Wavelength Division Multiplexing e Georg Andreas Sorge: differenze tra le pagine

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{{Bio

{{F|telecomunicazioni|maggio 2012}}

|Nome = Georg Andreas

In [[telecomunicazioni]] '''WDM''' è la sigla di '''Wavelength Division Multiplexing''', un tipo di [[multiplazione]] utilizzato nei sistemi di [[comunicazioni ottiche|comunicazione ottica]]. Di fatto trattasi di una multiplazione classica di tipo [[Frequency Division Multiplexing|FDM]] dove in [[ottica]] si preferisce lavorare riferendosi alle [[lunghezza d'onda|lunghezze d'onda]] anziché alle usuali [[frequenza|frequenze]] dell'[[onda elettromagnetica]] portante l'[[informazione]].

|Cognome = Sorge

|Sesso = M

|LuogoNascita = Mellenbach

|GiornoMeseNascita =

|AnnoNascita = 1703

|LuogoMorte = Lobenstein

|GiornoMeseMorte =

|AnnoMorte = 1778

|Epoca = 1700

|Attività = musicista

|Attività2 = compositore

|Nazionalità = tedesco

|PostNazionalità = , e teorico musicale

|Immagine = Georg Andreas Reimer.jpg

|Didascalia = Georg Andreas Reimer

}}

== Biografia ==

Georg Andreas Sorge si avvicinò alla [[musica]] seguendo dal [[1714]] al [[1716]] le lezioni dell'organista del tribunale di [[Schney]] (Alta Franconia) Kaspar Tischer.

L'appartenenza all'associazione musicale [[Correspondierende Societät der musicalischen Wissenschaften]], fondata da [[Lorenz Christoph Mizler]] avvenuta nel [[1747]], incoraggiò Sorge a studiare, dal punto di vista scientifico, le diverse forme musicali e le loro varie implicazioni matematiche.<ref name =Fel>{{cita libro | autore=Lutz Felbick |titolo=Lorenz Christoph Mizler de Kolof – Schüler Bachs und pythagoreischer „Apostel der Wolffischen Philosophie“ | editore=Schriften | città=Lipsia |volume=5 | anno=2012 | pp=177, 278, 280, 297, 300-308, 329, 334, 335, 340, 341, 349}}</ref>

== Introduzione ==

Per [[modulazione|modulare]] diversi canali su una stessa [[fibra ottica]] si usano diverse [[portante|portanti]] di differenti lunghezze d'onda, una per ogni canale, e per la singola portante si usa la modulazione di intensità o ampiezza. In questo modo è possibile sfruttare la grande [[banda (informatica)|banda]] ottica disponibile della fibra. Ciascun canale è poi a sua volta multiplato in [[Time Division Multiplexing|TDM]].

L'occasione per gli studi teorici musicale fu la disputa su un nuovo sistema di toni introdotto da [[Georg Philipp Telemann]], sulla divisione dell'ottava in 55 microintervalli. Poiché Telemann aveva formulato solo le condizioni di base del suo sistema, la Correspondierende Societät der musicalischen Wissenschaften si impegnò per approfondire i calcoli matematici e Sorge si distinse per le definizioni matematiche del sistema di Telemann assieme a [[Christoph Gottlieb Schröter]].<ref name =Fel />

In gergo le lunghezze d'onda vengono anche chiamate "colori" e la trasmissione WDM viene detta "colorata", anche se in realtà le lunghezze d'onda usate non sono nel campo del visibile.

Come musicista fu, principalmente, l'[[organista]] della corte a [[Lobenstein]], e durante tutta la sua carriera si dimostrò anche un compositore prolifico.<ref name ="M" />

Uno dei maggiori problemi che si riscontrano nell'utilizzo dei sistemi WDM è la [[Cross Phase Modulation]], un effetto non lineare dovuto all'[[effetto Kerr]]. L'effetto Kerr provoca infatti l'assorbimento contemporaneo di due [[fotone|fotoni]] da parte del materiale. Questo assorbimento porta ad un aumento dell'energia degli [[elettrone|elettroni]] del materiale, che in seguito ritornano allo stato iniziale, emettendo un'altra coppia di [[fotone|fotoni]]. L'energia di questi due fotoni riemessi può essere diversa da quella dei due fotoni assorbiti (la somma sarà ovviamente uguale), e quindi sarà diversa anche la lunghezza d'onda. In questo modo i fotoni riemessi vanno ad inserirsi in un altro [[canale (telecomunicazioni)|canale]], ad un'altra lunghezza d'onda, creando [[rumore (elettronica)|rumore]] ottico sul canale stesso. <br />

Ad oggi questo è il problema maggiore che limita lo sviluppo della tecnologia WDM.

