Les premiers systèmes de transmission par fibre optique mettaient des informations sur des brins de verre par le biais de simples impulsions de lumière. Une lumière était allumée et éteinte pour représenter les uns et les zéros numériques. La lumière pouvait avoir n’importe quelle longueur d’onde, de 670 nanomètres à 1 550 nanomètres environ. Le multiplexage par répartition en longueur d’onde, ou WDM, est une technique de transmission par fibre optique qui utilise plusieurs longueurs d’onde lumineuses pour envoyer des données sur le même support.
Durant les années 1980, les modems de communication de données par fibre optique utilisaient des LED à faible coût pour mettre des impulsions proches de l’infrarouge sur une fibre peu coûteuse. L’augmentation du besoin d’information s’est accompagnée d’un besoin de bande passante. Les premiers systèmes SONET utilisaient des lasers de 1310 nanomètres pour délivrer des flux de données de 155 Mb/s sur de très longues distances.
Mais cette capacité était rapidement épuisée. Au fil du temps, les progrès des composants optoélectroniques ont permis de concevoir des systèmes qui transmettent simultanément plusieurs longueurs d’onde de lumière sur une seule fibre, augmentant ainsi considérablement la capacité des fibres. C’est ainsi qu’est né le WDM. De multiples flux de données à haut débit de 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s, 200 Gb/s et, plus récemment, 400 Gb/s et 800 Gb/s, transportant chacun des débits distincts, peuvent être multiplexés sur une seule fibre.
Il existe aujourd’hui deux types de WDM :
- WDM grossier (CWDM) : Le CWDM est défini par les systèmes WDM comportant moins de huit longueurs d’onde actives par fibre. Le CWDM est utilisé pour les communications à courte portée, il emploie donc des fréquences à large portée avec des longueurs d’onde très espacées. L’espacement standardisé des canaux laisse de la place pour la dérive des longueurs d’onde lorsque les lasers se réchauffent et se refroidissent en cours de fonctionnement. Le CWDM est une option compacte et rentable lorsque l’efficacité spectrale n’est pas une exigence importante.
- Dense WDM (DWDM) : Le DWDM est défini en termes de fréquences. L’espacement plus serré des longueurs d’onde du DWDM permet d’adapter plus de canaux sur une seule fibre, mais coûte plus cher à mettre en œuvre et à exploiter. Le DWDM est destiné aux systèmes comportant plus de huit longueurs d’onde actives par fibre. Le DWDM découpe finement le spectre, en faisant entrer plus de 40 canaux dans la gamme de fréquences de la bande C.
Avec le DWDM, les fournisseurs ont trouvé diverses techniques pour entasser 40, 88 ou 96 longueurs d’onde à espacement fixe dans le spectre de la bande C d’une fibre. Les systèmes de ligne DWDM traditionnels utilisent des commutateurs sélectifs de longueur d’onde (WSS) conçus avec des filtres fixes de 50 GHz ou 100 GHz. Ces systèmes de ligne à grille fixe peuvent accueillir les canaux des premières générations de transpondeurs cohérents dont les longueurs d’onde nécessitent moins de 50GHz ou 100GHz de spectre (selon le filtre utilisé). Aujourd’hui, les réseaux dotés d’applications à haut débit et à croissance soutenue de la bande passante qui sont rapidement confrontés à un épuisement de leur capacité se tournent vers les solutions en bande C+L, qui exploitent également le spectre en bande L d’une fibre pour potentiellement doubler la capacité de la fibre.
Au fur et à mesure que les réseaux optiques évoluent pour répondre aux demandes de bande passante sans cesse croissantes d’aujourd’hui, il en va de même de la dépendance à la technologie cohérente programmable de nouvelle génération pour maximiser la capacité des fibres et réduire le coût par bit de transport. Pour profiter pleinement de ces avantages, il faut un système de ligne à grille flexible capable d’accueillir ces canaux à plus haut débit, comme une longueur d’onde de 800G, qui nécessitent plus de 100GHz de spectre.
LeWDM est une technique de transmission par fibre optique permettant d’utiliser plusieurs longueurs d’onde lumineuses pour envoyer des données sur le même support.
En fait, les modems cohérents de nouvelle génération d’aujourd’hui sont si intelligents et programmables que le modem prend en compte une plus grande variété d’options de constellation et de baud, permettant une tunabilité extrêmement granulaire. Aujourd’hui, des plans de canaux flexibles sont possibles, permettant tout ce qui va de 64 canaux x 75GHz ou 40-45 canaux pour des débits de ligne plus élevés, 800G – en exploitant une architecture de grille flexible (ou sans grille) qui prend en charge des canaux d’une taille minimale de 37,5GHz, avec des incréments ajustables de 6,25GHz – pour s’adapter à n’importe quel canal disponible aujourd’hui ou à l’avenir.
Lorsqu’ils sont boostés par des amplificateurs à fibre dopée à l’Erbium (EDFA) et l’amplification Raman – deux technologies d’amélioration des performances pour les communications à haut débit – la portée de ces systèmes DWDM peut être étendue pour fonctionner sur des milliers de kilomètres. Pour assurer le bon fonctionnement d’un système comportant des canaux très denses, des filtres de haute précision sont nécessaires pour éliminer une longueur d’onde spécifique sans interférer avec les longueurs d’onde voisines. Les systèmes DWDM doivent également utiliser des lasers de précision qui fonctionnent à une température constante pour maintenir les canaux sur la cible.
L’une des meilleures caractéristiques du déploiement du DWDM sur un système de lignes photoniques à grille flexible est l’indépendance du signal – la possibilité de prendre en charge plusieurs générations de transpondeurs indépendamment du format, du débit binaire, du débit de symboles, etc. À ce titre, de nombreux réseaux conçus pour 10 et 40 Gb/s transportent maintenant des canaux de 200 Gb/s, et beaucoup de ceux qui ont été déployés avec une capacité de grille flexible transportent maintenant des signaux de 400 Gb/s et même de 800 Gb/s !
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