3. MULTIPLEXACION
La multiplexacion es un conjunto
de técnicas que permiten la
transmisión simultánea de múltiples
señales a través de un único enlace
de datos.
6. • La multiplexación por división de longitud de onda (WDM, del inglés
Wavelength Division Multiplexing) 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.
• La técnica WDM consiste en transmitir por una misma fibra varias
señales cada una en una longitud de onda diferente y con la misma
tasa binaria, sin que interfieran entre sí ya que están lo
suficientemente separadas.
7. • En la siguiente figura da una visión conceptual de un
multiplexador y demultiplexador WDM. Bandas de luz muy
estrechas de distintas fuentes se combinan para conseguir
una banda de luz más ancha. En el receptor, las señales son
separadas por el demultiplexor.
8. • En WDM las señales eléctricas son convertidas a señales ópticas mediante diodos
láser cuya longitud de onda se encuentra dentro de un rango permitido para
realizar la multiplexación. ITU-T 692 estandariza longitudes de onda para WDM
que van desde 1 310 hasta los 1 550 nanómetros donde la distancia entre los
distintos canales que ocupan la misma fibra óptica es de 0,8 y 1,6 nanómetros o
bien 100 y 200 gigahertz.
9. • Este rango de frecuencias fue establecido debido a que dentro de este
rango las pérdidas en la fibra óptica son mínimas, exceptuando pérdidas
a los 1 400 nanómetros debido a las cualidades físicas del material. En
el rango de frecuencias establecido, la atenuación media es de entre 0,2
y 0,5 decibelios por kilómetro.
En la figura nos muestra la relación entre longitud de onda y atenuación en una fibra
óptica.
11. • Cuando se utiliza el prisma para demultiplexar se hace pasar un rayo de luz
policromático por este y las longitudes de onda son refractadas en ángulos
diferentes. Estos rayos luego son enfocados por un lente hasta la conexión con el
punto de entrada a la fibra óptica que transportará la señal.
13. • La multiplexación por difracción se basa en el principio de difracción de la luz, se
hace incidir un rayo policromático de luz sobre un arreglo de finas líneas que reflejan
o transmiten la luz, cada longitud de onda se difracta de manera diferente en la
rejilla lo que hace que se dispersen hacia sitios diferentes en el espacio para luego ser
enfocados con un lente hacia la fibra óptica correspondiente.
15. • cuando se trabaja con grandes distancias, la atenuación y
dispersión son factores a tomar en cuenta y se requiere el
uso de amplificadores y repetidores. Estos transforman la
señal de óptica a eléctrica, amplificando esta última y por
medio de un diodo laser la transforman a óptica nuevamente
para inyectarla a la fibra óptica con mayor potencia que con
la que fue recibida. Este proceso de amplificación descrito es
complejo e introduce retardos debido a los dispositivos
electrónicos que son necesarios para ellos
16. • La señal se pasa por una fibra de 3 metros de longitud dopada con iones de
erbio e inyectando luz láser de 650 micrómetros, fenómeno conocido como
bombeo o pumping, consiguiendo de esta manera hasta 125 decibelios de
ganancia.
17. VARIEDADES DE WDM
En WDM se distinguen típicamente cuatro familias de
sistemas:
DWDM de ultra larga distancia, DWDM de larga distancia,
DWDM metropolitano, y CWDM.
18. CWDM
• CDWM significa multiplexación por división en longitudes de onda
ligeras
• Se utilizó a principio de los 80 para transportar señales de video CATV
en conductores de fibra mutil-modo
• Se basa en una separación de longitudes de onda de 20 nanómetros o
2,5 gigahertz en el rango de 1270 a 1600 nanómetros pudiendo así
transportar hasta 18 longitudes de onda en una única fibra óptica
monomodo
19. • Debido al espaciamiento entre las longitudes de
onda se pueden utilizar láser con mayor ancho
de banda espectral y no necesariamente que
sean dispositivos estabilizados
• Normalmente en CWDM se utilizan dispositivos
láser de retroalimentación distribuida,
modulados directamente y soportando
velocidades de canal de hasta 2,5 gigabit por
segundo sobre distancias de hasta 80 kilómetros.
