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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
ESCUELA DE INGENIERÍA
ESTUDIO DE LA RED ÓPTICA CWDM ( COARSE WAVELENGTHDIVISIÓN MULTIPLEXING) Y PROPUESTA DE UNA
METODOLOGÍA DE DISEÑO
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO ENELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
RAMIRO WILMER CADENA SÁNCHEZ
DIRECTOR: MSc. TAÑÍA PÉREZ
Quito, Abril 2005
DECLARACIÓN
Yo, Ramiro Wilmer Cadena Sánchez, declaro bajo juramento que el trabajo
aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual
correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo
establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la
normatividad institucional vigente.
Ramiro Wilmer Cadena (Sánchez
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Ramiro Wilmer Cadena
Sánchez bajo mi supervisión.
/y
MSoTTañíáPérez
DIRECTOR DE PROYECTO
AGRADECIMIENTO
A todos mis familiares y amigos que me hanbrindado su apoyo durante toda mi carrera.
Para todas las personas que de una u otra maneracolaboraron en la realización del presente proyecto.
Mi gratitud para la Ingeniera Tañía Pérez por sudedicación e invaluable ayuda.
RESUMEN
El presente proyecto tiene como objetivo investigar una nueva forma de transportar la
información de una manera rápida y a menor costo, debido al incremento en las
telecomunicaciones, específicamente en el área de voz y datos.
Es así, que se realiza el estudio de una nueva técnica de transmitir la información por
un medio guiado como es la fibra óptica, medio que tiene grandes beneficios en
cuanto a la atenuación, distancia, etc. La técnica que se utiliza es la multiplexación
por longitud aproximada de onda (CWDM), debido a que con este recurso se
aumenta considerablemente la velocidad de transmisión.
En el presente proyecto se realiza un estudio de las características técnicas de esta
tecnología, así como también de sus ventajas y limitaciones. En cuanto al costo se
realiza una comparación con otra tecnología que utiliza multiplexación, como es
DWDM (Multiplexación por Longitud de Onda Densa).
Con estos antecedentes se propone un método de diseño utilizando la tecnología
CWDM, que se aplica a los anillos de la red de ANDINATEL S.A., la misma que
interconecta toda la ciudad de Quito.
PRESENTACIÓN
Debido al gran auge que se está experimentado en los servicios de
telecomunicaciones, las redes actuales no serán suficientes para satisfacer las
necesidades de los usuarios a mediano plazo. Por lo que es preciso proponer una
solución que supla dicha demanda y además garantice condiciones favorables en
cuanto a la distancia de los enlaces, atenuación de la señal, rendimiento y potencia,
entre otros.
Para superar dichas limitaciones se propone un sistema de comunicación por fibra
óptica usando CWDM (multiplexación por división aproximada de longitud de onda).
Hacer uso de la fibra es una forma habitual de maximizar la transferencia de
información en un enlace de comunicaciones en general, y CWDM en particular,
consiste en multiplexar varias señales sobre un único medio de transmisión
aprovechando de esta forma su ancho de banda total.
La multipiexación en longitud de onda permite que varias señales sean transmitidas
simultáneamente por una sola fibra óptica modulando señales discretas en diferentes
bandas de frecuencia, es decir, se divide el espectro de transmisión óptico de una
fibra óptica en varias longitudes de onda, cada una transportando un torrente de
datos de forma independiente (un canal). De esta manera el espectro óptico de
transmisión es dividido en varias bandas de longitud de onda, donde cada lambda (A)
transporta un canal de comunicación distinto.
El presente proyecto ofrece una nueva alternativa aplicable en la ciudad de Quito,
cuando la red actual tenga problemas de saturación. Debido a que la tecnología
CWDM brinda un mayor ancho de banda, aprovechando así al máximo la fibra óptica
instalada.
En el primer capítulo se hace un estudio de los conceptos fundamentales de la fibra
óptica, tipos de fibra óptica, elementos del sistema de transmisión, multiplexación y
demultiplexación, y se realiza un estudio de las jerarquías digitales plesiocrona y
sincrónica, estos conceptos ayudan a una mejor compresión del sistema que se
plantea en este estudio.
El segundo capítulo estudia los conceptos de las tecnologías WDM (multiplexación
por longitud de onda), DWDM (multiplexación por longitud de onda densa) y CWDM
(multiplexación por longitud de onda aproximada), para con ello encontrar las
ventajas y desventajas de las diferentes tecnologías.
En el tercer capítulo se realiza una descripción de la red actual de la ciudad de Quito,
luego se desarrolla una metodología de diseño con la tecnología CWDM, con su
respectiva asignación de longitud de onda y un estudio del costo de los equipos de
las tecnologías DWDM y CWDM para con esto comparar los diferencias de costo.
Finalmente en el capítulo cuarto, se mencionan las conclusiones y recomendaciones
de los principales puntos de este trabajo.
ÍNDICE
CAPITULO. 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LOS SISTEMAS
FIBRA ÓPTICA
1.1 Introducción 1
1.2 Composición de la fibra óptica 2
1.3 Ventanas de transmisión de la fibra óptica 3
1.4 Propagación de la información (luz) en la fibra óptica 4
1.5 Conceptos básicos 5
1.5.1 Reflexión total 5
1.5.2 Apertura Numérica (NA.) 6
1.5.3 índice de refracción 7
1.6 Tipos de fibra óptica 11
1.6.1 fibra monomodo: 11
1.6.1.1 Tipos de fibras monomodo. 12
1.6.2 Multimodo de índice gradiante gradual 13
1.6.3 Fibra multimodo de índice escalonado 14
1.7 Dificultades de la transmisión 14
1.7.1 Atenuación 15
1.7.2 Dispersión. 16
1.7.2.1 Dispersión Cromática 17
1.7.2.2 Dispersión en modo polarizado (PMD) 18
1.8 Elementos de un sistema de computación por fibra óptica 20
1.8.1 Fuentes de luz y detectores 20
1.8.1.1 Emisores de luz- Leds y Láseres 20
1.8.1.1.1 Diodo Láser VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting
Láser) 21
1.8.1.1.2 DFB (Distributed Feedback Láser) 22
1.8.2 Detectores de luz 23
1.8.2.1 Diodo PIN 23
1.8.2.2 Fotodiodo de avalancha (APD) 23
1.9 Amplificadores ópticos 24
1.9.1 Amplificadores de fibra dopado con erbio (EFDA) 24
1.10 Multiplexadores y Demultiplexadores 26
1.10.1 Técnicas de multiplexación y Demultiplexación 27
1.10.2 Multiplexadores ópticos ADD/DROP (OADM) 29
1.11 Jerarquía Digitales 30
1.11.1 Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH) 30
1.11.2 Jerarquía Digital Sincrónica (SDH) 32
1.11.2.1 Definición 32
1.11.2.2 Ventajas 33
1.11.2.3 Estructura básica de SDH 35
1.11.2.4 Trama STM-1 36
1.11.2.5 Formación déla Trama STM-1 37
1.11.2.6 Sincronización 42
CAPITULO 2: ESTUDIO DE LA TECNOLOGÍA CWDM
(Multiplexación por División Aproximada de Longitud de Onda) Y
SUS APLICACIONES.
2.1 Introducción 44
2.2 Estudio de la tecnología WDM (Multiplexación por División de Longitud de
Onda) 46
2.2.1 Introducción 46
2.2.2 Componentes de un sistema WDM 47
2.2.2.1 Amplificadores WDM 47
2-2.2.2 Multiplexores y Demultiplexores 47
2.2.2.2.1 MultipIexorAdd/Drop(WADM) 48
2.2.2.3 Filtro ópticos 48
2.2.3 Descripción de sistema WDM 50
2.2.4 Topología 52
2.2.5 Normalización (recomendación UIT-T G 692) 52
2.2.6 Arquitectura de redes ópticas WDM 56
2.2.6.1 Redes de Difusión y selección (Broadcast-and-Select
Network) 56
2.2.6.2 Redes de enrutamiento de longitud de onda (Wavwlength
Routed Network) 57
2.2.7 Ventajas de WDM 60
2.2.8 Desventaja de WDM 61
2.3 Estudio de la tecnología DWDM (Multiplexación Densa por división de longitud
de onda) 62
2.3.1 Introducción 62
2.3.2 Componentes de un sistema DWDM 62
2.3.2.1 Amplificadores ópticos 62
2.3.2.2 Terminales Multiplexores ópticos 63
2.3.2.3 Cross connect óptico (OXC) 64
2.3.3 Gestión en sistemas DWDM 65
2.3.4 Normalización 65
2.3.5 Descripción del sistema DWDM 69
2.3.6 Topología y Esquema de protección para DWDM 70
2.3.6.1 Topología punto a punto 70
2.3.6.2 Topología Anillo 71
2.3.7 DWDM en las MAN 72
2.3.8 Diferencia entre WDM y DWDM 72
2.3.9 Ventajas de DWDM 73
2.4 Estudio de la Tecnología CWDM (Multiplexación por División Aproximada de
Longitud de Onda) 74
2.4.1 Introducción 74
2.4.2 Definición 74
2.4.3 Longitudes de onda centrales nominales para sistemas con CWDM75
2.4.3.1 Espaciamiento de la longitud de onda central y variación de
la longitud de onda 76
2.4.4 Componentes de un sistema CWDM 77
2.4.4.1 Fibra óptica 77
2.4.4.2 Láser 77
2.4.4.3 Receptores 79
2.4.4.4 Filtros 79
2.4.4.5 Comparación entre equipos CWDM y DWDM 80
2.4.4.6 Diferencia DWDM Y DWDM 81
2.4.4.6.1 Hardware más barato 82
2.4.4.6.2 Bajo requerimiento de energía 83
2.4.4.6.3 Fiabilidad 83
2.4.4.6.4 Menor tamaño físico 84
2.4.4.6.5 Hasta 18 longitudes de onda 84
2.4.4.7 Estándar UIT G.694.2 85
CAPITULO 3: MÉTODO DE DISEÑO DE UNA RED ÓPTICA CON
TECNOLOGÍA CWDM (Multiplexación por División Aproximada de
Longitud de Onda.)
3.1 Introducción 86
3.2 Descripción de la red de fibra óptica de la ciudad de Quito 88
3.2.1 Anillo Central 1 (U-node) 89
3.2.2 Anillo Central 2 89
3.2.3 Anillo Sur 90
3.2.4 Anillo Oeste 91
3.2.5 Anillo Valle 91
3.2.6 Anillo Norte 92
3.2.7 Anillo Cumbayá 93
3.2.8 Anillo Central Internacional 93
3.3 Análisis de tráfico 94
3.3.1 Proyección de la población 94
3.3.2 Proyección de la densidad de tráfico 96
3.3.2.1 Método de GOMPERTZ 97
3.3.3 Proyección de la Matriz de tráfico 101
3.3.3.1 Método de RAPP 102
3.3.3.1.1 Cálculo del coeficiente Ni(0) 103
3.3.3.2 Tráfico generado por Internet 104
3.5 Diseño de la red CWDM 115
3.5.1 Tráfico de los anillos 117
3.6 Descripción de los anillos CWDM 120
3.6.1 Anillo central 120
3.6.2 Anillo sur 121
3.6.3 Anillo oeste 122
3.6.4 Anillo valle 124
3.6.5 Anillo norte 125
3.6.6 Anillo Cumbayá 126
3.7 Análisis de costos 127
CAPITULO 4: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1 Conclusiones 1304.2 Recomendaciones 132
BIBLIOGRAFÍA 134
ANEXOS
Anexo 1: Efectos no lineales de la fibra ópticaAnexo 2: Recomendaciones de la UIT-TAnexo 3: ProteccionesAnexo 4: Equipos
CAPITULO 1.
FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA
1.1 INTRODUCCIÓN
La fibra óptica es un conductor de última generación que permite integrar en una
misma vía infinidad de servicios de telecomunicaciones.
Su implantación requiere de un importante esfuerzo temporal y financiero, pero
reporta a sus usuarios innumerables ventajas. Una de ellas, probablemente la
más importante, es que prepara a las empresas para incorporar nuevas
aplicaciones en el campo de la tecnología de la información y telecomunicaciones,
actuales y futuras.
Los cables de fibra óptica son filamentos de vidrio flexibles, a veces menores al
espesor de un cabello humano. Llevando información en forma de haces de luz
de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya -incluyendo curvas y
esquinas- sin interrupción.
Los dos elementos esenciales de la fibra óptica son el núcleo y el revestimiento.
El núcleo es la parte más interna de la fibra y es la que guía la luz. Consiste en
una o varias hebras delgadas de vidrio o de plástico con diámetro de 50 a 125
um. El revestimiento es la parte que rodea y protege al núcleo. El conjunto de
núcleo y revestimiento está a su vez rodeado por un forro o funda de plástico u
otros materiales que lo resguardan contra la humedad, el aplastamiento, los
roedores y otros riesgos del entorno.
En la transmisión de datos ya sea en fibra o en otro tipo de conductores se
conoce como ancho de banda a la cantidad límite de información que puede
transmitirse al mismo tiempo. Por ejemplo, si se tratara de una carretera, el ancho
de banda representaría el número máximo de automóviles que pueden circular
por esa vía en un lapso determinado. Una de las ventajas de la fibra es que
2
normalmente su ancho de banda es mayor que el de un cable de cobre del mismo
diámetro.
La transmisión por fibra óptica involucra el cambio de las señales eléctricas en
pulsos de luz, usando un transmisor optoelectrónico, y enviando los pulsos hacia
el núcleo de una fibra óptica. Ya que el núcleo y el revestimiento tienen
composiciones diferentes, la luz es atrapada dentro del núcleo. Al extremo
opuesto, un receptor cambia los pulsos regresándolos a señales eléctricas.
1.2 COMPOSICIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA1
La fibra óptica básica esta compuesta de tres capas concéntricas que difieren en
propiedades, figura 1.1:
• Núcleo (Core): La parte interna que conduce la luz.
• Revestimiento (Cladding): La capa media que sirve para confinar la luz
en el centro.
• Recubrimiento (Buffer): La capa exterior que sirve como un
"amortiguador" para proteger al núcleo y al revestimiento de algún daño.
ubrimiento
Revestimiento
Núcleo
Figura 1.1 Estructura de la Fibra óptica
1 www.portalgsm.com/documentacion-extendida/
1.3 VENTANAS DE TRANSMISIÓN BE LA FIBRA ÓPTICA
La transmisión de información a través de fibras ópticas se realiza mediante la
modulación (variación) de un haz de luz invisible al ojo humano, que en el
espectro se sitúa por debajo del infrarrojo, como se indica en la figura 1.2.
Si bien es invisible al ojo humano, hay que evitar mirar directamente y de frente
una fibra a la cual se le esté inyectando luz, puesto que puede dañar gravemente
la visión.
