yeniden iletmeyi içeriyordu. 80kmmevcut "görüş hattı" mikrodalga iletim sistemlerinin gidebileceğinden çok daha uzaktı ve fiber optik iletim geniş bir ölçekte benimsendi. 80 km önemli bir gelişme olmasına rağmen, LA ve New York arasında hala çok sayıda yenilenme devresine ihtiyaç duyulacağı anlamına geliyordu. Her 80 km'de bir kanal başına bir rejenerasyon devresine ihtiyaç duyulduğundan, rejenerasyon optik iletimde sınırlayıcı faktör haline geldi ve DWDM pek uygulanabilir değildi. O zaman pahalı olan filtrelerin, rejenerasyondan önce her bir kanal için ışığı ayırmak ve rejenerasyondan sonra kanalları yeniden birleştirmek için her 80 km'de bir kullanılması gerekecekti.
Tam rejenerasyon pahalı olduğu için, araştırmacılar bir fiber optik iletim sisteminin erişimini genişletmenin başka yollarını aramaya başladılar. 1980'lerin sonlarında Erbuim Katkılı Fiber Amplifikatörler (EDFA'lar) sahneye çıktı. EDFA'lar, farklı bir dalga boyuna sahip bir lazerle pompalandığında, 1550 nm dalga boyuna yakın bir bantta ışığı yükseltecek bir kazanç ortamı yaratan Erbiyum atomları ile katkılı optik fiberden oluşuyordu. EDFA'lar, fiberlerdeki optik sinyallerin amplifikasyonuna izin verdi, bu da optik kaybın etkilerine karşı koyabilir, ancak dağılım ve diğer bozuklukların etkilerini düzeltemez. Aslında, EDFA'lar güçlendirilmiş kendiliğinden emisyon (ASE) gürültüsü üretir ve uzun bir iletim mesafesi boyunca fiber doğrusal olmayan bozulmalara neden olabilir. Dolayısıyla EDFA'lar yenilenme ihtiyacını tamamen ortadan kaldırmadı, ancak sinyallerin yenilenme gerekmeden önce birçok 80 km atlama yapmasına izin verdi. EDFA'lar tam rejenerasyondan daha ucuz olduğu için, o zamanlar geçerli olan 1300nm yerine 1550nm lazer kullanan sistemler hızla tasarlandı.
Sonra "ah ha" anı geldi. EDFA'lar gelen fotonları kopyaladığından ve aynı dalga boyunda daha fazla foton gönderdiğinden, aynı EDFA'da iki veya daha fazla kanal karışma olmadan yükseltilebilir. DWDM ile bir EDFA, bir fiberdeki tüm kanalları, EDFA kazanç bölgesine uymaları koşuluyla aynı anda yükseltebilir. DWDM daha sonra sadece fiberin değil aynı zamanda amplifikatörlerin de çoklu kullanımına izin verdi. Her kanal için bir rejenerasyon devresi yerine artık her fiber için bir EDFA vardı. Her biri tek bir fiber ve bir amplifikatör zinciri40~100 km, 96 farklı veri akışını destekleyebilir.Birikmiş EDFA ASE gürültüsünün bir dijital sinyal işlemcisi ve hata düzeltme kodeğinin kaldırabileceği bir eşiği aştığı günümüzde, her 1.200~3.500 km'de bir rejeneratörlere hala ihtiyaç duyulmaktadır.
Tabii ki, EDFA'nın kazanç bölgesi yaklaşık 40 nm spektrum genişliği ile sınırlı olduğundan, farklı optik dalga boylarının mümkün olduğunca birbirine yakın yerleştirilmesine büyük önem verildi. Mevcut sistemler kanalları 50GHz veya yaklaşık olarak 0,4 nm aralıklarla yerleştirir ve kahraman deneyleri çok daha fazlasını yapmıştır.
Buna paralel olarak, yeni teknolojiler, diğer blog yazılarında tartıştığımız tutarlı teknikleri kullanarak kanal başına bant genişliğini 100 Gbps'ye çıkardı. Yani 1990'ların başında 2,5 Gbps bilgi taşıyabilecek olan tek bir fiber, şimdi neredeyse 10 Terabit/sn bilgi taşıyabiliyor ve dünyanın diğer ucundan filmler izleyebiliriz.
