Jazda zatłoczoną obwodnicą w godzinach szczytu nie należy do przyjemnych. Stoisz w miejscu i tracisz czas, albo nadkładasz drogi i spalasz więcej paliwa. A gdyby tak wydzielić dodatkowe pasy na drodze i udrożnić ruch? Mamy dobrą wiadomość: w sieciach jest to prostsze niż w drogownictwie. Dodatkowe pasy dla transmisji danych dostarczą nam systemy zwielokrotnienia falowego (xWDM). Technologia xWDM powstała blisko 20 lat temu, ale właśnie teraz, w dobie rozwoju sieci 5G i dynamicznej cyfryzacji naszego życia, przeżywa renesans.
Zapotrzebowanie na większą przepustowość transmisji rośnie lawinowo. W 2019 r. Instytut Łączności przewidywał, że do 2025 r. średnie miesięczne użycie danych w mobilnym internecie w Polsce wzrośnie prawie 25-krotnie! Streaming, praca zdalna, IoT – to rozpędzony pociąg danych, którego już nie zatrzymamy.
Rosną także wymagania co do jakości przesyłu. Sieci bezprzewodowe 5G obiecują transmisję danych do 20 Gb/s z opóźnieniem zaledwie od 20 do 50 ms. Dla porównania sieci komórkowe 3G miały opóźnienia rzędu setek milisekund, a sieci 4G zaczynały się od 100 ms, schodząc do około 70 ms.
W sieci 5G „radio” zastępuje „światło” na ostatniej mili. Szkieletem transmisji nadal są, i jeszcze długo będą, światłowody – podobnie jak w technologii 4G LTE.
Każdy, komu przyszło się zmierzyć z procesem budowy nowego kabla światłowodowego wie z jakimi trudnościami i kosztami to się wiąże. To właśnie dlatego na znaczeniu zyskują systemy zwielokrotnienia falowego (xWDM), czyli technologia, która pozwala lepiej wykorzystać już istniejące włókna optyczne.
Dużo łatwiej jest zbudować gęstą infrastrukturę nadajników, gdy wystarczy przydzielić część pasma w już istniejącym kablu, niż prowadzić osobne kable dla każdego z nich. Zastosowanie xWDM obniża koszty inwestycji – możemy wszak wykorzystać istniejące sieci FTTx jako sieci dosyłowe dla 5G. Obie technologie mogą współistnieć na tym samym światłowodzie.
W komunikacji światłowodowej technologia WDM (ang. Wavelength Division Multiplexing) umożliwia zwiększenie pojemności pojedynczego włókna. Polega to na zwielokrotnianiu sygnałów optycznych o różnych długościach fali zwanych potocznie „kolorami”. Ponieważ istnieją trzy różne typy systemów WDM –CWDM, DWDM, FWDM – często technologię tę określa się mianem xWDM.
Technologia zwielokrotnienia falowego, którą dzisiaj znamy, towarzyszy nam blisko 20 lat. Od początku pracowano nad tym, żeby po włóknie przesłać jeszcze więcej i możliwość realizacji tego celu upatrywano w zwiększaniu ilości kanałów. Z czego to wynikało? Otóż, dostępna wówczas technologia do przesłania sygnałów po światłowodach korzystała z tzw. on-off keying (OOK). Oznacza to, że w celu przesłania danych światło „zapalamy” i „gasimy”. To sprawiło, że dość szybko doszliśmy do granic możliwości przepływności, jakie możemy uzyskać na pojedynczym kanale. Granicę tę wyznacza fizyka. Dalszy rozwój przepływności z wykorzystaniem technologii OOK przestał być możliwy.
Skokowy wzrost przepływności udało się osiągnąć, „komplikując” nieco transmisję optyczną. Na czym polega to skomplikowanie? Otóż zaczęliśmy modulować amplitudę, fazę oraz polaryzację.
