La evolución de la transmisión de fibra óptica en conexión óptica

El rendimiento de los sistemas de comunicación óptica continúa creciendo constantemente. A partir de sistemas telegráficos que transmiten varios clics por segundos hace cien años, y terminando con modernas redes distantes DWDM, transmitiendo más de un TBIT/s hoy, la capacidad de rendimiento de los sistemas con cable de comunicación a largo plazo aumenta en un promedio de un tercio por año (o posiblemente dobles aproximadamente) cada 2 años.

Los nuevos dispositivos y capacidades ópticas han jugado un papel importante en la evolución de la transmisión de datos con cable a las largas distancias desde finales de la década de 1970, comenzando con la aparición de LED y MMF, y desde entonces han sido el componente más importante del progreso. Gracias a la codificación de datos en forma de presencia o ausencia de luz y el uso de vidrio en forma de MMF como entorno de transmisión ambiental, el rendimiento de un canal es de 45-90 Mbps y la distancia de transmisión de aproximadamente 10 km . Antes de esto, la conexión digital era completamente el destino de la electrónica, y la transmisión se llevó a cabo a través de un cable coaxial eléctrico con una velocidad máxima de 565 Mbps y una distancia de 1 km entre los regeneradores, así como el uso de la transmisión inalámbrica. En el medio y finales de la década de 1980, los láseres SMF e inyectores permitieron transmitir datos a una velocidad de 565 Mbps a 2. 5 gbit/s a una distancia de hasta 100 km sin regeneración. Vale la pena señalar que durante este período, por primera vez en la comunicación de fibra óptica, se utilizaron interruptores ópticos, que se utilizaron para el funcionamiento suave de los láseres de inacción en los sistemas submarinos, desde la vida útil esperada del inyectivo semiconductor (justo apareció) láser excedió incertidamente la vida útil esperada del sistema más de más de dos décadas.

Fiberstore DWDM EDFA

Después del desplazamiento del cable coaxial eléctrico con fibra óptica y transmisores/receptores o transceptores optoelectrónicos, a principios de la década de 1990 se produjo el siguiente progreso extraordinario en el campo de los amplificadores ópticos ópticos. Estos amplificadores EDFA ópticos guardados de la necesidad de una regeneración electrónica frecuente. Los amplificadores aleados de fibra (EDFA) fueron tan efectivos que el rango de transmisión alcanzable a la regeneración electrónica ya no estaba determinado por el inconveniente óptico de la fibra transmisora. Más bien, una dispersión de pulsos y un chirrido láser se convirtió en un factor limitante. Esta situación, a su vez, provocó el desarrollo e implementación de transmisores más avanzados con modulación externa. Utilizando amplificadores ópticos y moduladores externos de los niobatos de litio, fue posible alcanzar la distancia de la transmisión que se acerca a 1000 km, a una velocidad de 2. 5 y 10 Gbit/s a lo largo de fibra estándar y fibra con un cambio de dispersión, respectivamente.

Después de la aparición de EDFA y transmisores con una restricción en la transformación a mediados de la década de 1990, se produjo una implementación de avance y destructiva de DWDM. El sistema DWDM combina (multiplex) varias señales ópticas para que puedan fortalecerse y transmitir a lo largo de una fibra como un grupo, y comparte los canales (demultiplexes) con diferentes longitudes de onda en el extremo de recepción. Esta posibilidad de aumentar el rendimiento se ha convertido en posible gracias a los logros en la tecnología de ondas ópticas, óptica integrada o circuitos integrales de fotones, que permitieron llevar a cabo demultiplexing a lo largo de la longitud de onda con una distancia baja entre los canales y la baja interferencia cruzada y son una Análogo de multiplexores electrónicos/demultiplexores (Mux/Demux). Un aumento significativo en el número de longitudes de onda que se puede transmitir se hace posible gracias a la mejora de la tecnología EDFA y los filtros ópticos. La combinación de fortalecimiento óptico de banda ancha y DWDM ya tuvo un efecto revolucionario en la conexión óptica de fibra, ya que aseguró no solo un aumento significativo en el rendimiento del sistema, sino también una disminución significativa en el costo. Esto se debe al hecho de que al usar el DWDM, solo un amplificador óptico puede mejorar simultáneamente todos los canales de onda que continúan la fibra óptica, y la distancia entre las retranspetas también aumenta varias veces en comparación con los sistemas sin amplificación óptica.

