Wavelength Division Multiplexing Comunicación Multicanal Vía Fibra Óptica
LA NECESIDAD DE VELOCIDAD Las telecomunicaciones para el acceso local se han desarrollado lentamente: los teléfonos y TV, han permanecido esencialmente sin cambio en su función y ancho de banda por una mitad de siglo o más. La capacidad limitada de estos terminales, y la naturaleza fija de los servicios que apoyan, han permitido que se desarrollen suavemente en los portadores eficientes de sus servicios respectivos.
LA NECESIDAD DE VELOCIDAD La década pasada ha demostrado que esta situación no durará. Aunque los servicios tales como fax e Internet se pueden entregar sobre las líneas telefónicas hoy, está claro que ésta es un remiendo. Incluso los módems de cable de alta velocidad no solucionarán por siempre el problema de las telecomunicaciones para el acceso, ya que los avances rápidos de la energía de proceso del ordenador personal han cambiado la trayectoria de la evolución de las telecomunicaciones.
LA NECESIDAD DE VELOCIDAD Mientras que hay varios competidores para los estándares del protocolo y de la arquitectura, lo que está claro es la necesidad de una tecnología más rápida de la capa física, a 1 Gbps y más allá. Una dificultad dominante es que la fibra más comúnmente instalada en redes de área local no soporta este ancho de banda sobre distancias de 500 metros debido a la dispersión modal, que limita el producto distancia, ancho de banda eficaz.
LA NECESIDAD DE VELOCIDAD El WDM ofrece una solución atractiva para aumentar anchura de banda del LAN, que puebla la mayoría de los edificios y de los campus. Multiplexando algunas longitudes de onda sobre una sola red multimodo instalada, el ancho de banda agregado puede ser aumentado por factor de la multiplexión.
ANCHO DE BANDA DE LA FIBRA La fuerza impulsora que motiva el uso de los sistemas ópticos de varios canales es la anchura de banda enorme, disponible en fibra óptica. La característica de ancho de banda de la fibra óptica implica que un solo portador óptico puede ser modulado a ~25,000 Gbps, ocupando 25.000 gigahertz alrededor de 1.55 nm, antes de que las pérdidas de la fibra limitaran la transmisión
ANCHO DE BANDA DE LA FIBRA Obviamente, este índice binario es imposible para que los dispositivos ópticos actuales lo alcancen, dado que los heróicos lásers, los moduladores externos, los interruptores o los detectores tienen anchuras de banda < 100 GHz
Métodos Populares de Multiplexeo
Para explotar más el ancho de banda de la fibra intentamos soluciones que substituyan el TDM. Una opción obvia es el WDM (multiplexión por división de longitud de onda), en el cual varios canales modulados se transmiten a lo largo de una fibra pero con cada canal situado en diferente longitud de onda.
Cada uno de diversos N láseres están funcionando a velocidades más lentas, pero el sistema agregado está transmitiendo N veces la velocidad individual del laser, proporcionando un incremento significativo de la capacidad. Los canales del WDM se separan en longitud de onda para evitar interferencia cuando son (de)multiplexed por una fibra óptica no-ideal. Las longitudes de onda se pueden encaminar individualmente a través de una red o recuperar individualmente por los componentes longitud de onda-selectivos.
Multiplexeo por Subportadoras (SCM)
Multiplexeo por división de código (CDM)
Multiplexeo por división espacial (SDM)
Hasta el final de los '80, las comunicaciones de la fibra óptica fueron confinadas principalmente a transmitir un solo canal óptico. Porque la atenuación de la fibra estaba involucrada, este canal requirió la regeneración periódica, que incluyó la detección, el proceso electrónico, y la retransmisión óptica.
Tal regeneración causa un embotellamiento optoelectrónico de alta velocidad y puede manejar solamente una sola longitud de onda. Después de que los amplificadores de nueva generación fueran desarrollados, nos permitió lograr la transmisión de un solo canal sin repetidores, de alta velocidad
Podemos pensar en el mono canal de los ~Gbps, como solo carril de alta velocidad en una carretera en la cual los coches sean paquetes de datos ópticos y la carretera es la fibra óptica. Sin embargo, la fibra óptica de ~25 THz puede acomodar mucho más anchura de banda que el tráfico de un solo carril.
Operación Básica Según lo explicado antes, el WDM permite la utilización de una porción significativa de la anchura de banda disponible de la fibra permitiendo que muchas señales independientes sean transmitidas simultáneamente en una fibra, con cada señal situada en una diversa longitud de onda
Operación Básica El ruteo y la detección de estas señales se pueden lograr independientemente, con la longitud de onda determinando la trayectoria de comunicación actuando como la dirección origen, de la destino o de ruteo.
Operación Básica Los componentes por lo tanto que se requieren son longitud de onda selectiva, permitidas para la transmisión, la recuperación, o ruteo de longitudes de onda específicas
Operación Básica En un sistema simple del WDM, cada laser debe emitir la luz en una diversa longitud de onda, con todos los lasers la luz es multiplexada, e introducida en una sola fibra óptica
Operación Básica WDM
Operación Básica Después de ser transmitido a través de una fibra óptica de gran ancho de banda, las señales ópticas combinadas se deben demultiplexar en el extremo de recepción distribuyendo la energía óptica total a cada puerto de salida y después requiriendo que cada receptor recupere selectivamente solamente una longitud de onda usando un filtro óptico armonico
Operación Básica Cada laser se modula a una velocidad dada, y la capacidad agregada total que es transmitida a lo largo de la fibra de gran ancho de banda es la suma total de los índices binarios de los lasers individuales.
Operación Básica Un ejemplo del incremento de la capacidad del sistema es la situación en la cual diez señales 2.5-Gbps se pueden transmitir en una fibra, produciendo una capacidad del sistema de 25 Gbps
Operación Básica Este longitud de onda paralelismo evita el problema de los dispositivos optoelectrónicos típicos, que no tienen anchos de banda que excedan de algún gigahertz a menos que sean exóticos y costosos
Demultiplexeo por Longitud de Onda
4 canales son lanzados en una fibra óptica que tiene una función de filtreo de transmisión no ideal. El pico del filtro de transmisión es centrado sobre el canal deseado. Transmitiendo el canal y bloqueando los otros. Debido a que no es lineal habrá problemas de muchos tipos (cross-talk).