DWDM
La tecnología WDM Densa (DWDM), introduce más longitudes de onda distintas en cada fibra. No existe una frontera claramente definida para el calificativo "densa"; puede considerarse a partir de las 10 longitudes de onda. Por otra parte, dado que cada vez es mayor e! número de longitudes de onda por fibra, la denominación DWDM es la que generalmente se emplea.
Sin embargo, a medida que el número de longitudes de onda crece, hay que tener en cuenta varias consideraciones como el ancho y espaciamiento del canal, la potencia óptica que se está transmitiendo por la fibra, efectos no lineales, cross-talk (diafonía), etc. La primera tecnología WDM, que empleaba un bajo número de longitudes de onda con un gran ancho y espaciado de canal, se denominó WDM simple {course} (CWDM).
La tecnología DWDM fue posible debido a la fabricación y comercialización de componentes que en la época de CWDM eran únicamente ideas o experimentos.
En un principio, las redes metropolitanas ópticas emergentes tendrán una arquitectura similar a las tradicionales. Con el tiempo, la tecnología. DWDM se implantara también en la periferia de la red metropolitana donde se realizara la tarea crítica de agregar tráfico y variedad de protocolos empleados en las diferentes longitudes de onda.
Dentro del contexto particular de las redes metropolitanas la implementación de DWDM puede hacerse de formas diversas:
* Mediante sistemas de transmisión punto a punto.
* Mediante Redes con encaminamiento de longitud de onda flexible o dinámico.
* Mediante Redes con encaminamiento por longitud de onda estático.
En concreto, el éxito inicial, en cuanto a incremento de capacidad que se ha conseguido con el empleo de enlaces WDM punto a punto, ha llevado a buscar soluciones de tipo multisalto (multihop) donde se pretende que la señal se mantenga en el dominio óptico lo máximo posible explotando con ello la transparencia y el bajo coste por bit potencial que ofrece él empleo de DWDM.
Aplicaciones y ventajas de DWDM
Para incrementar la velocidad de transferencia existen varias alternativas, como se ha comentado y el multiplexaje TDM viene siendo la tradicional, aunque presenta el problema de los saltos en la capacidad de sistema ya que pasar de un nivel a otro requiere hacerlo de golpe, con lo que puede resultar excesivo.
En el caso de la fibra óptica, con la tecnología WDM se puede multiplicar la capacidad por 4, por 8, por 16, 32 incluso por mucho más, alcanzando (con 128 canales STM-64-DWDM) más de 1 Tbit/s sobre una capacidad suficiente para transmitir simultáneamente 20 millones de conversaciones telefónicas, de datos o fax.
Cuando el número de longitudes de onda (canales) que se multiplexan es superior a 8, la tecnología denomina DWDM (Dense WDM). DWDM combina múltiples señales ópticas de tal manera que pueden ser amplificadas como un grupo y transportadas sobre una única fibra para incrementar su capacidad; cada una de las señales puede ser a una velocidad distinta (STM-1/OC-3 a STM-16/OC-48, o incluso STM-64/OC un formato diferente (ATM, Frame Relay, etc.).
El número de amplificadores en un tramo se reduce en la misma proporción en la que se multiplexan los canales, lo que aumenta la fiabilidad del sistema, aunque, eso sí, los necesarios son más complejos y costosos. Debido a la alta potencia de los amplificadores DWDM y el bajo nivel de ruido se consiguen distancias de hasta 600 km sin repetidores para 2,5 Gbit/s y 32 canales independientes.
El uso de (DWDM permite a los propietarios de infraestructuras dotar a la fibra ya instalada de más capacidad, casi de manera inmediata, y a los proveedores de servicios ofrecer cualquier tipo de tráfico de voz, datos y/o multimedia, tanto sobre IP como ATM con transmisión síncrona JDS o SONET, todo ello sobre una infraestructura de transporte sobre capa óptica, con una estructura unificada de gestión haciendo uso de los OXC (Optical Cross Connect) y ADM (Add Dropp Multiplexer) para la gestión del ancho de banda.
