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Introducción del sistema híbrido DWDM-CWDM
CWDM es una solución excelente y rentable, un primer paso para escalar redes metropolitanas. Los módulos híbridos DWDM-CWDM de bajo coste admiten hasta 8 canales a 2,5 Gbps. Esto es suficiente para muchas redes en el ámbito metropolitano. Si la capacidad supera los 8 canales, estos módulos permiten fusionar el tráfico DWDM y CWDM sin problemas en la capa óptica. Esto permite a los operadores añadir numerosos canales a redes diseñadas originalmente para la capacidad y el alcance más limitados de CWDM.
La tecnología híbrida DWDM-CWDM ofrece un verdadero crecimiento de capacidad de pago por crecimiento y protección de la inversión. Ofrece una opción sencilla y lista para usar para crear sistemas híbridos de canales DWDM intercalados con planes de canales CWDM existentes.
Ventajas del híbrido DWDM-CWDM
Las principales ventajas del híbrido DWDM-CWDM para los operadores son las siguientes:
- Costo reducido: La CWDM ofrece una importante ventaja en costos sobre la DWDM debido al menor costo de los láseres y los filtros utilizados en los módulos CWDM (CWDM MUX, CWDM OADM, etc.). El espaciado aproximado entre canales permite una mayor tolerancia a las desviaciones de canal o de longitud de onda. Por lo tanto, los filtros y transmisores CWDM son más fáciles y económicos de fabricar. Este ahorro resulta considerable en grandes implementaciones.
- Pagar a medida que crece: agregar nuevos canales uno a uno permite la introducción de servicios a pedido con una inversión inicial mínima, una característica fundamental en tiempos de reducción del gasto OPEX y CAPEX.
- Protección de la inversión: Si bien 8 canales pueden ser suficientes en una implementación inicial, es importante contar con una ruta de actualización para evitar una actualización drástica a DWDM cuando el crecimiento de la demanda finalmente requiera una mayor capacidad. Gracias a la capacidad de actualización de DWDM sobre CWDM, los operadores ya no tienen que elegir entre CWDM y DWDM; ambas opciones pueden implementarse simultáneamente o como parte de una actualización futura planificada o incremental. Los módulos híbridos DWDM-CWDM pueden utilizarse tanto en sistemas DWDM como en sistemas CWDM. La inversión de capital actual siempre puede destinarse a la red actualizada.
Teoría de la hibridación DWDM/CWDM
La red de frecuencias CWDM consta de 16 canales con una separación de 20 nm. Los ocho canales más utilizados son: 1470 nm, 1490 nm, 1510 nm, 1530 nm, 1550 nm, 1570 nm, 1590 nm y 1610 nm. Dentro de la banda de paso de estos canales, se pueden añadir veinticinco canales DWDM con una separación de 100 GHz en la envolvente de 1530 nm y veinticinco más en la de 1550 nm si el filtro está correctamente diseñado. La disponibilidad teórica de canales DWDM en las bandas de paso de 1530 nm y 1550 nm se muestra en la tabla a continuación.
Aplicación práctica de la hibridación DWDM/CWDM
En la práctica, no es posible añadir 25 canales DWDM adicionales a la banda de paso de los canales CWDM de 1530 nm y 1550 nm, ya que los filtros ópticos no son funciones cuadradas perfectas. El perfil real del filtro afecta la cantidad de canales que se pueden alojar. Sin embargo, la tecnología actual de filtros DWDM permite 38 canales adicionales para despejar el arco CWDM, como se muestra en la tabla a continuación.
El impacto en el sistema al añadir estos canales es equivalente a añadir el componente en línea con el equipo CWDM existente. Las pérdidas de inserción se suman linealmente. La siguiente figura muestra la infraestructura en un sistema CWDM completamente equipado.
Para añadir más canales al lado MUX de esta red, se conectaría un MUX DWDM con los canales adecuados para cubrir la banda de paso de los filtros CWDM existentes. La figura a continuación muestra la infraestructura de un sistema CWDM actualizado con 38 canales DWDM adicionales con una separación de 100 GHz.
Este sistema híbrido cuenta con 38 canales DWDM, además de los 6 canales CWDM existentes, para un total de 44. El equipo necesario para pasar de la primera arquitectura a la segunda son dos multiplexores y demultiplexores DWDM, además de los pares de transmisor y receptor adicionales necesarios. La pérdida adicional derivada de la actualización es igual a la pérdida adicional de los elementos DWDM y los puntos de conexión adicionales.
Varios tipos de red podrían aprovechar la arquitectura híbrida. Por ejemplo, se podría aumentar la capacidad de un anillo existente implementando todos los elementos anteriores en cada nodo. O bien, se podría permitir que el tráfico DWDM se superponga a una red CWDM existente en un punto de cruce predeterminado.
Las dos redes se configurarían de forma que el tráfico DWDM pudiera circular a través del anillo CWDM. Todos los nodos del anillo CWDM por donde circularía el tráfico DWDM requerirían los pares de multiplexores y demultiplexores DWDM (como se muestra a continuación).
Otra aplicación de los canales DWDM son los enlaces de largo alcance en anillos CWDM. Si existe un tramo determinado en una red CWDM con una gran distancia entre regeneradores, por ejemplo, 100 km, se pueden utilizar canales DWDM en lugar de los CWDM para superar esta distancia. La figura a continuación muestra un nodo híbrido DWDM-CWDM.
Impacto del sistema
Los componentes añadidos al anillo CWDM reducirán el presupuesto de enlace de cada tramo según la pérdida de inserción de cada nuevo componente. El uso de filtros ópticos de alto aislamiento para los canales DWDM garantizará que se minimice la diafonía entre canales con poca separación. En caso de un número muy elevado de canales, se deben considerar los efectos no lineales, como la automodulación de fase y la mezcla de cuatro ondas (FWM).
Los láseres utilizados en redes DWDM tienen un ancho de línea mucho más estrecho que los láseres utilizados en CWDM. Como resultado, las señales DWDM suelen tener un mayor alcance y experimentan un menor ensanchamiento de pulso debido a la dispersión cromática. Sin embargo, también se encuentran dentro del rango operativo del amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA). Esto significa que las señales DWDM pueden no regenerarse en largas distancias. Este límite se alcanza en el límite de dispersión del transmisor.
La tecnología del receptor es independiente de la señal óptica presente. El mismo receptor puede utilizarse para resolver tanto señales CWDM como DWDM. El material InGaAs utilizado para convertir la señal óptica en eléctrica tiene un rango operativo que abarca ambos esquemas de longitud de onda. En el caso de un receptor 3R, este debe seleccionarse de forma que sea compatible con la velocidad de datos del transmisor.
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