Tra le sue composizioni, si annoverano soprattutto pezzi per [[Organo (strumento musicale)|organo]] e per [[pianoforte]], oltre ad un rilevante numero di cantate e mottetti.

== Sistemi WDM ==

[[File:WDM operating principle.svg|400px|thumb|Principio di funzionamento del WDM]]

Un sistema WDM usa un [[multiplexer]] in trasmissione per inviare più segnali insieme, e un ''demultiplexer'' in ricezione per separarli. Usando il giusto tipo di fibra ottica è possibile avere un dispositivo che compie entrambe le azioni simultaneamente e può funzionare come un ''[[Add-Drop Multiplexer]]'' ottico. I dispositivi di filtraggio ottico usati nei modulatori-demodulatori sono di solito degli [[Interferometro di Fabry-Pérot|Interferometri di Fabry-Pérot]] a stato solido e singola frequenza, nella forma di vetro ottico ricoperto da film sottile.

Ma il suo nome è ricordato anche per il lavoro svolto come teorico, per il quale ha pubblicato, tra gli altri: ''Genealogia allegorica intervallorum octavae diatonico-chromaticae'' ([[1741]]), ''Vorgemach der musik. Komposition'' ([[1745]]), ''Compendium harmonicum'' ([[1760]]).<ref name ="M">{{cita libro | autore=Andrea Della Corte |autore2=Guido M. Gatti |titolo=Dizionario di musica | editore=Paravia | città=Torino | anno=1956 | p=599}}</ref>

L'idea di base dei sistemi WDM fu pubblicata per la prima volta nel 1970 e nel 1978 essi cominciarono a essere realizzati in laboratorio. I primi sistemi WDM combinavano solo due segnali. I sistemi moderni possono gestire fino a 160 segnali e possono quindi moltiplicare la banda di una fibra a 10 Gbit/s fino a un limite teorico di oltre 1.6 Tbit/s su una singola coppia di fibre.

== Opere ==

I sistemi WDM sono apprezzati dalle società telefoniche perché consentono di aumentare la [[banda (informatica)|banda]] disponibile in una rete senza dover stendere altra fibra ottica. Usando il WDM e gli [[amplificatore ottico|amplificatori ottici]], è possibile aggiornare progressivamente la tecnologia degli apparati di rete senza essere costretti a rifare totalmente la rete ''[[Dorsale (informatica)|backbone]]''. La capacità di banda di un certo collegamento può essere aumentata semplicemente aggiornando i multiplatori e demultiplatori a ciascun capo del collegamento.

* ''Genealogia allegorica intervallorum octavae diatonochromaticae : Das ist: Geschlecht-Register der Intervallen der diatonisch-chromat. Octav'', Hof 1741, [http://reader.digitale-sammlungen.de/de/fs2/object/display/bsb10599533_00005.html versione online]

* ''Anweisung zur Stimmung und Temperatur sowohl der Orgelwerke, als auch anderer Instrumente, sonderlich aber des Claviers. In einem Gespräche zwischen einem Musico theoretico und seinem Scholaren'', Amburgo 1744, [http://www.bsb-muenchen-digital.de/%7eweb/web1059/bsb10599532/images/index.html?l=de&digID=bsb10599532&v=150&nav=0 versione online]

* ''Vorgemach der musicalischen Composition oder: Ausführliche, ordentliche und vor heutige Praxin hinlängliche Anweisung zum General-Baß, durch welche ein Studiosus musices zu einer gründlichen Erkänntnis aller in der Composition und Clavier vorkommenden con- und dissonirenden Grundsätze [...] kommen, folglich nicht nur ein gutes Clavier als ein Compositor extemporaneus spielen lernen, sondern auch in der Composition selbst wichtige [...] Profectus machen kann'', Lobenstein 1745, [http://daten.digitale-sammlungen.de/%7edb/bsb00002471/images versione online]

* ''Gespräch zwischen einem Musico theoretico und einem Studioso Musices von der Prätorianischen, Printzischen Werkmeisterischen ... Temperatur, wie auch von dem neuen Systemate ... Telemanns zur Beförd. reiner Harmonie'', [1748], [http://www.bsb-muenchen-digital.de/%7eweb/web1059/bsb10599530/images/index.html?digID=bsb10599530&pimage=55&v=100&nav=0&l=de versione online].