Las fibras ópticas presentan una menor atenuación (pérdida) en ciertas porciones
del espectro lumínico, las cuales se denominan ventanas y corresponden a las
siguientes longitudes de onda (X), expresadas en nanometros:
Primera ventana 800 a 900 nm I utilizada = 850nm
Segunda ventana 1250 a 1350 nm I utilizada = 1310nm
Tercera ventana 1500 a 1600 nm I utilizada = 1550nm
Mayor frecuencia / Menor Longitud de onda
Espectrovisible
Ultravioleta/40 Onm
Víoleta/455nm
Azul/490nni
Verde/550nm
• Amar¡llo/580nm
1ra VentanaMM
Zda VentanaMM,SM
3ra VentanaSM
F• Naranja/HZOnm
.¿¿y^aa l Rojo/750nm
Infra rojo/8OOnrn850nm
•1300nm
•-ISSOnm
• microonclas•R.F
Fibras
Ópticas
Menor frecuencia / Mayor longitud de onda
Figura 1.2 Esquema de las ventanas de transmisión y sus longitudes de onda
1.4 PROPAGACIÓN DE LA INFORMACIÓN (LUZ) EN LA FIBRA
ÓPTICA.
La fibra óptica está compuesta por dos capas de vidrio, cada una con distinto
índice de refracción. El índice de refracción del núcleo es mayor (medio
ópticamente más denso) que el del revestimiento, razón por la cual, y debido a la
diferencia de índices de refracción, la luz introducida al interior de la fibra se
mantiene y propaga a través del núcleo. Se produce por ende el efecto
denominado Reflexión Total, como se muestra en la figura 1.3.
La luz inyectada en el núcleo choca en las interfaces núcleo-revestimiento con un
ángulo mayor que el ángulo crítico (9) reflejándose hacia el núcleo. Sí los ángulos
de incidencia y reflexión son iguales, el rayo de luz continúa en zigzag sobre toda
la longitud de la fibra. La luz es atrapada en el núcleo. La Luz que golpea las
interfaces núcleo-revestimiento con un grado menor al ángulo crítico se pierde en
el revestimiento.
Refractado n2 ¿ Revestimiento
Reflejado n1 \ Núcleo
Figura 1.3 Principio de operación de la fibra ópticaDonde: n1: índice de Refracción del núcleon2: índice de Refracción de revestimienton1>n2 la fibra tiene Reflexión interna total.
Los rayos de luz pueden entrar a la fibra óptica, si el rayo se halla contenido
dentro de un cierto ángulo denominado CONO DE ACEPTACIÓN, figura 1.4. Un
rayo de luz puede perfectamente no ser transportado por la fibra óptica si no
cumple con el requisito del cono de aceptación. El cono de aceptación está
directamente asociado a los materiales con los cuales la fibra óptica ha sido
construida. Respecto a atenuaciones producidas dentro de otros medios de
transmisión, la fibra óptica presenta niveles de atenuación realmente bajos que
permiten transmitir luz por varios kilómetros sin necesidad de reconstruir la señal
(regenerar).
Punto Reflejado
Cono de aceptación
Eje de la fibra
Rayo Propagadopor la fibra Rayo NO propagado
por la fibra
Figura 1.4 Cono de aceptación en Fibras ópticas.
1.5 CONCEPTOS BÁSICOS1
Para entender mejor la propagación de la luz en la fibra óptica, se presentan
algunos conceptos:
1.5.1 REFLEXIÓN TOTAL
Para que todos los haces de luz se mantengan dentro del núcleo debe darse y
esta depende del ángulo de incidencia y el índice de refracción.
Todos los rayos de luz que inciden con un ángulo 9 mayor que el ángulo límite o
crítico de los dos medios 8o, desde un medio ópticamente más denso (mayor
índice de refracción), sobre otro ópticamente menos denso (menor índice de
refracción), son reflejados en la superficie que separa ambos medios, es decir el
rayo se propaga en el medio más denso, a lo que se denomina reflexión total de
la luz.
Si el rayo incide con un ángulo 9 menor que 80, el rayo luminoso se refractará en
el medio menos denso, como se muestra en la figura 1.5.
! http://www.yio.com.ar/fo/
Figura 1.5 Principio de reflexión total entre dos medios
1.5.2 APERTURA NUMÉRICA (NA.)
De acuerdo a la estructura de la fibra el índice del núcleo n-i es ligeramente
superior a la de revestimiento n2 y su ángulo límite o crítico esta representado por
la siguiente expresión, de acuerdo a la ley de refracción:
Aire no =1
(^yy?
Rayo incidente
cí : ángulo crítico0
sena = — =-0 ft
(90°-<O fl¿
1 1/ /
__ í- ~~~^*cNj ^^~^^-^_Núcleo n1>n2
\n 1,
Eje del conductor' ~y óptico
\
SI CE > Oío Rayo se refracta y no es capturado por el núcleo
SiCC < OÜQ Rayo se refleja y permanece en el núcleo.
Figura 1.6 Conducción de la luz en la fibra
De la expresión anterior se concluye que todos los rayos luminosos que incidan
con un ángulo menor que (90° - do) con respecto al eje de la fibra óptica son
conducidos en el núcleo (figura 1.6), como lo determina el efecto de la reflexión
total.
El ángulo a entre el rayo luminoso y el eje de la fibra óptica, para acoplar al núcleo
un rayo luminoso desde el exterior de la fibra (aire no=1), se rige de acuerdo a la
ley de refracción:
sena n, _ ., , _Ecuación 1.2
sen(90°-a0~) n0
sena = ní.cosa0 =n1.^l-sen2a0 Ecuación 1.3
Analizando las expresiones anteriores se llega a:
9«2 = <AN Ecuación 1 .4sena =
El máximo ángulo de acoplamiento amax se denomina ángulo de aceptación del
conductor de fibra óptica y es únicamente función de los índices de refracción n-i y
n2. Al seno del ángulo de aceptación se le denomina apertura numérica (AN) del
conductor de fibra óptica.
Observaciones:
• Una NA alto recoge más luz, pero se reduce el ancho de banda. Una NA
más bajo aumenta el ancho de banda.
• Una NA grande hace más fácil la inyección de la luz en una fibra, mientras
un NA pequeño tiende a dar un ancho de banda más grande en la fibra.
• Una NA grande permite una dispersión modal mayor permitiendo más
modos en los que la luz puede viajar. Un NA más pequeño reduce la
dispersión limitando el número de modos.
1.5.3 ÍNDICES DE REFRACCIÓN
Cuando un haz de luz que se propaga por un medio ingresa a otro distinto, una
parte del haz se refleja mientras que la otra sufre una refracción, que consiste en
el cambio de dirección del haz. Para esto se utiliza el llamado índice de refracción
del material.
Para poder obtener los índices de refracción distintos entre el núcleo y el
revestimiento de la fibra, tales que satisfagan las condiciones de guía de luz, se
agrega impurezas al silicio, tales como el flúor, óxido de fósforo y el óxido de
germanio que aumentan el índice de refracción.
La fibra tipo monomodo que es la que menores pérdidas presenta se ha logrado
con silicio puro en el núcleo y con el revestimiento dopado de flúor, asegurando
un rebote sin pérdida.
a.- Fibra a índice Escalón (Step Index Optical Fibre)
Son aquellas en las cuales el valor del índice de refracción en el núcleo
permanece siempre constante y mayor que el valor del revestimiento. Como se
conoce en la fabricación de una fibra un núcleo cilindrico de vidrio o plástico con
índice de refracción n-i es cubierta por una corteza igualmente de vidrio o plástico
con un índice de refracción menor n2. Una fibra que esté constituida por un núcleo
de vidrio y revestimiento de plástico se le denomina fibra PCS (Plástic - Ciad
Silica). Se pueden obtener elevados NA (Apertura Numérica) con este tipo de
fibras que además se caracterizan por tener un diámetro de núcleo ancho,
elevada atenuación y pequeño ancho de banda. Lo importante de este tipo de
fibra es que al ser elevado el NA (Apertura Numérica), permite el uso de LED
como emisor de superficie de bajo costo, así como conectores baratos.
En estos tipos de fibras los distintos modos de propagación o rayos siguen
distintos caminos y llegan al otro extremo en instantes diferentes, provocando un
ensanchamiento de la señal óptica transmitida.
El número máximo de modos de luz (caminos para los rayos de luz) que pueden
existir en el núcleo de una fibra depende de su apertura numérica, su diámetro y
longitud de onda de la luz, para una fibra del tipo índice escalonado se puede
determinar matemáticamente por la siguiente expresión:
diámetro _dsl _núciso * flH*I]
I ^ J Ecuación 1.5
Matemáticamente; Se puede decir que la condición para que se genere más de
un modo es la siguiente:
0.766Za > •———
-'•^ Ecuación 1.6
Donde d es el diámetro de la fibra. A mayor número de modos, mayor es el
ángulo de la traza correspondiente como se puede ver en la figura 1.7.
Pérdida Perf¡| de| fnc¡¡ceRefracción
Figura 1.7 Perfil de la fibra de índice Escalonado
La luz de un emisor es distribuida uniformemente en el cono de aceptación de la
fibra y la potencia óptica del pulso óptico de entrada es distribuida uniformemente
en todos los modos. Debido a que cada modo tiene un tiempo diferente de
propagación (porque recorrerán distintas distancias), se producirá el efecto
siguiente: Distorsión del pulso y se tendrá un ancho de banda limitado. A este
fenómeno se le llama la Distorsión Multimodo (Ruido determinístico coherente).
La distorsión multimodo recibe también el nombre de Dispersión modal y la
relación entre los tiempos de recorridos mínimos y máximos es directamente
proporcional a la relación entre los índices de refracción del recubrimiento y del
núcleo que es del orden del 1%.
Ib-- Fibras a índice Gradual (graded índex core)
Este tipo de fibra consiste de un núcleo cuyo índice de refracción varía con la
distancia a lo largo del eje con el objetivo de disminuir los efectos de la dispersión
10
modal. Al igual que la fibra de índice escalón, el núcleo esta rodeado por el vidrio
del cladding ó revestimiento de menor índice refractivo.
Las fibras de índice gradual ofrecen una buena aceptación de luz y ancho de
banda, mejor de las ofrecidas por las fibras a índice escalón. Otras características
ofrecidas son:
- Diámetro del núcleo moderado.
- Bajo NA.
- Atenuación moderada.
Ei ancho de banda mejorado se debe a la estructura especial de la fibra que
permite un índice de refracción distribuido como lo representa en la figura 1.8:
índice
2.5 h
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Perfil, ctol Ttidíce cíe refracciónde uno fFbra con un índicegradual con un nüeloo do
62,5
-60 -50 -40 -30 -20 -10 O 10 20 3O AO SO 50
Radio (jun)
Figura 1.8 Perfil de la fibra de índice gradual
Perfil de la fibra de índice gradual
Figura 1.9 La gradiente del índice refractivo de una fibra de índice gradualcurva los rayos de luz hacia el centro de la fibra.
11
El índice de refracción (figura 1.9) en función del radio del núcleo se expresa de la
siguiente manera:
a Ecuación 1.7
Donde:
n = es el índice de refracción en el centro del núcleor = radiog = es el perfil del índice (ejemplo Cuadrático)a = es el valor máximo del radio.
A =2-^ 2r?i KI Ecuación 1.8
Debido a que la velocidad de la luz decrece con el crecimiento del índice de
refracción, la velocidad de la luz para modos cerca del centro del núcleo es menor
que en la zona cerca al límite con el revestimiento. Para perfiles parabólicos
(cuadráticos) del índice de refracción, el tiempo de propagación, para varios
modos es casi ecualizado, lo cual reduce la distorsión debido a la propagación
multimodo.
Las fibras de índice gradual fueron diseñadas especialmente para las
telecomunicaciones, por largo tiempo los diámetros estándares han sido de 50 y
62.5 um con un revestimiento de 125 um, algunas son fabricadas con un núcleo
de 82.5 um.
1.6 TIPOS DE FIBRA ÓPTICA1
1.6.1 FIBRA MONOMODO:
Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de
información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz por kilómetro.
Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja
de implantar. La figura 1.10 muestra que sólo pueden ser transmitidos los rayos
que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que tiene el nombre
1 •www.monografias.com
12
de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único). Son
fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la
longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 8
um. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy
diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice
escalonado. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal
ventaja de las fibras monomodo, ya que sus pequeñas dimensiones implican un
manejo delicado y dificultades de conexión que aún no se domina plenamente.
índice derefracción
Sección de laFibra óptica
Pulso deentrada
Trayectoria de los rayos Pulso desalida
Figura 1.10 Propagación en una fibra monomodo.
1.6.1.1 TIPOS DE FIBRA MONOMODO.
Los tipos de fibra monomodo han evolucionado a medida que pasan los años. Los
tres principales tipos y sus especificaciones ITU-T son:
• NDSF (Non-Dispersion-Shifted Fiber), G 652.
• DSF (Dispersion-Shifted Fiber), G 653
• NZ-DSF (Non-Zero Dispersión Shifted Fiber) G.655
La fibra NDSF, comúnmente llamada fibra monomodo estándar, se diseñó para
usarla en la segunda ventana, cerca de los 1310nm. Para optimizar el rendimiento
de la fibra óptica en esta ventana, la fibra fue diseñada de forma que la dispersión
cromática fuera cercana a cero para una longitud de onda de 1310nm.
A medida que la fibra óptica se hacía más común y aumentaban las necesidades
de un mayor ancho de banda y mayores distancias, se explotó una tercera
ventana, cercana a los 1550 nm, en transmisión monomodo. La tercera ventana o
banda C, ofreció dos ventajas: tenía mucha menos atenuación y su frecuencia de
operación era la misma que la de los nuevos amplificadores dopados con erbio
13
(EDFAs1). Sin embargo sus características de dispersión lo limitan severamente.
Esto se solucionó con el uso de láseres de una banda más estrecha y más
potentes. Pero debido a que la tercera ventana tiene menor atenuación que la
ventana de 1310 nm, a los fabricantes les ha gustado el tipo DSF, porque
desplaza el punto de dispersión cero a la región de los 1550 nm. Aunque ahora
esta solución significa que la atenuación óptica es menor y el punto de dispersión
cero coinciden con la ventana de 1550, resulta que hay no linealidades
destructivas en la fibra óptica cerca del punto de dispersión cero y no hay
compensación efectiva a ello.
El tercer tipo, NZ-DSF, está diseñado específicamente para cubrir las
necesidades de las aplicaciones WDM (multiplexación por longitud de onda). La
dirección de este diseño es hacer la dispersión baja en la región de 1550 nm, pero
no cero. Efectivamente esta estrategia introduce una cantidad controlada de
dispersión, que cuenta los efectos no lineales tales como la mezcla de cuatro
ondas2 que pueden perjudicar el rendimiento de los sistemas WDM.
