EDITADO 31 DE OCTUBRE 2012
CAMILO GARCÍA MORALES
INGENIERIA ELECTRONICA
DECIMO SEMESTRE
IUE



DWDM
DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN EN LONGITUDES DE ONDAS DENSAS

QUE ES Y MOTIVOS DE INVENCIÓN.


Es un método de multiplexación muy similar a la multiplexación por división de frecuencias, que se utiliza en medios de transmisión electromagnéticos. Varias señales portadoras (ópticas) se transmiten por una única fibra óptica utilizando distintas longitudes de onda de un haz de luz para cada una de ellas. Cada portadora óptica forma un canal óptico que podrá ser tratado independientemente del resto de canales que comparten el medio (fibra óptica) y contener diferente tipo de tráfico. De esta manera se puede multiplicar el ancho de banda efectivo de la fibra óptica, así como facilitar comunicaciones bidireccionales. Se trata de una técnica de transmisión muy atractiva para los operadores de telecomunicaciones ya que les permite aumentar su capacidad sin tener más cables.



Para transmitir mediante DWDM es necesario dos dispositivos complementarios: un multiplexor en lado del transmisor y un demultiplexor en el lado del receptor. A diferencia del CWDM, en DWDM se consigue mayor números de canales ópticos reduciendo la dispersión cromática de cada canal mediante el uso de un laser de mayor calidad, fibras de baja dispersión o mediante el uso de módulos DCM. De esta manera es posible combinar mas canales reduciendo el espacio entre ellos.

Está definido para la banda de 1530 – 1610nm, espaciado entre canales de 0.8nm y 1.6nm.



HISTORIA
El primer sistema WDMen combinar dos señales portadoras hizo su aparición alrededor de 1985. A principios del sigloXXI la tecnología permite combinar hasta 160 señales con un ancho de banda efectivo de unos 10 gbt/s por segundo. Ya las operadoras están probando los 40 gbt/s. No obstante la capacidad teórica de una sola fibra óptica se estima en 1600 Gbit/s. De manera que es posible alcanzar mayores capacidades en el futuro, a medida que avance la tecnología.

Los tempranos años 90 consideraron una segunda generación del WDM, a veces llamada narrowband WDM, en cuáles dos canales de ocho fueron utilizados. Estos canales ahora fueron espaciados en un intervalo cerca de 400 GH en la ventana 1550-nm. A mediados de los 1990s, los sistemas densos del WDM (DWDM) emergían con 16 a 40 canales y espaciaban a partir 100 a 200 GH. Por los últimos años 90 los sistemas DWDM se habían desarrollado a tal punto donde eran capaces de soportar de 64 a 160 canales paralelos, embalado denso en los intervalos de 50 o aún 25 GH.

La progresión de la tecnología se puede considerar como aumento en el número de las longitudes de onda acompañadas por una disminución del espacio de las longitudes de onda. Junto con la densidad creciente de longitudes de onda, los sistemas también avanzaron en su flexibilidad de configuración, con funciones de agregar-gota, y capacidades de la administración. Los aumentos en la densidad del canal resultado de la tecnología DWDM han tenido un impacto dramático en la capacidad de carga de la fibra. En 1995, cuando los primeros sistemas 10 de Gbps fueron demostrados, el coeficiente de incremento en capacidad fue de un múltiplo linear de cuatro cada cuatro años a cada cuatro años.



COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO
  • DWDM es la base de la tecnología en una red de transporte óptica. Los componentes esenciales de DWDM se pueden clasificar por su lugar en el sistema como sigue:
  • En el lado de la transmisión, láseres con precisión, longitudes de onda estables
  • En el enlace, fibra óptica que exhibe bajas pérdida y funcionamiento de transmisión en los espectros relevantes de la longitud de onda, además de plano-gane los amplificadores ópticos para alzar la señal en palmos más largos
  • En el lado de la recepción, fotodetectores y demultiplexores ópticos usando los filtros de película fina o los elementos difrangentes
  • Multiplexores Ópticos add/drop y componentes crossconectores ópticos
FUNCIONES DEL SISTEMA
  • Generación de la señal - La fuente, un laser de estado sólido, debe proporcionar la luz estable dentro de un específico, estrecha ancho de banda que transporta los datos digitales, modulado como una señal análoga.
  • Combinando las señales – Los sistemas Modernos de DWDM emplean los multiplexores para combinar las señales. Hay una cierta pérdida inherente asociada a la multiplexación y la demultiplexación. Esta pérdida es dependiente sobre el número de canales pero se puede ser mitigada con amplificadores ópticos, los cuáles alzan todas las longitudes de onda inmediatamente sin la conversión eléctrica.
  • Transmitiendo las señales – Los efectos de las de la interferencia y de la degradación o de la pérdida de la señal óptica se debe contar con en la transmisión por fibra óptica. Estos efectos pueden ser reducidos al mínimo controlando variables tales como espaciamientos de canal, tolerancia de la longitud de onda, y niveles de la energía del laser. Sobre un enlace de transmisión, la señal puede necesitar ser amplificada ópticamente.
  • Separando las señales recibidas – Al término de la recepción, las señales multiplexadas se deben separar hacia fuera. Aunque esta tarea parecería ser simplemente lo contrario de combinar las señales, es técnicamente más difícil en la actualidad.
  • Recibiendo las señales - La demultiplexación de la señal es recibida por un fotodetector.
  • Además de estas funciones, un sistema de DWDM se debe también equipar de los interfaces del cliente-lado para recibir la señal de entrada. Esta función es realizada por los transponders.


Funcionamiento de un Transponder Basado en el Sistema DWDM

FUNCIONAMIENTO DEL EXTREMO-A-EXTREMO DE UN SISTEMA DE DWDM UNIDIRECCIONAL.




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  • 1. El transponder acepta la entrada en la forma estándar de monomodo o láser del multimodo. La entrada
Puede venir de los diferentes medios de comunicación físicos y protocolos diferentes y tipos de tráfico.
  • 2. la longitud de onda de cada señal de entrada se traza a una longitud de onda de DWDM.
  • 3. las longitudes de onda de DWDM del transponder son multiplexados en una sola señal óptica y lanzada en la fibra. El sistema también podría incluir la habilidad de aceptar los signos ópticos directos al el multiplexor; por ejemplo, los tales signos podrían venir de un nodo del satélite.
  • 4. un poste-amplificador empuja la fuerza de la señal óptica tan pronto deja el sistema (optativo).
  • 5. se usan los amplificadores ópticos a lo largo del palmo de fibra como es necesitado (optativo).
  • 6. un pre-amplificador empuja el signo antes de que entre en el sistema del extremo (optativo).
  • 7. la señal entrante es demultiplexada en el lambdas de DWDM individual (o longitudes de onda).
  • 8. las lambdas de DWDM individuales se trazan al tipo del rendimiento requerido (por ejemplo, OC-48 fibra del solo-modo) y mandó a través del transponder.


TOPOLOGÍAS Y ESQUEMAS DE PROTECCIÓN PARA DWDM

Las arquitecturas de red se basan en muchos factores, incluyendo tipos de aplicaciones y de protocolos, distancias, aplicaciones y patrones de acceso, y topologías de red heredadas. En el mercado metropolitano, por ejemplo, se pueden utilizar topologías punto a punto para conectar las localizaciones de la empresa, topologías de anillo para conectar las instalaciones entre oficinas (IOFs) y para el acceso residencial, y las topologías de acoplamiento se pueden utilizar para conexiones inter-POP y conexiones a lo largo del backbone transcontinental. En efecto, la capa óptica debe ser capaz de soportar muchas topologías y, debido a progresos imprevisibles en esta área, esas topologías deben ser flexibles.

Hoy, las topologías principales en despliegue son punto a punto y de anillo. Con el acoplamiento punto a punto sobre DWDM entre los grandes sitios de la empresa, necesita solamente un dispositivo de premisa del cliente para convertir el tráfico de las aplicaciones a las longitudes de onda y a la multiplexación específicas. Los portadores con topologías de anillo-lineal pueden envolver completamente a los anillos basados en OADMs. Conforme los Cross-Connect Ópticos configurables y los Switches llegan a ser más comunes, éstas redes punto a punto y de anillo serán interconectadas en los acoplamientos, transformando redes ópticas metropolitanas en plataformas completamente flexibles.




PROTECCIÓN ÓPTICA



En caso de ser necesario, la salida del Multiplexor DWDM, puede beneficiarse de un sistema de Protección Óptica que garantiza la disponibilidad del servicio a través de dos rutas de fibras ópticas.



