लगभग 20 साल हो चुके हैंडीडब्ल्यूडीएम 1996 के मार्च में सिएना के 16 चैनल सिस्टम की शुरुआत के साथ दृश्य पर आया, और पिछले दो दशकों में इसने लंबी दूरी पर सूचना के प्रसारण में क्रांति ला दी है। DWDM इतना सर्वव्यापी है कि हम अक्सर यह भूल जाते हैं कि एक समय था जब यह मौजूद नहीं था और जब दुनिया के दूसरी तरफ से जानकारी प्राप्त करना महंगा और धीमा था। अब हम किसी फिल्म को डाउनलोड करने या महासागरों और महाद्वीपों में आईपी कॉल करने के बारे में नहीं सोचते हैं। वर्तमान सिस्टम में आमतौर पर 96 चैनल होते हैंप्रति ऑप्टिकल फाइबर, जिनमें से प्रत्येक पर चल सकता है100जीबीपीएस, प्रारंभिक सिस्टम में प्रति चैनल 2.5Gbps की तुलना में। इन सब बातों ने मुझे सोचने पर मजबूर कर दिया कि कैसे क्रांति करने के लिए अक्सर दो नवाचारों को एक साथ जोड़ना पड़ता है। पर्सनल कंप्यूटर ने कार्यालय जीवन में तब तक क्रांति नहीं की जब तक कि वे लेजर प्रिंटर के साथ युग्मित नहीं हो गए। इसी तरह, एरबियम डोप्ड फाइबर एम्पलीफायरों के कारण डीडब्ल्यूडीएम के लाभ बहुत अधिक थे (ईडीएफएs).
DWDM का मतलब घने तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग है, जो यह कहने का एक जटिल तरीका है कि, चूंकि फोटॉन एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं (कम से कम ज्यादा नहीं) प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अलग-अलग संकेतों को एक फाइबर पर जोड़ा जा सकता है, जो दूसरे को प्रेषित होता है। अंत, अलग और स्वतंत्र रूप से पता लगाया, इस प्रकार मौजूद चैनलों की संख्या से फाइबर की वहन क्षमता में वृद्धि। वास्तव में गैर-घना, सादा पुराना WDM, विशेष परिस्थितियों में 2, 3 या 4 चैनलों के साथ कुछ समय के लिए उपयोग में था। बुनियादी DWDM प्रणाली के निर्माण में कुछ भी विशेष रूप से कठिन नहीं था। शुरू में तरंग दैर्ध्य को संयोजित करने और अलग करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक पतली फिल्म हस्तक्षेप फिल्टर थी जिसे 19 . में उच्च डिग्री तक विकसित किया गया थावांशतक। (अब एक 'दिन का फोटोनिक एकीकृत परिपथ जिसे एरेड वेवगाइड ग्रेटिंग्स कहा जाता है, याAWGsइस कार्य को करने के लिए उपयोग किया जाता है।) लेकिन ईडीएफए के आगमन तक डीडब्ल्यूडीएम से बहुत अधिक लाभ नहीं हुआ था।
फाइबर ऑप्टिक डेटा ट्रांसमिशन 1970 के दशक में इस खोज के साथ शुरू हुआ कि कुछ चश्मे में निकट अवरक्त वर्णक्रमीय क्षेत्र में बहुत कम ऑप्टिकल नुकसान होता है, और इन ग्लासों को फाइबर में बनाया जा सकता है जो प्रकाश को एक छोर से दूसरे छोर तक सीमित रखते हुए मार्गदर्शन करेगा। और इसे बरकरार रखना, हालांकि नुकसान और फैलाव से कम हो गया। फाइबर, लेजर और डिटेक्टरों के बहुत विकास के साथ, सिस्टम बनाए गए थे जो सिग्नल को "पुन: उत्पन्न" करने के लिए आवश्यक होने से पहले 80 किमी के लिए ऑप्टिकल जानकारी प्रसारित कर सकते थे। पुनर्जनन में प्रकाश का पता लगाना, सूचना को फिर से संगठित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल सर्किट का उपयोग करना और फिर इसे दूसरे लेजर पर पुन: प्रेषित करना शामिल था। 80 किमीवर्तमान "दृष्टि की रेखा" की तुलना में बहुत दूर था माइक्रोवेव ट्रांसमिशन सिस्टम जा सकता था, और फाइबर ऑप्टिक ट्रांसमिशन को व्यापक पैमाने पर अपनाया गया था। हालांकि 80 किमी एक महत्वपूर्ण सुधार था, फिर भी इसका मतलब था कि एलए और न्यूयॉर्क के बीच बहुत सारे पुनर्जनन सर्किट की आवश्यकता होगी। प्रत्येक 80 किमी पर प्रति चैनल एक पुनर्जनन सर्किट की आवश्यकता के साथ, पुनर्जनन ऑप्टिकल ट्रांसमिशन में सीमित कारक बन गया और DWDM बहुत व्यावहारिक नहीं था। पुनर्जनन से पहले प्रत्येक चैनल के लिए प्रकाश को अलग करने और पुनर्जनन के बाद चैनलों को फिर से जोड़ने के लिए तत्कालीन महंगे फिल्टर का उपयोग हर 80 किमी पर किया जाना था।