1.6.2 FIBRA MÜLTIMODO DE ÍNDICE GRADIÁNTE GRADUAL:
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso
que llega hasta los 500 MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice
de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza
del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia
el eje de la fibra, como se puede ver en la figura 1.11. Estas fibras permiten
reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del
núcleo de la fibra.
La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de tiene un tamaño 62,5/125
um (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta) que se encuentra normalizada.
1 Ver sección 1.9.12 Ver Anexos 1. EFECTOS NO LINEALES
14
Amp Amp
índice derefracción
Sección de laFibra óptica
Pulso deentrada
Trayectoria de los rayos Pulso desalida
Figura 1.11 Propagación en una fibra Multimodo de índice gradual.
1.6.3 FIBRA MULTIMODO DE ÍNDICE ESCALONADO:
Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con
una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km.
Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas
fibras, el núcleo está constituido por Un material uniforme cuyo índice de
refracción es claramente superior al del revestimiento que lo rodea. El paso desde
el núcleo hasta el revestimiento conlleva por tanto una variación brusca del índice,
de ahí su nombre de índice escalonado.
La fibra multimodo de índice escalonado tiene un tamaño 100/140um (diámetro
del núcleo/diámetro de la cubierta).
n2n1
índice derefracción
Sección de laFibra óptica
Amp Amp
Pulso deentrada
Trayectoria de los rayos Pulso desalida
Figura 1.12 Propagación en una fibra Multimodo de índice escalonado.
1.7 DIFICULTADES DE LA TRANSMISIÓN
La transmisión de luz en fibra óptica presenta varias dificultades que deben
tratarse.
15
Estos caen dentro de las tres categorías siguientes:
• Atenuación. Caída del nivel de la señal, o pérdida de la potencia de luz, a
medida que la señal se propaga por la fibra.
• Dispersión cromática. Ampliación de los pulsos de luz a medida que viaja
por la fibra.
• No linealidades. Efectos acumulativos de la interacción de la luz con el
material a medida que viaja por la fibra, cuyos resultados son cambios de
la longitud de onda e interacciones entre longitudes de onda.
1.7.1 ATENUACIÓN
La atenuación en las fibras ópticas es causada por factores intrínsecos,
primariamente dispersión y absorción, y por factores extrínsecos, incluyendo
defectos del proceso de fabricación, el entorno y la tercedura física. La forma más
común de dispersión es la dispersión Rayleigh (figura 1.13), se produce cuando la
luz encuentra en su camino partículas extrañas, cuyo diámetro es mucho menor
que la longitud de onda de la señal, esto hace que la difracción resultante absorba
parte del espectro energético y se produzca una perdida de energía. Estas
variaciones son más pequeñas que las longitudes de onda que se usan y por lo
tanto actúan como objetos de dispersión.
Figura 1.13 Dispersión de Rayleigh
La atenuación debido a la absorción es causada por propiedades intrínsecas del
propio material, las impurezas del vidrio, y cualquier defecto atómico en el vidrio.
Estas impurezas absorben la energía óptica, haciendo que la potencia de la luz
disminuya. Mientras que la dispersión Rayleigh es importante en longitudes de
onda corta, la absorción intrínseca es una cuestión de longitudes de onda más
largas y aumenta dramáticamente por encima de 1700nm. Sin embargo, la
16
absorción (figura 1.14) debido al agua introducida en el proceso de fabricación de
la fibra está siendo eliminada en algunos tipos de fibra.
Figura 1.14 Absorción
Los factores primarios que afectan a la atenuación en las fibras ópticas son la
longitud de la fibra y la longitud de onda de la luz. En la figura 1.15 se muestra la
pérdida en dB/Km por longitud de onda debido a la dispersión Rayleigh, la
absorción intrínseca y la atenuación total.
T 1 1 T1.2 i.a 1.4 1.5
Longitud de Onda(micrometros)
1.6 1.7 I.S 1-fl 2.O
Figura 1.15 Gráfico de Atenuación total
La atenuación en fibra se compensa primariamente con el uso de amplificadores
ópticos.
1.7.2 DISPERSIÓN.
Es la dispersión de pulsos de luz mientras viaja a través de la fibra óptica. El
resultado de la dispersión es una distorsión de la señal que limita el ancho de
banda de la fibra.
17
Tiempo Fibra Tiempo
Figura 1.16 Principio de dispersión
Dos tipos generales de dispersión afectan a los sistemas. Uno de estos efectos, la
dispersión cromática es lineal mientras que la otra; la dispersión en modo
polarizado (PMD) no es lineal.
1.7.2.1 Dispersión Cromática
La dispersión cromática es consecuencia de que las diferentes longitudes de onda
se propagan a diferentes velocidades. El efecto de la dispersión cromática se
incrementa con el cuadrado de la velocidad. En la fibra monomodo, la dispersión
cromática tiene dos componentes: la dispersión material y la dispersión de guía
de onda.
La dispersión material ocurre cuando las longitudes de onda viajan a diferentes
velocidades a través del material. Una fuente de luz, no importa lo estrecho que
sea su espectro, emite varias longitudes de onda dentro de un rango. Así cuando
este rango de longitudes de onda viaja a través de un medio, cada longitud de
onda individual llega a una hora distinta.
El segundo componente de la dispersión cromática, la dispersión de guía de
onda, es consecuencia de los diferentes índices de refracción del "núcleo" y el
"revestimiento" de la fibra. El índice de refracción efectivo varía con la longitud de
onda de la forma siguiente:
• En cuanto a las longitudes de onda cortas, la luz va bien confinada dentro del
"núcleo". Así el índice de refracción efectivo es un valor próximo al índice de
refracción del "núcleo".
• En cuanto a las longitudes de onda medias, la luz se pierde ligeramente en el
"cladding". Esto disminuye el valor del índice de refracción efectivo.
18
• En cuanto a las longitudes de onda largas, la luz se pierde mucho en el
"revestimiento", y esto hace que el índice de refracción efectivo sea muy
parecido al índice de refracción del "revestimiento".
El resultado del fenómeno de la dispersión de la guía de onda es un retardo de
propagación en una o más de las longitudes de onda en relación con las demás./
La dispersión cromática total junto con sus componentes, está representada en la
figura 1.17.
E30:j| 10-
I „:.10-
-30-
-30-
-50
Dispersióndel Materia!
DispersiónCromática
Total
Dispersión enguia de onda
1100 1200 1300 1-100
Longitud de Onda (nm)
1SOD 1800
Figura 1.17 Dispersión Cromática
Aunque la dispersión cromática no es generalmente una cuestión a tener en
cuenta a velocidades por debajo de OC-481, si la tiene con velocidades mayores
debido al ancho del espectro requerido.
1.7.2.2 DISPERSIÓN EN MODO POLARIZADO (PMD)
La mayoría de las fibras monomodo soportan dos modos de polarización
perpendiculares, uno vertical y otro horizontal. Debido a que los estados de
polarización no se mantienen, hay una interacción entre los pulsos y como
consecuencia un ensanche de la señal.
1 OC-48 = 2488.32 Mbps
19
La dispersión en modo polarización (PMD) es causada por la ovalidad de la forma
de la fibra como resultado del proceso de fabricación o de tensiones externas.
Debido a que las tensiones pueden variar con el tiempo, la PMD, a diferencia de
la dispersión cromática, puede variar con el tiempo. La PMD no es generalmente
un problema a velocidades por debajo de OC-1921.
1.8 ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN POR
FIBRA ÓPTICA
1.8.1 FUENTES DE LUZ Y DETECTORES
Los emisores de luz y los detectores de luz son dispositivos activos en extremos
opuestos de un sistema óptico de transmisión. Las fuentes de luz, o ios emisores
de luz, son dispositivos en el lado transmisor que convierten las señales eléctricas
en pulsos de luz. El proceso de esta conversión, o modulación, se puede llevar a
cabo mediante modulación externa de una onda continua de luz o usando un
dispositivo que puede generar luz modulada directamente. Los detectores de luz
realizan la función opuesta de la función de los emisores de luz. Son dispositivos
optoelectrónicos en el lado receptor que convierten los pulsos de luz en señales
eléctricas.
1.8.1.1 Emisores de luz- Leds y Láseres
La fuente de luz usada en el diseño de un sistema es un asunto importante
porque puede ser uno de los elementos caros. Sus características son a menudo
un factor importante en cuanto a la limitación en el rendimiento final del enlace
óptico. Los dispositivos emisores de luz usados en la transmisión óptica deben ser
compactos, monocromáticos, estables y de larga duración.
Monocromático es un término relativo; en la práctica hay solamente fuentes de
luz con un rango determinado. La estabilidad de la fuente de luz es una medida
de cuan constante es su intensidad y longitud de onda.
1 OC-192 = 9953.28 Mbps.
20
Se usan dos tipos generales de dispositivos emisores de luz en transmisión
óptica, los LEDs (üght-Emitting Diodes) y los láseres (diodos o semiconductores).
Los LEDs son dispositivos lentos, útiles para velocidades inferiores a 1 Gbps,
tienen un espectro relativamente ancho, y transmiten la luz en un cono
relativamente ancho. Estos dispositivos baratos se usan a menudo en
comunicaciones con fibra multimodo. Por otro lado los láseres semiconductores
tienen como característica un rendimiento mejor y se pueden utilizar en
aplicaciones con fibra monomodo.
En la figura 1.18, se ven los principios generales de como enviar luz láser en una
fibra. El chip diodo láser emite luz en una dirección que se debe enfocar en la
fibra con una lente y en la otra dirección en un fotodiodo. El fotodiodo, que tiene
un ángulo para reducir las reflexiones en la cavidad del láser, es una forma de
monitorizar la salida del láser y suministrar la retroalimentación necesaria para los
ajustes.
Lentes
FibraChip diodo láser
, fotodiodo
Figura 1.18 Principios generales de un Láser
Los requerimientos para láseres incluyen una longitud de onda precisa, un ancho
del espectro estrecho, suficiente potencia, y control del chip (el cambio en
frecuencia de una señal en el tiempo). Los láseres semiconductores satisfacen
bien los tres primeros requerimientos. Sin embargo el chip puede estar afectado
por los medios usados para modular la señal. En los láseres modulados
directamente, la modulación de la luz que representa el dato digital se hace
internamente. Con la modulación externa, la modulación se hace en un dispositivo
externo. Cuando los láseres semiconductores son modulados directamente, el
21
chip puede llegar a ser un factor limitador a altas velocidades (por encima de 10
Gbps). Por otro lado la modulación externa ayuda a limitar el chip.
Los nuevos y modernos sistemas de comunicaciones ópticos dependen en gran
medida de la disponibilidad de componentes fotónicos avanzados así como de
subsistemas y bloques funcionales que cumplan estrictamente especificaciones,
en la actualidad se están haciendo enormes esfuerzos por construir cada vez
dispositivos con mejores desempeños para sistemas WDM como son los láser
VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Láser) y DFB (Distributed Feedback
Láser).
1.8.1.1.1 Diodo Láser VCSEL1 (Vertical Cavity Surface Emitting Láser)
En el contexto de los sistemas de comunicaciones de datos que incorporan redes
ópticas y dispositivos optoelectrónicos, la fuente ideal de radiación óptica debe
cumplir los siguientes requerimientos: pequeño tamaño, eficiencia elevada y
capacidad de modulación de alta velocidad. Un diodo láser que cumple estas
condiciones es el VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Láser), Este tipo de
diodo láser, está revolucionando las comunicaciones de datos debido a su
eficiencia en las interconexiones ópticas.. En esencia VCSEL es un diodo láser
basado en la recirculación de la luz dentro de una cavidad óptica, la recirculación
se consigue al girar la cavidad 90 grados, con lo cual la luz emitida es
perpendicular a la superficie del chip.
-El láser está compuesto de muchas capas de material semiconductor. Las capas
superiores-e inferiores actúan de espejos. Al aplicar una diferencia de potencial a
los espejos hay una corriente eléctrica que atraviesa el láser. Si éste es
suficientemente intenso, las capas centrales amplifican -la luz en el -láser. La
fracción de la luz que atraviesa los espejos forma el-haz láser que-se ve. Este
•viaja perpendicular a los espejos, como se puede ver en la figura 1.19.
' www-.ifca.unican.es/~fises/laseres/
22
Esquema del VCSEL
Luz láserCorriente t
Espejosuperior
Espejoinferior
Figura 1.19 Esquema del Diodo láser VCSEL
1.8.1.1.2 DFB (Distributed Feedback Láser)
La base para el funcionamiento de un láser DFB, es la inclusión de una capa
corrugada sobre la capa activa del láser. Esta estructura corrugada con
hendiduras en forma de "zig-zag" y la combinación de sus índices de refracción
así como el espaciamiento entre si permiten que se refleje solamente una longitud
de onda específica, la luz que viaja por la capa activa se moverá en muchas
direcciones y chocará inevitablemente con la capa corrugada, es así que se
refractará únicamente una longitud de onda y la luz emitida por el láser será
también de esta única longitud de onda (figura 1.20).
En sistemas WDM que se basan en el envío de varias señales lumínicas por una
misma fibra, las ventajas que tiene el uso de láseres DFB son evidentes.
_zvtyp=
Capa^U-1 corrugada
Regiónacfea
Figura 1.20 Esquema de un láser DFB
23
1.8.2 DETECTORES DE LUZ1
En el lado receptor, es necesario recuperar las señales transmitidas a diferentes
longitudes de onda en la fibra. Debido a que por naturaleza los foto detectores
son dispositivos de banda ancha, las señales ópticas son demultiplexadas antes
del detector.
Se utilizan fundamentalmente dos tipos de fotodetectores, el fotodiodo PIN
(Positive-Intrinsic-Negative) y el fotodiodo de avalancha (APD).
1.8.2.1 Diodo PIN
El fotodiodo PIN es el detector relativamente fácil de fabricar, altamente fiable,
tiene bajo ruido y es compatible con circuitos amplificadores de baja tensión. Unas
zonas p y n altamente conductivas junto a otra intrínseca poco conductiva,
caracterizan al diodo PIN. Los fotones entran a la zona intrínseca generando
pares electrón-hueco. El diodo se polariza inversamente con el fin de que las
cargas generadas en la zona intrínseca sean aceleradas por el campo eléctrico
presente.
Una típica estructura PIN plana tiene, como material absorbente de luz, a un
compuesto de In Ga As. La región de absorción es fina, siendo, generalmente, un
material tipo n sobre un sustrato tipo n de indio fosforoso. La superficie superior
está recubierta de un fino aislante, o capa pasiva, para proteger la superficie y
reducir la recombinación de electrones y huecos de dicha superficie.
