Rys.2 Wzrost przepływności we włóknie światłowodowym
Inaczej niż w tradycyjnych systemach optycznych SDH (1310 nm), wszystkie kanały transmisyjne DWDM muszą mieścić się wewnątrz pasma przenoszenia klasycznych wzmacniaczy optycznych EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier), czyli w pasmie o szerokości 35 nm (1530-1565 nm), a więc w trzecim oknie o obniżonej tłumienności włókna światłowodowego. Do uzyskania jedynie niewielkich krotności kanałów optycznych we włóknie - w stosunku do podstawowej szybkości przenoszenia - wystarczają zwykle już zainstalowane, standardowe jednomodowe włókna światłowodowe o przepływności 2,5 Gb/s, czyli spełniające zalecenia G.652. Taka operacja znakomicie zmniejsza łączny koszt transmisji zasobów informacyjnych przez długodystansową sieć optyczną, nie powodując jednocześnie podnoszenia szybkości transmisji i kłopotów z tym związanych. A przecież właśnie obniżenie kosztów transmisji, przy jednoczesnym podnoszeniu przepływności włókna, jest zasadniczym celem przyspieszonego wdrażania technologii optycznej DWDM.
Terabity w sieciach
Rys.3 Przykład aplikacji wzmacniacza optycznego EDFA
W ostatnich latach przepustowość optycznych systemów transmisyjnych podwajała się szybciej, niż przewidywało to prawo Moore’a obowiązujące w elektronice, a technologia DWDM w zasadniczy sposób przyczyniła się do przyspieszenia tego postępu w sieciach optycznych. Szybkość 5,12 Tb/s (Alcatel) w pojedynczym włóknie światłowodowym jest możliwa już dzisiaj. Uzyskanie w niedalekiej przyszłości transmisji o szybkości 10 Tb/s przez jedno włókno - co nie było do pomyślenia jeszcze parę lat temu - stanie się wkrótce podstawą do budowy traktów optycznych w sieciach szkieletowych o petabitowych przepływnościach. Są to już niewyobrażalnie duże szybkości transmisji, umożliwiające przekaz ponad 100 milionów (!) zwykłych rozmów telefonicznych za pomocą jednego światłowodu lub jednoczesne przesyłanie 640 tysięcy szybkich linii internetowych ADSL - każda z szybkością do 8 Mb/s. Wyliczenie, ilu jednocześnie potrzeba rozmówców, aby w pełni wykorzystać możliwości jednego współczesnego optokabla telekomunikacyjnego składającego się z 400 włókien światłowodowych, pozostawiam czytelnikom.
Mieszanie czterofalowe FWM (Four Wave Mixing) jest jednym z bardziej niepożądanych zjawisk nieliniowych towarzyszących transmisji optycznej WDM w światłowodzie. Polega na nakładaniu się dwóch lub więcej faz sygnałów optycznych o zbliżonych długościach fali, w wyniku czego powstają nowe fale o równie bliskich, lecz różnych częstotliwościach (dwóch nowych częstotliwości 2f1-f2 oraz 2f2-f1 – dla dwu fal pierwotnych, dziewięciu nowych dla trzech fal pierwotnych itd.). Generowane fale rozchodzą się w tym samym kierunku co fale podstawowe, a ich moc rośnie kosztem fal podstawowych.
Niekwestionowana potrzeba rozszerzania dotychczasowych przepływności sieci optycznych dokonuje się na kilka sposobów, ale właściwy efekt końcowy - czyli najwyższą pojemność sieci - uzyskuje się przez jednoczesną realizację trzech elementów: systemów gęstego zwielokrotnienia DWDM (UWDM) o podstawowej szybkości transmisji 40 Gb/s, techniki maksymalnego wykorzystania istniejącej szerokości pasma optycznego (wzmacniacze optyczne EDFA, przełączniki i komutatory optyczne) oraz nowych firmowych włókien światłowodowych o specjalnej konstrukcji, przystosowanych do wysokich przepływności.
Rodzaje włókien
Do uzyskania w długodystansowych traktach optycznych przepływności binarnej o dużej krotności w stosunku do podstawowej szybkości transmisji we włóknie (np. 320×2,5 Gb/s, 160×10 Gb/s czy 80×40 Gb/s lub wyższych) niezbędne są już instalacje najnowszych typów światłowodów oraz całych platform optycznych specjalnie ukierunkowanych technologicznie na uzyskanie odpowiedniej dyspersji, nieliniowości czy tłumienności w poszczególnych oknach transmisyjnych włókna światłowodowego. Zwykle prowadzi to niestety do istotnego podwyższenia również kosztów całego systemu, co jest w tej chwili do zaakceptowania w aplikacjach rzeczywiście długodystansowych (powyżej 100 km), gdzie znaczącą pozycję w kosztach przekazu odgrywają łącza dalekosiężne. Na krótkich dystansach (poniżej 100 km), a także w sieciach kampusowych MAN/LAN oraz lokalnych - gdzie odległości liczone są najwyżej w dziesiątkach kilometrów - koszty są niższe, gdyż w zasadzie nie ma potrzeby regenerowania i wzmacniania sygnałów optycznych. W praktyce zależy to jednak od jakości i typu włókna, a zwłaszcza od odpowiedniej modyfikacji parametru dyspersji włókna - jednego z najbardziej istotnych czynników wpływających na transmisje wielofalowe w torach długich.