• 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.
20. • 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 optico, esto no permite tener un numero de canales para
utilizar sin que estos sean disminuidos a causa de la separacion entre
ellos.
• CWDM utilizan regeneración para cubrir las grandes distancias o
número de nodos en cascada a atravesar, es decir, que cada uno de los
canales sufre una conversión óptico-eléctrico-óptico de forma totalmente
independiente al resto para ser amplificado.
21. • Puede transportar cualquier servicio de
corto alcance como: SDH, CATV, ATM,
FTTH – PON, 10 Gigabit por segundo,
entre otros.
22. SML-50-8180-S: La tarjeta transpondedor convierte una
señal de datos a la longitud de onda correcta para la
transmisión en un canal específico.
• 2R regeneración (Re-amplificación y remodelación)
• Tarjetas de línea disponibles para CWDM
• Soporte de velocidad de línea de 100Mbps hasta
2.5Gbps
• Lado del cliente Longitud de onda: 850/1310 / 1550nm
• Lado de la línea Longitud de onda CWDM
1471/1491/1511/1531/1551 /1571/1591 / 1611nm
• Conector óptico: Tipo SFP-LC (línea lateral),
• Tipo SFP-LC (lado del cliente)
• Mux /Demux: Tarjetas ópticas Mux / Demux
(Multiplexes / Demultiplexes) están disponibles canales
o modelos de 8 canales y se utilizan para combinar
señales de una canal o tarjetas de transpondedor de
dos canales en un solo par de fibra
23. DWDM
• DWDM significa multiplexación por división
en longitudes de onda densas.
• En esta clasificación las longitudes de onda
están espaciadas muy cercanas una a las
otras y utilizan la banda C de 1 500
nanómetros.
• Varias portadoras ópticas se transmiten por
una única fibra óptica utilizando distintas
longitudes de onda de un haz láser cada una
de ellas
• Cada portadora óptica forma un canal óptico
que puede ser tratado independientemente
del resto de canales que comparten el medio y
así mismo contener distinto tráfico.
24. • Para transmitir mediante DWDM es necesario dos dispositivos
complementarios: un multiplexor en lado del transmisor y un demultiplexor en
el lado del receptor.
• El espacio entre longitudes de onda debe ser de 1 nm, sin embargo en la practica
se utiliza 0,8 nm lo cual permite 40 longitudes de onda en la banda C. Los
transmisores, multiplexores y demultiplexores a diferencia de los casos
anteriores tienen un alto control de temperatura
• 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
25. Por otro lado, una gran ventaja de los sistemas DWDM es que la region donde operan es
adecuada para la utilizacion de los amplificadores dopados de erbio (EDFAs) los cuales
permitan que las ondas amplificadas superen a la perdidas por dispercion y/o las
perdidas pasivas.
26. 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
• 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
27. FUNCIONES DEL SISTEMA
• Generación de la señal: La fuente, un laser de estado sólido, debe proporcionar la luz
estable
• 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.
• 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.
• 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
• Recibiendo las señales - La demultiplexación de la señal es recibida por un fotodetector.
28. DEFINICIÓN DEL SISTEMA
• 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 número de
canales ópticos reduciendo la dispersión
cromática de cada canal mediante el uso de
láser de mayor calidad, fibras de baja
dispersión o mediante el uso de módulos
que compensen la dispersión.
29. • Mediante los sistemas DWDM se transmite una gran cantidad de servicios
simultáneamente como por ejemplo: voz, video y multimedia. Los formatos en los
cuales trabajan pueden ser SONET, SDH, ATM, Internet Protocol (IP), Packet Over
SONET/SDH (PoS) o Gigabit Ethernet (GigE). Emplean los últimos avances en la
tecnología óptica para generar un gran número de longitudes de onda en el rango
cercano a 1 550 nanómetros.