1.8.2.2 Fotodiodo de avalancha (APD)
Los fotodiodos APD son similares a los diodos PIN en cuanto a que trabajan
polarizados en inversa, pero su ganancia se obtiene a través de un proceso de
amplificación. Los fotodiodos PIN tienen muchas ventajas, incluido su costo y su
flabilidad, pero los APDs tienen mayor sensibilidad de recepción y mayor
exactitud. Sin embardo los APDs son más caros que los fotodiodos PIN, y pueden
tener requerimientos de intensidad mayores y más sensibles a la temperatura.
1 http://litml.rincondelvago.com/fibra-optíca_4.1itml
24
Si los portadores de carga acelerados en el campo eléctrico adquieren
velocidades muy altas que por efecto de choques ionizan a otros portadores de
carga, se obtiene una corriente fotoeléctrica elevada. Este proceso se lo
denomina ruptura de avalancha, de ahí su nombre.
1.9 AMPLIFICADORES ÓPTICOS
Debido a la atenuación, hay límites en cuanto a la longitud de un segmento de
fibra. Si se sobrepasan es necesaria una regeneración de la señal. Antes de la
existencia de los amplificadores ópticos (OA), se debía tener un repetidor por
cada señal transmitida. El OA ha hecho posible amplificar todas las longitudes de
onda a la vez y sin conversión OEO (Optical - Electric -Optical) Además de ser
usados en enlaces ópticos, los amplificadores ópticos también se puede usar para
aumentar la potencia de la señal después de la multiplexación o antes de la
demultiplexación, dado que ambos procesos introducen pérdidas en el sistema.
1.9.1 AMPLIFICADOR DE FIBRA DOPADO CON ERBIO (EFDA)
El EFDA fue una tecnología clave para hacer posible el transporte de gran
cantidad de información a largas distancias. Al mismo tiempo, ha sido un gran hito
en el desarrollo de otros elementos y tecnologías de las redes.
Los EDFAs como su nombre dice, se basan en las fibras ópticas de silicio que se
dopan con erbio. Este dopaje convierte una fibra pasiva en activa.
En la figura 1.21 se ve un diagrama simplificada de un EFDA. Una señal débil
entra en una fibra dopada con erbio, se bombardea la fibra dopada con una luz
láser de longitud de onda 980 nm o 1480 nm, estas longitudes de onda
corresponden a una energía de fotones (partículas de luz), de esta manera la luz
inyectada estimula los átomos de erbio que liberan su energía almacenada como
luz adicional. Como este proceso continua por la fibra, la señal se refuerza. Las
emisiones espontáneas en el EFDA también añaden ruido a la señal.
25
Fibra dopada conerbio (10-50 m)
Luz de 3a o4a ventana
Ganancia 30 dB
Figura 1.21 Amplificador de fibra dopado con Erbio (EFDA)
En ausencia de señal óptica de entrada, los iones excitados recaen en forma
espontánea al nivel de energía fundamental. Al hacer esto devuelven la diferencia
de energía entro estos niveles. Esta diferencia se concreta con la generación de
un fotón de longitud de onda del orden de 1550 r\m.
Los parámetros claves de los amplificadores ópticos son la ganancia, el nivel de
ruido y la potencia de salida. Típicamente los EFDAs son capaces de dar
ganancias de hasta 30 dB o más y potencias de salida de +17dB o más. Sin
embargo los parámetros clave cuando se selecciona un EFDA son el bajo ruido y
la igualdad de la ganancia en la banda requerida. La ganancia es plana porque
todas las señales deben ser amplificadas uniformemente.
El bajo ruido es un requerimiento porque el ruido es amplificado con la señal.
Dado que su efecto es acumulativo, y no se puede filtrar, la relación señal/ruido es
un factor limitativo en ei número de amplificadores que se pueden concatenar y,
por tanto, la longitud del enlace de una sola fibra. En la práctica, las señales
pueden viajar hasta 120 Km. entre amplificadores. A distancias superiores de 600
a 1000 Km. la señal se debe regenerar.
26
1.10 MULTIPLEXADORES Y DEMULTIPLEXADORES1
Dado que hay sistemas que envían señales de varias fuentes sobre una sola
fibra, debemos incluir algunos dispositivos para combinar las señales de entrada.
Esto lo hace un multiplexador, que toma las longitudes de onda óptica de
múltiples fibras y las convierte en un solo rayo. En el extremo receptor, el sistema
debe poder separar los componentes de luz así que puedan ser discretamente
detectados.
Los demultiplexadores realizan esta función desglosando el rayo receptor en sus
componentes de longitud de onda y acoplándolos a la fibra individual. La
demultiplexación se debe hacer antes de la detección de la luz, porque los foto
detectores inherentemente son dispositivos de banda ancha y no pueden
selectivamente detectar una sola longitud de onda.
En un sistema unidireccional (figura 1-22), hay un multiplexor en el lado emisor y
un demultiplexor en el lado receptor. Se requerirían dos sistemas en cada
extremo en las comunicaciones bidireccionales, y se necesitarían dos fibras
separadas.
MUX DEMUX
DEMUX MUX
Figura 1.22 Sistema Unidireccional de Multiplexadores y Demultiplexadores
En un sistema bidireccional, hay un multiplexador/demultiplexador en cada
extremo y la comunicación es sobre un solo par de fibras (figura 1.23).
1 www.cisco.at/consultant/design_guides/dwdm.pdf
27
MUX/DEMUX MUX/DEMUX
Figura 1.23 Sistema bidireccional de Multiplexadores y Demuitiplexadores
Los multiplexadores y los demultiplexadores pueden ser de diseño pasivo o
activo. El diseño pasivo se basa en prismas, rejillas de difracción, o filtros
mientras que el diseño activo combina dispositivos pasivos y filtros sintonizables.
Los principales retos en estos dispositivos son minimizar la diafonía y maximizar
la separación de canal. La diafonía es una medida de cuanto están separados los
canales, mientras que la separación de canales se refiere a la posibilidad de
distinguir cada longitud de onda.
1.10.1 TÉCNICAS DE MUL1TPLEXACIÓN Y DEMÜLTEPLEXACIÓN.
Una forma simple de multiplexar y demultiplexar la luz es realizada con un prisma.
En la figura 1.24, se muestra un caso de demultiplexación. Un rayo paralelo de luz
policromática incide en la superficie de un prisma; cada componente de longitud
de onda es refractado de forma distinta. Es el efecto arco iris. En la luz de salida,
cada longitud de onda se distingue del siguiente mediante un ángulo. Entonces
una lente enfoca cada longitud de onda a un punto donde necesita entrar en una
fibra. Los mismos componentes se pueden usar de forma inversa para multiplexar
diferentes longitudes de onda en una fibra.
A1 + A2+ + AN
AN
Figura 1.24 Demultiplexación con prisma
28
Otra tecnología está basada en los principios de la difracción e interferencia óptica
(figura 1.25). Cuando una fuente de luz policromática incide en una rejilla de
difracción, cada longitud de onda es difractada con un ángulo diferente y por tanto
a un punto distinto del espacio. Usando una lente, estas longitudes de onda se
pueden enfocar en fibras individuales.
FibrasA1 i
A2 E
AN 8
Haz incidenteA1 +A2+ + AN
LentesDifracciónenrejada
Figura 1.25 Principio de Difracción
Las AWGs (Matriz de rejillas de guía de onda) también se basan en los principios
de difracción (figura 1.26). Un dispositivo AWG, a veces llamado enrutador óptico
de guía de onda o enrutador rejilla de guía de onda, consiste en una matriz de
guías de onda curvadas con una diferencia fija en la longitud del camino entre
canales adyacentes. Las guías de onda están conectas a cavidades en la entrada
y la salida. Cuando la luz entra en la cavidad de entrada, es difractada y entra en
la matriz de guías de onda. Allí la diferencia longitud óptica de cada guía de onda
introduce un desfase en la cavidad de salida, donde un conjunto de fibras está
acoplado. El proceso consigue que diferentes longitudes de onda tengan la
máxima interferencia en diferentes ubicaciones, que corresponden a los puertos
de salida.
Matriz de guias deOnda
A1+A2+...+AN
Matriz defibras
Figura 1.26 Matriz de rejillas de guía de onda
29
Otra tecnología usa dispositivos con filtros de interferencia (figura 1.27), llamados
filtros de película delgada o filtros de interferencia multicapa. Mediante el empleo
de varios filtros de película delgada en el camino óptico se pueden demultiplexar
las longitudes de onda. La propiedad de cada filtro es tal que transmite una
longitud de onda mientras refleja las demás. Colocando en cascada varios filtros,
se pueden demultiplexar muchas longitudes de onda.
Luz Multi longitudde onda Filtros de
interferenciaj-~ • multicapa
Demultjplexaciónde longitudes de
onda
Figura 1.27 Filtro de interferencia de película delgada
De estos diseños, el AWG y los filtros de interferencia de película delgada tienen
una ganancia mayor. Los filtros ofrecen buena estabilidad y aislamiento entre
canales a un precio moderado pero con una alta pérdida de inserción; los AWGs
dependen de la polarización, y exhiben una respuesta espectral plana y de baja
pérdida de inserción. Un inconveniente potencial es que son sensibles a las
temperaturas de forma que no se pueden emplear en todos los ambientes. Su
gran ventaja es que se pueden diseñar para realizar operaciones de
multiplexación y demultiplexación simultánea.
1.10.2 MÜLTIPLEXADORES ÓPTICOS ADD/DROP (OÁDM)
A menudo es deseable remover o insertar una o más longitudes de onda en algún
punto del enlace. Un multiplexador óptico inserción/extracción (OADM) realiza
esta función. Mas que combinar o separar todas las longitudes de onda, los
OADM pueden remover algunas mientras dejan pasar las restantes. Los OADMs
son una parte clave en cuanto a las redes ópticas. En la figura 1.28, hay una
30
representación esquemática de un proceso add/drop. Este ejemplo incluye pre y
post-amplificación; estos componentes pueden estar o no presentes en un OADM,
dependiendo del diseño.
A-i —
Figura 1.28 Quitando selectivamente y agregando longitudes de onda
Hay dos tipos generales de OADMs. La primera generación es un dispositivo fijo
que se configura físicamente para extraer una longitud de onda predeterminada
mientras se añaden otras. La segunda generación es reconfigurable y capaz de
seleccionar dinámicamente que longitudes de onda se añaden y cuales se
remueven. Los filtros de película delgada han emergido como la tecnología
elegida para los OADMs en los sistemas DWDM metropolitanos actuales porque
son menos caros y más estables. En cuanto a la segunda generación de OADMs,
se prefieren otras tecnologías tales como las rejillas de fibra sintonizables.
1.11 JERARQUÍAS DIGITALES1
Existen dos tipos de jerarquías digitales, la plesiócrona y sincrónica, las cuales se
tratan a continuación:
1.11.1 JERARQUÍA DIGITAL PLESIÓCRONA (PDH)
PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) surgió como una tecnología basada en el
transporte de canales digitales sobre un mismo enlace.
1 www.eveliux.com/www.cec.uchile.cy~jsandova/el64e/clases/sdh.pdf
31
Para lograr la multiplexación de niveles superiores en PDH se combinan las
señales provenientes de diferentes fuentes, cada uno de éstos tiene un retardo
diferente respecto de otro que también intenta ser multiplexado por lo que se
inserta bits de relleno para igualar los retardos y realizar la multiplexación bit a bit
que es el concepto de PDH. De igual manera, el demultiplexor debe reconocer los
bits de relleno y eliminarlos, de aquí proviene el término plesiócrono que significa
cuasi síncrono. Evidentemente lo anterior resulta una gran dificultad para las
aplicaciones de banda ancha que requieren un alto rendimiento y transmisiones
en tiempo real.
Actualmente existen dos PDHs definidas por la U1T que son:
JERARQUÍAS DIGITALES PLES1ÓCRONAANSÍ
SeñalDSO
DS1 (T1)DS2
DS3 (T3)
Tasa de bits64 kbps1,544Mbps6,312 Mbps44,736 MbpsNo definido
Canales1 DSO24 DSO96 DSO
28DS1
ITU
SeñalesEOE1
E2
E3
E4
Tasa de bits64 kbps2,048 Mbps8,448 Mbps34,368 Mbps139,264 Mbps
Canales64 Kbps32 EO128 EO16 E1
r64E1
Tabla 1.- Jerarquías digitales Plesiócronas
La Europea basada en una velocidad primaria de 2048 Kbps y la Americana
(utilizada en USA y Japón) basada en la velocidad primaria de 1544 Kbps. Ambas
se obtienen por la multiplexación síncrona de trenes básicos de 64 Kbps (32 y 24
canales respectivamente).
Cada una de estas jerarquías exige en cuanto a sincronización, una correcta
temporización en ambos extremos, para demultiplexar adecuadamente las
señales.
A estas velocidades, por ejemplo en el caso de las europeas, se llega haciendo
una serie de multiplexaciones, las cuales se realizan tomando cuatro líneas de la
jerarquía inmediata inferior, y multiplexando las mismas en tiempo se llegan a la
siguiente jerarquía. El figura 1.29 muestra como se realizan las sucesivas
32
multiplexiones hasta llegar a la jerarquía más alta que se encuentra
estandarizada.
2Mbps 34 Mbps
MUX
MUX
^- •
MUX
Figura 1.29 Multiplexación de la Jerarquía Digital Europea
1.11.2 JERARQUÍA DIGITAL SINCRÓNICA (SDH)
Las redes de alta velocidad de hoy en día son ópticas y están basadas
principalmente en dos estándares conocidos como SDH y SONET, los cuales
consisten de anillos de fibra óptica en los cuales la información es intercambiada
electrónicamente en los nodos. Tanto SDH como SONET son las tecnologías de
transporte dominantes en las redes metropolitanas de los proveedores de
servicios de telecomunicaciones (carriers) en la actualidad.
Es un estándar tecnológico que se utiliza para sincronizar la transmisión de datos
por medio óptico. Su equivalente americano es SONET. Ambas tecnologías son
más rápidas y económicas a la hora de interconectar redes, que el tradicional
PDH.
1.11.2.1 DEFINICIÓN
SONET y SDH son un conjunto de estándares para la transmisión o transporte de
datos síncronos a través de redes de fibra óptica. SONET significa por sus siglas
en inglés, Synchronous Optical NETwork; SDH viene de Synchronous Digital
Hierarchy. Aunque ambas tecnologías sirven para lo mismo, tienen pequeñas
diferencias técnicas, de manera semejante con el T1 y el E1. SONET, por su
parte, es utilizada en Estados Unidos, Canadá, Corea, Taiwán y Hong Kong;
33
mientras que SDH es utilizada en el resto del mundo. Los estándares de SONET
están-definidos por la ANSÍ (American Nacional Standards Instituté) y los SDH por
la 1TU-T (International Telecommunicatios Union).
