Operación y aplicaciones de multiplexación por división de longitud de onda (WDM)

La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es una técnica que modula varios flujos de datos, es decir, señales portadoras ópticas de diferentes longitudes de onda en términos de colores de luz láser en una sola fibra óptica. La multiplexación por división de longitud de onda WDM es similar a la multiplexación por división de frecuencia (FDM) pero hace referencia a la longitud de onda de la luz a la frecuencia de la luz. WDM se realiza en la parte IR del espectro electromagnético en lugar de tener lugar en las frecuencias de radio (RF). Cada canal IR transporta múltiples señales de RF combinadas con multiplexación por división de frecuencia (FDM) o multiplexación por división de tiempo (TDM). Cada canal infrarrojo multiplexado se separa o desmultiplexa en las señales originales en el punto final. Los datos en diferentes formatos y a diferentes velocidades se pueden transmitir simultáneamente a través de una sola fibra usando FDM o TDM en cada canal IR en combinación con WDM. Permite aumentar de forma gradual y rentable la capacidad de la red.


Multiplexación por división de longitud de onda (WDM)

¿Qué es la multiplexación por división de longitud de onda?

WDM permite la comunicación bidireccional y multiplica la capacidad de la señal. Cada rayo láser es modulado por un conjunto separado de señales. Dado que la longitud de onda y la frecuencia tienen una relación inversa (una longitud de onda más corta significa una frecuencia más alta), tanto WDM como FDM contienen la misma tecnología. En la recepción, se utilizan filtros sensibles a la longitud de onda, análogos IR de filtros de color de luz visible. La primera técnica WDM se conceptualizó a principios de la década de 1970. Los sistemas posteriores de multiplexación por división de onda (WDM) pudieron manejar 160 señales que ampliarán un sistema de 10 Gbit/segundo con un solo par de conductores de fibra óptica a más de 1,6 Tbit/segundo ( es decir, 1600 Gbit/s). Los primeros sistemas WDM eran sistemas de dos canales que usaban longitudes de onda de 1310 nm y 1550 nm. Poco después, aparecieron los sistemas multicanal que usaban la región de 1550 nm, donde la atenuación de la fibra es más baja.

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WDM por Fibra Óptica
WDM por Fibra Óptica

Multiplexación por División de Longitud de Onda Los sistemas pueden combinar señales con multiplexación y separarlas con un demultiplexor. Los sistemas WDM son populares entre las empresas de telecomunicaciones porque les permiten ampliar la capacidad de la red sin tender más fibra mediante el uso de WDM y amplificadores ópticos. Estos dos dispositivos funcionan como un multiplexor de caída (ADM), es decir, agregan simultáneamente haces de luz mientras dejan caer otros haces de luz y los redireccionan a otros destinos y dispositivos y este tipo de filtrado de haces de luz ha sido posible con invernaderos, dispositivos llamados Fabry-Perot. interferómetros que utilizan vidrio óptico de película delgada.

Por lo general, los sistemas WDM utilizan fibra óptica monomodo (SMF) en la que un solo rayo de luz tiene un diámetro de núcleo de 9 millonésimas de metro (9 µm). Otros sistemas con cables de fibra multimodo (fibra MM), también llamados cables locales, tienen diámetros de núcleo de alrededor de 50 µm. Los sistemas modernos de hoy pueden manejar hasta 128 señales y pueden extender un sistema de fibra básico de 9.6 Gbps a más de 1000 Gbps de capacidad. Se utiliza principalmente para comunicaciones de fibra óptica para transmitir datos en múltiples canales con una ligera variación en las longitudes de onda. WDM puede aumentar la tasa de bits total de los sistemas punto a punto.