* ''Ausführliche und deutliche Anweisung zur Rational-Rechnung, und der damit verknüpfften Ausmessung und Abtheilung des Monochords: Vermittelst welcher man Die musikalische Temperatur, [...] So genau als es das Gehör zu fassen vermag, nicht nur [...] ausrechnen, sondern auch [...] ausmessen [...] kan; Nebst einer ausführlichen Nachricht von dem neuen Telemannischen Intervallen System [...]'', Lobendsten 1749, [http://www.bsb-muenchen-digital.de/%7eweb/web1059/bsb10599529/images/index.html?l=de&digID=bsb10599529&v=150&nav=0 versione online]

* ''Gründliche Untersuchung ob die im dritten Theile des dritten Bandes der Mizlerischen musicalischen Bibliothek S. 457 und 580 befindlichen Schroeterischen Clavier-Temperaturen für gleichschwebend paßieren können oder nicht'', Lobenstein 1754

* ''Zuverlässige Anweisung Claviere und Orgeln behörig zu temperiren und zu stimmen, nebst einem Kupfer, welches die Ausmessung und Ausrechnung der Temperatur, wie auch das Telemannische System [...] darstellet; auf Veranlassung Herrn B. Barthold Fritzens [...] herausgegebenen mechanischen Art zu stimmen, und zur Vertheidigung gegen desselben Angrif entworfen'', Lipsia e Lobenstein 1758 [http://www.bsb-muenchen-digital.de/%7eweb/web1052/bsb10527760/images/index.html?l=de&digID=bsb10527760&v=150&nav=0 versione online].

* ''Anleitung zur Fantasie, oder zu der schönen Kunst, das Clavier, wie auch andere Instrumente aus dem Kopfe zu spielen; nach theoretischen und practischen Grundsätzen, wie solche die Natur des Klangs lehret […]'', Lobenstein 1767. [http://www.bsb-muenchen-digital.de/%7eweb/web1052/bsb10527757/images/index.html?digID=bsb10527757&pimage=2&v=150&nav=0&l=de versione online]

* ''Der in der Rechen- und Meßkunst wohlerfahrene Orgelbaumeister [...]'', Lobenstein 1773. [http://reader.digitale-sammlungen.de/en/fs1/object/display/bsb10599535_00005.html versione online]

== Note ==

Questo è spesso realizzato compiendo una serie di conversioni ottico-elettrico-ottico alle estremità della [[rete di trasporto]], permettendo così l'[[interoperabilità]] con gli esistenti apparati con interfacce ottiche.

<references/>

== Bibliografia ==

La maggior parte di sistemi WDM operano con fibre monomodali, con un diametro del nucleo di 9&nbsp;µm. Alcuni tipi di WDM possono essere usati anche con fibre multi-modali che hanno diametro del nucleo di 50 o 62,5&nbsp;µm.

* {{cita pubblicazione | autore=Robert Eitner | titolo= Sorge, Georg Andreas | rivista= Allgemeine Deutsche Biographie | volume=34 | editore=Duncker & Humblot | pp=694–697 | anno=1892 |città=Lipsia |lingua=de}}

* {{cita pubblicazione | autore=Hans Rudolf Jung |autore2=Hans-Eberhard Dentler | titolo=Briefe von Lorenz Mizler und Zeitgenossen an Einrad Spieß | rivista=Studi musicali | volume=32 | pp=73–119 | anno=2003 |lingua=de}}

* {{cita pubblicazione | autore=Hans Rudolf Jung | titolo=Georg Andreas Sorge (1703–1778) und die „Societät der musikalischen Wissenschaften“ | rivista=Studi musicali | volume=35 | pp=363–431 | anno=2006 |lingua=de}}

== Collegamenti esterni ==

I primi sistemi WDM erano costosi e complicati da far funzionare. Tuttavia la successiva [[standard (informatica)|standardizzazione]] e una migliore compressione della dinamica dei sistemi WDM hanno abbassato molto i costi.