SDH y SONET son estándares para redes de telecomunicaciones de "alta
velocidad, y alta capacidad", se refieren a un grupo de tasas de transmisión sobre
fibra óptica que pueden transportar señales digitales con diferentes capacidades.
En la tabla 2 se encuentra la equivalencia entre SDH y SONET en cuestión de
velocidad o tasa de bits.
Equivalencia en Jerarquías Digitales SDH y SONETSONET
Nivel ópticoOC-1OC-3OC-1 2OC-48OC-1 92OC-768
Nivel eléctricoSTS-1STS-3STS-1 2STS-48STS-1 92STS-768
STM:Synchronous Transport Module (ITU-T)
STS:Synchronous Transport Signal (ANSÍ)
SDH
EquivalenciaSTM-0STM-1STM-4STM-1 6STM-64STM-256
Tasa de bits
(Mbps)51,84
155,52622,08
2488,329953,28
39812,12
OC:Optical Carrier (ANSÍ)
Tabla 2. Equivalencia entre SDH y SONET
1.11.2.2 VENTAJAS
La tecnología SDH presenta algunas ventajas con respecto a la tecnología PDH,
las cuales se presentan a continuación:
a) Altas velocidades de transmisión.
Los modernos sistemas SDH logran velocidades de 10 Gbps. SDH es la
tecnología mas adecuada para los backbones, que son realmente las
superautopistas de las redes de telecomunicaciones actuales.
b) Función simplificadora de inserción/extracción
Comparando con los sistemas PDH tradicionales, ahora es mucho más fácil
extraer o insertar canales de menor velocidad en las señales compuestas SDH de
34
alta velocidad. Ya no hace falta demultiplexar y volver a multiplexar la estructura
plesiócrona, procedimiento que en el mejor de los casos era complejo y costoso.
Esto se debe a que en la jerarquía SDH todos los canales están perfectamente
identificados por medio de una especie de "etiquetas" que hacen posible conocer
exactamente la posición de los canales individuales.
c) Alta disponibilidad y grandes posibilidades de ampliación
La tecnología SDH permite a los proveedores de redes reaccionar rápida y
fácilmente frente a las demandas de sus clientes. Por ejemplo, conmutar las
líneas alquiladas es sólo cuestión de minutos. Empleando un sistema de gestión
de redes de telecomunicaciones, el proveedor de la red puede usar elementos de
redes estándar controlados y monitoreados desde un lugar centralizado.
d) Fiabilidad
Las modernas redes SDH incluyen varios mecanismos automáticos de protección
y recuperación ante posibles fallos del sistema. Un problema en un enlace o en un
elemento de la red no provoca el colapso de toda la red, lo que podría ser un
desastre financiero para el proveedor. Estos circuitos de protección también se
controlan mediante un sistema de gestión.
e) Plataforma a prueba de futuro
SDH es la plataforma ideal para multitud de servicios, desde la telefonía
tradicional, las redes RDSI o la telefonía móvil hasta las comunicaciones de datos
(LAN, WAN, etc.) y es igualmente adecuada para los servicios más recientes,
como el video bajo demanda (VOD) o la transmisión de video digital vía ATM.
f) Interconexión
Con SDH es mucho más fácil crear pasarelas entre los distintos proveedores de
redes y hacia los sistemas SONET. Las interfaces SDH están normalizadas, lo
que simplifica las combinaciones de elementos de redes de diferentes fabricantes.
La consecuencia inmediata es que los gastos en equipamiento son menores en
los sistemas SDH que en los sistemas PDH. El motor que genera toda esta
evolución es la creciente demanda de más ancho de banda, mejor calidad de
35
servicio y mayor fiabilidad, junto a la necesidad de reducir costos manteniendo la
competitividad.
1.11.2.3 ESTRUCTURA BÁSICA DE SDH
140 Mbps2
STM-1
2 Mbps, 34 Mbps STM-l,STM-4
, 14UMbps— Conmutador — ADM STM4/16 ADM —
\ \V / \ SlVlDn
AT>M \ ) 2 Mbps
^ 31Mbp- STM-1 /STM-3c140 Mbps Pasarela a SONETSTM-1STM-4
Figura 1.30 Red SDH Híbrida; ADM=Multiplexor Add/drop, TM=MultiplexorTerminal
La figura 1.30 es un diagrama esquemático de una estructura SDH en anillo con
varias señales tributarias. Las redes síncronas deben ser capaces de transmitir
las señales plesiócronas y, al mismo tiempo, ser capaces de soportar servicios
futuros como ATM. Todo ello requiere el empleo de distintos tipos de elementos
de red.
Las redes SDH actuales están formadas básicamente por cuatro tipos de
elementos:
a) Regeneradores
Los regeneradores se encargan de regenerar el reloj y la amplitud de las señales
de datos entrantes que han sido atenuadas y distorsionadas por la dispersión y
otros factores. Obtienen sus señales de reloj del propio flujo de datos entrante.
36
Los mensajes se reciben extrayendo varios canales de 64 kbps de la cabecera.
También es posible enviar mensajes utilizando esos canales.
b) Multiplexor Terminal
Se emplean para combinar las señales de entrada plesiócronas y terminales:
síncronas en señales STM-N de mayor velocidad.
c) Multiplexores add/drop (ADM)
Permite insertar (o extraer) señales plesiócronas y síncronas de menos velocidad
binaria en el flujo de datos SDH de alta velocidad. Gracias a esta característica es
posible configurar estructuras en anillo, que ofrecen la posibilidad de conmutar
automáticamente a un trayecto de reserva en caso de fallo de alguno de los
elementos del trayecto.
d) Transconectores Digitales (DXC)
Mientras que los ADMs y los Multiplexores Terminales recogen y distribuyen los
flujos en la red SDH, los DXC funcionan como nodos para enrutar tales flujos.
Al funcionar como nodos tienen las funciones básicas de conmutación y
encaminamiento por medio de una matriz de conmutación de los contenedores
virtuales (VCs) entre los STM-N relativos a las entradas y salidas de los equipos.
1.11.2.4 TRAMA STM-1
La jerarquía STM-1 es la menor velocidad prevista para la transmisión a través de
un enlace de SDH, es decir es la jerarquía básica.
La STM-1 tiene una estructura de trama que se conforma de 2430 bytes en serie,
que por lo general se ilustra en forma de matriz para hacer más cómoda su
presentación, quedando entones una estructura bidimensional de 9 reglones, con
270 bytes por reglón. Esta matriz debe ser recorrida de izquierda a derecha, y en
sentido descendente, para así ir siguiendo la secuencia de la serie.
38
-^- Alineación-^- Multiplexación-^- Mapeo
X Otras señales pueden sertransportadas Ejm ATM
Figura 1.32 Mapeo de las distintas jerarquías PDH
Tomando como ejemplo la velocidad de 2Mbps se ve que tomando 3 TU
(Unidades Tributarias), se forma un TUG2 (Grupo de Unidades Tributarias de
orden 2), agrupando 7 TUG, se forma una AU3 (Unidad Administrativa de orden
3), y por último agrupando 3 AU3, se forma una AUG (Grupo de Unidades
Tributarias), a la cuál agregándole el overhead, forma la trama STM-1.
A medida que se va armando la trama se van agregando al payload, los diferentes
identificadores y canales de overhead. Se podría pensar la trama como si tuviera
una estructura de cascarón.
En la figura 1.33, muestra como se llega a una STM-1 desde una señal PDH de
140 Mbps.
140mB/S
YC4 ATJ4 STM-1
Figura 1.33 Formación de la trama STM-1, a partir de la señal PDH de la
jerarquía E4
39
Hay que tener tres ecuaciones básicas que ayudan a recordar en que pasos se
van agregando los sucesivos encabezados de trama,
• C + PQH = VC
• VC + PTR = AU
• AU + SOH = STM-1
Donde: C= Contenedor o carga útil.
POH=Encabezado de camino
VC= Contenedor virtual
PTR= Puntero
AU= Unidad administrativa
SOH=Sección de overhead
A continuación se explica cada una de las etapas para la formación de la trama
STM-1
a) Contenedor C
Toda información útil, ya sea plesiócrona o síncrona, se coloca en contenedores
antes de ser transmitida en una trama STM-1. El contenedor es la capacidad de
transmisión definida y síncrona a la red. El tamaño de los contenedores se indica
en bytes, esta cantidad de bytes se pone a disposición como capacidad de
transmisión en contenedores cada 125 us. Los tamaños de los .contenedores
establecidos corresponden a las señales plesiócronas actuales. En la tabla 3, se
distinguen los siguientes tamaños de contenedores.
DENOMINACIÓN
C-11
C-12
C-2
C-3
C-4
SEÑAL A TRANSMITIRSE
1.544 Mbps
2.048 Mbps
6.312 Mbps
44.736 ó 34.368 Mbps
139.264 Mbps
Tabla 3 Tamaños de los contenedores
40
La información útil debe caber en estos contenedores, por lo tanto en las señales,
esto se logra mediante un relleno de bits y bytes, para el cual se emplea tanto el
procedimiento de relleno puramente positivo como el de relleno negativo- cero-
positivo.
El contenedor tiene:
• Información útil (por ejemplo la señal PDH)
• Bytes y bits de relleno fijos para la adaptación de reloj.
• Bits rellenables para la adaptación más precisa del reloj.
• • Bits de relleno para comunicar al destinatario si el bit rellenable tiene
información útil o es simplemente de relleno.
b) Contenedor Virtual VC
A cada contenedor C se le agrega un encabezado de camino (POH), luego el
contenedor junto con el POH correspondiente forma lo que se denomina
Contenedor Virtual (VC), y se transporta como unidad inalterada a través de una
ruta interconectada en la red.
El POH consiste en informaciones que sirven para transportar de manera
confiable la información en el contenedor desde el origen hasta el destino. El POH
se agrega al formar el VC al principio de la ruta y se evalúa solo al final de ésta,
en el momento que se descompone el contenedor, entonces el POH contiene
información para supervisión y mantenimiento de una ruta interconecta en la red.
Se hace una distinción entre VC de orden superior (HO Higher Order), y VC de
orden inferior (LO Lower Order). Se conoce como LO aquellos que se transmiten
en contenedores "más grandes". Los VC11, VC12, VC2, son el tipo LOVC. El VC3
es un LOVC cuando es transmitido en un VC4. Los HO son aquellos que se
transmiten directamente en la trama STM-1, por ejemplo el VC4 es un HOVC,
esto es valido también para el VC3 que se transmite directamente en la trama
STM-1.
41
c) Unidad Administrativa AU
La unidad administrativa se trata de una trama que contiene al contenedor virtual
VC y los punteros PTR que indican la posición de éste respecto del módulo STM-
1.
d) Grupo de Unidades Administrativas AUG
Varias AU pueden agruparse, o sea multiplexarse, por bytes para formar el
llamado grupo AU (AUG). El grupo AUG es una unidad con sincronía de trama
que corresponde al STM-1 sin la SOH. Agregando la SOH al AUG se obtiene un
STM-1.
e) Unidad Tributaria TU
Todos los VC's, excepto el VC4, pueden transmitirse dentro de la STM-1,
depositados dentro de un VC más grande. El VC "menor " puede, por regla
general, tener deslizamientos de fase dentro del VC "mayor" a tal efecto el VC de
orden superior debe tener incorporado un puntero que reduzca la relación de fase
entre ambos VC's.
Por unidad Tributaria Tu, se entiende la parte del contenedor de orden superior
dentro del cual puede deslizarse el LOVC incorporado, más el puntero
correspondiente (PTR-TU).
f) Grupo de Unidades Tributarias
Antes de ser depositadas en un contenedor de orden superior, las TU se agrupan,
es decir, se concatenan por bytes, y los grupos resultantes se denominan TUG
(Grupo de Unidades Tributarias).
g) Punteros
En la red síncrona todos los nodos y multiplexores SDH están controlados por un
reloj muy estable. Sin embargo pueden surgir pérdidas de sincronismo en alguna
parte de la red o puede ser necesario efectuar algún ajuste.
42
Esta tarea de ajustar el sincronismo, se realiza mediante los punteros, éstos
indican la posición en que comienza una carga útil.
1.11.2.6 SINCRONIZACIÓN
En todo sistema de transmisión digital, la sincronización debe garantizarse en tres
niveles diferentes para transmisión de datos. Estos niveles son bit, carácter y
mensaje. Para transmisión PCM (Modulación de Pulsos Codificados) los niveles
son: bit, intervalo de tiempo y trama.
Para transmisión de datos existen 2 técnicas de sincronización:
- Transmisión asincrona: cuando los datos viajan por el canal sin una
velocidad fija, es decir que el tiempo que transcurre desde la transmisión
de un dato, hasta la transmisión del próximo dato es variable.
- Transmisión síncrona: En este caso los datos son transmitidos a una
velocidad fija de bits, por una línea que se mantiene viva aun cuando no
se esté enviando información.
SDH es muy importante que sea realmente síncrona. Si no se garantiza la
sincronización puede producirse una degradación considerable en las funciones
de la red e incluso el fallo total de la red. Para evitarlo todos los elementos de la
red están sincronizados respecto a un reloj central, generado mediante un reloj de
referencia primario (PRC) de alta precisión conforme a la recomendación G.811
de la UIT-T, que especifica una precisión de ± 10~11 posible gracias a un oscilador
de cesio. Esta señal de reloj debe distribuirse por toda la red. Para ello se recurre
a una estructura jerárquica, siendo las unidades de sincronización y los relojes de
equipos síncronos quienes transfieren la señal.
Si falla la fuente de reloj, el elemento afectado conmuta a otra fuente de reloj de
igual o menor calidad. En esta situación, la señal de reloj se mantiene
relativamente precisa controlando el oscilador aplicando valores de corrección de
frecuencia almacenados durante las últimas horas y teniendo en cuenta la
temperatura del oscilador.
43
Las pasarelas entre redes con fuentes de reloj independientes plantean algunos
problemas especiales. Los elementos de redes SDH pueden compensar
desplazamientos de reloj hasta ciertos límites mediante operaciones con
punteros. La actividad de los punteros es un buen indicador de los problemas con
la fuente de reloj.
En el siguiente capítulo se realiza el estudio de la tecnología WDM (Multiplexación
por División de Longitud de Onda), DWDM (Multiplexación Densa por División de
Longitud de Onda) y CWDM (Multiplexación por División Aproximada de Longitud
de Onda), así como de las ventajas y desventajas.
CAPITULO 2
ESTUDIO DE LA TECNOLOGÍA
CWDM (Multiplexación por División
Aproximada de Longitud de Onda) Y
SUS APLICACIONES.
44
CAPITULO 2
ESTUDIO DE LA TECNOLOGÍA CWDM (Multiplexación por
División Aproximada de Longitud de Onda) Y SUS
APLICACIONES.
