.webp)
La evolución de los sistemas DWDM surgió de la necesidad de aumentar la capacidad de una sola fibra, y por ende, de toda la red, de forma económica. Si bien la idea de usar una sola fibra para transportar múltiples canales parece simple, en realidad es una tarea compleja. Al convertir las señales ópticas entrantes a las longitudes de onda precisas estándar de la UIT para su multiplexación, los transpondedores son actualmente un factor clave para la apertura de los sistemas DWDM. Este artículo presenta principalmente el sistema DWDM basado en transpondedores .
Componentes del sistema DWDM basado en transpondedor
Generalmente, un sistema DWDM basado en transpondedor incluye un multiplexor de terminal, un demultiplexor de terminal, un repetidor de línea intermedia o multiplexor óptico de adición y eliminación (OADM) y un amplificador óptico o canal de supervisión óptica.
Multiplexor de terminales
El multiplexor terminal consta de transpondedores y multiplexores ópticos (DWDM MUX) . Cada señal en la fibra tiene su transpondedor correspondiente. El transpondedor capta la señal y la transmite en la banda C mediante un láser. El multiplexor óptico transmite estas señales en la banda C a través de una fibra. En diez años, la capacidad del sistema DWDM aumentó de 4 a 128 señales. (Aquí se muestra una imagen de un transpondedor utilizado en sistemas DWDM).
Demultiplexor de terminales
Los sistemas DWDM también emplean demultiplexores terminales, compuestos por transpondedores y demultiplexores ópticos . En sus inicios, los demultiplexores terminales eran sistemas pasivos. A medida que aumentó la complejidad de los sistemas DWDM, también aumentó la necesidad de un enfoque activo. Los demultiplexores terminales toman la señal, que en este punto está compuesta por varias longitudes de onda, y la descomponen en sus señales constituyentes. Estas señales se envían a través de fibras individuales a sus destinos. Los demultiplexores terminales activos pasan primero por un transpondedor de salida antes de su transmisión, que también puede someterse a un procedimiento de corrección de errores. Estos transpondedores también pueden colocarse junto a los transpondedores de entrada.
Nota: Para un sistema DWDM basado en transpondedor bidireccional, las terminales contienen multiplexores y demultiplexores.
OADM
Los repetidores de línea intermedia se colocan a una distancia de entre 80 y 100 km a lo largo del recorrido de la fibra. Si la señal óptica ha recorrido más de 140 km antes de llegar a su destino, se instala un amplificador óptico integrado OADM (también conocido como terminal óptico intermedio). Este sirve no solo para amplificar la señal, sino también como punto de diagnóstico. Si en puntos posteriores del recorrido de la fibra se presentan problemas con la señal, estos puntos pueden utilizarse para determinar si la fibra ha sufrido daños o algún otro deterioro.
Amplificadores ópticos
Para contrarrestar las pérdidas de la señal, se necesitan amplificadores ópticos . Por ejemplo, se utiliza un amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) para amplificar la señal óptica en el repetidor de línea intermedia. También se puede instalar un EDFA en el multiplexor terminal como preamplificador para amplificar la señal antes de su transmisión. (La figura a continuación muestra un EDFA).
Canal de supervisión óptica
Cuando no se puede utilizar un EDFA, se utiliza un canal de supervisión óptica. Esto ocurre cuando la señal se encuentra fuera de la banda C. A continuación, se muestra una tabla con los rangos de longitud de onda para cada banda óptica.
| Bandas ópticas | Rango de longitud de onda (nm) |
| Banda O | 1260 a 1360 |
| Banda electrónica | 1360 a 1460 |
| Banda S | 1460 a 1530 |
| Banda C | 1530 a 1565 |
| Banda L | 1565 a 1625 |
| Banda U | 1625 a 1675 |
Funciones 3R de los transpondedores
La regeneración de señal no se implementó inicialmente en los transpondedores. Inicialmente, estos transpondedores solo se utilizaban para convertir las longitudes de onda de las señales externas entrantes en longitudes de onda compatibles con los sistemas DWDM: concretamente, las de la banda C. Esta conversión también sirve para estabilizar las frecuencias y amplificar la potencia de estas señales para que sean compatibles con el EDFA del sistema DWDM. La sofisticación de los componentes de regeneración de señal en los transpondedores aumentó a medida que progresaron de 1R a 3R:
- 1R es la abreviatura de Retransmisión. Se utilizó en los primeros transpondedores. Como su nombre indica, 1R no emplea ningún método para "limpiar" la señal. En cambio, simplemente toma la señal óptica externa entrante y la convierte a analógica. Este proceso ocurrió independientemente de la integridad de la señal. Como resultado, si la señal óptica entrante era "basura", su versión analógica también lo sería. Otra consecuencia de 1R fue que, debido a la degradación de la señal inherente a las comunicaciones de largo alcance, la distancia práctica de los sistemas DWDM era limitada. Nota: Los sistemas DWDM operan en la Banda C con un valor de atenuación de aproximadamente 0,3 dB/km. Si bien este valor es mucho menor que los valores de atenuación de otros métodos de comunicación, la degradación a largas distancias se acumula. Esto requirió el desarrollo de sistemas que hicieran más que simplemente retransmitir.