30.
31. Estos dispositivos son capaces de extraer la información contenida en cualquiera de las longitudes de onda de
la fibra en cualquier punto intermedio de la misma. Además de la extracción, también permiten introducir
canales a mitad de fibra. Los OADM sintonizables marcarán un nuevo comiienzo en este aspecto y facilitarán
en gran medida la gestión de las redes ópticas.
MULTIPLEXORES DE INSERCIÓN/EXTRACCIÓN (OADM).
32. Multiplexor OADM Un tipo de
multiplexor OADM es el OADM espalda
con espalda. El nombre ADM espalda-
espalda se deriva del hecho que dos
multiplexores WDM se ordenan espalda
con espalda para formar una terminación
en el enlace WDM.
33. OADM espalda-espalda El demultiplexor interrumpe la señal WDM con todas las longitudes de onda que
llegan con la señal. Algunas longitudes de onda se bajan y otras continúan por el multiplexor. En el
multiplexor el proceso es inverso. Algunas longitudes de onda se suben y siguen, junto con las directas
hacia la salida. Se forma una nueva señal WDM. Este tipo de ADM se construye normalmente como
componente pasivo y se usa típicamente en sistemas de bajo volumen, como por ejemplo en sistemas con
8 a 16 canales. Esta clase de operación permite también la posibilidad de reamplificar, reformar y
retemporizar las señales de los canales. ADM espalda - espalda son complejos y más caros que los
OADMs que están apareciendo. Los OADM se utilizarían en un sistema óptico.
34. COMPONENTES QUE LA CONFORMAN LA MULTIPLEXACION WDM
FUENTES DE LUZ: Las fuentes
de luz utilizadas en óptica
integrada son los fotodiodos
emisores de luz y los láseres de
inyección o diodos láser.
35. CONECTORES: los conectores que se usan son:
ST “Straight Tip”: mecanismo de
sujeción en forma de bayoneta que
fija la conexión al dar un cuarto de
vuelta
SC “Subscription Channel” Es de encaje directo de
tipo “Push Pull”.
36. LC “Lucent Connector”: tiene un tamaño pequeño para
aplicaciones de alta densidad, incorpora un único
mecanismo de cierre generando estabilidad en el sistema de
montaje en racks.
FIBRA ÓPTICA: El medio de transmisión
37. ACOPLADORES: El término acoplador abarca
todos los dispositivos que combinan la luz en una
fibra, o bien la separan de ésta. Un divisor es un
acoplador que divide la señal óptica procedente de
una fibra en dos o más fibras.
38. MODULADORES: La transmisión de datos a
través de una fibra óptica, la información ha de ser
primero codificada, o modulada, en la señal láser.
AMPLIFICADORES: Regeneran la señal óptica sin
convertirla previamente en una señal eléctrica.
39. CONMUTADORES: Un conmutador es un dispositivo
que permite o impide totalmente la transferencia de luz
de una guía a otra.
DETECTORES: La misión de un receptor óptico
es convertir la señal óptica de nuevo al dominio
eléctrico y recuperar los datos que son transmitidos
a través del sistema de comunicaciones ópticas.
40. FILTRO OPTICO: Un filtro óptico es un medio que sólo
permite el paso a través de él, señales lumínicas
suprimiendo o atenuando la luz restante.
41. CONCLUSIONES
La técnica WDM consiste en transmitir por una misma fibra varias señales cada una en
una longitud de onda diferente y con la misma tasa binaria, sin que interfieran entre sí
ya que están lo sufiencientemente separadas.
La capacidad del enlace se multiplica por el número de canales.
Se combina distintas señales sobre frecuencias diferentes. Sin embargo, la diferencia es
que las frecuencias son muy altas.
Las longitudes de onda para WDM van desde 1 310 hasta los 1 550 nanómetros