2.1 ESfTRODUCCION
El enorme incremento del mercado de telecomunicaciones ha provocado un
cambio significativo en el enfoque de los fabricantes de dispositivos y sistemas de
comunicaciones ópticas. En la actualidad los esfuerzos de los fabricantes se
centran principalmente en el área metropolitana, y más concretamente, en la
búsqueda de soluciones que permitan abaratar costos. Diversos fabricantes de
componentes e integradores de sistemas están desarrollando productos CWDM
(Multiplexación por División Aproximada de Longitud de Onda) puesto que la
industria reconoce la oportunidad de mercado para esta tecnología.
La tecnología CWDM es especialmente atractiva debido a su bajo costo. En
comparación con DWDM (Multiplexación Densa por División de Longitud de
Onda), los sistemas CWDM proporcionan ahorros en el orden de un 35% a 65%.
En la figura 2.1 se muestra los costos relativos de ambas tecnologías calculados
para un sistema consistente en un anillo protegido de 16 canales, con un hub y
cuatro nodos, cada uno de los cuales está manejando 4 longitudes de onda. El
ahorro proporcionado por CWDM (hasta un 40% en este caso) se debe a la
reducción de costos de los láseres sin necesidad de control de temperatura y al
menor precio de los multiplexores y demultiplexores pasivos. Básicamente, la
mayor separación entre canales de los sistemas CWDM permite que las
longitudes de onda de los láseres DFB (Láser con Realimentación Distribuida)
puedan sufrir derivas con los cambios de temperatura, evitando de este modo la
necesidad de emplear controladores de temperatura. Esto trae consigo un ahorro
de espacio, simplifica el empaquetamiento del láser y reduce además el consumo
45
de potencia (un valor medio de 0,5 W para un láser CWDM en comparación con
más de 2 W para un transmisor láser DWDM).
Coste relatruD (%)
mn
m .
40 •
?n •
n .
B-9S
—
n Rttnos
D Transponders
IS Equipamiento rX'múnTransponders
Q Equipamiento »múnVWDM
CWDM DWDM
Figura 2.1 Costo de la diferentes tecnologías CWDM y DWDM
Otro de los grandes retos a los que tienen que hacer frente las redes de nueva
generación es a la provisión de grandes capacidades. Actualmente, y desde hace
ya algún tiempo, nos encontramos en una situación de gran crecimiento del tráfico
de datos transportado por las redes como consecuencia, principalmente, de la
generalización del uso de Internet Este aumento de tráfico no viene sólo
determinado por el cada vez mayor número de personas conectadas a la red, sino
que también un mayor volumen de información. En los orígenes de Internet, la
mayoría de los archivos se transmitían codificados en modo texto, por lo que el
volumen de información transportada no era demasiado elevado. Hoy en día, por
el contrario, se ha generalizado la transmisión de unidades mayores de
información, como páginas Web, ficheros de video o música mp3, que tanto auge
ha tenido en los últimos tiempos.
En definitiva, estamos asistiendo a un gran incremento en la cantidad de
información transmitida que debe ser correspondido con un crecimiento en la
capacidad de las redes de telecomunicación en todos los niveles que permita
soportarlo sin problemas. No sólo se requieren enlaces más grandes, sino que
también se necesitan equipos de conmutación y encaminamiento con mayor
capacidad de procesamiento.
Esto se está consiguiendo en la capa de transporte merced al desarrollo de las
técnicas de transmisión óptica. El acceso, por el contrario, sigue siendo de baja
46
capacidad y constituye el verdadero cuello de botella de las redes, que se están
tratando de eliminar mediante el desarrollo de nuevas tecnologías de banda
ancha.
2.2 ESTUDIO DE LA TECNOLOGÍA WDM (Multiplexación por
División de Longitud de Onda)
2.2.1 INTRODUCCIÓN
WDM (Multiplexación por División de Longitud de Onda) es una tecnología
orientada a transmitir información a través de fibra óptica. Dicho proceso permite
que diferentes cadenas de información sean transportadas a diferentes longitudes
de onda y enviadas todas a la vez por una sola fibra.
Los dos métodos tradicionales para la multiplexación de señales en un sistema de
fibra óptica que utiliza luz coherente1 (láser) han sido TDM (Multiplexación por
División de Tiempo) y FDM (Multiplexación por División de Frecuencia), al que se
viene a añadir WDM. AI contrario que las otras técnicas, WDM divide la capacidad
de transmisión de la fibra óptica en múltiples canales, los cuales se transmitirán
en diferente longitud de onda.
Las aplicaciones de alta velocidad tales como transferencia de un gran volumen
de datos, videoconferencia, operaciones en tiempo real y el creciente tráfico de
Internet son las principales causas para requerimientos de banda ancha. El hecho
de aumentar fibras y equipos sin utilizar ninguna tecnología resulta muy costoso.
WDM puede ser la mejor solución en relación a costos y tecnología.
En distancias largas como los enlaces de comunicaciones se requiere el uso de
amplificadores/repetidores que regeneren la señal cada cierta distancia, primero
convierten la señal óptica degradada en eléctrica, la amplifican y la vuelven a
convertir en óptica mediante un diodo láser, para inyectarla de nuevo en la fibra
óptica, todo un proceso complejo y que introduce retardos debido a los
dispositivos electrónicos por los que ha de pasar la señal. Este inconveniente se
'Luz coherente= La luz liberada es "organizada" y todos los fotones se mueven al mismo paso. Estoquiere decir, que los fotones tienen el mismo frente de onda en el mismo tiempo.
47
evitaría si todo el camino pudiese ser óptico (all-optical), algo que ya es posible
gracias a WDM.
2.2.2 COMPONENTES DE UN SISTEMA WDM1
2.2.2.1 AMPLIFICADORES WDM
Existen dos tipos de amplificadores que son importantes de conocer cuando se
habla de WDM (Multiplexación por División de Longitud de Onda).
El amplificador óptico más común es el EDFA (Amplificador de fibra dopado con
Erbio). Al dopar una sección de la fibra con un metal raro como el erbio, la señal
es amplificada sin la necesidad de convertirla en señal eléctrica; lo cual hace ser
barato (figura 2.2).
Copie Fibra óptica
Luí de láser =->•
Luz de láser
Figura 2.2 Amplificador de fibra dopado con Erbio
2.2.2.2 MULTIPLEXOKES Y DEMULTD?LEXORES
En WDM los multiplexores y demultiplexores son dispositivos necesarios, sirven
para introducir en una fibra distintas longitudes de onda.
El multiplexor en longitud de onda es un dispositivo de N fibras de entrada y una
de salida, por cada fibra de entrada se inyecta una portadora dentro de una banda
de funcionamiento, una portadora diferente por entrada, y en la de salida está
presente el conjunto de todas las portadores. El multiplexor es reciproco, de forma
1 http://www.iec.uia.mx/proy/titulacion/proy04/
48
que se puede utilizar como demultiplexor sin más que cambiar los sentidos de
transmisión.
2.2.2.2.1 Multiplexor Add/Drop (WADM)
Este tipo de multiplexor tiene una gran utilidad en la red WDM debido a que
permiten añadir o extraer señales (longitudes de onda) en puntos intermedios de
un enlace.
Un WADM consiste en un demultiplexor seguido de un conjunto de conmutadores
2x2 (un conmutador por cada lambda) y seguido de un multiplexor, figura. 2.3. El
WADM se puede insertar en un enlace físico de fibra. Si uno de los conmutadores
se configura como "cross", por control electrónico, entonces la señal de la
correspondiente lambda se extrae localmente y se puede añadir una corriente de
datos en la misma lambda.
Se pueden extraer y añadir varias longitudes de onda en función de la capacidad
de proceso del hardware.
Conmutador
Figura 2.3.- Multiplexor WADM
2.2.23 FILTROS ÓPTICOS
Una parte fundamental en las redes ópticas WDM son los filtros ópticos. Pues
realizan el proceso de selección de un determinado canal en los bloques
receptores cuando se trabaja con modulación en intensidad y detección directa,
además de esto, aisla el ruido de emisión espontánea generado por los
amplificadores ópticos.
49
Un filtro óptico sintonizable puede ser representado por una caja negra, según se
ve en la figura 2.4, el que posee en su entrada diferentes señales, cada cual a su
frecuencia óptica, y que tiene en su salida, una sola señal debido al proceso
selectivo.
Los filtros ópticos realizan la selección del canal en longitud de onda a través de
procesos de interferencia. Así, cuando un canal es ajustado al dispositivo, su
señal es reforzada por interferencia constructiva y enviada al bloque receptor, los
demás canales a su vez son atenuados a niveles despreciables a través de
interferencia destructiva.
Pinffl «:n:~»-»í:!::: PoUt®' w
Sf
IH, ^ 1¿f Control de
sintonía
Figura 2.4 Filtro óptico sintonizable.
Cuando se analiza el desempeño de un filtro óptico se debe tomar en cuenta los
siguientes requerimientos:
• Número máximo de canales sintonizables.
• Tiempo de acceso en la sintonía del canal.
• Pérdida causada por inserción y diafonía.
• Atenuación.
• Controlabilidad del dispositivo.
• Dependencia del dispositivo con la polarización.
• Tamaño, consumo de potencia y ambiente de operación del dispositivo.
• Costos.
50
Se puede analizar este requerimiento sobre dos aspectos: primero en cuanto al
rango al cual el filtro es ajustado y en segundo lugar en cuanto a la selectividad de
respuesta en frecuencia cuando el filtro es ajustado.
A su vez la selectividad de la respuesta en frecuencia determina cual debe ser el
espaciamiento mínimo entre los canales, para que una vez seleccionado el canal
se tengan las menores penalidades debido al crosstalk1.
La velocidad con la cual un filtro óptico puede ser ajustado de una frecuencia a
otra, dentro de su rango de ajuste, se determina por su tiempo de acceso y
también constituye un importante aspecto en el análisis de aplicabilidad del
dispositivo en la red.
Un filtro óptico debe ser estable de tal modo que una vez ajustada una frecuencia
dada, factores térmicos o mecánicos no causen un desvío en el ajuste mayor que
una pequeña fracción de la longitud de onda del canal, además debe ser
fácilmente reajustable para cualquier valor de frecuencia, por esto la
controlabilidad del filtro es un factor importante.
2.23 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA WDM
Un sistema WDM de alta capacidad consiste de un transmisor WDM, una serie de
segmentos de fibra óptica y un receptor WDM. El sistema se muestra
esquemáticamente en la figura 2.5. El transmisor WDM está formado por N-
transmisores con láseres de longitudes de onda A-i AN que son multiplexados,
amplificados por un Amplificador de Fibra Óptica Dopado con Erbio (EDFA) y
transmitidos por el enlace. Este enlace está formado por una secuencia de
segmentos de fibra óptica seguidos por EDFAs. Típicamente, cada segmento
mide 80-100 km, dependiendo del tipo y atenuación de la fibra óptica utilizada: en
sistemas submarinos, estos segmentos miden entre 40 - 50 km.
Los amplificadores EDFAs colocados al final de cada segmento de fibra
compensan la pérdida del segmento precedente, volviendo la potencia de la señal
al nivel que tenía al comienzo del sistema. La atenuación de 100 Km. de fibra
1 Crosstalk: cantidad de ruido que introduce un cable a otro adyacente.
51
óptica es de, típicamente, 22 dB (corresponde a un factor de atenuación de la
señal de aproximadamente, 160 veces); por lo tanto, estos amplificadores exhiben
ganancias de 17 a 24 dB. Es importante notar que el EDFA no sólo amplifica la
señal sino que como todo amplificador, introduce ruido. De esta forma, la relación
señal-ruido se degrada en la cadena de amplificadores; esta degradación de la
relación señal-ruido, sumada a las distorsiones lineales (dispersión cromática) y
no lineales, determinan la distancia máxima que la señal transmitida puede
recorrer.
Por último, el receptor consiste en un demultiplexor (también un dispositivo AWG1)
que separa los canales.
Los sistemas WDM son capaces de transmitir 160 canales a una velocidad de 10
Gbps cada uno, es decir, un total de 1,6 Tbps cubriendo distancias de ~500 km.
Para sistemas que operan a velocidades de 10 Gbps o mayores, la dispersión
cromática de la fibra puede representar un serio problema. Por este motivo, en
cada segmento no sólo se amplifica la señal recibida sino que, también, se
compensa la dispersión del segmento de fibra DCM2s (módulo de compensación
de la dispersión). De esta forma es posible cubrir grandes distancias sin
necesidad de regenerar a los pulsos.
AL
**
*,1/
TxNX;(nex
iijr
X^^ 80-100 kmSSMF orNZ-DSF
!.5Gb/sor10tgeneration:
L ~ 400 - 500 km
\O<DFA f
Gb/s40Gb/s)
X/
\/ DCM. stage
I-,
)BER < 10-1S
\^re
i. i 3
F
Ji
i\X
Figura 2.5 Diagrama esquemático de un sistema WDM.
1 Esta técnica demultiplexación se encuentra especificada en el capítulo 1, sección 1.10.12 El DCM provee una corrección a todos los canales de longitud de onda en un enlace de WDM
52
2.2.4 TOPOLOGÍA
Dos topologías comunes de la red pueden utilizar WDM, la estrella y anillo (figura
2.6). Cada nodo en la estrella tiene un transmisor y un receptor, el transmisor
conectado con el receptor de la estrella pasiva central de las entradas y
conectados con una de las salidas de la estrella.
Los anillos son populares porque los anillos son fáciles de poner en ejecución,
para cualquier configuración geográfica de la red. En este ejemplo, cada nodo en
el anillo unidireccional puede transmitir una longitud de onda específica, y cada
nodo puede recuperar la señal de la longitud de onda de cualquier otro nodo por
medio de un receptor sintonizable de longitud de onda.
A1.A2 AN
Filtro ópticosintonizable
<o>{CID-
A1
Figura 2.6 a) Topología estrella y b) Topología anillo
2.2.5 NORMALIZACIÓN (recomendación LTT-T G 692)
. FRECUENCIA CENTRAL
Para separaciones de canales de 50 GHz en una fibra, las frecuencias de canal
permitidas se basan en una rejilla de 50 GHz con una frecuencia de referencia de
53
193,10 THz. Para separaciones de canales de 100 GHz o más en una fibra, las
frecuencias de canal permitidas se basan en una rejilla de 100 GHz con una
frecuencia de referencia de 193,10 THz. En la tabla 2.1 se muestra las
frecuencias de 50 y 100 GHz.
