Técnicas de multiplexación de transmisión de fibra óptica
En la comunicación de fibra óptica, se considera que la multiplexación es el principal medio para la expansión de la ingeniería de red de fibra existente. Dado que los datos ópticos se pueden transportar empleando diferentes dimensiones físicas, como el tiempo, la frecuencia, el espacio, la polaridad, etc., se pueden utilizar diferentes técnicas de multiplexación para aumentar la capacidad de transporte de datos de una sola fibra óptica. En la actualidad, algunas técnicas de multiplexación ya se utilizan en el progreso de la innovación óptica, y se cree que algunos enfoques tienen potencial para brindar más mejoras en la aceleración de más información. Este artículo analizará dos técnicas principales de multiplexación: la multiplexación por división de longitud de onda (WDM) y la multiplexación por división de tiempo óptica (OTDM), y las técnicas de multiplexación potencial: la multiplexación por división de espacio (SDM) y la multiplexación por división de subportadoras, que no se ha utilizado ampliamente En la comunicación óptica.
Técnicas de multiplexación actuales en uso
Actualmente, las tecnologías de multiplexación han usado muchas dimensiones para aumentar la capacidad del sistema de transmisión óptica en un ancho de banda fijo. Dos métodos principales son WDM y OTDM.
Multiplexación por División de Longitud de Onda
WDM es una de las técnicas de multiplexación que aumenta el ancho de banda al multiplexar una variedad de señales de portadora óptica en una sola fibra óptica mediante el uso de diferentes longitudes de onda. Cada señal en longitudes de onda WDM es independiente de cualquier protocolo y cualquier velocidad. La tecnología WDM permite comunicaciones bidireccionales simultáneamente a través de una sola fibra óptica. La base de WDM simplifica la red a una sola red de fibra óptica virtual en lugar de utilizar múltiples formas de señales con diferentes fibras y servicios. De esta manera, WDM aumenta el ancho de banda y reduce el costo de la red al reducir las fibras necesarias. Hay dos patrones de longitud de onda diferentes de los sistemas WDM, grueso (CWDM) y denso (DWDM). CWDM y DWDM se basan en el mismo concepto de usar múltiples longitudes de onda de luz en una sola fibra, pero difieren en el espaciado de las longitudes de onda, el número de canales y la capacidad de amplificar las señales multiplexadas en el espacio óptico. En un sistema WDM, diferentes señales ópticas se combinan (multiplexan) juntas en un extremo de la fibra óptica y se separan (demultiplexan) en diferentes canales en el otro extremo.
La portadora óptica WDM se considera a menudo como una técnica análoga de multiplexación por división de frecuencia, que generalmente se aplica a una portadora de radio. Sin embargo, no hay una diferencia esencial entre ellos ya que comunican la misma información.
Multiplexación por división de tiempo óptico
OTDM es una técnica de multiplexación que básicamente multiplexa un número de canales ópticos de baja tasa de bits en el dominio del tiempo. Varios canales ópticos de baja velocidad se multiplexan en un período de reloj eléctrico fijo, lo que aumenta la velocidad de transmisión. Cada señal se transmite a través de un solo canal de comunicación al dividir el período de tiempo en intervalos, un intervalo para cada señal de mensaje. Según el tiempo, cada canal de baja velocidad se asigna a una posición específica, donde funciona en modo sincronizado. Es decir, el multiplexor y el demultiplexador se sincronizan oportunamente y se cambian simultáneamente al siguiente canal.
Normalmente, el ancho del pulso óptico se acorta para multiplexar más canales dentro del período de reloj fijo. Además, el ancho de pulso reducido puede reducir la interferencia entre los canales debido a que queda más espacio en la velocidad de bits. Sin embargo, el ancho de pulso corto produce una gran dispersión a medida que aumenta la distancia de desplazamiento. Por lo tanto, la técnica de compensación de pendiente de dispersión y pulso de transformación limitada debe utilizarse para reducir el efecto de dispersión en OTDM.
Técnicas potenciales de multiplexación en el futuro
Aunque las dos técnicas de multiplexación anteriores se han utilizado en la comunicación óptica para optimizar el rendimiento de la fibra óptica, todavía hay limitaciones de las tecnologías actuales y con la demanda de datos en continuo aumento, se necesitan nuevas técnicas de multiplexación.
Multiplexación de la división espacial
SDM es una tecnología que utiliza la dimensión espacial para entregar simultáneamente flujos de datos diferentes mediante la creación de canales espaciales paralelos. Esta tecnología se usa comúnmente en el sistema de múltiples entradas y salidas múltiples (MIMO). MIMO incorpora al menos dos antenas en el lado del transmisor y al menos dos antenas en el lado del receptor. Y el procesamiento de señales MIMO ya se usa ampliamente en los sistemas de transmisión óptica coherente actual con multiplexación por división de polarización (PDM) sobre las fibras monomodo estándar. Se cree que al adoptar estrategias que utilizan fibras multi-core y en modo mutil, es posible lograr distancias de transmisión de larga distancia y velocidades de datos de alta velocidad con SDM de alta densidad.
Conclusión
Entre todas las tecnologías de multiplexación, WDM es la más utilizada en la comunicación óptica. Dado que las diferentes técnicas de multiplexación tienen sus limitaciones en algunos aspectos, generalmente se sugiere usar más de una técnica en redes de fibra óptica para obtener el mejor rendimiento de transmisión.