Estos sistemas también presentan algunos inconvenientes ya que no todos los tipos de fibra lo admiten, las tolerancias y ajustes de los láser y filtros son muy críticos y los componentes que utiliza son sumamente caros aunque a pesar de ello la solución es más barata que otras, y por otra parte presentan el problema de la normalización que es inexistente, por lo que no se puede asegurar la compatibilidad entre equipos de distintos fabricantes, algo en lo que ya está trabajando la UIT-T para lograr una especificación a corto plazo AT&T empezó a utilizar en sus redes el sistema WDM de Lucent en 1995, que ya dispone de un sistema de 3,2 Tbit/s sobre 8 fibras.
Otros fabricantes activos en este campo son Alcatel, Ciena, Ericsson, Nortel, Pirelli, etc., todos con una amplia oferta de productos en este campo, aunque algunos de ellos se surten de los componentes electro-ópticos de otros fabricantes de chips, menos conocidos.
Características
- La fabricación a gran escala de fibra óptica ha posibilitado una disminución de los costes y una mejora en las características de transmisión de la fibra.
- Amplificadores ópticos de ganancia plana para un rango determinado de longitudes de onda que acoplados en línea con la fibra actúan como repetidores eliminando la necesidad de regeneradores.
- Filtros integrados de estado sólido de menor tamaño y con posibilidad de ser integrados en el mismo substrato junto con otros componentes ópticos.
- Nuevos foto detectores y fuentes láser que permiten integración produciendo diseños más compactos.
- Multiplexores y demultiplexores ópticos basados en difracción óptica pasiva.
- Filtros de longitud de onda seleccionable, que pueden ser empleados como multiplexores ópticos.
- Los multiplexores ópticos Add-Drop (OADM) han permitido que la tecnología DWDM pueda implantarse en redes de diversos tipos.
- Los componentes ópticos de conexión (OXC), que pueden implementarse con diferentes tecnologías de fabricación, y han hecho posible la conmutación puramente óptica.
El campo de aplicación de DWDM se encuentra en redes de larga distancia de banda ultra-ancha, así como en redes metropolitanas o interurbanas de muy alta velocidad.
A medida que crece la implantación de DWDM su coste va decreciendo progresivamente, debido básicamente a la gran cantidad de componentes ópticos que se fabrican. Consecuentemente, se espera que DWDM se convierta en una tecnología de bajo coste que permita su implantación en muchos tipos de redes.
La tecnología DWDM requiere dispositivos ópticos especializados basados en las propiedades de la luz y en las propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas de los semiconductores. Entre estos dispositivos ópticos se incluyen transmisores ópticos, ADC y OXC.
Las fibras monomodo convencionales pueden transmitir en el rango de 1.300 a1.550 nm. absorbiendo las longitudes de onda de 1.340 a 1.440 nm. Los sistemas WDM emplean longitudes de ondas en los dos rangos posibles (de 1.300 a 1.34o nm 's1.440 a 1.550 nm). Existen fibras especiales que permiten la transmisión en todas las longitudes de ondas comprendidas entre 1.530 y 1.565 nm sin absorción. Sin embargo no todos los componentes opto electrónicos trabajan con la misma eficiencia en todas las longitudes de onda.
Los sistemas DWDM emplean los últimos avances en la tecnología óptica para generar un gran numero de longitudes de onda en el rango cercano a 1.550 nm La ITU-T en su recomendación G.692 define 43 canales en el rango de 1.530 a 1.565 nm con un espaciamiento de 100 GHz, cada canal transportará un tráfico OC-192 a 10 Gbps. Sin embargo, cada día salen al mercado sistemas con mayor número de canales. Un sistema DWDM de 40 canales a 10 Gbps por canal proporciona una velocidad agregada de 400 Gbps.