Frecuencias centralesnominales (THz) para
separacionesde 50 GHz
196,10
196,05
196,00
195,95
195,90
195,85
195,80
195,75
195,70
195,65
195,60
195,55
195,50
195,45
195,40
195,35
195,30
195,25
195,20
195,15
195,10
195,05
195,00
194,95
194,90
194,85
194,80
194,75
194,70
194,65
194,60
194,55
194,50
194,45
194,40
Frecuencias centrales nominales (THz)para separaciones de 100 GHz
y superiores
196,10
-
196,00
-
195,90
-
195,80
-
195,70
-
195,60
-
195,50
-
195,40
-
195,30
-
195,20
-
195,10
-
195,00
'
194,90
-
194,80
-
194,70
-
194,60
-
194,50
-
194,40
Longitudes de ondacentral nominal
(nm)
1528,77
1529,16
1529,55
1529,94
1530,33
1530,72
1531,12
1531,51
1531,90
1532,29
1532,68
1533,07
1533,47
1533,86
1534,25
1534,64
1535,04
1535,43
1535,82
1536,22
1536,61
1537,00
1537,40
1537,79
1538,19
1538,58
1538,98
1539,37
1539,77
1540,16
1540,56
1540,95
1541,35
1541,75
1542,14
54
Frecuencias centralesnominales (THz) para
separacionesde 50 GHz
194,35
194,30
194,25
194,20
194,15
194,10
194,05
194,00
193,95
193,90
193,85
193,80
193,75
193,70
193,65
193,60
193,55
193,50
193,45
193,40
193,35
193,30
193,25
193,20
193,15
193,10
193,05
193,00
192,95
192,90
192,85
192,80
192,75
192,70
192,65
192,60
192,55
192,50
192,45
192,40
192,35
Frecuencias centrales nominales (THz)para separaciones de 100 GHz
y superiores
-194,30
-
194,20
-
194,10
-
194,00
-
193,90
-
193,80
-
193,70
-
193,60
-
193,50
-
193,40
-
193,30
-
193,20
-
193,10
-
193,00
-
192,90
-
192,80
-
192,70
-
192,60
-
192,50
-
192,40
-
Longitudes de ondacentral nominal
(nm)
1542,54
1542,94
1543,33
1543,73
1544,13
1544,53
1544,92
1545,32
1545,72
1546,12
1546,52
1546,92
1547,32
1547,72
1548,11
1548,51
1548,91
1549,32
1549,72
1550,12
1550,52
1550,92
1551,32
1551,72
1552,12
1552,52
1552,93
1553,33
1553,73
1554,13
1554,54
1554,94
1555,34
1555,75
1556,15
1556,55
1556,96
1557,36
1557,77
1558,17
1558,58
55
Frecuencias centralesnominales (THz) para
separacionesde 50 GHz
192,30
192,25
192,20
192,15
192,10
Frecuencias centrales nominales (THz)para separaciones de 100 GHz
y superiores
192,30
-
192,20
-
192,10
Longitudes de ondacentral nominal
(nm)
1558,98
1559,39
1559,79
1560,20
1560,61
NOTA - Los valores extremos de este cuadro sólo tienen carácter ilustrativo. Está previsto quelos sistemas multicanales evolucionen de forma que incluyan frecuencias más allá de esoslímites.
Tabla 2.1 Frecuencia centrales nominales
• SEPARACIÓN DE CANALES
La separación de canales nominales es la diferencia entre las frecuencias de
canales adyacentes. La separación entre canales puede ser regular o irregular. La
separación irregular entre canales puede utilizarse para mitigar los efectos de la
FWM1 (Mezcla de Cuatro Longitudes de Onda) en fibra de tipo monomodo con
dispersión desplazada.
• DESVIACIÓN DE LA FRECUENCIA CENTRAL
La desviación de la frecuencia central se define como la diferencia entre la
frecuencia central nominal y la frecuencia central real.
En la desviación de frecuencia central se encuentran todos los procesos que
afectan al valor instantáneo de la frecuencia central de la fuente en un intervalo de
medida apropiado a la velocidad binaria del canal. Estos procesos incluyen la
velocidad de la fuente, la anchura de banda de la información, el ensanchamiento
debido a la modulación y efectos debidos a la temperatura y al envejecimiento.
. ATENUACIÓN
Las gamas de atenuación definidas para las distancias objetivo se basan en la
hipótesis de una pérdida de la fibra instalada de 0,28 dB/km (incluidos los
1 Ver Anexo 1 EFECTOS NO LINEALES.
56
empalmes y el margen del cable) en la región de 1530-1565 nm. Esta atenuación
de la fibra implica un valor de 11 dB para una distancia objetivo de 40 km. La
gama de valores de atenuación para distancias múltiplos de 40 Km. son los
correspondientes múltiplos de 11 dB. En la práctica, estos valores pueden no ser
aplicables a todos los cables de fibra, en cuyo caso las distancias reales
alcanzables pueden ser más cortas.
• DISPERSIÓN
La dispersión incluye efectos de dispersión cromática1, y dispersión del modo de
polarización. Los límites de dispersión requeridos para distancias objetivo sobre
fibras con dispersión desplazada se basan en la hipótesis de 20 ps/ (nm.km).
2.2.6 ARQUITECTURA DE REDES ÓPTICAS WDM
Hay dos clases principales de arquitectura para redes WDM, que son aplicable
para DWDM y CWDM, de las que a continuación se dará una explicación general:
2.2.6.1 Redes de Difusión y Selección (Broadcast-and-Select Network)
Se muestra en la figura 2.7, la señal de todos los nodos origen (cada una a una
longitud de onda diferente) se difunde a todos los nodos destino. El usuario
selecciona el canal deseado empleando un filtro óptico que sintoniza a la longitud
de onda del canal que desea recibir.
DIFUSIÓN Y SELECCIÓN
Figura 2.7 Redes de Difusión y Selección
1 Dispersión Cromática se encuentra más explícita en el Capítulo 1 Sección 1.7.2.1
57
Cada uno de los nodos está equipado por uno o más transmisores ópticos
sintonizables y uno o más receptores ópticos sintonizables. Diferentes nodos
transmiten mensajes en diferente longitud de onda simultáneamente. El acoplador
combina todos los mensajes recibidos y los difunde hacia todos los nodos. El
nodo selecciona la longitud de onda deseada para recibir el mensaje
correspondiente mediante la sintonización de su receptor a dicha longitud de
onda. Nótese que el acoplador de estrella es similar a un sistema de radio,
difunde todos los mensajes en diferentes longitudes de onda y los receptores se
encuentran sintonizados para recibir únicamente la señal deseada.
En redes de difusión y selección de un solo salto, el mensaje transmitido llega
directamente al destino final sin transformar la señal óptica transmitida en señal
eléctrica en el trayecto. Para que la conmutación de paquetes pueda ser
soportada en estas redes, se necesitan transmisores con capacidad de rápida
sintonización; debido a que en la redes de conmutación de paquetes, un nodo
debe ser capaz de transmitir sucesivamente paquetes hacia diferentes nodos en
diferentes longitudes de onda. Siendo el principal cambio en las redes la
coordinación para transmitir paquetes entre varios nodos.
En ausencia de coordinación o un adecuado protocolo de acceso al medio, las
colisiones suceden cuando dos nodos transmiten al mismo tiempo y en la misma
longitud de onda, también pueden ocurrir conflictos cuando dos nodos transmiten
al mismo destino en diferentes longitudes de onda, tomando en cuenta que el
receptor tiene la posibilidad de sintonizarse a una sola longitud de onda. Se han
previsto algunos protocolos de acceso al medio para solucionar tales conflictos,
asumiendo transmisores y receptores sintonizables.
2.2,6.2 Redes de Enrutamiento de longitud de onda (Wavelength Routed Network)
Se muestra en la figura 2.8, a diferencia del caso anterior, los nodos destino no
reciben toda la información de los nodos origen sino solamente la que va dirigida
a ellos.
58
TRX, RCX1
$ DEMUX
t
¿
DEMUX
t ^DEMUX
Figura 2.8 Redes de enrutamiento de longitud de onda
Para que la red funcione de forma correcta, es necesario disponer de fuentes y
filtros ópticos sintonizables, así como de multiplexores y demultiplexores de
longitud de onda. La conexión entre un usuario origen y otro destino se encamina
automáticamente al seleccionar una determinada longitud de onda de transmisión.
En la figura 2.8 muestra algunas de las conexiones (no todas), así como las
longitudes de onda correspondientes para su encaminamiento por medio de
multiplexores y demultiplexores. Obsérvese que la asignación de longitud de
onda para cada conexión entre un nodo origen y otro destino ha de hacerse con
sumo cuidado para evitar que dos nodos origen diferentes empleen la misma
longitud de onda para acceder al mismo nodo destino, ya que en dicho caso, el
filtro óptico del nodo de destino no podría discriminar la información procedente
de un nodo de la del otro.
Para mejorar la eficiencia de la red en la transmisión de paquetes se puede usar,
una tecnología de redes multisaltos. Donde entre el nodo fuente y de destino
atraviesan diversos nodos intermedios. La gran ventaja de estas configuraciones
es que no precisan filtros ópticos sintonizables. En la figura 2.9 se muestra una
configuración de una red de 8 nodos para ¡lustrar su configuración.
59
RED MULTISALTO (8 nodos)
Ejemplo: nodal al 4 (ni alnó" y ¡16 aln4) 1 saltoo (al al ü5 , n5 al a2. n2 al n8 y nS al n4) 3 saltos
Figura 2.9 Redes multisalto
Cada usuario posee dos transmisores que emiten dos longitudes de onda y es
capaz de detectar señales de dos longitudes de onda diferente y retransmitirlas,
cambiando previamente su longitud de onda. Dicho cambio se realiza empleando
una conversión optoelectrónica y electroóptica en el nodo. Este aspecto es muy
importante ya que como se emplea una conversión eléctrica intermedia es
proclive a sufrir el cuello de botella propio de la electrónica al emplearse en
sistemas de altas velocidades de transmisión. En el sencillo ejemplo mostrado en
la figura 2.9 puede observarse que para transmitir una señal desde el nodo 1 al
nodo 6, puede hacerse de forma directa (sin salto de nodo) empleando la longitud
de onda A2, mientras que para acceder al nodo 2 hay que hacerlo previamente al
nodo 5 empleando A-i y del nodo 5 al 2 empleando Ato, en este último caso la
transmisión requiere 1 salto de nodo.
Toda la situación descrita anteriormente es ideal, por cuanto implícitamente
hemos supuesto que al acceder a un nodo intermedio, éste se encontrará
desocupado, es decir, no habrá otro nodo tratando de acceder a él y podrá dirigir
el tráfico inmediatamente. En la práctica esto no es así, y puede que al acceder a
un nodo intermedio este se encuentre bloqueado y sea necesario redireccionar el
tráfico a otro nodo intermedio incrementando el número de saltos entre el nodo
origen y el destino. Por ello, al asignar las diferentes longitudes de onda de
60
conexión entre nodos de la red y al diseñar ésta, el criterio más importante
consiste en minimizar el número de saltos intermedios entre cualquier nodo origen
y cualquiera de destino. En la práctica, el diseño de una red multisalto eficiente
requiere el empleo de gran cantidad de longitudes de onda, por lo que no resulta
un enfoque muy atractivo, excepto quizás para redes de pocos nodos.
2.2.7 VENTAJAS DE WDM
La utilización de tecnología WDM aporta otra serie de ventajas importantes:
• WDM aumenta su capacidad, debido principalmente al hecho de que se
pueden transportar varias longitudes de onda dentro de una sola fibra, será
necesario desplegar un número menor de fibras para atender una misma
demanda de tráfico. En este sentido, se presenta como una solución mucho
más eficiente que SONET/SDH.
• Permite a los operadores aumentar la capacidad de sus redes, dándoles la
posibilidad de ajustarse a la demanda que exista en cada momento. Para ello,
les basta con instalar la fibra e ir activando sus diferentes longitudes de onda
de manera progresiva conforme se vayan necesitando. Esto también se
traduce en una mayor rapidez a la hora de afrontar aumentos en la capacidad
de la red. Esta característica resulta fundamental para que nuevos agentes
entren al mercado sin tener que hacer frente a un elevado costo de inversión
inicial. Para ello basta con desplegar una fibra e ir activando longitudes de
onda conforme vayan necesitando más capacidad de transmisión.
• El despliegue de esta tecnología no requiere la instalación de nuevas fibras,
puesto que permite la reutilización de las ya instaladas.
• Cada una de las longitudes de onda puede incluir información transmitida a
diferentes velocidades y con distinto formato. Es decir, que WDM permite
transportar información de diversas naturalezas y procedente de aplicaciones
distintas dentro de una misma fibra.
• Se puede aumentar la capacidad de la fibra para adaptarse a incrementos de
la demanda con sólo cambiar los interfaces de los equipos de transmisión. Por
ejemplo, se puede pasar de un STM-16 / OC-48 (que proporciona una
61
velocidad de 2,5 Gbps) a un STM-64 / OC-192 (que alcanza una velocidad
de10 Gbps) con sólo cambiar las tarjetas de dichos equipos.
• Permite reducir el número de componentes requeridos en la red óptica y, con
ello, su costo total. Por ejemplo, para transmitir 16 flujos de información con
SONET/SDH se necesita emplear 16 fibras distintas e incluir 16 amplificadores
cada vez que haya que regenerar la señal. Con WDM bastaría emplear 1 sola
fibra y 1 único equipo amplificador.
• WDM incorpora también mecanismos de protección y de recuperación ante
caídas de enlaces o nodos de la red, adoptando de esta manera parte de las
funcionalidades de SONET/SDH.
2.2.8 DESVENTAJAS DE WDM
Sin embargo, y como no podía ser de otra manera, también trae consigo una serie
de limitaciones:
• Las características de las fibras influyen de manera directa en las prestaciones
de WDM, pudiendo llegar a limitarlas de manera considerable. Cuanto mayor
sea la pureza de la fibra, mayor será el número de longitudes de onda que
podrá transportar así como la velocidad de la información transmitida por cada
una de ellas.
• Se requieren componentes ópticos (láser, fibra) de gran calidad, que elevan el
costo de la solución. Sin embargo, teniendo en cuenta que se produce un
ahorro en número de componentes, la solución final resulta más económica.
• Hay muchos parámetros que difieren en función del suministrador (como la
distancia máxima sin amplificación, el número de canales por fibra, el ancho
de banda de cada canal o la tasa óptica agregada de salida) y que van a influir
de manera directa en la configuración y las prestaciones de los sistemas.
• Además se requieren técnicos altamente calificados para la instalación y
gestión de este tipo de soluciones
En consecuencia, parece evidente que el desarrollo de las tecnologías de
multiplexación por longitud de onda va a desplazar a SONET/SDH. WDM se
plantea como una solución que se ajusta mejor al escenario de redes de
62
conmutación de paquetes y tráfico 1P que se está empezando a imponer. Así,
parece evidente que, en el momento en que estén completamente maduros y
disponibles los mecanismos de gestión a nivel óptico, ya nada podrá parar la
eliminación de SONET/SDH y su sustitución porWDM, en un paso más hacia las
"redes todo ópticas".