Inicialmente, DWDM ofreció una forma más asequible de aumentar el rendimiento sin modernizar la red óptica de fibra existente o el equipo final, ya que permitió evitar la degradación de la señal causada por la dispersión a velocidades de transferencia de datos TDM más altas. Además, permitió aumentar de manera flexible el rendimiento en cualquier parte de la red al aumentar el número de canales en cada fibra. Para hacer frente al crecimiento del tráfico, los proveedores han desplegado tales sistemas DWDM que pueden transmitir varios canales simultáneamente a lo largo de una fibra, y cada longitud de onda lleva a SONET o SDH 2. 5 o 10 Gbit/s a una distancia de hasta 700 km antes de que se requiera regeneración . Las primeras generaciones de sistemas DWDM que aparecieron en el mercado en 1995 podrían transferir simultáneamente 2-16 canales de onda. Los sistemas comerciales de hoy pueden transmitir 128 canales de 10 GB/s (o más de 1 Tbit/s) a una distancia de varios miles de kilómetros sin regeneración. En el futuro cercano, la tasa de bits aumentará a 40 gbit/s o más por la longitud de onda, lo que ayudará a garantizar el aumento esperado de uso.

Fiberstore CWDM OADM

Los primeros sistemas DWDM lineales transmitieron señales ópticas directamente entre los terminales electrónicos, es decir.»punto de punto», sin acceso a las longitudes de las ondas en puntos intermedios. Sin embargo, a fines de la década de 1990 de mejora en el campo de los amplificadores ópticos, mux/demux, filtros, monitoreo de señales y tecnologías de fibra, fue posible aumentar el rendimiento de DWDM a 40-120 longitudes de onda y aumentar la distancia de transmisión a 1000 km a un Velocidad de transferencia de datos de 2. 5 hasta 10 Gbit/s. En este sentido, era necesario acceder al contenedor óptico en lugares entre los nodos principales. Para garantizar el acceso intermedio en las áreas entre los terminales finales, se instalaron multiplexores ópticos con la adición y descarga (OADM) con una longitud de onda lineal. Los primeros OADM fueron tipos fijos personalizados a mano durante la instalación. Actualmente, un paso adicional en el desarrollo de la óptica en el transporte digital se asocia con la introducción de OADMS flexibles y reclutados automatizados (es decir, la ruta), que permiten a los operadores de red garantizar la adición y eliminación de longitudes de onda individuales. Para la implementación de estas funciones de red, se requieren interruptores ópticos, proporcionando la reacondicionamiento de remotación necesaria.

Hoy en día, las carreteras globales de grandes longitudes, así como las redes regionales, consisten casi por completo en cables de fibra óptica. La excepción es la radio y los sistemas ópticos utilizados en el espacio libre, que se utilizan para superar el área donde la colocación de cables es prohibitivamente costosa. Hoy en día, la mayor parte del tráfico interurbano en estas redes se transmite a través de nodos en asentamientos grandes a través de los canales de 2. 5 y 10 Gbit/s transmitidos a través de fibras ópticas DWDM modificadas. Pronto, las velocidades máximas de TDM aumentarán a 40 GBT/s, la distancia de transmisión será posible de 1 a 10 mm y el número de canales de onda transmitidos se acercará a 200.

El uso de interruptores ópticos en el centro de los compuestos cruzados de nivel óptico en los nodos de la red de transporte de fibra óptica puede ser la última ilustración del reemplazo continuo de la óptica electrónica en una comunicación de voz adicional y la transferencia de conocimiento. Con el advenimiento de la multiplexación óptica/demultiplexación y el cambio óptico de la óptica, no es solo el camino hacia el aumento del rendimiento, sino también una infraestructura radicalmente nueva para construir redes. Usando el nivel cruzado del nivel óptico y el OADM flexible para controlar la tira que pasa en el núcleo, puede proporcionar, reconstruir y restaurar los canales de alta altitud transmitidos a lo largo de las ondas. Los primeros interruptores ópticos para controlar un ancho de banda en las redes de fibra óptica del tronco se implementaron en 1996 en forma de conyectores ópticos de masa múltiples (OXC) 72 x 72 para una velocidad de 622 Mbit/s. Sin embargo, ya en 2000, la mayoría de la comunidad de investigación internacional consideraba OXC de modificación única con varios cientos de puertos de entrada y producción no realizadas y prestadas poca atención. Hoy, unos años después del problema de desarrollar interruptores ópticos de una sola moda con una gran cantidad de puertos se resolvieron seriamente, 256 x 256 OXC se comercializan e implementan con una velocidad de transferencia de datos de 2. 5 GB/s más, e investigan prototipos con Apareció un número sorprendente de puertos 576 x 576 y 1296 x 1296.

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