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Medidas en redes ópticas

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Viene de La tecnología DWDM

Medidas en redes ópticas

La prioridad para los operadores de telecomunicación de todo el mundo es rentabilizar las redes ópticas ya existentes. Para ello el primer paso es aumentar su capacidad y realizar las correspondientes medidas en redes ópticas. Los sistemas DWDM actuales, pueden incrementar en varios órdenes de magnitud la capacidad de una fibra ya existente.

En contrapartida una de las mayores limitaciones para este tipo de sistemas es el coste de los equipos de medida necesarios en el proceso de puesta en marcha y en el propio mantenimiento de la red. Cuando varias longitudes de onda comparten una misma fibra, los medidores de potencia óptica no aportan información acerca de la señal compuesta que se transmite, puesto que las medidas no son selectivas en longitud de onda.

Para la medida y monitorización de sistemas WDM se requiere caracterizar componentes y realizar medidas en puntos de la red en función de la longitud de onda. Los analizadores de espectro ópticos se convierten en los protagonistas de cualquier test de este tipo de sistemas.

Estos equipos son imprescindibles tanto en el proceso de fabricación e instalación de componentes de red (multiplexores, filtros, conmutadores, amplificadores, etc.) así como en los procesos de mantenimiento de la propia red.

Los sistemas CWDM admiten distancias de transmisión de hasta 50 km y no usan amplificación óptica. Entre esas distancias, la tecnología CWDM puede admitir diversas topologías: anillos con distribuidor (hubbed ring), punto a punto y redes ópticas pasivas. Además, se adapta correctamente a las aplicaciones de redes metropolitanas (por ejemplo, anillos locales CWDM que conectan oficinas centrales con los principales anillos exprés metropolitanos DWDM) y a las aplicaciones relativas al acceso, como los anillos de acceso y las redes ópticas pasivas.

Los sistemas CWDM pueden utilizarse como una plataforma integrada para numerosos clientes, servicios y protocolos destinados a clientes comerciales. Los canales en CWDM pueden tener diferentes velocidades binarias. Esta técnica se adapta más fácilmente a las variaciones de la demanda de tráfico ya que con ella se pueden añadir canales en los sistemas y liberarlos de éstos.

CWDM puede ser una alternativa de bajo costo a los sistemas dense wavelength division multiplexing (DWDM) para transporte óptico en cortas distancias (menos de 50 km) desde las instalaciones de las empresas al troncal metropolitano de los proveedores de servicio.

El precio de un transceptor DWDM es típicamente de cuatro a cinco veces mas caro que su contrapartida de CWDM.

Las medidas básicas en el dominio de la frecuencia requeridas en los sistemas WDM son:

  • Medida de potencia de canal
  • Medida de la longitud de onda central del canal
  • Medida del espaciado entre señales
  • Medida de la relación señal ruido OSNR
  • Potencia total de la señal óptica.

El analizador de espectros

Para analizar las portadoras individuales se requiere de analizadores de espectros ópticos con resoluciones por debajo de 1 nm. En las instalaciones más avanzadas, la separación entre portadoras va de 0.8 nm (100 GHz de espaciado de canal) a 0.2 nm (25 GHz).

Estas medidas basadas en un análisis espectral óptico de alta resolución y también alta precisión han poder realizarse en cualquier punto de la red. Por todo ello el equipo de medida, y más concretamente, el analizador de espectros (OSA) dirigido a aplicaciones en redes WDM debe ser un equipo portátil, robusto, de fácil y rápido manejo y precio moderado. No hay que olvidar que hasta la llegada de los sistemas WDM, los analizadores de espectros eran equipos básicamente de laboratorio, no portátiles y de elevado coste. Los sistemas WDM exi­gen multitud de medidas ópticas en campo y los analizado­res ópticos de laboratorio no son apropiados para medidas en el exterior.

Otra prestación necesaria en los equipos de medida dirigidos a redes WDM es la de poseer procedimientos de medidas especializados que facilite y a la vez agilice el trabajo del personal técnico. El equipo PROLITE-60, desarrollado por la empresa PROMAX Electronica SA, está dotado de algoritmos dedicados a cada aplicación.

Partiendo de la filosofía de un analizador de espectro básico, el equipo permite realizar medidas automáticas en todos los ámbitos de aplicación, tanto en el análisis de la señal WDM en cualquier punto de la red como la caracterización de componentes de la red: Filtros, amplificadores, multiplexores, láseres DFB, láseres FB y LEDs.

Conclusión

El aumento de la capacidad de transmisión es imparable, de hecho siempre ha sido así a lo largo de la historia, pero en la actualidad se ha disparado vertiginosamente.

El ritmo de crecimiento de la capacidad de transmisión se multiplica por diez cada cuatro años. Esto significa que dentro de ocho años la capacidad de transmisión requerida por las redes troncales podría superar los 100 Tb/s.

Actualmente, en el ámbito experimental, se están llevando a cabo ensayos de sistemas de enlaces ópticos a decenas de Tb/s a distancias de miles de km utilizando láseres solitones, fibras especiales que reducen los efectos no lineales, nuevos amplificadores ópticos y por supuesto técnicas WDM (ultraDWDM). El análisis espectral para estos sistemas es ya un requisito tan necesario como lo es para otros medios de transmisión como el coaxial o el aéreo que utilizan frecuencias de UHF o microondas.

Como hemos visto en el artículo, las primeras transmisio­nes en F.O. utilizaban luz a 850 nm, luego se pasaron a 1300nm y posteriormente a 1550nm buscando mínimas perdidas en la transmisión. Los sistemas WDM actuales trabajan en banda C y L (1530-1610 nm) pero ya se están desarrollando fibras que trabajen en cuarta ventana (1625 nm).

La tendencia, forzada por la necesidad de aumentar al máximo la capacidad de transmisión, es la de utilizar cada vez mayor parte del espectro óptico. En este sentido ya se están fabricando fibras ópticas que minimizan las pérdidas debidas a la absorción de las moléculas de agua en el entorno de 1470 nm de manera que también sea posible utilizar esta banda (quinta ventana).

De hecho en la actualidad la banda utilizada por las fibras ópticas está creciendo para poder cubrir las exigencias de aumento de la capacidad de transmisión. Muy posiblemente en un futuro habrá que saltar a zonas del espectro electromagnético con mucha mayor capacidad de transmisión, hacia las longitudes de onda inferiores a la luz visible (ultravioleta, rayos X..), lo cual permitiría dar un salto astronómico en cuanto a la capacidad de transmisión. Las fibras actuales no permiten la transmisión de estas longitudes de onda puesto que las pérdidas serían altísimas a estas longitudes. Quizás en el futuro se descubran nuevos materiales que puedan con­ducir esa radiación.