Шта је ДВДМ и зашто је важан?

May 10, 2022

Остави поруку

IMG_1487 - 500kb

Од тада је прошло скоро 20 годинаДВДМ дошао је на сцену са Циениним увођењем 16-каналног система у марту 1996. године, ау последње две деценије направио је револуцију у преносу информација на велике удаљености.  ДВДМ је толико свеприсутан да често заборављамо да је било времена када није постојао и када је приступ информацијама са друге стране света био скуп и спор.  Сада не размишљамо о преузимању филма или упућивању ИП позива преко океана и континената.  Тренутни системи обично имају 96 каналапо оптичком влакну, од којих сваки може да ради на100Гбпс, у поређењу са 2,5 Гбпс по каналу у почетним системима.  Све ово ме је навело на размишљање о томе како су често потребне две иновације спојене заједно да би се направила револуција.  Лични рачунари нису направили револуцију у канцеларијском животу све док нису били спојени са ласерским штампачима.  Слично томе, предности ДВДМ-а су биле огромне због појачивача влакана допираних ербијумом (ЕДФАs).


ДВДМ је скраћеница за Мултиплексирање густе таласне дужине, што је сложен начин да се каже да, пошто фотони не ступају у интеракцију једни са другима (барем не много), различити сигнали на различитим таласним дужинама светлости могу да се комбинују у једно влакно, пренети на друго крај, одвојен и независно детектован, чиме се повећава носивост влакна за број присутних канала.  У ствари, не-густ, обичан стари ВДМ, био је у употреби већ неко време са 2, 3 или 4 канала у специјализованим околностима.  Није било ништа посебно тешко у изградњи основног ДВДМ система.  Технологија која је првобитно коришћена за комбиновање и раздвајање таласних дужина били су филтери за интерференцију танког филма који су развијени у високом степену у 19.тхЦентури.  (Сада фотонска интегрисана кола која се зову Арраиед Вавегуиде Гратингс, илиАВГссе користе за обављање ове функције.)  Али до појаве ЕДФА није било много користи од ДВДМ.


Пренос података оптичким влакнима почео је 1970-их са открићем да одређена стакла имају веома мале оптичке губитке у блиском инфрацрвеном спектралном подручју и да се ова стакла могу формирати у влакна која би водила светлост с једног краја на други, држећи је затвореном. и испоручујући га нетакнутог, иако смањеног губитком и дисперзијом.  Са великим развојем влакана, ласера ​​и детектора, изграђени су системи који су могли да преносе оптичке информације на 80 км пре него што је било потребно да се "регенерише" сигнал.  Регенерација је укључивала откривање светлости, коришћење електронског дигиталног кола за реконструкцију информација, а затим њихово поновно преношење на други ласер.  80кмбио је много даље него што су тренутни системи микроталасног преноса "линије вида" могли ићи, а оптички пренос је прихваћен у широком обиму.  Иако је 80 км представљало значајно побољшање, то је и даље значило да ће бити потребно много кругова за регенерацију између ЛА-а и Њујорка.  Са једним кругом регенерације који је потребан по каналу на сваких 80 км, регенерација је постала ограничавајући фактор у оптичком преносу и ДВДМ није био баш изводљив.  Тадашњи скупи филтери би морали да се користе сваких 80 км да би се одвојило светло за сваки канал пре регенерације и да би се рекомбиновали канали након регенерације.


Пошто је потпуна регенерација била скупа, истраживачи су почели да траже друге начине да прошире домет система за пренос оптичких влакана.  Крајем 1980-их на сцену су ступили Ербуим Допед Фибер Амплиферс (ЕДФА).  ЕДФА су се састојале од оптичких влакана допираних атомима ербија који су, када се пумпају ласером различите таласне дужине, стварали медијум за појачавање који би појачавао светлост у опсегу близу таласне дужине од 1550 нм.  ЕДФА су дозвољавале појачавање оптичких сигнала у влакнима које би могло да се супротстави ефектима оптичког губитка, али није могло да исправи ефекте дисперзије и других оштећења.  У ствари, ЕДФА генеришу појачану спонтану емисију (АСЕ) буку и могу изазвати изобличења нелинеарности влакана на великој удаљености преноса.  Дакле, ЕДФА нису у потпуности елиминисали потребу за регенерацијом, али су дозволили да сигнали прођу много скокова од 80 км пре него што је потребна регенерација.  Пошто су ЕДФА били јефтинији од пуне регенерације, брзо су дизајнирани системи који су користили ласере од 1550 нм уместо тада преовлађујућих 1300 нм.


Онда је дошао тренутак "ах ха".  Пошто су ЕДФА само реплицирали фотоне који су долазили и послали више фотона исте таласне дужине, два или више канала би се могли појачати у истом ЕДФА без преслушавања.  Са ДВДМ, један ЕДФА би могао да појача све канале у влакну одједном, под условом да се уклапају у регион ЕДФА појачања.  ДВДМ је тада дозволио вишеструку употребу не само влакана већ и појачала.  Уместо једног круга за регенерацију за сваки канал, сада је постојао један ЕДФА за свако влакно.  Једно влакно и ланац од по једног појачала40~100 км може да подржи 96 различитих токова података.Регенератори су и данас потребни, сваких 1.200~3.500 км, када акумулирани ЕДФА АСЕ шум премашује праг који дигитални сигнални процесор и кодек за исправљање грешака могу да поднесу.


Наравно, пошто је област појачања ЕДФА била ограничена на око 40 нм ширине спектра, велики нагласак је стављен на уклапање различитих оптичких таласних дужина што је ближе могуће.  Тренутни системи постављају канале на 50ГХз, или приближно 0,4 нм, један од другог, а експерименти хероја су учинили много више.

Паралелно, нове технологије су повећале пропусни опсег по каналу на 100 Гбпс користећи кохерентне технике о којима смо расправљали у другим постовима на блогу.  Дакле, једно влакно које би раних 1990-их преносило 2,5 Гбпс информација, сада може пренети скоро 10 терабита у секунди, а ми можемо да гледамо филмове са друге стране света.

Pošalji upit