चूंकि पूर्ण पुनर्जनन महंगा था, शोधकर्ताओं ने ऑप्टिकल फाइबर ट्रांसमिशन सिस्टम की पहुंच बढ़ाने के अन्य तरीकों की तलाश शुरू कर दी। 1980 के दशक के उत्तरार्ध में Erbuim Doped Fiber Amplifers (EDFAs) दृश्य पर आए। ईडीएफए में एर्बियम परमाणुओं के साथ ऑप्टिकल फाइबर शामिल होता है, जिसे एक अलग तरंग दैर्ध्य के लेजर के साथ पंप किया जाता है, जिससे एक लाभ माध्यम बनता है जो 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य के पास एक बैंड में प्रकाश को बढ़ाता है। ईडीएफए ने फाइबर में ऑप्टिकल संकेतों के प्रवर्धन की अनुमति दी जो ऑप्टिकल नुकसान के प्रभावों का मुकाबला कर सकते थे, लेकिन फैलाव और अन्य हानियों के प्रभावों के लिए सही नहीं हो सके। तथ्य की बात के रूप में, ईडीएफए प्रवर्धित सहज उत्सर्जन (एएसई) शोर उत्पन्न करते हैं और लंबी संचरण दूरी पर फाइबर गैर-रैखिकता विकृतियों का कारण बन सकते हैं। इसलिए ईडीएफए ने पुनर्जनन की आवश्यकता को पूरी तरह से समाप्त नहीं किया, लेकिन पुनर्जनन की आवश्यकता से पहले संकेतों को कई 80 किमी तक जाने की अनुमति दी। चूंकि ईडीएफए पूर्ण पुनर्जनन की तुलना में सस्ते थे, इसलिए सिस्टम को जल्दी से डिजाइन किया गया था जिसमें तत्कालीन प्रचलित 1300 एनएम के बजाय 1550 एनएम लेजर का उपयोग किया गया था।
फिर आया "आह हा" पल। चूंकि ईडीएफए ने आने वाले फोटॉनों को दोहराया और एक ही तरंग दैर्ध्य के अधिक फोटॉन भेजे, दो या दो से अधिक चैनलों को क्रॉसस्टॉक के बिना एक ही ईडीएफए में बढ़ाया जा सकता है। DWDM के साथ एक EDFA एक ही बार में सभी चैनलों को एक फाइबर में बढ़ा सकता है, बशर्ते वे EDFA लाभ के क्षेत्र में फिट हों। DWDM ने तब न केवल फाइबर बल्कि एम्पलीफायरों के कई उपयोग की अनुमति दी। प्रत्येक चैनल के लिए एक पुनर्जनन सर्किट के बजाय, अब प्रत्येक फाइबर के लिए एक EDFA था। एक एकल फाइबर और प्रत्येक एम्पलीफायर की एक श्रृंखला40~100 किमी 96 विभिन्न डेटा धाराओं का समर्थन कर सकता है।आज भी, हर 1,200 ~ 3,500 किमी पर पुनर्योजी की आवश्यकता होती है, जब संचित EDFA ASE शोर उस सीमा से अधिक हो जाता है जिसे एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर और त्रुटि सुधार कोडेक संभाल सकता है।
बेशक, चूंकि ईडीएफए का लाभ क्षेत्र लगभग 40 एनएम स्पेक्ट्रा चौड़ाई तक सीमित था, इसलिए विभिन्न ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य को यथासंभव एक साथ फिट करने पर बहुत जोर दिया गया था। वर्तमान सिस्टम चैनलों को 50GHz, या लगभग 0.4 एनएम, अलग रखते हैं, और नायक प्रयोगों ने बहुत कुछ किया है।
समानांतर में, नई तकनीकों ने सुसंगत तकनीकों का उपयोग करके प्रति चैनल बैंडविड्थ को बढ़ाकर 100 Gbps कर दिया है, जिसकी चर्चा हमने अन्य ब्लॉग पोस्ट में की है। तो एक एकल फाइबर जो 1990 के दशक की शुरुआत में 2.5Gbps की जानकारी ले जाता था, अब लगभग 10 टेराबिट्स/सेकंड की जानकारी ले सकता है, और हम दुनिया के दूसरी तरफ से फिल्में देख सकते हैं।
