W typowych aplikacjach telekomunikacyjnych wzrost przepływności łącza optycznego powyżej 2,5 Gb/s (STM-16) może być realizowany na wiele sposobów, wśród których można wyróżnić dwa podstawowe, najczęściej stosowane rozwiązania praktyczne, zwiększające podstawową szybkość sieci do standardu STM-64 o przepływności 10 Gb/s:

• zwielokrotnienie z podziałem czasu TDM, także OTDM (Optical TDM), obejmujące co najmniej 4 kanały transmisyjne o łącznej przepływności 4´2,5 Gb/s = 10 Gb/s, uzyskiwanej zwykle za pomocą jednego światłowodu i urządzeń towarzyszących o ulepszonej konstrukcji;

• zwielokrotnienie falowe WDM, w którym 4 systemy STM-16 prowadzące transmisją na różnych długościach fal można zrealizować za pomocą jednego włókna światłowodowego o podstawowej szybkości transmisji 2,5 Gb/s, lecz łącznej przepływności binarnej toru wynoszącej 10 Gb/s (STM-64), wymaganej przez kolejną krotność systemów synchronicznych SDH (Synchronous Digital Hierarchy).

O ile rozszerzanie przepływności pojedynczego kanału optycznego (lub jedynego kanału we włóknie) dokonuje się głównie przez zwielokrotnienie w dziedzinie czasu TDM (10/40 Gb/s), o tyle podniesienie przepływności całego włókna światłowodowego (5/10 Tb/s) uzyskuje się prawie wyłącznie za pomocą zwielokrotnienia falowego WDM (DWDM, UWDM). Uzyskiwanie wysokich przepływności przez jednoczesną integrację różnych sposobów zwielokrotnienia wymaga instalacji wyrafinowanych, optycznych platform komunikacyjnych, obejmujących nie tylko systemy zwielokrotnienia, ale także sposoby transmisji, stosowania odpowiednich rodzajów włókien długodystansowych, wdrożenia rozwiązań redundancyjnych oraz kompletnych systemów zarządzania siecią i jej produktami.

Nowoczesne platformy optyczne

Światłowody wielomodowe stosuje się do tworzenia połączeń transmisyjnych na krótkich odcinkach, gdzie wpływ dyspersji chromatycznej (materiałowej) nie stanowi ograniczeń w projektowaniu sieci. Światłowodowe sieci komputerowe lub fragmenty sieci LAN, jak też rozwijające się ostatnio lokalne sieci abonenckie PON (Passive Optical Network) czy CATV są typowymi przykładami zastosowań światłowodów wielomodowych, z transmisją sygnałów w pierwszym oknie. Linie światłowodowe na te potrzeby (sieci lokalne, przemysł, medycyna, wojsko) zwykle nie przekraczają długości kilkunastu km, lecz zawierają wiele wewnętrznych rozgałęzień i stałych lub rozłącznych elementów stykowych. Z tego powodu główny ciężar w tłumieniu sygnałów optycznych w tych sieciach nie leży po stronie tłumienności jednostkowej światłowodu, ale związany jest z tłumiennością wprowadzaną przez złącza i spawy, a także zależy od jakości wykonywanych połączeń rozbieralnych.

Światłowody jednomodowe, charakteryzujące się niewielką dyspersją i małym tłumieniem jednostkowym w II i III oknie, są zatem idealnym nośnikiem transmisji optycznych o dużej przepływności (przekazy telewizyjne, sieci kratowe, pierścieniowe sieci telekomunikacyjne oraz podziemne i podmorskie kable transkontynentalne). Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie technologii włókien jednomodowych umożliwiają już instalację jednorodnych linii optycznych o długości ponad 200 km bez stosowania aktywnych regeneratorów sygnału. Takie łącza optyczne, stosowane powszechnie w relacjach międzycentralowych, międzymiastowych i międzynarodowych, stanowią podstawę do budowy nowoczesnej telekomunikacji globalnej. W kablach światłowodowych dla tych zastosowań istotny wpływ na tłumienie sygnału ma jedynie tłumienność jednostkowa światłowodu, która nie powinna przekraczać 0,2 dB/km (standardowo 0,16 dB/km), gdyż mała liczba połączeń rozłączanych nie odgrywa w tych sieciach większej roli.

Oferta olbrzymich przepływności informacji, sięgających początkowo 10 Gb/s, a obecnie 40 Gb/s w pojedynczym kanale światłowodowym (TDM), zakłada tworzenie platform i pierścieni transmisyjnych w warstwie dostępowej przez sieci regionalne, działające w trybie pakietowym w protokołach IP i technologii ATM. Do transportu danych na duże i bardzo duże odległości nadal w najbliższych latach ma być stosowana głównie platforma synchronicznej hierarchii transportowej SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – stanowiąca kontynuację wcześniejszego systemu optycznego SONET – oparta na DWDM o wysokiej niezawodności z wykorzystaniem przezroczystych sieci optycznych.