CARACTERÍSTICAS



Bajas perdidas de inserción

3,5 dB. No incrementan apreciablemente la atenuación total del vano óptico.



Alto aislamiento entre canales

30 dB de aislamiento entre canales adyacentes minimiza la interferencia óptica entre canales.



Bidireccional

Solución compacta multiplexor y demultiplexor óptico integrada en módulo de 1UA.
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FUTURO DE DWDM


DWDM continuará proporcionando el ancho de banda para grandes cantidades de datos. De hecho, la capacidad de los sistemas crecerá conforme las tecnologías avancen y permitan un espaciamiento más cercano, y por lo tanto incrementen los números, de longitudes de onda. Pero DWDM también se está moviendo más allá del transporte para convertirse en la base del networking all-optical (totalmente óptico) con previsión de la longitud de onda y la protección basada en el acoplamiento. El cambio en la capa fotónica permitirá esta evolución, conforme los protocolos de enrutamiento permitan que las trayectorias ligeras atraviesen la red del mismo modo que lo hacen los circuitos virtuales hoy en día. Éstos y otros avances están convergiendo de manera tal que una infraestructura all-optical (totalmente óptica) puede ser prevista en la capa óptica para soportar las necesidades de la empresa, de acceso metropolitano, y de las redes metropolitanas centrales.

VENTAJAS DWDM

Aumenta altamente la capacidad de un punto a otro de la red de fibra óptica.Esto se debe principalmente a la posibilidad de transmitir varias señales dentrode una sola señal y a las altas tasas de transmisión que soporta.
Permite transportar cualquier formato de transmisión en cada canal óptico. Así,sin necesidad de utilizar una estructura común para la transmisión de señales,es posible utilizar diferentes longitudes de onda para enviar información síncrona y asíncrona, analógica o digital, a través de la misma fibra.

Permite utilizar la longitud de onda como una nueva dimensión, además del tiempo y el espacio, en el diseño de redes de comunicación.

DESVENTAJAS DWDM

los componentes ópticos son más caros debido a la necesidad de utilizar filtros ópticos, y láser que soporte una tolerancia a longitudes de onda compactas. Un dispositivo externo de acoplamiento es usado para acoplar la mezcla de las diferentes señales ópticas.

tiene menor espacio para una tolerancia con respecto a la disperción de las longitudes de onda.

MAPA MENTAL


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WEB RECOMENDADA

Equipos y conexiones


TRABAJO DE INVESTIGACIÓN SISTEMAS DE TRANSMISIÓN.

DAIRO ALBERTO MENCO PADILLA
JHON FREDY VALENCIA PINO


DWDM-CWDM

Breve reseña histórica
El primer sistema WDM en combinar dos señales portadoras hizo su aparición alrededor de 1985. A principios del siglo XXI, la tecnología permite combinar hasta 160 señales con un ancho de banda efectivo de unos 10 gbits por segundo. Ya las operadoras están probando los 40 Gbits/s. No obstante la capacidad teórica de una sola fibra óptica se estima en 1600 Gbit/s. De manera que es posible alcanzar mayores capacidades en el futuro, a medida que avance la tecnología

INTRODUCCIÓN

WDM (multiplexación por división de longitud de onda) es una tecnología que multiplexa varias señales sobre una sola fibra óptica mediante portadoras ópticas de diferente longitud de onda, usando luz procedente de un láser o un LED. De este modo se puede aprovechar en mayor medida el enorme ancho de banda que posee la fibra óptica.