* {{Collegamenti esterni}}

* {{cita web|URL=https://www.deutsche-digitale-bibliothek.de/entity/126963665|titolo=Opere di Georg Andreas Sorge}}

{{Controllo di autorità}}

I ricevitori ottici, contrariamente alle sorgenti laser, tendono a essere dispositivi a larga banda. Per questa ragione è il demultiplexer che deve fornire la selettività di lunghezza d'onda in ricezione nei sistemi WDM.

{{Portale|biografie}}

I sistemi WDM si possono suddividere, in base alla separazione tra le diverse lunghezze d'onda usate, in WDM ''dense'' (DWDM "densi") e ''coarse'' (CWDM "a grana grossa"). I sistemi DWDM convenzionali forniscono fino a 40 canali nella terza finestra di trasmissione (la banda C) delle fibre in silicio, intorno alla lunghezza d'onda di 1550&nbsp;nm, con una separazione tra i canali di 100&nbsp;GHz. Diminuendo la spaziatura tra lunghezze d'onda è oggi possibile usare la stessa finestra di trasmissione arrivando a 80/96 canali a intervalli di 50&nbsp;GHz; sistemi a 160 canali e intervalli di 25&nbsp;GHz sono a volte chiamati ultra densi. La tecnologia sta inoltre evolvendo verso sistemi ancor più flessibili che utilizzano una spaziatura ancor più ridotta (12,5&nbsp;GHz) e consentono di assegnare a un singolo canale ottico un numero variabile di lunghezze d'onda della griglia a seconda delle necessità di banda, consentendo di ottimizzare l'uso dello spettro (sistemi DWDM ''flex-grid''). A titolo di esempio, un segnale a 100&nbsp;Gbit/s che in un sistema DWDM a griglia fissa richiede uno slot pari a 50&nbsp;GHz di spettro, in un sistema ''flex-grid'' può essere distribuito su 3 slot a 12,5&nbsp;GHz, riducendo l'allocazione di banda a 37,5&nbsp;GHz<ref>{{Cita web|lingua=en|autore=Tanjila Ahmed|titolo=Evolution from Wavelength-Switched to Flex-Grid Optical Networks|url=http://networks.cs.ucdavis.edu/presentation2017/Tanjila-08-11-2017.pdf|formato=pdf|editore=UCDavis, University of California|data=11 agosto 2017}}</ref>, ossia il 25% di banda in meno. La normativa ITU-T G.694.1 nell'edizione 02/2012 include anche la definizione delle caratteristiche per la ''flex-grid''.<ref>{{Cita|ITU-T G.694.1}}</ref>

Ogni lunghezza d'onda è in grado di trasportare segnali con bit rate differente; la separazione dei canali consente il trasporto di servizi a 1 Gbit/s fino a 100 Gbit/s senza che si generi interferenza (crosstalk) - a tale proposito è necessario sottolineare l'importanza di una corretta progettazione della rete in fibra ottica che tenga conto degli effetti dovuti alla dispersione, del bilanciamento di potenza tra i vari canali, della presenza di tecniche di modulazioni particolari che possano interferire con canali adiacenti eccetera. Un sistema a 80 lunghezze d'onda con spaziatura 50&nbsp;GHz in banda C è in grado di trasportare 8 Tbit/s di traffico su una singola coppia di fibre per oltre 2500&nbsp;km senza che sia necessaria la rigenerazione del segnale (3R). Utilizzando poi più portanti (più lunghezze d'onda), è possibile trasportare anche servizi a velocità superiori a 100 Gbit/s (tipicamente 200 o 400 Gbit/s); le lunghezze d'onda utilizzate dal segnale ottico costituiscono un "supercanale" (''super-channel'').<ref>{{Cita pubblicazione|lingua=en|url=https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5621118|titolo=400-Gbit/s optical OFDM transmission over 80 km in 50-GHz frequency grid|autore=Hidenori Takahashi|autore2=Koki Takeshima|autore3=Itsuro Morita|autore4=Hideaki Tanaka|rivista=36th European Conference and Exhibition on Optical Communication|data=settembre 2010}}</ref>

