Sudah hampir 20 tahun berlaluDWDM muncul di tempat kejadian dengan pengenalan sistem 16 saluran oleh Ciena pada Mac 1996, dan dalam dua dekad yang lalu ia telah merevolusikan penghantaran maklumat dalam jarak jauh. DWDM berada di mana-mana sehingga kita sering lupa bahawa ada masanya ia tidak wujud dan apabila mengakses maklumat dari seberang dunia adalah mahal dan lambat. Kini kami tidak memikirkan apa-apa untuk memuat turun filem atau membuat panggilan IP merentasi lautan dan benua. Sistem semasa biasanya mempunyai 96 saluransetiap gentian optik, yang setiap satunya boleh berjalan di100Gbps, berbanding dengan 2.5Gbps setiap saluran dalam sistem awal. Semua ini membuatkan saya berfikir tentang bagaimana ia sering mengambil dua inovasi digabungkan bersama untuk membuat revolusi. Komputer peribadi tidak merevolusikan kehidupan pejabat sehinggalah ia digabungkan dengan pencetak laser. Begitu juga, faedah DWDM sangat besar kerana penguat gentian doped erbium (EDFAs).
DWDM adalah singkatan kepada Dense Wavelength Division Multiplexing, yang merupakan cara yang kompleks untuk mengatakan bahawa, kerana foton tidak berinteraksi antara satu sama lain (sekurang-kurangnya tidak banyak) isyarat yang berbeza pada panjang gelombang cahaya yang berbeza boleh digabungkan ke satu gentian, dihantar ke yang lain. berakhir, dipisahkan dan dikesan secara bebas, sekali gus meningkatkan kapasiti bawaan gentian dengan bilangan saluran yang ada. Sebenarnya, WDM lama biasa yang tidak Padat, telah digunakan untuk beberapa lama dengan 2, 3 atau 4 saluran dalam keadaan khusus. Tiada apa-apa yang sukar untuk membina sistem DWDM asas. Teknologi yang pada mulanya digunakan untuk menggabungkan dan memisahkan panjang gelombang ialah penapis gangguan filem nipis yang telah dibangunkan pada tahap yang tinggi dalam 19keAbad. (Kini litar bersepadu fotonik 'hari yang dipanggil Arrayed Waveguide Gratings, atauAWGdigunakan untuk melaksanakan fungsi ini.) Tetapi sehingga kemunculan EDFA, tidak banyak manfaat yang dapat diperoleh daripada DWDM.
Penghantaran data gentian optik bermula pada tahun 1970-an dengan penemuan bahawa cermin mata tertentu mempunyai kehilangan optik yang sangat rendah di kawasan spektrum inframerah berhampiran, dan bahawa cermin mata ini boleh dibentuk menjadi gentian yang akan membimbing cahaya dari satu hujung ke hujung yang lain, memastikan ia terkurung. dan menyampaikannya secara utuh, walaupun dikurangkan oleh kehilangan dan penyebaran. Dengan banyak pembangunan gentian, laser dan pengesan, sistem dibina yang boleh menghantar maklumat optik sejauh 80km sebelum ia perlu untuk "menjana semula" isyarat. Penjanaan semula melibatkan pengesanan cahaya, menggunakan litar digital elektronik untuk membina semula maklumat dan kemudian menghantar semula pada laser lain. 80kmjauh lebih jauh daripada sistem penghantaran gelombang mikro "garis penglihatan" semasa, dan transmisi gentian optik telah diterima pakai pada skala yang luas. Walaupun 80 km merupakan peningkatan yang ketara, ia masih bermakna banyak litar penjanaan semula diperlukan antara LA dan New York. Dengan satu litar penjanaan semula diperlukan setiap saluran setiap 80 km, penjanaan semula menjadi faktor pengehad dalam penghantaran optik dan DWDM tidak begitu praktikal. Penapis yang mahal itu perlu digunakan setiap 80 km untuk memisahkan cahaya bagi setiap saluran sebelum penjanaan semula dan untuk menggabungkan semula saluran selepas penjanaan semula.
Memandangkan penjanaan semula penuh adalah mahal, para penyelidik mula mencari cara lain untuk memperluaskan jangkauan sistem penghantaran gentian optik. Pada akhir 1980-an Erbuim Doped Fiber Amplifier (EDFAs) muncul di tempat kejadian. EDFA terdiri daripada gentian optik yang didopkan dengan atom Erbium yang, apabila dipam dengan laser dengan panjang gelombang yang berbeza, menghasilkan medium perolehan yang akan menguatkan cahaya dalam jalur berhampiran panjang gelombang 1550nm. EDFA membenarkan penguatan isyarat optik dalam gentian yang boleh mengatasi kesan kehilangan optik, tetapi tidak dapat membetulkan kesan penyebaran dan kemerosotan lain. Sebenarnya, EDFA menjana bunyi pelepasan spontan (ASE) yang diperkuat dan boleh menyebabkan herotan ketaklinearan gentian pada jarak penghantaran yang panjang. Oleh itu, EDFA tidak menghapuskan keperluan untuk penjanaan semula sepenuhnya, tetapi membenarkan isyarat untuk melakukan lompatan sejauh 80 km sebelum penjanaan semula diperlukan. Memandangkan EDFA lebih murah daripada penjanaan semula penuh, sistem telah direka bentuk dengan cepat yang menggunakan laser 1550nm dan bukannya 1300nm yang sedia ada.
Kemudian tibalah detik "ah ha". Memandangkan EDFA baru sahaja mereplikasi foton yang masuk dan menghantar lebih banyak foton dengan panjang gelombang yang sama, dua atau lebih saluran boleh dikuatkan dalam EDFA yang sama tanpa crosstalk. Dengan DWDM satu EDFA boleh menguatkan semua saluran dalam gentian sekali gus, dengan syarat ia sesuai dalam kawasan keuntungan EDFA. DWDM kemudiannya membenarkan penggunaan berbilang bukan sahaja gentian tetapi juga penguat. Daripada satu litar penjanaan semula untuk setiap saluran, kini terdapat satu EDFA untuk setiap gentian. Satu gentian dan rantai satu penguat setiap40~100 km boleh menyokong 96 aliran data yang berbeza.Penjana semula masih diperlukan hari ini, setiap 1,200~3,500km, apabila hingar EDFA ASE terkumpul melebihi ambang yang boleh dikendalikan oleh pemproses isyarat digital dan codec pembetulan ralat.
Sudah tentu, memandangkan kawasan keuntungan EDFA dihadkan kepada kira-kira 40 nm lebar spektrum, penekanan yang besar diberikan pada pemasangan panjang gelombang optik yang berbeza sedekat mungkin. Sistem semasa meletakkan saluran 50GHz, atau lebih kurang 0.4 nm, dipisahkan dan percubaan wira telah melakukan lebih banyak lagi.
Secara selari, teknologi baharu telah meningkatkan lebar jalur setiap saluran kepada 100 Gbps menggunakan teknik koheren yang telah kami bincangkan dalam catatan blog lain. Jadi satu gentian yang pada awal 1990-an akan membawa 2.5Gbps maklumat, kini boleh membawa hampir 10 Terabit/saat maklumat, dan kita boleh menonton filem dari seberang dunia.
