約20年になりますDWDM 1996年3月にCienaが16チャネルシステムを導入したことで登場し、過去20年間で、長距離の情報伝送に革命をもたらしました。 DWDMは非常に普及しているため、DWDMが存在しなかった時期や、地球の反対側から情報にアクセスするのに費用がかかり、時間がかかった時期があったことを忘れがちです。 今では、映画をダウンロードしたり、海や大陸を越えてIPコールを発信したりすることは何も考えていません。 現在のシステムには通常96チャネルがあります光ファイバあたり、それぞれで実行できます100Gbps、初期システムのチャネルあたり2.5Gbpsと比較。 これらすべてから、2つのイノベーションを組み合わせて革命を起こすことがどれほど頻繁に必要かを考えるようになりました。 パーソナルコンピュータは、レーザープリンタと組み合わせるまで、オフィスライフに革命をもたらしませんでした。 同様に、エルビウムをドープしたファイバ増幅器（EDFAs).
DWDMはDenseWavelengthDivision Multiplexingの略で、光子は互いに相互作用しないため（少なくともそれほど多くはない）、異なる波長の光の異なる信号を1つのファイバーに結合して、他のファイバーに送信することができます。終了し、分離され、独立して検出されるため、存在するチャネルの数だけファイバの伝送容量が増加します。 実際、非高密度のプレーンな古いWDMは、特殊な状況で2、3、または4チャネルでしばらく使用されていました。 基本的なDWDMシステムを構築することについて特に難しいことは何もありませんでした。 波長を組み合わせて分離するために最初に使用された技術は、19年に高度に開発された薄膜干渉フィルターでした。th世紀。 （現在、アレイ導波路回折格子と呼ばれるフォトニック集積回路、またはAWGこの機能を実行するために使用されます。） しかし、EDFAが登場するまで、DWDMから得られるメリットはあまりありませんでした。
光ファイバデータの送信は1970年代に始まり、特定のガラスは近赤外スペクトル領域での光損失が非常に低く、これらのガラスをファイバに形成して、光を一方の端からもう一方の端に導き、閉じ込めたままにすることができるという発見がありました。損失と分散によって減少しますが、そのまま配信します。 ファイバー、レーザー、検出器の多くの開発により、信号を「再生」する必要が生じる前に、80kmにわたって光学情報を送信できるシステムが構築されました。 再生には、光を検出し、電子デジタル回路を使用して情報を再構築し、それを別のレーザーで再送信することが含まれていました。 80km現在の「見通し内」マイクロ波伝送システムよりもはるかに遠く、光ファイバー伝送が大規模に採用されました。 80 kmは大幅な改善でしたが、それでもLAとニューヨークの間に多くの再生回路が必要になることを意味しました。 80 kmごとにチャネルごとに1つの再生回路が必要なため、再生が光伝送の制限要因になり、DWDMはあまり実用的ではありませんでした。 再生前に各チャネルの光を分離し、再生後にチャネルを再結合するには、当時高価なフィルターを80kmごとに使用する必要があります。
完全な再生には費用がかかるため、研究者は光ファイバー伝送システムの範囲を拡大する他の方法を探し始めました。 1980年代後半に、Erbuim Doped Fiber Amplifers（EDFA）が登場しました。 EDFAは、エルビウム原子がドープされた光ファイバーで構成されており、異なる波長のレーザーで励起されると、1550nmの波長に近い帯域の光を増幅する利得媒体が生成されます。 EDFAは、光損失の影響に対抗できるファイバ内の光信号の増幅を可能にしましたが、分散やその他の障害の影響を補正することはできませんでした。 実際のところ、EDFAは増幅された自然放出（ASE）ノイズを生成し、長い伝送距離にわたってファイバの非線形歪みを引き起こす可能性があります。 そのため、EDFAは再生の必要性を完全に排除しませんでしたが、再生が必要になる前に信号が80kmホップを超えることを許可しました。 EDFAは完全再生よりも安価であったため、当時普及していた1300nmの代わりに1550nmレーザーを使用するシステムが迅速に設計されました。
それから「あはは」の瞬間が来ました。 EDFAは、同じ波長のより多くの光子を出し入れする光子を複製しただけなので、クロストークなしで2つ以上のチャネルを同じEDFAで増幅できます。 DWDMを使用すると、EDFAゲインの領域内に収まる場合、1つのEDFAでファイバ内のすべてのチャネルを一度に増幅できます。 その後、DWDMにより、ファイバだけでなく増幅器も複数回使用できるようになりました。 チャネルごとに1つの再生回路ではなく、ファイバごとに1つのEDFAがあります。 単一のファイバと1つの増幅器のチェーンごとに40~100 kmは96の異なるデータストリームをサポートできます。蓄積されたEDFAASEノイズがデジタル信号プロセッサとエラー訂正コーデックで処理できるしきい値を超えると、現在でも1,200〜3,500kmごとに再生器が必要になります。
もちろん、EDFAのゲイン領域はスペクトル幅の約40 nmに制限されていたため、さまざまな光波長を可能な限り近づけることに重点が置かれました。 現在のシステムでは、チャネルを5 0 GHz、つまり約0.4 nm離して配置しており、ヒーローの実験ではさらに多くのことが行われています。
並行して、新しいテクノロジーにより、他のブログ投稿で説明したコヒーレント技術を使用して、チャネルあたりの帯域幅が100Gbpsに増加しました。 つまり、1990年代初頭には2.5Gbpsの情報を伝送していた単一のファイバーが、今ではほぼ10テラビット/秒の情報を伝送でき、地球の反対側から映画を見ることができます。
