Las ventajas de la multiplexación por división de longitud de onda densa

El desarrollo de DWDM

En los últimos años, los  sistemas de comunicación por fibra óptica  se han modernizado constantemente. Desde 1995, la tecnología WDM ha experimentado un desarrollo extremadamente rápido, y los amplificadores ópticos (OA) han marcado un hito importante en la historia de las comunicaciones ópticas, especialmente los amplificadores de fibra dopada con erbio EDFA, con ventana de 1550 nm y sistema de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM). Actualmente, la tecnología DWDM, tanto a nivel de laboratorio como comercial, ha alcanzado una velocidad promedio de 1000 Mbps, y los principales fabricantes y operadores de equipos a nivel mundial han mostrado gran interés en su comercialización.

Las aplicaciones WDM y DWDM son la misma tecnología. En su evolución, la tecnología DWDM es una manifestación concreta de WDM, siendo más universal. Se consideran diferentes períodos del sistema WDM, con un desarrollo estrechamente vinculado. A principios de la década de 1980, se concibió y utilizó por primera vez dos ventanas de fibra óptica de baja pérdida, una de 1310 nm y otra de 1550 nm, para transmitir señales de longitud de onda óptica. Sin embargo, con la ventana EDFA de 1550 nm, la señal portadora óptica multicanal solo se transmite en esta ventana. Para distinguirlo del sistema WDM tradicional, este sistema se denomina sistema WDM de división de longitud de onda densa  (DWDM) . La tecnología DWDM aprovecha al máximo el área de baja pérdida de la fibra monomodo, con sus enormes recursos de ancho de banda. Cada frecuencia de onda luminosa (o longitud de onda) se divide en varios canales dentro de la ventana de baja pérdida de la fibra óptica. La onda luminosa, como señal portadora, se combina con una longitud de onda predeterminada que se alimenta a la fibra óptica para su transmisión en el transmisor. En el receptor, estas diferentes longitudes de onda se descomponen mediante un multiplexor (demultiplexor) para transportar señales separadas mediante el método de multiplexación de la portadora óptica. Las señales portadoras de diferentes longitudes de onda se consideran mutuamente independientes, lo que permite la transmisión multiplexada de la señal óptica multiplexada en la fibra óptica. El multiplexor por división de longitud de onda admite diferentes tipos de luz y el número de longitudes de onda que se pueden multiplexar es diferente, lo que facilita la solución del problema bidireccional.

Aunque el principio de funcionamiento de WDM se basa en el dominio óptico de la tecnología de multiplexación por división de frecuencia (FDM), su uso real consiste en combinar la multiplexación por división de frecuencia en el dominio óptico con la multiplexación por división de tiempo en el campo eléctrico. En el dominio óptico, cada trayectoria de longitud de onda se divide en la implementación del dominio de frecuencia, lo que determina el ancho de banda de cada longitud de onda durante su período de ocupación de la fibra óptica. Los sistemas DWDM se basan en la división de la señal óptica en el dominio de frecuencia. Los sistemas DWDM se basan en la señal digital de cada canal de longitud de onda: SDH 2,5 GB/s y 10 Gb/s, Gigabit Ethernet y otros sistemas digitales. En general, no se especifican los 1310 nm/1550 nm en el caso de un sistema WDM de dos longitudes de onda. Normalmente, se habla de sistemas WDM DWDM.

Las ventajas de DWDM

A. Transmisión de gran capacidad

La capacidad de transmisión de los sistemas DWDM es enorme. Las velocidades de multiplexación DWDM son de 2,5 Gb/s, 10 Gb/s, etc., y el número de rutas ópticas puede ser de 8, 16, 32 o incluso más, lo que permite una capacidad de transmisión de entre 300 y 400 Gb/s. El sistema TDM no puede lograr una capacidad de transmisión tan alta.

B.  Ahorro de recursos de fibra

Para un sistema de una sola longitud de onda, un sistema SDH requiere un par de fibras ópticas. Para sistemas DWDM, independientemente del número de sistemas SDH, el sistema de multiplexación completo solo necesita un par de fibras.

C.  Acceso a transmisión transparente, actualización y expansión fluidas

A medida que se incrementa el número de carriles y equipos ópticos complejos, se puede aumentar la capacidad de transmisión del sistema para lograr la expansión, sin afectar negativamente a otras rutas ópticas multiplexadas. La actualización y expansión del sistema DWDM es sencilla, cómoda y fácil, lo que maximiza la protección de la inversión inicial. Dado que cada canal de multiplexación del sistema DWDM es independiente, cada parche óptico puede enviar de forma transparente diferentes señales de servicio, como voz, datos e imágenes, lo que ofrece una gran comodidad al usuario.

D.  Aprovechar al máximo la tecnología TDM madura

Mejorar la velocidad de transmisión de TDM para reducir costos es muy atractivo, pero enfrenta numerosos factores limitantes, como los procesos de fabricación y las restricciones en la velocidad de trabajo de los dispositivos electrónicos. La tecnología DWDM puede aprovechar al máximo la tecnología TDM, ahora consolidada, e incluso multiplicar con facilidad la capacidad de transmisión del sistema, evitando así las dificultades del desarrollo de tecnologías TDM de alta velocidad (10 Gb/s o más).

C.  EDFA para lograr una transmisión de ultra larga distancia

El  amplificador de fibra dopada con erbio  (EDFA) ofrece alta ganancia, amplio ancho de banda y bajo nivel de ruido, entre otras características. Su rango de amplificación de luz, de 1530-1565 nm a 1550 nm, cubre prácticamente la totalidad de los sistemas DWDM. Gracias al amplio ancho de banda del EDFA, la señal de trayectoria permite multiplexar el zoom óptico de cada sistema DWDM para lograr una transmisión de ultra larga distancia, evitando así la necesidad de amplificación de luz en cada sistema de transmisión óptica y reduciendo costos.

D.  Dispersión de fibras sin requisitos excesivos

En términos de  sistemas DWDM , independientemente de la alta tasa de transferencia del sistema, la capacidad de transmisión del coeficiente de dispersión de la fibra óptica se basa básicamente en la señal de velocidad de canal multiplexado único sobre el coeficiente de dispersión de la fibra óptica. La capacidad de transmisión del sistema DWDM en los laboratorios existentes, a nivel comercial, alcanza los 1000 Mbps, presentando las siguientes tendencias técnicas:

a. Aumentar la tasa de bits de un solo canal y el aumento del número de canales, con el fin de lograr una tasa de aumento del sistema DWDM;

b. una de las opciones para lograr un sistema de Tb/s es la combinación de OTDM y DWDM;

c. Ha aparecido el sistema DWDM bidireccional y alcanzará un cierto desarrollo;

d. La tecnología DWDM es útil para el desarrollo de redes de acceso y metro;

e. El uso de la tecnología DWDM para construir una red de transporte óptico de mayor capacidad;

f) A medida que la banda se expande aún más (ahora el desarrollo de la banda C de las bandas L y S), el espaciamiento entre canales se reduce aún más para aumentar aún más la capacidad de transmisión.

Especialmente con el advenimiento de la comunicación sin fibra óptica, los sistemas WDM sin fibra no tienen restricciones y el impacto del terreno, las perturbaciones climáticas adversas y la capacidad, la confidencialidad y el uso de interfaces abiertas, pueden llevar a una variedad de negocios.