Redes ópticas DWDM

Redes ópticas DWDM

Elementos de una fibra

• Núcleo (core): de vidrio/plástico, transporta las señales ópticas

• Revestimiento (cladding): capa fina que rodea al núcleo

• Recubrimiento (coating): refuerzo que absorbe impactos y protege contra curvatura excesiva, con grosor max. 900 um

• Fibras de fortalecimiento y encapsulado plástico

 

Composición de la fibra

• Composición típica de los elementos que forman parte de una fibra de vidrio:

 

Variedad de formatos de fibra

• Ejemplos de tipos de fibra de diferentes características en cuanto a número de fibras, revestimientos, soporte rígido, etc:

Proceso de fabricación de la fibra

Proceso de fabricación (2)

• Obtención del material puro de Silicio o Germanio (vaporización)

• Consolidación del material: eliminación del vapor de agua

• Hilado de la fibra (fig.):

– Obtención de un primera gota

– Se estira y se va enfriando

• Se monitoriza el grosor varios cientos de veces por segundo

– Se le agregan los recubrimientos

– Se enrolla en una bobina

Señales ópticas

• Haz luminoso, en la zona del espectro entre la luz visible y el infrarrojo (λ ≈ 1 μm., 10-6 m)

• Velocidad de propagación V = c / η

• c= velocidad de propagación de la luz en el vacío (3*108 m/s)

• η = índice de refracción del material (aprox. 1,5)

• Valor aproximado de V para fibra óptica: 0,5 a 0,6 c.

• Uso de longitudes de onda λ en vez de frecuencias.

– Frecuencia: f = c / λ (Hz)

• P.e., para λ=1 μm (1 micra) = 10-6 m:

f = 3 * 108 / 10-6 = 3 * 1014 Hz = 300.000 GHz

Multiplexado WDM

• WDM: Multiplexación por división de longitud de onda

• Permite utilizar n canales con λ diferentes, incluso

asignarles sentidos diferentes.

 

WDM dispersa/densa

• WDM: Multiplexación por división de longitud de onda (λ)

• WDM tradicional: dispersa

– 850 nm + 1310 nm, ó 1310 nm + 1550 nm

• DWDM: WDM densa, uso de λ muy próximas en 3ª ventana.

– Separación Δλ= 1,6 hasta 0,4 nm., hasta con cientos de canales con λs diferentes en una única fibra.

– Amplificadores ópticos y láseres VCSEL, costosos.

– Aprovechamiento óptimo de la fibra monomodo existente

• CWDM: WDM "coarse", Estándar ITU reciente para uso económico de tecnología WDM, sobre las 3 ventanas.

– Separación Δλ= 20 nm, desde 2 hasta 18 λs.,

– Láseres DBF, Bajo coste.

Canales DWDM

• Distribución en canales DWDM estándar de ITU ("ITU Grid"):

– Espaciados oficiales entre canales de 100 GHz (0,8 nm, 41 canales) o 50 GHz (0,4 nm, 82 canales)

– Banda C, convencional, de longitud de onda más corta

– Banda L, longitud de onda más larga (hasta 1610 nm)

Transmisión DWDM

• DWDM mono o bidireccional:

• Láseres sintonizables en todo el rango EDFA, con espaciado de 100, 50 y hasta 25 GHz

• Posibilidad de receptores sintonizables

• Nuevos amplificadores ópticos "efecto Raman"

• Velocidades de hasta 10 y 40 Gbps (dependiendo de la longitud) para cada

λ

Componentes DWDM

• Multiplexor óptico "Add/Drop" (OADM)

• Conmutador cruzado óptico (OXC)

• Conversor de longitud de onda

• Separador óptico /combinador

• Encaminador por longitud de onda

• Pasarelas ópticas

• Multiplexores por división de tiempo ópticos (OTDM)

Topologías DWDM

• Malla

– Conexiones punto a punto entre los nodos principales

– Gracias a OxCs y OADMs, permite recuperar fallos rápidamente modificando la ruta que sigue la señal

– Necesidad de algoritmos complejos

• Anillo

– Conexiones punto a punto a través de un anillo cerrado

– Minimiza la cantidad total de fibra

– Autorreparación, aunque sólo hay un camino alternativa

Datos recientes sobre DWDM

• 1998-2000

– 40 Gbps hasta 65 km (Alcatel) sobre 1

λ única

– 2.64 Tbps hasta 120 km (NEC): 132

λ x 20 Gbps

– 1.4 Tbps hasta 600 km (NTT): 70

λ x 20 Gbps

– 320 Gbps hasta 7200 km (Lucent): 64

λ x 5 Gbps

– 3.28 Tbps hasta 100 km (Bell)

• Fibra TrueWave de Lucent

• 82 canales (40 banda C + 42 banda L) x 40 Gbps c.u.

• Espaciado 50 GHz

– 5.12 Tbps hasta 300 km (Alcatel)

• Fibra Teralight, NZ-DSF

• 128 canales x 40 Gbps c.u.

• Año 2001-2002

– 10.2 Tbps hasta 100 Km (Alcatel):

• Fibra Teralight

• 256 canales x 40 Gbps

• Amplificadores Erbio/Raman

– 3 Tbps hasta 7300 km (Alcatel):

• 300 canales (bandas C y L) x 10 Gbps

• Amplificadores EDFA

– 10.9 Tbps hasta 117 km (NEC)

• 273 canales (incluye bandas L, C, y S) x 40 Gbps

• Año 2004

– 40 Gbps hasta 1000km (Ciena) sobre 1 λ única

LUIS A. ARAQUE D.

C.I. 18089210

EES SECCION 2      

http://www.juancarlosbenitez.com/dwdm.pdf