Las redes metropolitanas o MAN (Metropolitan Area Network) son redes que cubren ámbitos de una ciudad o varias ciudades cercanas que hacen de interfaz entre las redes de acceso y las redes troncales de transporte a largas distancias. Las necesidades de estas redes son ti­picamente: escalabilidad, bajo costo, flexibilidad, robustez, transparencia y anchos de banda relativamente altos y adaptados al cliente. La demanda de capacidad de transporte en el entorno metropolitano es cada vez mayor, debido a la introducción de servicios y aplicaciones con gran consumo de ancho de banda. Esta necesidad de ancho de banda en la red metropolitana suscitó hace unos años un gran interés en los sistemas WDM (Wavelength Division Multiplexing), pues además la transparencia inherente a esta tecnología se adapta muy bien a este entorno, caracterizado por la necesidad de integrar una gran diversidad de clientes, servicios y protocolos. Sin embargo, estos sistemas no cumplieron en ningún momento las previsiones, debido principalmente a que tenían un costo muy alto y no permiti­an un rápido retorno de las inversiones realizadas en su adquisición y despliegue. Sin embargo, la madurez de la tecnología WDM ha permitido conseguir sistemas adaptados especi­ficamente al entorno metropolitano, ofreciendo altos anchos de banda a un costo relativamente bajo. Dentro de la familia de tecnologías WDM, la económicamente más competitiva en cortas distancias es la CWDM (Coarse WDM). La tecnología CWDM se beneficia del menor coste de los componentes ópticos asociados a una tecnología menos compleja, que aunque limitada en cuanto a capacidad y distancia, se adapta perfectamente a las necesidades de las redes empresariales y metropolitanas de corta distancia.




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Sistema de transmisión de fibra óptica con WDM

Dentro de la familia WDM existen dos sistemas:

  • DWDM que a su vez puede ser de ultra larga distancia, de larga distancia o metropolitano.

  • CWDM.

CWDM (Coarse wavelength Division Multiplexing), que significa Multiplexación por división en longitudes de onda ligeras. CWDM es una técnica de transmisión de señales a través de fibra óptica que pertenece a la familia de multiplexion por divisiòn de longitud de onda (WDM), se utilizó a principios de los años 80 para transportar señal de video (CATV) en conductores de fibra multimodo, fue estandarizado por la ITU-T (Internacional Telecommunication Union – Telecommunication sector), en la recomendación de la norma G.694.2 en el año 2002.
se basa en una rejilla o separación de longitudes de onda de 20 nm (o 2.500 GHz) en el rango de 1.270 a 1.610 nm; pudiendo asi­ transportar hasta 18 longitudes de onda en una única fibra óptica monomodo. De acuerdo con esto, se tienen dos importantes caracteri­sticas inherentes a los sistemas CWDM que permiten emplear componentes ópticos más sencillos y, por lo tanto, también más baratos que en los sistemas DWDM:


  • Mayor espaciamiento de longitudes de onda. De esta forma, en CWDM se pueden utilizar láseres con un mayor ancho de banda espectral y no estabilizados, es decir, que la longitud de onda central puede desplazarse debido a imperfecciones de fabricación o a cambios en la temperatura a la que está sometido el láser y, aún asi­, estar en banda. Esto permite fabricar láseres siguiendo procesos de fabricación menos cri­ticos que los utilizados en DWDM, y que dichos láseres no tengan sofisticados circuitos de refrigeración para corregir posibles desviaciones de la longitud de onda debidos a cambios en la temperatura a la que está sometido el chip; lo cual reduce sensiblemente el espacio ocupado por el chip y el consumo de potencia, además del coste de fabricación. Por lo general en CWDM se utilizan láseres de realimentación distribuida o DFB (Distributed Feed-Back) modulados directamente y soportando velocidades de canal de hasta 2,5 Gbps sobre distancias de hasta 80 Km en el caso de utilizar fibra óptica G.652. Por otro lado, CWDM utiliza filtros ópticos y multiplexores y demultiplexores basados en la tecnología de película delgada o TFF (Thin-Film-Filter), donde el número de capas del filtro se incrementa cuando el espaciamiento entre canales es menor. Esto supone de nuevo una mayor capacidad de integración y una reducción de coste. Estos filtros CWDM de banda ancha, admiten variaciones en la longitud de onda nominal de la fuente de hasta unos ±6-7 nm y están disponibles generalmente como filtros de uno o dos canales.



