Componentes ópticos avanzados - Multiplexor WDM
El multiplexor WDM es un dispositivo que utiliza la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) para combinar diferentes longitudes de onda ópticas de dos o más fibras ópticas en una sola fibra óptica. Esta combinación o acoplamiento de las longitudes de onda puede ser muy útil para aumentar el ancho de banda de un sistema de fibra óptica. Los multiplexores WDM se utilizan en pares: uno al comienzo de la fibra para acoplar las entradas y otro al final de la fibra para desacoplar y luego enrutar las longitudes de onda separadas en fibras separadas. Un multiplexor WDM puede considerarse como una autopista de fibra óptica; la carretera puede soportar un ancho de banda muy grande, lo que aumenta la capacidad del sistema.
Cada canal en un multiplexor WDM está diseñado para transmitir una longitud de onda óptica específica. El multiplexor funciona como un acoplador al comienzo de la fibra óptica y como un filtro al final de la fibra óptica. Por ejemplo, un multiplexor de 8 canales tendría la capacidad de combinar ocho canales o longitudes de onda diferentes de fibras ópticas separadas en una fibra óptica. Nuevamente, para aprovechar el enorme ancho de banda al final de la fibra óptica, otro multiplexor (demultiplexador) recuperará las longitudes de onda separadas. La figura a continuación muestra un sistema WDM simple compuesto por múltiples fuentes de luz, un multiplexor o combinador WDM que combina las longitudes de onda en una fibra óptica y un demultiplexor o divisor óptico WDM que separa las longitudes de onda de sus respectivos receptores.
Tipos de multiplexores WDM
Multiplexores CWDM y DWDM
Los multiplexores WDM están disponibles en una variedad de tamaños, pero generalmente se encontrarán con configuraciones de 2, 4, 8, 16, 32 y 64 canales. Los tipos de multiplexores son de banda ancha (o banda cruzada), banda estrecha y densos. Los multiplexores de banda ancha o de banda cruzada (multiplexor CWDM ) son dispositivos que combinan un amplio rango de longitudes de onda, como 1310 nm y 1550 nm. Un multiplexor de banda estrecha combinará múltiples longitudes de onda con un espaciado de canales de 1000 GHz. Un multiplexor denso combina longitudes de onda con un espaciado de canales de 100 GHz. Aquí se muestra un sistema básico de banda ancha o WDM de banda cruzada.
Los sistemas WDM de banda estrecha (DWDM) tienen canales separados por 1000 GHz o aproximadamente 8 nm. Aquí hay una figura que muestra un sistema básico de banda estrecha WDM.
El estándar de la industria de los multiplexores de multiplexación por división de longitud de onda densa (multiplexor DWDM ), según lo recomendado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), es el espaciado de canales de 100 GHz o aproximadamente 0,8 nm. Hay multiplexores DWDM de banda C, banda S y banda L. La banda C es la banda de 1550 nm que utiliza longitudes de onda de 1530 a 1565 nm. La banda S usa longitudes de onda de 1525 a 1538 nm, y la banda L usa longitudes de onda de 1570 a 1610 nm.
Cuanto más cerca estén los canales separados, mayor será el número de canales que se pueden insertar en una banda. Actualmente hay disponible un espaciado de 50 GHz (los multiplexores DWDM de 50 GHz están generalmente con 64, 80, 88, 96 canales). Es importante tener en cuenta que a medida que disminuye el espaciado o el ancho de cada canal, más pequeño se vuelve el ancho espectral. Esto es relevante porque la longitud de onda debe ser estable o sostenible el tiempo suficiente para no desviarse hacia un canal adyacente. Además de tener un ancho espectral muy estrecho, el transmisor láser no puede desviarse (debe superar la misma longitud de onda en todo momento). Si la longitud de onda de salida del transmisor láser cambia incluso unas pocas décimas de un nanómetro, podría pasar al siguiente canal y causar problemas de interferencia.
Multiplexores WDM unidireccionales y bidireccionales
Hay diferentes configuraciones de multiplexores WDM. Todo lo que hemos cubierto hasta este punto describe un sistema WDM unidireccional. El multiplexor unidireccional WDM está configurado de modo que el multiplexor solo se conecta a los transmisores o receptores ópticos. En otras palabras, permite que la luz viaje solo en una dirección y proporciona solo comunicación simple a través de una sola fibra óptica. Por lo tanto, las comunicaciones full-duplex requieren dos fibras ópticas.
Un multiplexor WDM que está diseñado para conectarse con transmisores y receptores se llama bidireccional (BiDi); en esencia, el multiplexor BiDi WDM está diseñado para la transmisión óptica en ambas direcciones utilizando solo una fibra óptica. Dos canales soportarán un enlace de comunicación full-duplex. Aquí hay una figura que muestra dos multiplexores BiDi WDM que se comunican a través de una sola fibra óptica.
Consejos para usar multiplexores WDM
Al igual que con cualquier otro dispositivo que se agregue a una red de fibra óptica, hay factores que deben considerarse. Como las pérdidas son un factor que debe tenerse en cuenta, debe recordar que cuanto mayor sea el número de canales, mayores serán las pérdidas de inserción al utilizar multiplexores WDM. Otras especificaciones que se deben tener en cuenta al usar multiplexores WDM son el aislamiento, el PMD y el ancho de banda espectral.
Resumen
Los multiplexores WDM son dispositivos ampliamente utilizados que proporcionan una forma de utilizar la enorme capacidad de ancho de banda de la fibra óptica sin el gasto de utilizar los transmisores y receptores láser más rápidos. Solo piénselo: un sistema WDM de 8 canales que utiliza transmisores láser de 2.5 Gbps directamente modulados transporta el doble de datos que un solo transmisor láser de 10 Gbps con modulación indirecta. Los sistemas WDM permiten a los diseñadores combinar partes de rendimiento modestas y crear un sistema de rendimiento ultra. ¡Los sistemas WDM ofrecen la mayor inversión posible!