Eerdere glasvezeltransmissiesystemen brachten informatie over op glasstrengen via eenvoudige lichtpulsen. Een licht flitste aan en uit om digitale enen en nullen weer te geven. Het licht zelf kon een bijna willekeurige golflengte hebben, van ruwweg 670 nanometer tot 1550 nanometer. Wavelength Division Multiplexing, of WDM, is een techniek in glasvezeltransmissie die gebruik maakt van meerdere lichtgolflengten om gegevens over hetzelfde medium te verzenden.
In de jaren tachtig maakten glasvezelmodems voor datacommunicatie gebruik van goedkope LED’s om nabij-infrarode pulsen op goedkope glasvezel over te brengen. Naarmate de behoefte aan informatie toenam, nam ook de behoefte aan bandbreedte toe. Vroege SONET-systemen gebruikten 1310 nanometerlasers om 155 Mb/s datastromen over zeer lange afstanden te leveren.
Maar deze capaciteit was al snel uitgeput. Na verloop van tijd maakte de vooruitgang op het gebied van opto-elektronische componenten het mogelijk systemen te ontwerpen die gelijktijdig meerdere golflengten van licht over een enkele vezel konden verzenden, waardoor de vezelcapaciteit aanzienlijk werd vergroot. Zo werd WDM geboren. Meerdere datastromen met hoge bitsnelheid van 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s, 200 Gb/s en meer recentelijk 400 Gb/s en 800 Gb/s, elk met een verschillende verwerkingscapaciteit, kunnen over een enkele vezel worden gemultiplexed.
Er zijn tegenwoordig twee soorten WDM:
- Coarse WDM (CWDM): CWDM wordt gedefinieerd als WDM-systemen met minder dan acht actieve golflengtes per vezel. CWDM wordt gebruikt voor communicatie op korte afstand en maakt daarom gebruik van breedbandfrequenties met ver uit elkaar liggende golflengten. Door de gestandaardiseerde kanaalafstand is er ruimte voor golflengteverschuivingen doordat lasers tijdens bedrijf opwarmen en afkoelen. CWDM is een compacte en kosteneffectieve optie wanneer spectrale efficiëntie geen belangrijke vereiste is.
- Dichte WDM (DWDM): DWDM wordt gedefinieerd in termen van frequenties. Door de nauwere golflengteafstand van DWDM passen er meer kanalen op één vezel, maar de implementatie en het gebruik zijn duurder. DWDM is bedoeld voor systemen met meer dan acht actieve golflengten per vezel. DWDM verdeelt het spectrum fijn, zodat meer dan 40 kanalen in het C-band-frequentiebereik passen.
Met DWDM hebben leveranciers diverse technieken gevonden om 40, 88 of 96 golflengten met vaste tussenruimte in het C-band-spectrum van een vezel te proppen. Traditionele DWDM-lijnsystemen maken gebruik van Wavelength Selective Switches (WSS) die zijn ontworpen met vaste 50 GHz of 100 GHz filters. Deze lijnsystemen met vaste rasters zijn geschikt voor kanalen van de eerste generaties coherente transponders waarvan de golflengten minder dan 50 GHz of 100 GHz spectrum vereisen (afhankelijk van het gebruikte filter). Vandaag de dag wenden netwerken met hoge bandbreedte toepassingen en aanhoudende bandbreedte groei die snel te maken krijgen met uitputting van de capaciteit zich tot C+L-band oplossingen, die ook gebruik maken van het L-band spectrum van een vezel om potentieel de vezelcapaciteit te verdubbelen.
Terwijl optische netwerken zich ontwikkelen om te voldoen aan de steeds hogere bandbreedte-eisen van vandaag, neemt ook de afhankelijkheid toe van programmeerbare coherente technologie van de volgende generatie om de vezelcapaciteit te maximaliseren en de kosten per getransporteerd bit te verlagen. Om volledig van deze voordelen te kunnen profiteren, is een flexibel rasterlijnsysteem nodig dat geschikt is voor deze hogere-bauditkanalen, zoals een 800G-golflengte, waarvoor meer dan 100 GHz spectrum nodig is.
WDM is een techniek in glasvezeltransmissie voor het gebruik van meerdere lichtgolflengten om gegevens via hetzelfde medium te verzenden.
De coherente modems van de volgende generatie zijn zelfs zo intelligent en programmeerbaar dat de modem een grotere verscheidenheid aan constellatie- en baudopties in overweging neemt, waardoor uiterst granulaire afstembaarheid mogelijk wordt. Vandaag de dag zijn flexibele kanaalplannen mogelijk, die alles toelaten van 64 x 75 GHz kanalen of 40-45 kanalen voor hogere, 800G lijnsnelheden – gebruikmakend van een flexibele grid (of gridloze) architectuur die kanalen ondersteunt met een minimale grootte van 37,5 GHz, met instelbare stappen van 6,25 GHz – om ruimte te bieden aan elk kanaal dat vandaag beschikbaar is of in de toekomst beschikbaar zal zijn.
Wanneer versterkt met Erbium Doped-Fiber Amplifiers (EDFA’s) en Raman-versterking – twee prestatieverhogende technologieën voor hogesnelheidscommunicatie – kan de reikwijdte van deze DWDM-systemen worden vergroot tot over duizenden kilometers. Voor een robuuste werking van een systeem met dicht opeengepakte kanalen zijn uiterst nauwkeurige filters nodig om een specifieke golflengte af te pellen zonder interferentie met naburige golflengten. DWDM-systemen moeten ook gebruik maken van precisielasers die bij een constante temperatuur werken om de kanalen op koers te houden.
Een van de beste eigenschappen van het inzetten van DWDM over een flexibel raster fotonisch lijnsysteem is signaalonafhankelijkheid – de mogelijkheid om meerdere generaties transponders te ondersteunen, onafhankelijk van formaat, bitsnelheid, symbolensnelheid, enzovoort. Als zodanig dragen veel netwerken die zijn ontworpen voor 10 en 40 Gb/s nu 200 Gb/s-kanalen, en veel netwerken die zijn geïmplementeerd met flexibele rastercapaciteit dragen nu 400 Gb/s- en zelfs 800 Gb/s-signalen!
Ciena biedt de volledige breedte van DWDM-oplossingen om aan de eisen van de klant te voldoen, van de rand tot de kern, via een flexibele reeks platforms. Ciena’s 6500 Family, Waveserver Family, en Routing en Switching portfolio van 51xx en 81xx platforms maken gebruik van programmeerbare WaveLogic coherente technologie via geïntegreerde hardwaremodules, evenals pluggable coherente optica.
Als voorbeeld, Ciena’s populaire 6500 Packet-Optical Platform maakt gebruik van de nieuwste technologische innovatie om nieuwe niveaus van schaalbaarheid, flexibiliteit en programmeerbaarheid te leveren over drie uitgebreide netwerklagen voor aanpasbare dienstverlening over elke afstand. De 6500 is gebouwd voor een efficiënte schaalbaarheid van het netwerk, van de toegang tot de backbone core, en biedt een programmeerbare infrastructuur die de softwarebesturing, -automatisering en -intelligentie mogelijk maakt die nodig is voor een meer adaptief netwerk. Het biedt het volledige scala aan CWDM- en DWDM-oplossingen in een volledig flexibel, geïnstrumenteerd fotonisch systeem, inclusief ondersteuning voor flexibele grid-CDC ROADM’s, met DWDM-oplossingen variërend van 10 Gb/s tot 800 Gb/s.