  • Mayor espectro óptico. Esto, que permite que el número de canales susceptibles de ser utilizados no se vea radicalmente disminuido a pesar de aumentar la separación entre ellos, es posible porque en CWDM no se utilizan amplificadores ópticos de fibra dopada con Erbio o EDFA (Erbium Doped Filter Amplifier) como ocurre en DWDM para distancias superiores a 80 Km. Los EDFA son componentes utilizados antes de transmitir o recibir de la fibra óptica, para amplificar la potencia de todos los canales ópticos simultáneamente, sin ningún tipo de regeneración a nivel eléctrico. Los sistemas CWDM utilizan, de ser necesario por las distancias cubiertas o número de nodos en cascada a atravesar, regeneración; es decir, cada uno de los canales sufre una conversión óptico-eléctrico-óptico de forma totalmente independiente al resto para ser amplificado. El coste de la optoelectrónica en CWDM es tal, que es más simple y menos caro regenerar que amplificar. Por otro lado, puesto que los regeneradores realizan por completo las funciones de amplificación, reconstrucción de la forma de la señal, y temporización de la señal de salida, compensan toda la dispersión acumulada; esto no ocurre en la amplificación óptica, a no ser que se utilicen fibras con compensación de dispersión o DCF (Dispersion Compensation Fiber), de alto coste y que además suelen requerir de una etapa de preamplificación previa dada la alta atenuación que introducen.

Además, CWDM es muy sencillo en cuanto a diseño de red, implementación, y operación. CWDM trabaja con pocos parámetros que necesiten la optimización por parte del usuario, mientras que los sistemas DWDM requieren de complejos cálculos de balance de potencias por canal, algo que se complica aún más cuando se añaden y extraen canales o cuando DWDM es utilizado en redes en anillo, sobre todo cuando los sistemas incorporan amplificadores ópticos.

Caracteri­sticas

  • Posee espaciamiento de frecuencias de 2.500 GHz (20nm), dando cabida a láseres de gran anchura espectral.

  • 18 longitudes de onda, definidas en el intervalo de 1270 a 1610 nm

  • Los CWDM actuales tienen su li­mite en 2,5 Gbps.

  • En cuanto a las distancias que cubren llegan hasta unos 80 km.

  • Utilizan láser DBF (láseres de realimentación distribuidos) sin peltier ni termistor.

  • Usa filtros ópticos de banda ancha, multiplexores y demultiplexores basados en TFF (tecnología de película delgada)

  • Mayor espaciamiento de longitudes de onda, lo que indica que si hay una variación en la onda central debido a imperfecciones de los láseres producidos por procesos de fabricación menos cri­ticos esta onda se mantendrá en banda.

  • Mayor espectro óptico, esto nos permite tener un número de canales para utilizar sin que estos sean disminuidos a causa de la separación entre ellos

Topologi­as

CWDM puede admitir las siguientes topologias:

  • Anillos punto a punto y redes ópticas pasivas (PON, permite eliminar todos los componentes activos en la red, para introducir componentes pasivos como el divisor o splitter, y así reducir costos y mantenimiento en dicha red)
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  • Anillos locales CWDM que se conectan con anillos metropolitanos DWDMAnillos2.jpg
  • Anillos de acceso y las redes ópticas pasivas.

Ventajas

  • Menor consumo energético.

  • Tamaño inferior de los láser CWDM.

  • Soluciona los problemas de cuellos de botella.

  • Hardware y costo operativo más barato referente a otras tecnologías de la misma familia.

  • Anchos de banda más elevada.

  • Es más sencillo referente al diseño de la red, implementación y operación.

  • Mayor facilidad de instalación, configuración y mantenimiento de la red.

  • Alto grado de flexibilidad y seguridad en la creación de redes ópticas metropolitanas.

  • Puede transportar cualquier servicio de corto alcance como: SDH, CATV, ATM, FTTH – PON, 10Gibagit, entre otros.

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DWDM. (Dense wavelength Division Multiplexing), que significa Multiplexación por división en longitudes de onda densas. DWDM es una técnica de transmisión de señales a través de fibra óptica usando la banda C (1550 nm).

Es un método de multiplexacion muy similar a la Multiplexacion por division de frecuencia que se utiliza en medios de transmisión electromagnéticos. Varias señales portadoras (ópticas) se transmiten por una única fibra optica utilizando distintas longitudes de onda de un haz láser cada una de ellas. Cada portadora óptica forma un canal óptico que podrá ser tratado independientemente del resto de canales que comparten el medio (fibra óptica) y contener diferente tipo de tráfico. De esta manera se puede multiplicar el ancho de banda efectivo de la fibra óptica, asi­ como facilitar comunicaciones bidireccionales. Se trata de una técnica de transmisión muy atractiva para las operadoras de telecomunicaciones ya que les permite aumentar su capacidad sin tender más cables ni abrir zanjas.

