Wcześniejsze systemy transmisji światłowodowej przenosiły informacje na pasma szkła za pomocą prostych impulsów światła. Światło było zapalane i gaszone, aby reprezentować cyfrowe jedynki i zera. Faktyczne światło mogło mieć niemal dowolną długość fali – od około 670 nanometrów do 1550 nanometrów. WDM (Wavelength Division Multiplexing) to technika transmisji światłowodowej, która wykorzystuje wiele długości fal świetlnych do przesyłania danych za pomocą tego samego medium.
W latach 80. XX wieku modemy światłowodowe wykorzystywały tanie diody LED do przesyłania impulsów w zakresie bliskiej podczerwieni na tani światłowód. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na informacje wzrosło również zapotrzebowanie na przepustowość. Wczesne systemy SONET wykorzystywały lasery 1310 nanometrów do przesyłania strumieni danych o prędkości 155 Mb/s na bardzo duże odległości.
Ale ta przepustowość szybko się wyczerpała. Z czasem postępy w dziedzinie komponentów optoelektronicznych umożliwiły zaprojektowanie systemów, które jednocześnie transmitowały wiele długości fal światła przez pojedynczy światłowód, znacznie zwiększając jego przepustowość. W ten sposób narodziła się technologia WDM. W jednym włóknie można multipleksować wiele strumieni danych o wysokiej przepływności 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s, 200 Gb/s, a ostatnio także 400 Gb/s i 800 Gb/s, z których każdy ma inną przepustowość.
Dziś istnieją dwa typy WDM:
- Gruby WDM (CWDM): CWDM jest definiowany przez systemy WDM z mniej niż ośmioma aktywnymi długościami fali na włókno. CWDM jest używany do komunikacji krótkiego zasięgu, więc wykorzystuje częstotliwości o szerokim zakresie i długości fali, które są od siebie znacznie oddalone. Znormalizowany odstęp między kanałami pozwala na dryf długości fali, ponieważ lasery nagrzewają się i stygną podczas pracy. CWDM jest kompaktową i ekonomiczną opcją, gdy wydajność spektralna nie jest ważnym wymogiem.
- Dense WDM (DWDM): DWDM jest definiowany w kategoriach częstotliwości. Ciaśniejsze odstępy między długościami fal w technologii DWDM pozwalają zmieścić więcej kanałów na jednym włóknie, ale koszt wdrożenia i obsługi jest wyższy. Technologia DWDM jest przeznaczona dla systemów z więcej niż ośmioma aktywnymi długościami fal na włókno. Technologia DWDM drobno kroi widmo, mieszcząc ponad 40 kanałów w zakresie częstotliwości pasma C.
W przypadku DWDM producenci znaleźli różne techniki upychania 40, 88 lub 96 długości fal o stałym odstępie w spektrum pasma C światłowodu. Tradycyjne systemy liniowe DWDM wykorzystują przełączniki selektywne długości fali (WSS) zaprojektowane z filtrami o stałej częstotliwości 50 GHz lub 100 GHz. Te systemy liniowe o stałej siatce mogą obsługiwać kanały z wczesnych generacji transponderów koherentnych, których długość fali wymaga mniej niż 50 GHz lub 100 GHz widma (w zależności od zastosowanego filtra). Obecnie sieci z aplikacjami o wysokiej przepustowości i stałym wzroście przepustowości, które szybko stają w obliczu wyczerpania przepustowości, zwracają się ku rozwiązaniom pasma C+L, które wykorzystują również widmo pasma L światłowodu w celu potencjalnego podwojenia przepustowości światłowodu.
W miarę jak sieci optyczne ewoluują, aby sprostać stale rosnącym wymaganiom w zakresie przepustowości, rośnie również zależność od programowalnej technologii koherentnej następnej generacji, która pozwala zmaksymalizować przepustowość światłowodu i obniżyć koszt jednego bitu transportu. Pełne wykorzystanie tych zalet wymaga elastycznego systemu linii kratowych, który może pomieścić kanały o wyższej przepustowości, takie jak 800G, wymagające ponad 100GHz widma.
WDM to technika w transmisji światłowodowej służąca do wykorzystania wielu długości fal świetlnych do przesyłania danych przez to samo medium.
W rzeczywistości, dzisiejsze modemy koherentne nowej generacji są tak inteligentne i programowalne, że modem uwzględnia większą różnorodność konstelacji i opcji transmisji, umożliwiając niezwykle granularne dostrajanie. Obecnie możliwe są elastyczne plany kanałowe, umożliwiające korzystanie z kanałów 64 x 75GHz lub 40-45 kanałów dla wyższych szybkości linii 800G – wykorzystując elastyczną architekturę siatki (lub bez siatki), która obsługuje kanały o minimalnym rozmiarze 37,5GHz, z regulowanymi przyrostami 6,25GHz, aby pomieścić każdy kanał dostępny obecnie lub w przyszłości.
Po wzmocnieniu przez wzmacniacze światłowodowe Erbium Doped-Fiber Amplifiers (EDFAs) i wzmocnienie Ramana – dwie technologie zwiększające wydajność szybkiej komunikacji – zasięg tych systemów DWDM można rozszerzyć do pracy na tysiące kilometrów. Aby zapewnić niezawodne działanie systemu z gęsto upakowanymi kanałami, wymagane są wysoce precyzyjne filtry, które oddzielają określoną długość fali bez zakłócania sąsiednich długości fal. Systemy DWDM muszą również wykorzystywać precyzyjne lasery, które działają w stałej temperaturze, aby utrzymać kanały na celu.
Jedną z najlepszych cech wdrożenia DWDM w systemie linii fotonicznych o elastycznej siatce jest niezależność sygnału – możliwość obsługi wielu generacji transponderów niezależnie od formatu, szybkości transmisji, szybkości symbolu itp. W związku z tym wiele sieci zaprojektowanych dla przepustowości 10 i 40 Gb/s obsługuje obecnie kanały o przepustowości 200 Gb/s, a wiele sieci, które zostały wdrożone z możliwością elastycznej siatki, obsługuje obecnie sygnały o przepustowości 400 Gb/s, a nawet 800 Gb/s!
Ciena oferuje pełną gamę rozwiązań DWDM spełniających wymagania klientów, od brzegu do rdzenia, w ramach elastycznej gamy platform. Platformy Ciena 6500 Family, Waveserver Family oraz Routing and Switching z serii 51xx i 81xx wykorzystują programowalną technologię koherentną WaveLogic w zintegrowanych modułach sprzętowych, a także podłączane koherentne elementy optyczne.
Na przykład popularna platforma 6500 Packet-Optical Platform firmy Ciena wykorzystuje najnowsze innowacje technologiczne, aby zapewnić nowy poziom skali, elastyczności i programowalności w trzech kompleksowych warstwach sieciowych w celu dostarczania usług na dowolną odległość. Platforma 6500, zbudowana z myślą o wydajnym skalowaniu sieci od dostępu do rdzenia szkieletu, zapewnia wiodącą pod względem technologicznym programowalną infrastrukturę, która umożliwia sterowanie programowe, automatyzację i inteligencję wymagane do stworzenia bardziej adaptacyjnej sieci. Oferuje pełną gamę rozwiązań CWDM i DWDM w ramach w pełni sprawnego, oprzyrządowanego systemu fotonicznego, w tym obsługę elastycznej siatki CDC ROADM, z rozwiązaniami DWDM o przepustowości od 10 Gb/s do 800 Gb/s.