- 2R es la abreviatura de Retime and Retransmit (Retemporizar y Retransmitir). Antes de retransmitir la señal externa entrante, se somete a un proceso de limpieza. En este punto, se monitoreó la calidad de las señales.
- 3R es la abreviatura de Retime, Retransmit y Reshape. Este sistema es más avanzado que los sistemas 1R y 2R. La calidad de la señal se puede monitorear con mayor precisión gracias a la inclusión de bits de calidad integrados en la señal. Estos bits informan al sistema sobre el estado y la degradación de la señal. Los sistemas 3R permiten monitorear la comunicación bidireccional.
Operación del sistema DWDM basado en transpondedor
Dentro del sistema DWDM, un transpondedor convierte la señal óptica del cliente en una señal eléctrica y realiza las funciones 3R (la figura a continuación muestra las funciones 3R de los transpondedores en el terminal). Esta señal eléctrica se utiliza para activar el láser WDM. Cada transpondedor del sistema convierte la señal de su cliente a una longitud de onda ligeramente diferente. Las longitudes de onda de todos los transpondedores del sistema se multiplexan ópticamente. En la dirección de recepción del sistema DWDM, se produce el proceso inverso. Las longitudes de onda individuales se filtran de la fibra multiplexada y se alimentan a los transpondedores individuales, que convierten la señal en eléctrica y gestionan una interfaz estándar con el cliente. (Los diseños futuros incluyen interfaces pasivas, que aceptan la luz compatible con la UIT directamente desde un conmutador o enrutador conectado con una interfaz óptica).
La figura anterior muestra el funcionamiento integral de un sistema DWDM unidireccional con transpondedor. Los siguientes pasos describen el funcionamiento mostrado en la figura:
- El transpondedor de la Terminal A acepta señales láser monomodo o multimodo estándar. La señal puede provenir de diferentes medios físicos, protocolos y tipos de tráfico.
- La longitud de onda de cada señal de entrada se asigna a una longitud de onda DWDM.
- Las longitudes de onda DWDM del transpondedor se multiplexan en una única señal óptica y se transmiten a la fibra. El sistema también podría incluir la capacidad de aceptar señales ópticas directas al multiplexor; dichas señales podrían provenir, por ejemplo, de un nodo satelital.
- Un post-amplificador (amplificador booster) aumenta la intensidad de la señal óptica cuando sale del sistema (opcional).
- Se utilizan amplificadores ópticos (amplificadores en línea) a lo largo del tramo de fibra según sea necesario (opcional).
- Un preamplificador amplifica la señal antes de que ingrese al sistema final (opcional).
- La señal entrante se demultiplexa en lambdas DWDM individuales (o longitudes de onda).
- Las lambdas DWDM individuales se asignan al tipo de salida requerido y se envían a través del transpondedor del Terminal B.
Aplicaciones del sistema DWDM basado en transpondedores
Los transpondedores en sistemas DWDM facilitan una amplia variedad de aplicaciones, entre ellas, las de radiodifusión y operadores de cable, redes de datos y comunicaciones satelitales e inalámbricas. Los sistemas DWDM basados en transpondedores pueden implementarse como reemplazo de cualquier sistema WDM existente si la ventaja justifica el costo. Si una empresa ya ha invertido en el tendido de fibra, puede proteger esa inversión inicial utilizando un sistema DWDM de este tipo. Este sistema multiplica la capacidad de la fibra existente hasta por 10 o más. Este tipo de sistema es necesario para los proveedores de internet debido a la rápida expansión del número de suscriptores. Si no existieran los sistemas DWDM, la única manera de que estas empresas satisficieran la demanda de los usuarios de internet sería instalar nueva fibra. Implementar sistemas DWDM les resulta mucho más rentable y, por lo tanto, reduce la preocupación por el ancho de banda. Los sistemas DWDM también permiten una mayor flexibilidad en el diseño de redes.
Conclusión
Los sistemas DWDM se mejoran continuamente. La investigación está impulsando la tecnología hasta el punto de que 800 longitudes de onda en una sola fibra podrían ser factibles. La cantidad de datos que requieren las aplicaciones modernas sigue creciendo. Donde antes bastaban velocidades de bits de unos pocos Gbps , las necesidades modernas de los consumidores y las empresas requieren Tbps . Este crecimiento era impredecible cuando se introdujeron los primeros sistemas WDM, pero los sistemas DWDM basados en transpondedores son capaces de satisfacer las demandas modernas.
Aun no se han publicado comentarios.