Para transmitir mediante DWDM es necesario dos dispositivos complementarios: un multiplexor en lado transmisor y un demultiplexor en el lado receptor. A diferencia del CWDM, en DWDM se consigue mayor números de canales ópticos reduciendo la dispersión cromática de cada canal mediante el uso de un láser de mayor calidad, fibras de baja dispersión o mediante el uso de módulos DCM "Dispersion Compensation Modules". De esta manera es posible combinar más canales reduciendo el espacio entre ellos. Actualmente se pueden conseguir 40, 80 o 160 canales ópticos separados entre si 100 GHz, 50 GHz o 25 GHz respectivamente.



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Caracteri­sticas

  • La fabricación a gran escala de fibra óptica ha posibilitado una disminución de los costes y una mejora en las caracteri­sticas de transmisión de la fibra.
  • Amplificadores ópticos de ganancia plana para un rango determinado de longitudes de onda que acoplados en linea 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, asi­ 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 di­a 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 si­. 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.





Topología punto a punto.
La topología punto-a-punto puede ser implementada con o sin OADMs. Estas redes están caracterizadas por velocidades de canales ultra rápidos (10 a 40 [Gbps]), alta integridad y confiabilidad de la señal, y rápida restauración de trayectoria. En redes long-haul (larga distancia), la distancia entre transmisor y receptor puede ser varios cientos de kilómetros, y el número de amplificadores requeridos entre ambos puntos, es típicamente menor que 10. En redes MANs, los amplificadores no son necesarios frecuentemente.
La protección en topologías punto-a-punto puede ser proveída en una pareja de caminos. En los equipos de primera generación, la redundancia es un nivel del sistema. Líneas paralelas conectan sistemas redundantes a ambos extremos.
En los equipos de segunda generación, la redundancia es al nivel de tarjeta. Líneas paralelas conectan un solo sistema en ambos extremos que contienen transpondedores, multiplexores y CPUs redundantes.
Un esquema de este tipo de topología se puede observar en la Figura C.8
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Figura C.8. Topología punto-a-punto.


Topología de anillo.
Los anillos son las arquitecturas más comunes encontradas en áreas metropolitanas y en tramos de unas pocas decenas de kilómetros. La fibra anillo puede contener sólo cuatro canales de longitudes de onda, y típicamente menos nodos que canales. El Bit Rate está en el rango de los 622 [Mbps] a los 10 [Gbps] por canal.
Con el uso de OADMs, los que bajan y suben longitudes de onda en forma transparente, es decir que las otras no se ven afectadas, las arquitecturas de anillo permiten a los nodos tener acceso a los elementos de red, tales como routers, switches y servidores, con la subida y bajada de canales de longitudes de onda en el dominio óptico. Con el incremento en el número de OADMs, la señal está sujeta a pérdidas y se pueden requerir amplificadores.
Para la protección en esta topología se utiliza el esquema 1+1. Se tiene dos líneas de conexión, la información se envía por una de ellas. Si este anillo falla, se switchea la trayectoria al otro anillo. Un esquema de esta topología se puede observar en la Figura C.9.
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Figura C.9. Topología anillo.
Topología de malla.
La arquitectura de malla es el futuro de redes ópticas. Como las redes evolucionan, las arquitecturas de anillo y punto-a-punto tendrían un lugar, pero la malla sería la topología más robusta. Este desarrollo sería habilitado por la introducción de los OxCs (Optical Cross-Connects) y switches configurables, que en algunos casos reemplazarían, y en otros suplementarian, a los dispositivos DWDM fijos.
A partir del punto de vista del diseño, hay una airosa trayectoria evolutiva de topologías de punto-a-punto y malla. Al comienzo de enlaces punto-a-punto, dotados de nodos OADM al principio para flexibilidad, y posteriormente en las interconexiones, la red puede evolucionar en una malla sin un rediseño completo. Adicionalmente, las topologías de anillo y malla pueden ser conectadas a enlaces punto-a-punto (ver Figura C.10).
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Figura C.10. Arquitecturas malla, punto-a-punto y anillo.


