Волоконно-оптические усилители

Практический успех технологии DWDM, оборудование которой уже работает на магистралях многих ведущих мировых операторов связи, во многом определило появление волоконно-оптических усилителей. Эти оптические устройства непо­средственно усиливают световые сигналы в диапазоне 1550 нм, исключая необ­ходимость промежуточного преобразования их в электрическую форму, как это делают регенераторы, применяемые в сетях SDH. Системы электрической реге­нерации сигналов весьма дороги и, кроме того, зависят от протокола, так как они должны воспринимать определенный вид кодирования сигнала. Оптические усилители, «прозрачно» передающие информацию, позволяют наращивать ско­рость магистрали без необходимости модернизировать усилительные блоки.

Протяженность участка между оптическими усилителями может достигать 150 км и более, что обеспечивает экономичность создаваемых магистралей DWDM, в которых длина мультиплексной секции составляет на сегодня 600-3000 км при применении от 1 до 7 промежуточных оптических усилителей.

Ограничения на количество пассивных участков и их длину связаны с деградацией оптического сигнала при его оптическом усилении. Хотя оптический усилитель восстанавливает мощность сигнала, он не полностью компенсирует эффект хроматической дисперсии (то есть распространения волн разной длины с разной скоростью, из-за чего сигнал на приемном конце волокна «размазывает­ся»), а также другие эффекты. Поэтому для построения более протя­женных магистралей необходимо между усилительными участками устанавливать DWDM-мультиплексоры, выполняющие регенерацию сигнала путем его преобразования в электрическую форму и обратно.

Оптические усилители используются не только для увеличения расстояния ме­жду мультиплексорами, но и внутри самих мультиплексоров. Если мультиплек­сирование и кросс-коммутация выполняются исключительно оптическими сред­ствами, без преобразования в электрическую форму, то сигнал при пассивных оптических преобразованиях теряет мощность и его нужно усиливать перед пе­редачей в линию.

Новые исследования привели к появлению усилителей, работающих в так назы­ваемом L-диапазоне (4-е окно прозрачности), от 1570 до 1605 нм. Использова­ние этого диапазона, позволяет обеспечить передачу трафика со скоростями 800 Гбит/с-1,6 Тбит/с в одном направлении по одному оптическому волокну.

С успехами DWDM связано еще одно перспективное технологическое направление — полностью оптические сети. В таких сетях все операции по мультиплексированию/демультиплексированию, вводу-выводу и кросс-коммутации (маршрутиза­ции) пользовательской информации выполняются без преобразования сигнала из оптической формы в электрическую. Исключение преобразований в электри­ческую форму позволяет существенно удешевить сеть. Однако возможности оп­тических технологий пока еще недостаточны для создания полностью оптических масштабных сетей, поэтому их практическое применение ограничено фрагментами, между которыми выполняется электрическая регенерация сигнала.