Od O do L: Evolucija optičkih valnih duljina
U komunikacijskom sustavu od optičkih vlakana, definirano je i standardizirano nekoliko prijenosnih pojasa, od izvornog O-benda do U / XL-opsega. E- i U / XL-trake su tipično izbjegnute jer imaju velike regije gubitka prijenosa. E-pojas predstavlja područje vrha vode, dok se U / XL-pojas nalazi na samom kraju prozora za prijenos silikatnog stakla.
Vlakna međugradskih i metro prstena već nose signale na više valnih duljina kako bi povećala propusnost. Vlakna koja ulaze u kuću uskoro će učiniti isto. Sada je razvijeno nekoliko tipova optičkih telekomunikacijskih sustava, od kojih su neki bazirani na multipleksiranju s vremenskom podjelom (TDM), a drugi na multipleksiranju s valnom duljinom (WDM), bilo multipleksiranjem s gustom valnom duljinom (DWDM) ili multipleksiranjem s velikim valnom duljinom. Ovaj članak može predstavljati evoluciju optičkih valnih duljina uglavnom opisujući ova tri sustava visokih performansi.
Multipleksiranje s gustom raspodjelom valnih duljina
DWDM sustavi razvijeni su kako bi se nosili s rastućom potrebom za pojasnom mrežom optičkih mreža. Uski razmak (obično 0,2 nm) između valnih duljina povećava broj valnih duljina i omogućuje brzinu prijenosa podataka od nekoliko terabita u sekundi (Tbps) u jednom vlaknu.
Ti su sustavi prvi put razvijeni za valne duljine laserske svjetlosti u C-pojasu, a kasnije u L-pojasu, koristeći se valnim duljinama s najnižim brzinama prigušenja u staklenim vlaknima, kao i mogućnost optičkog pojačanja. Pojačala za vlakna dopirana s erbijem (EDFAs, koji rade na tim valnim duljinama) ključna su tehnologija za ove sustave. Budući da WDM sustavi koriste mnogo valnih duljina u isto vrijeme, što može dovesti do velikog prigušenja. Stoga se uvodi tehnologija optičkog pojačanja. Ramansko pojačanje i erbijska dopirana pojačala su dva uobičajena tipa koja se koriste u WDM sustavu.
Kako bi se zadovoljila potražnja za "neograničenim propusnim opsegom", smatralo se da će se DWDM morati proširiti na više bendova. U budućnosti, međutim, L-band će se također pokazati korisnim. Budući da su EDFA-e manje učinkovite u L-pojasu, ponovno će se primijeniti tehnologija Ramanovog pojačanja, s povezanim valnim duljinama crpljenja blizu 1485 nm.
Multiplexing s grubim valom
CWDM je jeftina verzija WDM-a. Općenito, ovi sustavi nisu pojačani i stoga imaju ograničen raspon. Oni obično koriste jeftinije izvore svjetlosti koji nisu stabilizirani temperaturom. Potrebni su veći razmaci između valnih duljina, obično 20 nm. Naravno, to smanjuje broj valnih duljina koje se mogu koristiti i tako smanjuje ukupnu dostupnu propusnost.
Postojeći sustavi koriste S-, C- i L-trake jer te trake naseljavaju prirodnu regiju zbog malih optičkih gubitaka u staklenim vlaknima. Iako je moguće proširenje na O i E-pojas (1310 nm do 1450 nm), doseg sustava (udaljenost svjetla može putovati u vlaknima i još uvijek daje dobar signal bez pojačanja) će nastati kao posljedica gubitaka nastalih uporabom 1310 nm područje u suvremenim vlaknima.
Multipleksiranje vremenske podjele
TDM sustavi koriste jedan ili dva valna duljina (s jednim valnim duljinama raspoređenim za svaki smjer). TDM rješenja trenutno su u središtu pozornosti uvođenjem FTTH (fiber-to-the-home) tehnologija. I EPON i GPON su TDM sustavi. Standardna raspodjela širine pojasa za GPON zahtijeva između 1260 i 1360 nm uzvodno, 1440 do 1500 nm nizvodno, i 1550 do 1560 nm za kabelsku televiziju.
Kako bi zadovoljili porast potražnje za propusnim opsegom, ovi će sustavi zahtijevati nadogradnju. Neki predviđaju da će TDM i CWDM (ili čak DWDM) morati koegzistirati u istim instaliranim mrežnim vlaknima. Da bi se to postiglo, u tijelima za normizaciju rade se na definiranju filtera koji blokiraju valne duljine koje nisu GPON za trenutno instalirane korisnike. To će zahtijevati CWDM dio za korištenje valnih duljina opsega daleko od onih rezerviranih za GPON. Prema tome, oni će morati koristiti L-pojas ili C- i L-pojas i pod uvjetom da se video ne koristi.
Zaključak
U svakom slučaju, dokazano je dostatno djelovanje kako bi se osigurale visoke performanse za današnje i buduće sustave. Iz ovog članka znamo da izvorni O-band više nije zadovoljio brzi razvoj visoke propusnosti. A evolucija optičkih valnih duljina samo znači da će se tražiti sve više i više bendova. U budućnosti, s rastom FTTH aplikacija, nema sumnje da će C- i L-bandovi imati sve važniju ulogu u optičkom prijenosnom sustavu.