Las redes DWDM tipo malla, consistiendo en nodos totalmente ópticos interconectados, necesitarían de la próxima generación de protección. Donde los esquemas de protección previos están basados en redundancia del sistema, de tarjeta, o al nivel de fibra, la redundancia ocurriría al nivel de longitud de onda. De esta forma, entre otras cosas, un canal de datos podría cambiar de longitud de onda a medida que viaja a través de la red, debido a una falla en el ruteo o switcheo.
Las redes tipo malla, por lo tanto, requerirían de un alto grado de inteligencia para realizar las funciones de protección y administración de ancho de banda, incluyendo a la fibra y al switcheo de longitud de onda. Los beneficios en flexibilidad y eficiencia, realmente, son potencialmente grandes. El uso de fibra, el cual puede ser bajo en soluciones anillo puesto que requieren de protección de fibra en cada anillo, puede ser mejorado en un diseño de malla. La protección y restauración pueden estar basadas en caminos compartidos, por esta razón se requiere de pocos pares de fibra para la misma cantidad de tráfico y no desperdiciar longitudes de onda sin usar.


Canales DWDM

Distribución en canales DWDM estándar:

– Espaciados oficiales entre canales de 100 GHz (0,8 nm, 41canales) 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)

– Se empieza a utilizar el espaciado de 50 GHz (o incluso de 25 y 12,5 GHz: WDM ultra-denso) y también la bandas (1490 nm)

Transmisión DWDM

DWDM mono:



DWDM bidireccional:

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

Posibilidad de receptores sintonizables

Nuevos amplificadores ópticos

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

Multiplexores por división de tiempo ópticos (OTDM)

Multiplexor óptico “Add/Drop”

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Tabla comparativa entre tecnologías WDM según el
tipo de aplicación.




Aplicación/parámetro
CWDM
acceso/MAN
DWDM
MAN/WAN
DWDM
largo alcance
Canales por fibra
4-16
32-80
80-160
Espectro utilizado
O, E, S, C, L
C, L
C, L, S
Espaciado entre canales
20 nm (2500 GHz)
0,8 nm (100 GHz)
0,4 nm (50 GHz)
Capacidad por canal
2,5 Gbit/s
10 Gbit/s
10-40 Gbit/s
Capacidad de la fibra
20-40 Gbit/s
100-1000 Gbit/s
>1 Tbit/s
Tipo de láser
uncooled DFB (láser de realimentacion distribuida)
cooled DFB
cooled DFB
Tecnología de filtros
TFF (tecn. pelicula delgada)
TFF, AWG, FBG
TFF, AWG, FBG
Distancia
hasta 80 km
cientos de km
miles de km
Coste
bajo
medio
Alto
Amplificación óptica
ninguna
EDFA
EDFA, Raman


EQUIPOS UTILIZADOS POR CWDM/DWDM

Multiplexor Fibra Óptica y Diodo laser DFB 750-2800nm

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Plataforma dwdm/cwdm y Diodo laser 760-3000nm


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Láser de fibra DFB y Filtro OPtico

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MAPA MENTAL





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CONCLUSIONES

Cuando es necesario el uso de WDM en una red metropolitano, la mejor opción normalmente será CWDM. Aunque tiene una serie de limitaciones (capacidad, distancia...) respecto a DWDM, en muchos casos cumple los requisitos necesarios, siendo además en torno a un 50% del de DWDM, ya que los equipos necesarios para CDWM son más baratos.

El hecho de la reducción de precio es muy importante teniendo en cuenta las fuertes inversiones que requieren este tipo de infraestructuras inicialmente, ya que de este modo incentiva su creación. Además, aunque en principio se podría pensar que debido al más que probable aumento de la necesidad de ancho de banda, CWDM podría no cubrir las necesidades a largo plazo, existe la posibilidad de actualizar desde CWDM a DWDM.






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CIBERGRAFIA
http://www.ccfargo.com/Pdf/WDM.pdf
http://www.fdi.ucm.es/profesor/jseptien/WEB/Docencia/AVRED/Documentos/Tema5.pdf
http://ldc.usb.ve/~figueira/Cursos/redes2/EXPOSICIONES/DWDM/material/dwdm9.htm
http://ldc.usb.ve/~figueira/Cursos/redes2/EXPOSICIONES/DWDM/material/dwdm7.htm

ENLACES DE VIDEOS DE CWDM-DWDM

http://www.youtube.com/watch?v=OHFbTMTZBR4 CWDM
http://www.youtube.com/watch?v=iiS0RoyiqlA CWDM
http://www.youtube.com/watch?v=iDKSLIOAI0U DWDM
http://www.youtube.com/watch?v=74iRFcw_40Q&feature=related DWDM