Nel ''coarse'' WDM (CWDM) la separazione tra le lunghezze d'onda usate è maggiore che nel convenzionale e nel DWDM, in modo da poter utilizzare componenti ottici meno sofisticati e quindi meno costosi. Per continuare a fornire 16 canali su una sola fibra, il CWDM usa interamente la banda di frequenze compresa tra la seconda e la terza finestra di trasmissione (1310/1550&nbsp;nm rispettivamente) in cui, oltre alle due finestre (la finestra a minima dispersione e quella a minima attenuazione) è compresa anche l'area critica dove può aversi attenuazione del segnale per l'assorbimento dovuto alla presenza di impurità costituite da ossidrili OH; per questo si raccomanda di usare fibre ottiche senza OH nel caso si vogliano impiegare anche le frequenze di quest'area critica. Togliendo invece questa, rimangono i canali 31, 49, 51, 53, 55, 57, 59 e 61, che sono quelli più usati.

Un'altra differenza tra WDM, DWDM e CWDM è legata all'[[amplificazione]] del segnale ottico. L'EDFA, ''Erbium Doped Fiber Amplifier'' (Amplificatore ottico all'[[Erbio]]) consente una buona amplificazione ad ampio spettro per le frequenze della banda C, mentre l'amplificazione in banda L è solitamente meno efficiente. Amplificare i segnali attraverso amplificatori Raman consente invece di estendere i passi di amplificazione oltre i 50&nbsp;dB di attenuazione di tratta, consentendo ad esempio di diminuire i passi di amplificazione (si possono trovare sistemi commerciali che, grazie a questa tecnica, consentono di amplificare segnali oltre i 100&nbsp;km per tratta di fibra ottica). Per il CWDM non è invece disponibile un'amplificazione ottica a larga banda, limitando così la lunghezza dei tratti di fibra senza rigenerazione ad alcune decine di chilometri.

==Coarse WDM==

[[File:SFP WDM 2.jpg|thumb|Moduli ricetrasmettitori SFP+ per comunicazioni WDM a 10 Gbit/s]]

In origine, il termine ''coarse wavelength division multiplexing'' (CWDM) era alquanto generico e indicava una serie di applicazioni differenti, che però hanno tutte in comune il fatto che la scelta nella spaziatura tra canali e la stabilità in frequenza sono tali da non consentire l'uso di [[Amplificatore ottico|amplificatori in fibra drogata all'erbio]] (''erbium doped fiber amplifier'', EDFA). Prima che l'ITU-T introducesse una definizione formale e standardizzata del termine, il significato comune per CWDM indicava la generica multiplazione di due (o più) segnali su una singola fibra, usando la lunghezza d'onda di 1550&nbsp;nm per uno e di 1310&nbsp;nm per l'altro.

Nel 2002 con la raccomandazione ITU-T G.694.2, l'ITU standardizzò una griglia di diciotto canali con lunghezze d'onda comprese tra 1270&nbsp;nm e 1610&nbsp;nm e spaziati tra loro di 20&nbsp;nm. Una successiva revisione della raccomandazione G.694.2 (2003) spostò la frequenza centrale di ogni canale di 1&nbsp;nm, per cui in realtà i canali sono compresi tra i 1271 e i 1611&nbsp;nm.<ref>{{cita pubblicazione|lingua=en|titolo=ITU-T G.694.2, "WDM applications: CWDM wavelength grid"|url=http://www.itu.int/rec/T-REC-G.694.2/en|editore=ITU-T|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121110070837/http://www.itu.int/rec/T-REC-G.694.2/en |dataarchivio=10 novembre 2012}}</ref> Le lunghezze d'onda della griglia CWDM inferiori ai 1470&nbsp;nm sono considerate come "inutilizzabili" con le fibre più vecchie specificate nella raccomandazione ITU-T G.652 a causa dell'attenuazione elevata introdotta nella fascia di spettro 1270–1470&nbsp;nm bands. Le fibre più moderne, che rispondono alle caratteristiche definite negli standard ITU-T G.652.C e G.652.D<ref>{{cita pubblicazione|lingua=en|titolo=ITU-T G.652, "Transmission media and optical systems characteristics –

Optical fibre cables"|url=http://www.itu.int/rec/T-REC-G.652/en|editore=ITU-T|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121110111349/http://www.itu.int/rec/T-REC-G.652/en |dataarchivio=10 novembre 2012}}</ref> hanno pressoché eliminato questo problema e consentono quindi di utilizzare tutti i 18 canali definiti dall'ITU per le reti metropolitane.