Usos de la multiplexación por división de longitud de onda:

  • WDM multiplica el ancho de banda efectivo de un sistema de comunicación de fibra óptica
  • Un repetidor de fibra óptica llamado amplificador de erbio puede hacer que WDM sea una solución rentable y es la solución a largo plazo.
  • Esto reduce el costo y aumenta la capacidad del cable para transportar datos.
  • La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) utiliza múltiples longitudes de onda (colores de luz) para transportar señales a través de una sola fibra.
  • Utiliza luz de diferentes colores para crear una serie de rutas de señal.
  • Utiliza prismas ópticos para separar diferentes colores en el extremo receptor y los prismas ópticos no requieren una fuente de alimentación.
  • Estos sistemas usaban láseres de temperatura estabilizada para proporcionar la cantidad de canales necesarios.
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Los sistemas WDM se dividen en longitudes de onda: WDM (CWDM) y WDM denso (DWDM). CWDM funciona con 8 canales (es decir, 8 cables de fibra óptica) llamados «banda C» o «ventana de erbio» con longitudes de onda alrededor de 1550 nm (nanómetros o milmillonésimas de metro, es decir, 1550 x 10-9 metros). DWDM también funciona en la banda C, pero con 40 canales con un espaciado de 100 GHz u 80 canales con un espaciado de 50 GHz. La mayoría de los sistemas WDM funcionan con cables de fibra óptica monomodo con un diámetro de núcleo de 9 µm. La multiplexación por división de longitud de onda es una técnica en la que se combinan, transmiten y separan señales ópticas de diferentes longitudes de onda.

CWDM y DWDM
CWDM y DWDM

Cada color obtenido del prisma es capaz de transportar de 10 Gbps a 40 Gbps. Una solución de 16 colores, basada en 10 Gbit/s por color, da como resultado una capacidad de red total de 160 Gbit/s. Cada color puede salir de la red de múltiples nodos y todos estos nodos terminan en uno o más centros de datos, lo que permite un enrutamiento resistente entre circuitos y también para servicios de «rampa de acceso».

Como se muestra en la figura, multiplexación por división de longitud de onda en fibra óptica, a las señales de entrada se les asigna una longitud de onda que se combinan en una fibra para la transmisión y se separan antes de la recepción.

Multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM):

La multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) es una tecnología que permite que múltiples señales se transmitan simultáneamente a través de una sola fibra en diferentes longitudes de onda. También es una tecnología de multiplexación óptica utilizada para aumentar el ancho de banda en las redes de fibra existentes. Debido al amplio ancho de banda de amplificación de los amplificadores de fibra dopada con erbio, a menudo se pueden amplificar todos los canales en un solo dispositivo. Los sistemas DWDM tienen un mayor número de canales y un mayor alcance.

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Dense Wavelength Division Multiplexing
Dense Wavelength Division Multiplexing

En esta tecnología, no se necesita otra fibra y gracias a DWDM, las fibras individuales pudieron transmitir datos a una velocidad de hasta 400 GB/s. Esta tecnología ofrece excelentes características de rendimiento, incluida la separación de canales estrechos y el ancho de banda de canales amplios en el rango de frecuencia que pasa a través de un filtro.

¿Cuál es la diferencia entre CWDM y DWDM?

  1. CWDM significa multiplexación por división de longitud de onda gruesa
  • CWDM se define por longitudes de onda
  • CWDM es comunicación de corto alcance.
  • Utiliza frecuencias amplias y transmite longitudes de onda.

DWDM significa multiplexación por división de longitud de onda densa.

  • DWDM se define en términos de frecuencias.
  • DWDM está diseñado para transmisiones largas donde las longitudes de onda son muy estrechas.

La multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) es una técnica o tecnología para transmitir información o datos grandes a largas distancias.

diferencia entre CWDM y DWDM
diferencia entre CWDM y DWDM

Entonces, la tecnología de enviar señales a través de diferentes longitudes de onda de luz en fibras no es más que multiplexación por división de longitud de onda en la comunicación de fibra óptica. En esto, múltiples señales portadoras ópticas se multiplexan en una sola fibra óptica usando diferentes longitudes de onda de luz láser para diferentes señales. Comenta abajo para saber más sobre WDM y despejar tus dudas.

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