Actualmente, los sistemas comerciales DWDM presentan 16- 40 y 80 canales, y se prevé la próxima salida al mercado de sistemas de 128 canales. Los sistemas con 40 canales presentan un espaciado entre canales de 100 GHz, los que tienen 80 canales tienen un espaciado de 50 GHz. Este espaciado en frecuencia indica la proximidad de los canales entre sí. Un canal no utiliza solamente una única longitud de onda, cada canal tiene un determinado ancho de banda alrededor de la longitud de onda central, cada banda se separa de la siguiente por una banda zona de guarda de varios GH, de esta manera se busca evitar posibles solapes o interferencias entre canales adyacentes.
Estos problemas se deben a derivas en los emisores láser por la temperatura o el tiempo, a que ios amplificadores ópticos no presentan una ganancia constante para todas las longitudes de onda y a los posibles efectos de dispersión, entre otros.
El número de canales depende también del tipo de fibra óptica empleada. Un único filamento de fibra monomodo puede transmitir datos a una distancia aproximada de 80 Km. sin necesidad de amplificación. Colocando 8 amplificadores ópticos en cascada, la distancia puede aumentar a 640 km.
Para incrementar la velocidad de transferencia existen varias alternativas, como se ha comentado y el multiplexaje TDM viene siendo la tradicional, aunque presenta el problema de los saltos en la capacidad de sistema ya que pasar de un nivel a otro requiere hacerlo de golpe, con lo que puede resultar excesivo.
En el caso de la fibra óptica, con la tecnología WDM se puede multiplicar la capacidad por 4, por 8, por 16, 32 incluso por mucho más, alcanzando (con 128 canales STM-64-DWDM) más de 1 Tbit/s sobre una capacidad suficiente para transmitir simultáneamente 20 millones de conversaciones telefónicas, de datos o fax.
Cuando el número de longitudes de onda (canales) que se multiplexan es superior a 8, la tecnología denomina DWDM (Dense WDM). DWDM combina múltiples señales ópticas de tal manera que pueden ser amplificadas como un grupo y transportadas sobre una única fibra para incrementar su capacidad; cada una de las señales puede ser a una velocidad distinta (STM-1/OC-3 a STM-16/OC-48, o incluso STM-64/OC un formato diferente (ATM, Frame Relay, etc.).
El número de amplificadores en un tramo se reduce en la misma proporción en la que se multiplexan los canales, lo que aumenta la fiabilidad del sistema, aunque, eso sí, los necesarios son más complejos y costosos. Debido a la alta potencia de los amplificadores DWDM y el bajo nivel de ruido se consiguen distancias de hasta 600 km sin repetidores para 2,5 Gbit/s y 32 canales independientes.
Estos sistemas también presentan algunos inconvenientes ya que no todos los tipos de fibra lo admiten, las tolerancias y ajustes de los láser y filtros son muy críticos y los componentes que utiliza son sumamente caros aunque a pesar de ello la solución es más barata que otras, y por otra parte presentan el problema de la normalización que es inexistente, por lo que no se puede asegurar la compatibilidad entre equipos de distintos fabricantes, algo en lo que ya está trabajando la UIT-T para lograr una especificación a corto plazo AT&T empezó a utilizar en sus redes el sistema WDM de Lucent en 1995, que ya dispone de un sistema de 3,2 Tbit/s sobre 8 fibras.
Otros fabricantes activos en este campo son Alcatel, Ciena, Ericsson, Nortel, Pirelli, etc., todos con una amplia oferta de productos en este campo, aunque algunos de ellos se surten de los componentes electro-ópticos de otros fabricantes de chips, menos conocidos.
Características
- La fabricación a gran escala de fibra óptica ha posibilitado una disminución de los costes y una mejora en las características de transmisión de la fibra.