Lo standard di [[livello fisico]] 10GBASE-LX4 per la [[10 gigabit Ethernet]] è un esempio di un sistema CWDM in cui si usano quattro lunghezze d'onda nell'intorno dei 1310&nbsp;nm, ciascuna dedicata a trasportare un segnale a 3.125&nbsp;Gbit/s, multiplate insieme per costituire un flusso di segnale aggregato a 10&nbsp;Gbit/s.

Anche con la standardizzazione ITU, la caratteristica principale che contraddistingue i sistemi CWDM rimane una spaziatura tra canali che non consente l'uso di amplificatori EDFA. Questo comporta che la portata totale di una tratta CWDM arriva attorno ai 60&nbsp;km (per un segnale a 2.5 Gbit/s), che è comunque adeguata per l'applicazione nelle reti metropolitane. I requisiti laschi sulla stabilità in frequenza delle lunghezze d'onda utilizzate comportano che il costo di un sistema CWDM non è molto più elevato rispetto a quello di un sistema ottico non WDM.

La multiplazione CWDM trova impiego anche nelle reti di [[televisione via cavo]], dove si impiegano lunghezze d'onda differenti per il segnale ''[[downstream]]'' (trasmissione televisiva vera e propria) e quello ''[[upstream (informatica)|upstream]]'' (interazione dall'utente finale). In questo tipo di applicazione le lunghezze d'onda sono ben distanziate, per esempio con il segnale downstream che opera sui 1310&nbsp;nm mentre quello upstream usa i 1550&nbsp;nm.

Uno sviluppo tecnologico interessante è la realizzazione di moduli ricetrasmettitori intercambiabili (''[[Small form-factor pluggable]]'', SFP) e convertitori di interfaccia [[gigabit Ethernet]] (''GigaBit Interface Converter'', GBIC) che consentono di far evolvere in modo molto semplice sistemi più vecchi basati su moduli ricetrasmettenti di tipo SFP. Per esempio, uno [[switch]] a interfaccia elettrica può essere convertito in uno switch a interfacce CWDM con la semplice sostituzione adeguata dei moduli.

Il CWDM passivo è un tipo di implementazione che non richiede alimentazione elettrica e realizza la separazione delle lunghezze d'onda usando esclusivamente componenti ottici passivi come [[filtro ottico|filtri ottici]] passa-banda e prismi e per queste caratteristiche viene spesso impiegato per portare la cablatura in fibra fino in casa dell'utente finale ([[FTTx|FTTH]], ''Fiber to the home'').

==Dense WDM==

Il termine ''Dense Wavelength Division Multiplexing'' (DWDM) si riferisce alla multiplazione di segnali ottici nella banda a 1550&nbsp;nm con caratteristiche tali da consentire di sfruttare le capacità (e il costo) degli amplificatori EDFA, che sono efficienti nelle fasce di spettro 1525-1565&nbsp;nm (banda C) e 1570–1610&nbsp;nm (banda L). In origine l'uso di amplificatori EDFA aveva come scopo quello di sostituire i [[rigeneratore ottico|rigeneratori ottici]] delle reti [[Synchronous Digital Hierarchy|SDH]]/[[SONET]] per evitare la conversione ottico-elettrico-ottico, cosa che di fatto ha reso i rigeneratori obsoleti. Un EDFA è in grado di amplificare qualsiasi segnale ottico nella sua banda utile indipendentemente dalla bit-rate usata per la [[modulazione]]. In un contesto a lunghezze d'onda multiple, un EDFA, nei limiti della sua energia di pompaggio, è in grado di amplificare tutti i segnali ottici che è possibile multiplare nel suo spettro di amplificazione (tenendo conto che la densità dei segnali è comunque limitata dalla scelta del tipo di modulazione). Gli EDFAs quindi consentono di aumentare la capacità di trasporto ([[bit rate]]) di un link ottico semplicemente sostituendo gli elementi alle sue estremità; allo stesso modo, link ottici a lunghezza d'onda singola possono evolvere verso link WDM a un costo ragionevole, dato che il costo dell'EDFA viene suddiviso tra tutti i canali che è in grado di multiplare.

