¿Qué es WDM o DWDM?
Los primeros
sistemas de transmisión por fibra óptica colocaban la información en filamentos de vidrio
mediante simples pulsos de luz. Se encendía y se apagaba una luz para representar los unos y ceros de
información digital. La luz real podía ser prácticamente de cualquier longitud de
onda—desde unos 670 nanómetros hasta 1550 nanómetros. La multiplexación por
división de longitud de onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM) es una técnica de
transmisión por fibra óptica que utiliza varias longitudes de onda de luz para enviar datos a
través del mismo medio.
Durante los años ochenta, los módems de comunicaciones de datos de fibra óptica utilizaban LED de bajo costo para emitir pulsos casi de infrarrojos en fibra de bajo costo. A medida que aumentaba la necesidad de información, aumentaba también la necesidad de ancho de banda. Los primeros sistemas SONET utilizaban láseres de 1310 nm para emitir secuencias de datos de 155 Mb/s a grandes distancias.
Pero esta capacidad se agotó rápidamente. Con el paso del tiempo, los avances en componentes de optoelectrónica permitieron diseñar sistemas que transmitían simultáneamente varias longitudes de onda de luz sobre una sola fibra, incrementando la capacidad de fibra considerablemente. Así nació WDM. Es posible multiplexar sobre una sola fibra múltiples flujos de datos de alta tasa de bits de 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s, 200 Gb/s y más recientemente, 400 Gb/s y 800 Gb/s, cada uno con distintas tasas de transferencia.
Actualmente existen dos tipos de WDM:
- WDM ligera (CWDM): CWDM puede definirse como sistemas WDM con menos de ocho longitudes de onda activas por cada fibra. CWDM se usa para comunicaciones de corto alcance y por eso emplea una amplio rango de frecuencias con longitudes de onda muy distanciadas entre sí. El espaciado de canales normalizado permite la variación de la longitud de onda que se produce cuando los láseres se calientan y enfrían durante el funcionamiento. CWDM es una opción compacta y económica cuando la eficiencia espectral no es un requerimiento importante.
- WDM densa (DWDM): DWDM se define en términos de frecuencias. DWDM, al espaciar menos las longitudes de onda, puede acomodar más canales en una sola fibra, pero su implementación y operación son más costosas. DWDM es para sistemas con más de ocho longitudes de onda activas por cada fibra. DWDM divide el espectro en pequeñas partes, colocando más de 40 canales en el rango de frecuencia de banda C.
Con DWDM, los proveedores han encontrado distintas técnicas para agrupar 40, 88, o 96 longitudes de onda de espaciado fijo en el espectro de banda C de una fibra. Los sistemas de línea DWDM tradicionales usan Wavelength Selective Switches (WSS) diseñados con filtros fijos de 50GHz o 100GHz. Estos sistemas de línea de rejilla fija pueden alojar canales desde las primeras generaciones de transponders coherentes cuyas longitudes de onda requieren menos de 50GHz o 100GHz de espectro (según el filtro utilizado). Hoy en día, las redes con aplicaciones de elevado ancho de banda y crecimiento sostenido de banda ancha que se enfrentan rápidamente con el agotamiento de la capacidad recurren a las soluciones de bandas C+L, que también utilizan el espectro de banda L de una fibra para duplicar potencialmente la capacidad de la fibra.
A medida que las redes ópticas evolucionan para cubrir las mayores demandas de banda ancha, también lo ha hecho la dependencia de una tecnología coherente programable de próxima generación para maximizar la capacidad de fibra y bajar el costo por bit de transporte. Para aprovechar al máximo estos beneficios se necesita un sistema de línea de rejilla flexible que pueda alojar estos canales de más baudios, como una longitud de onda de 800G, que requieren más de 100GHz de espectro.
De hecho, los módems coherentes de próxima generación son tan inteligentes y programables que el módem contempla una mayor variedad de opciones de baudios y constelaciones, lo que permite un ajuste sumamente granular. Hoy en día, los planes de canales flexibles son posibles y admiten desde 64 canales de 75GHz o entre 40 y 45 canales para tasas de línea más altas de 800G—utilizando una arquitectura de rejilla flexible (o sin rejilla) que soporta canales con un tamaño mínimo de 37,5GHz, con aumentos ajustables de 6,25GHz—para alojar cualquier canal disponible hoy o en el futuro.
Cuando se utilizan los amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA) y la amplificación Raman—dos tecnologías de mejoran el rendimiento de las comunicaciones de alta velocidad—el alcance de estos sistemas DWDM puede extenderse a más de miles de kilómetros. Para que un sistema con gran densidad de canales tenga un funcionamiento robusto, se requieren filtros de alta precisión para separar una longitud de onda específica sin interferir en las longitudes de onda vecinas. Los sistemas DWDM también deben usar láseres de precisión que operan a una temperatura constante para mantener los canales en su objetivo exacto.
Una de las mejores funcionalidades de desplegar DWDM sobre un sistema de línea fotónico de rejilla flexible es la independencia de señales—la capacidad de soportar generaciones múltiples de transponders independientemente del formato, tasa de bits, velocidad de símbolos, etc. Por eso, muchas redes diseñadas para 10 y 40 Gb/s ahora trasmiten canales de 200 Gb/s, y muchas que fueron desplegadas con capacidad de rejilla flexible están transmitiendo señales de 400 Gb/s e incluso de 800 Gb/s.
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