- Amplificadores ópticos de ganancia plana para un rango determinado de longitudes de onda que acoplados en línea con la fibra actúan como repetidores eliminando la necesidad de regeneradores.
- Filtros integrados de estado sólido de menor tamaño y con posibilidad de ser integrados en el mismo substrato junto con otros componentes ópticos.
- Nuevos foto detectores y fuentes láser que permiten integración produciendo diseños más compactos.
- Multiplexores y demultiplexores ópticos basados en difracción óptica pasiva.
- Filtros de longitud de onda seleccionable, que pueden ser empleados como multiplexores ópticos.
- Los multiplexores ópticos Add-Drop (OADM) han permitido que la tecnología DWDM pueda implantarse en redes de diversos tipos.
- Los componentes ópticos de conexión (OXC), que pueden implementarse con diferentes tecnologías de fabricación, y han hecho posible la conmutación puramente óptica.
El campo de aplicación de DWDM se encuentra en redes de larga distancia de banda ultra-ancha, así como en redes metropolitanas o interurbanas de muy alta velocidad.
A medida que crece la implantación de DWDM su coste va decreciendo progresivamente, debido básicamente a la gran cantidad de componentes ópticos que se fabrican. Consecuentemente, se espera que DWDM se convierta en una tecnología de bajo coste que permita su implantación en muchos tipos de redes.
La tecnología DWDM requiere dispositivos ópticos especializados basados en las propiedades de la luz y en las propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas de los semiconductores. Entre estos dispositivos ópticos se incluyen transmisores ópticos, ADC y OXC.
Las fibras monomodo convencionales pueden transmitir en el rango de 1.300 a1.550 nm. absorbiendo las longitudes de onda de 1.340 a 1.440 nm. Los sistemas WDM emplean longitudes de ondas en los dos rangos posibles (de 1.300 a 1.34o nm 's1.440 a 1.550 nm). Existen fibras especiales que permiten la transmisión en todas las longitudes de ondas comprendidas entre 1.530 y 1.565 nm sin absorción. Sin embargo no todos los componentes opto electrónicos trabajan con la misma eficiencia en todas las longitudes de onda.
Los sistemas DWDM emplean los últimos avances en la tecnología óptica para generar un gran numero de longitudes de onda en el rango cercano a 1.550 nm La ITU-T en su recomendación G.692 define 43 canales en el rango de 1.530 a 1.565 nm con un espaciamiento de 100 GHz, cada canal transportará un tráfico OC-192 a 10 Gbps. Sin embargo, cada día salen al mercado sistemas con mayor número de canales. Un sistema DWDM de 40 canales a 10 Gbps por canal proporciona una velocidad agregada de 400 Gbps.
Actualmente, los sistemas comerciales DWDM presentan 16- 40 y 80 canales, y se prevé la próxima salida al mercado de sistemas de 128 canales. Los sistemas con 40 canales presentan un espaciado entre canales de 100 GHz, los que tienen 80 canales tienen un espaciado de 50 GHz. Este espaciado en frecuencia indica la proximidad de los canales entre sí. Un canal no utiliza solamente una única longitud de onda, cada canal tiene un determinado ancho de banda alrededor de la longitud de onda central, cada banda se separa de la siguiente por una banda zona de guarda de varios GH, de esta manera se busca evitar posibles solapes o interferencias entre canales adyacentes.
Estos problemas se deben a derivas en los emisores láser por la temperatura o el tiempo, a que ios amplificadores ópticos no presentan una ganancia constante para todas las longitudes de onda y a los posibles efectos de dispersión, entre otros.
El número de canales depende también del tipo de fibra óptica empleada. Un único filamento de fibra monomodo puede transmitir datos a una distancia aproximada de 80 Km. sin necesidad de amplificación. Colocando 8 amplificadores ópticos en cascada, la distancia puede aumentar a 640 km.
Luis A. Araque D.
C.I. 18089210
EES Seccion 2
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