===Componenti di un sistema DWDM===

[[File:WDM modules 3.jpg|thumb|Multiplexer di tipo DWDM]]

I componenti principali di un sistema DWDM tipico sono:

# Un '''multiplexer terminale''' o terminale DWDM: questo dispositivo è dotato di [[trasponder]] individuali per ciascun segnale di ingresso, di un multiplexer ottico e, dove serve, di un amplificatore ottico EDFA. Ciascun transponder riceve un segnale ottico da una sorgente dati esterna (per esempio un dispositivo SDH o SONET o qualsiasi altro tipo di dispositivo di telecomunicazione), lo converte in un segnale elettrico e poi lo ritrasmette su una lunghezza d'onda specifica, diversa per ciascun ingresso, usando un laser nella banda a 1550&nbsp;nm. Questi segnali a lunghezze d'onda differenti vengono poi combinati insieme dal multiplexer ottico in un segnale ottico aggregato e poi trasmesso su una singola fibra (per esempio di tipo SMF-28). Il terminale può essere opzionalmente dotato anche di un trasmettitore EDFA per amplificare il segnale in uscita. I primi terminali DWDM sviluppati a metà degli [[anni 1990|anni novanta]] mettevano a disposizione 4 o 8 trasponder; già negli anni 2000 erano disponibili a livello commerciali terminali in grado di multiplare fino a 128 segnali.

# Un '''ripetitore di linea intermedio''' (o ''Intermediate Line Amplifier'', '''ILA'''): si tratta di un dispositivo posizionato ogni 80–100&nbsp;km il cui compito è compensare l'attenuazione in potenza del segnale ottico dovuta alla lunghezza della fibra. Sostanzialmente è un amplificatore di tipo EDFA a più stadi che ri-amplifica il segnale ottico aggregato.

# Un '''terminale ottico intermedio''' (''Optical [[Add-Drop Multiplexer]]'', '''OADM'''): questo è un dispositivo che svolge sia la funzione di ripetitore che quella di aggiungere o estrarre localmente alcune lunghezze d'onda dl segnale multiplato. Questo tipo di apparato è in grado anche di effettuare misure di diagnostica ottica e di inserire o estrarre segnali di telemetria per localizzare eventuali rotture della fibra o per tenere sotto controllo ed eventualmente aggiustare i parametri ottici. Nei primi sistemi, l'estrazione/aggiunta locale di lunghezze d'onda richiedeva di utilizzare un hardware dedicato a filtri fissi, il che comportava che per aumentare o semplicemente cambiare le lunghezze d'onda inserite/estratte localmente era necessario un intervento fisico che poteva comportare l'interruzione temporanea sull'intero segnale multiplato. A partire dalla metà degli anni 2000, sono stati introdotti i '''ROADM''' (''Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer'') che consentono di selezionare via software le lunghezze d'onda da aggiungere/estrarre localmente (per esempio tramite l'impiego di filtri sintonizzabili o di [[Wavelength Selective Switching|WSS]]), consentendo così una maggior flessibilità. In particolare, l'impiego dei WSS consente non solo di estrarre/aggiungere lunghezze d'onda terminate localmente ma consente anche di spostarle verso un altro flusso multiplato (e quindi verso un'altra fibra), realizzando così uno switch DWDM di tipo ottico. Il numero di fibre diverse su cui un singolo ROADM è in grado di effettuare uno switching viene indicato come "numero di grado": un OADM base, se riconfigurabile, che presenta una sola fibra in ingresso e una sola fibra in uscita è un ROADM a 2 gradi. Un ROADM a 4 gradi consente, ad esempio, a partire da una fibra di ingresso, di smistare le singole lunghezze d'onda su 3 possibili fibre in uscita. Questo tipo di elemento di rete consente di realizzare reti ottiche a [[Topologia di rete#Topologie a maglia|topologia magliata]], diventando a tutti gli effetti un [[cross-connect]] ottico.

# Un '''demultiplexer terminale''' che svolge la funzione inversa del multiplexer terminale, ossia scompone l'intero segnale ottico aggregato nelle singole lunghezze d'onda componenti che poi vengono convogliate a un transponder che, tramite conversione ottico-elettrico-ottico, estrae il segnale della sorgente dati remota. Nella maggior parte dei sistemi commerciali, la funzione di multiplexer terminale e demultiplexer terminale è combinata insieme nello stesso elemento di rete, così da poter gestire interfacce di tipo bidirezionale. Per segnali ad elevate velocità (da 40&nbsp;Gbit/s in su) i trasponder più moderni che implementano lo standard [[Optical Transport Network|OTN]] ITU-T G.709 sono dotati anche di sistemi di rilevamento e correzione degli errori (''[[Forward Error Correction]]'', FEC) che consentono di aumentare la portata effettiva.

# Un '''canale ottico di supervisione''' (''Optical Supervisory Channel'', '''OSC'''): si tratta di un canale dati ausiliario separato che utilizza una lunghezza d'onda separata, tipicamente al di fuori della banda di amplificazione dell'EDFA (1510&nbsp;nm, 1620&nbsp;nm, 1310&nbsp;nm o altre lunghezze d'onda proprietarie). L'OSC trasporta informazioni relative al segnale multiplato e informazioni di stato relative al termianle e/o all'amplificatore EDFA remoto. Viene utilizzato anche come canale dati generico per consentire per esempio l'aggiornamento software da remoto o come canale di supporto per il [[gestione di rete|Network Management]]. Lo standard ITU suggerisce di utilizzare una struttura di tipo OC-3/STM-1 ma alcuni produttori usano direttamente un formato [[Fast Ethernet]] o superiore. A differenza del segnale ottico multiplato, il canale OSC viene sempre terminato nei nodi di amplificazione intermedi, dove la sua informazione viene elaborata e poi ritrasmessa a valle.

==Note==

<references />

==Bibliografia==

*{{Cita pubblicazione|lingua=en|url=https://www.itu.int/rec/T-REC-G.694.1/|titolo=ITU-T Recommendation G.694.1 (02/2012) Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid|editore=[[ITU]]|data=febbraio 2012|cid=ITU-T G.694.1}}

*{{cita pubblicazione|lingua=en|titolo=ITU-T G.652, "Transmission media and optical systems characteristics –

Optical fibre cables"|url=http://www.itu.int/rec/T-REC-G.652/en|editore=ITU-T|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121110111349/http://www.itu.int/rec/T-REC-G.652/en |dataarchivio=10 novembre 2012|cid=ITU-T G.964.2}}

*{{cita libro|lingua=en|autore=Siva Ram Murthy C.|autore2=Guruswamy M.|titolo=WDM Optical Networks, Concepts, Design, and Algorithms|editore=Prentice Hall India|isbn=81-203-2129-4}}

*{{cita pubblicazione|lingua=en|autore=Tomlinson, W. J.|autore2=Lin, C.|titolo=Optical wavelength-division multiplexer for the 1–1.4-micron spectral region|rivista=Electronics Letters|volume=14|data=25 maggio 1978| |pp=345–347|url=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1978ElL....14..345T&amp;db_key=PHY&amp;data_type=HTML&amp;format=adsabs.harvard.edu}}

*{{cita pubblicazione|lingua=en|autore=Ishio, H. Minowa|autore2=J. Nosu, K.|titolo=Review and status of wavelength-division-multiplexing technology and its application|rivista=Journal of Lightwave Technology|volume= 2|numero=4|data=agosto1984|pp=448–463}}

*{{cita pubblicazione|lingua=en|autore=Cheung, Nim K.|autore2=Nosu Kiyoshi|autore3=Winzer, Gerhard|titolo=Guest Editorial / Dense Wavelength Division Multiplexing Techniques for High Capacity and Multiple Access Communication Systems|rivista=IEEE Journal on Selected Areas in Communications|volume=8|numero=6|data=agosto 1990}}

*{{cita pubblicazione|lingua=en|autore=Arora, A.|autore2=Subramaniam, S.|titolo=Wavelength Conversion Placement in WDM Mesh Optical Networks|rivista=Photonic Network Communications|volume=4|numero= 2|data=maggio 2002}}

*{{cita pubblicazione|lingua=en|autore=Prima discussione: O. E. Delange|titolo=Wideband optical communication systems, Part 11-Frequency division multiplexing|rivista=hoc. IEEE|volume=58|p=1683|data=ottobre 1970}}

== Voci correlate ==

* [[Wavelength Selective Switching]]

* [[IPoDWDM]]

* [[Optical Transport Network]]

* [[WDMA]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto}}

{{portale|ingegneria|Telematica}}

[[Categoria:Teorie di rete]]

[[Categoria:Ingegneria delle comunicazioni]]

[[Categoria:Reti di trasporto telefonico]]