2.3 ESTUDIO DE LA TECNOLOGÍA DWDM (Multiplexación Densa
por División de Longitud de Onda)
23.1 INTRODUCCIÓN
La Multiplexación Densa por División de Longitud de Onda (DWDM) es una
técnica de transmisión por fibra óptica. Esta involucra el proceso de multiplexación
de varias señales con diferentes longitudes de onda en una fibra única. De tal
manera que cada fibra tiene un conjunto de canales ópticos paralelos cada uno
usando longitudes de onda ligeramente diferente. Emplea longitudes de onda
para transmitir datos paralelos bit a bit o seriales carácter por carácter. DWDM es
una componente muy crucial de redes ópticas que permitirán la transmisión de
datos, e-mail, video, multimedia, voz sobre IP, ATM y SONET/SDH.
Una norma de la U1T define una serie de longitudes de onda autorizadas en la
tercera ventana de transmisión entre 1528 y 1565 nm. Se normaliza también el
espaciado en nm o en GHz entre dos longitudes de onda: 200GHz ó 1.6nm,
10GHZ ó 8nm, etc. Se dice que esta técnica es densa porque el espacio utilizados
es igual o menor a 200GHz. Los sistemas DWDM pueden soportar un gran
número de servicios y gran cantidad de longitudes de onda en una misma fibra,
llegando a enviar 32 / 40 / 64 / 80 / 96 longitudes de onda a 2,5 Gbps y 10 Gbps.
2.3.2 COMPONENTES DE UN SISTEMA DWDM
2.3.2.1 AMPLD3ICADRES ÓPTICOS
El amplificador óptico de línea es el nodo intermedio en el sistema y permite la
conexión entre terminales.
Las funciones que realizan son:
63
- Amplificar la señal de los tributarios entrantes (una por cada sentido
si es bidireccional) que se transmites por la ruta óptica.
- Extraer el canal de supervisión, realizar su tratamiento y volver a
insertarlo sobre lo fibra.
- Además deben garantizar que la ganancia sea apropiada para el
alcance que se especifique.
Los amplificadores ópticos de línea trabajan en el rango de los 1530nm hasta los
1565nm y pueden amplificar señales ópticas aproximadamente hasta 30 dB,
proporcionan ganancia uniforme independiente del número de canales y de la
velocidad, ajustando automáticamente la ganancia para mantener la potencia,
objetivo del canal, tiene puertos de monitoreo a la entrada y a la salida del
amplificador óptico, además permiten el uso de módulos de compensación de
dispersión.
Se ha notado que en redes de largo alcance, los efectos de la dispersión y la
atenuación son significativos, lo que indica que la señal no puede mantener su
integridad en largas distancias.
La tecnología DWDM también utiliza los amplificadores de EDFA (Amplificadores
de Fibra Dopados de Erbio). El EDFA amplifica la potencia de longitudes de onda
y elimina la necesidad de la regeneración.
La banda C (1530 - 1560nm) es la banda de los EDFA tradicionales. Existe otra
importante que se la llama Banda L (1570 - 1620nm), para las redes DWDM de
alta capacidad con más de 100 longitudes de onda por flujo, se busca la
posibilidad de usar un ancho de banda óptico muy grande para acomodar todas
las longitudes de onda (A).
2.3.2.2 TERMINALES MULTIPLEXORES ÓPTICOS
Los terminales Multiplexores Ópticos realizan la función de Multiplexación y
demultiplexación de los tributarios ópticos hacia ó desde los agregados. Los
terminales multiplexores ópticos de transmisión están compuestos de
transpondedores, multiplexores ópticos y amplificadores ópticos, en cambio en la
64
recepción los terminales multiplexores ópticos están formados por amplificadores
ópticos, demultiplexores ópticos y transpondedores.
• MULTIPLEXQR ÓPTICO INSERCIÓN / EXTRACCIÓN (OADM)
La función de un OADM es extraer un canal óptico que se transporta en una
longitud de onda DWDM de una fibra óptica, e insertar un nuevo canal óptico a
la misma longitud de onda.
Con el incremento de canales el número de inserciones/extracciones también
aumentará inicialmente fue considerado deseable poder extraer el 25% de
canal de una fibra en cada nodo, pero con el aumento de tráfico este valor
puede creper rápidamente en un 100%.
El funcionamiento de estos componentes es sencillo: para cada longitud de
onda (A) al extraer o insertar se coloca una rejilla de Bragg (FBG) figura 2.10.
Estas ondas pasan por el circulador óptico, se reflejan sobre la FBG, vuelven
al cireulador el cual las despacha hacia otra fibra. De esta manera se extraen o
insertan longitudes ondas predeterminadas.
ENTRADA
CIRCULADOR
SALIDA
InserciónPuerto
Figura 2.10 Gráfico de OADM
2.3.2.3 CROSS CCXNTSECT ÓPTICO (OXC)
La necesidad de nuevos equipos para la conectividad total, puede satisfacerse
desplegando OXC (Conectores de Cruce Óptico), para la conmutación de los
canales.
65
La gran capacidad de DWDM, la nueva generación de OADMs y los OXCs
permitirán una conectividad totalmente flexible y gestionable, la escalabilidad de
soluciones diferentes con distintos grados de complejidad, diferentes tipos y
niveles de protección.
Los componentes OADM y OXC reemplazan a los convertidores optoelectrónicos
que son muy costosos. Desde este punto de vista el tratamiento óptico (OADM y
OXC) es beneficioso.
2.33 GESTIÓN EN SISTEMAS DWDM
La razón de incorporar un sistema de gestión radica en la necesidad de
monitorear el estado de la red en todo momento, así como de integrarlo en un
sistema de gestión de elementos de red. Esta gestión de red se realiza mediante
un canal de supervisión, multiplexado junto con las portadoras de información. El
propósito de este canal es de supervisar el estado del sistema en todo momento.
2.3.4 NORMALIZACIÓN
• FRECUENCIA CENTRAL NOMINAL
El plan de frecuencias soporta diversos espaciamientos de canal que abarcan de
12,5 GHz hasta 100 GHz y espaciamientos mayores (múltiplos enteros de
100GHz). Asimismo, se pueden utilizar espaciamientos no uniformes entre
canales.
El espaciamiento de frecuencia actual entre canales resulta de la evolución
histórica del plan inicial de 100 GHz, que se ha subdividido sucesivamente por
factores de dos:
Las frecuencias (en THz) permitidas, para espaciamientos de canales de
12,5 GHz en una fibra, se definen de la siguiente manera:
193,1 + n x 0,0125, donde n es un entero positivo o negativo incluido el O
66
Las frecuencias (en THz) permitidas, para espaciamientos de canales de 25 GHz
en una fibra, se definen de la siguiente manera:
193,1 + n x 0,025, donde n es un entero positivo o negativo incluido el O
Las frecuencias (en THz) permitidas, para espaciamientos de canales de 50 GHz
en una fibra, se definen de la siguiente manera:
193,1 + n x 0,05, donde n es un entero positivo o negativo incluido el O
Las frecuencias (en THz) permitidas, para espaciamientos de canales de 100 GHz
en una fibra, se definen de la siguiente manera:
193,1 + n x o,1, donde n es un entero positivo o negativo incluido el O
En la tabla 2.2 se indican algunas frecuencias centrales nominales en las
bandas C y L, basadas en el espaciamiento de canal mínimo de 12,5 GHz,
referidas a una frecuencia de 193,1 THz. Asimismo, en la tabla 2.3 se ¡lustran los
planes de frecuencia de 12.5, 25, 50 y 100 GHz en la misma región.
Nótese que el valor "c" (velocidad de la luz en el vacío) que debería utilizarse para
las conversiones entre frecuencia y longitud de onda es igual a 2,99792458 x 108
m/s.
Ejemplo de frecuencias centrales nominales del plan con PWDM
Frecuencias centrales nominales (THz) para espaciamientos de
12,5 GHz
195,9375
195,9250
195,9125
195,9000
195,8875
195,8750
195,8625
195,8500
25 GHz
-195,925
-
195,900 .
-
195,875
-
195,850
50 GHz
---
195,90
-
-
-
195,85
100 GHz yespaciamientos
superiores
---
195,9
-
-
-
1
Longitudes de ondascentrales nominales(nm) aproximadas
1530,04
1530,14
1530,24
1530,33
1530,43
1530,53
1530,63
1530,72
67
Ejemplo de frecuencias centrales nomínales del plan con DWDM
Frecuencias centrales nominales (THz) para espaciamientos de
12,5 GHz
195,8375
195,8250
195,8125
195,8000
195,7875
195,7750
195,7625
195,7500
195,7375
195,7250
195,7125
195,7000
195,6875
195,6750
195,6625•
•
*
•
•
•
193,2375
193,2250
193,2125
193,2000
193,1875
193,1750
193,1625
193,1500
193,1375
193,1250
193,1125
193,1000
193,0875
193,0750
25 GHz
-195,825
-
195,800
-
195,775
-
195,750
-
195,725
-
195,700
-
195,675
-•
•
•
•
•
•
-
193,225
-
193,200
-
193,175
-
193,150
• -193,125
-
193,100
-
193,075
50 GHz
-
-
-195,80
-
-
-
195,75
-
-
-
195,70
-
-
-•
•
%
»
•
•
-
-
-
193,20
-
-
-
193,15
--
-
193,10
-
-
100 GHz yespaciamientos
superiores
-
-
-
195,8
-
-
-
-
-
-
-
195,7
-
-
-•
•
•
•
•
•
-
-
-
193,2
-
-
-
-
-
-
-
193,1
-
-
Longitudes de ondascentrales nominales(nm) aproximadas
1530,82
1530,92
1531,02
1531,12
1531,21
1531,31
1531,41
1531,51
1531,60
1531,70
1531,80
1531,90
1532,00
1532,09
1532,19*
•
*
»
»
•
1551,42
1551,52
1551,62
1551,72
1551,82
1551,92
1552,02
1552,12
1552,22
1552,32
1552,42
1552,52
1552,62
1552,73
68
Ejemplo de frecuencias centrales nominales del plan con DWDM
Frecuencias centrales nominales (THz) para espaciamientos de
12,5 GHz
193,0625
193,0500
193,0375
193,0250
193,0125
193,0000
192,9875
192,9750
192,9625
•
•
•
•
•
•
184,7750
184,7625
184,7500
184,7375
184,7250
184,7125
184,7000
184,6875
184,6750
184,6625
184,6500
184,6375
184,6250
184,6125
184,6000
184,5875
184,5750
184,5625
184,5500
184,5375
25 GHz
-193,050
-
193,025
-
193,000
-
192,975
-
•
•
•
•
•
•
184,775
-
184,750
-
184,725
-
184,700
-
184,675
-
184,650
-
184,625
-184,600
-
184,575
-
184,550
-
50 GHz
-193,05
-
-
-
193,00
-
-
-
•
•
•
•
•
•
-
-
184,75
-
-
-
184,70
-
-
-
184,65
-
-
-184,60
-
-
-
184,55
-
100 GHz yespaciamientos
superiores
-
--
-
-193,0
-
-
-
•
•
•
•
•
•
-
-
-
-
-
-
184,7
-
-
-
-
-
-
-
184,6
-
-
-
-
-
Longitudes de ondascentrales nominales(nm) aproximadas
1552,83
1552,93
1553,03
1553,13
1553,23
1553,33
1553,43
1553,53
1553,63
•
•
•
•
•
•
1622,47
1622,58
1622,69
1622,80
1622,91
1623,02
1623,13
1623,24
1623,35
1623,46
1623,57
1623,68
1623,79
1623,90
1624,01
1624,12
1624,23
1624,34
1624,45
1624,56
69
Ejemplo de frecuencias centrales nominales del plan con DWDM
Frecuencias centrales nomínales (THz) para espaciamientos de
12,5 GHz
184,5250
184,5125
184,5000
•
•
•
25 GHz
184,525
-
184,500
•
*
•
50 GHz
-
-184,50
•
•
•
100 GHz yespaciamientos
superiores
-
-184,5
•
•
•
Longitudes de ondascentrales nominales(nm) aproximadas
1624,67
1624,78
1624,89
•
•
•
Tabla 2.2 Frecuencia Centrales Nominales
2.3.5 DESCBIPCIÓN DEL SISTEMA DWDM
Tal como se muestra en la figura 2.11, la frontera entre la red de transporte y un
enlace de la red de transmisión óptica está definida por un elemento denominado
transpondedor. En el sentido de entrada al enlace, la interfaz proveniente de la
red de transporte suele ser óptica de corto alcance, a una longitud de onda
indeterminada y con una pureza espectral baja. En el transpondedor la señal de
esta interfaz se fotodetecta y regenera eléctricamente, y a continuación la señal
resultante se utiliza para modular un transmisor óptico que emite a una longitud
de onda específica. La salida de este transpondedor se multiplexa con la de otros,
en otras longitudes de onda, y el múltiplex resultante se amplifica e inyecta en la
fibra del enlace.
En el sentido de salida del enlace, el funcionamiento es similar. El conjunto de
longitudes de onda que llegan de la planta se demultiplexan, y cada una de ellas
se lleva directamente a la interfaz de la red de transporte. Opcionalmente, el
transpondedor incorpora un receptor óptico que fotodetecta y regenera la señal de
línea, y a continuación remodula un láser de características genéricas. La salida
de este láser, no seleccionado en longitud de onda, se lleva finalmente al
elemento Terminal de la red de transporte.
70
Transpondedoresípa rte dé tran smisióní
Interfazóptico conb red de transporte
Filtro de extraccióne inserción ÍOADMl
Amplificador
Jt
M
X
V,?1
Transpondedores(pa rte de recepción)
I üEMUX
A
I
interfai óptico conla red de transporte
Figura 2.11 Descripción de un sistema DWDM
2.3.6 TOPOLOGÍA Y ESQUEMA DE PROTECCIÓN PARA DWDM
Las arquitecturas de red se basan en muchos factores, incluyendo tipos de
aplicaciones y protocolos, distancias, uso y formas de acceso, y topología de
redes antiguas. En el mercado metropolitano, por ejemplo, la topología punto a
punto se puede usar para conectar distintas ubicaciones de empresas, las
topologías en anillo para conectar sucursales entre sí, y para accesos
residenciales y topología mallada se pueden usar para conectar backbones de
larga distancia.
Las principales topologías que se instalan son punto a punto y en anillo:
2.3.6.1 Topología punto a punto
Las topologías se pueden implementar con o sin OADM. Estas redes se
caracterizan por las grandes velocidades por canal (10 a 40 Gbps), alta integridad
y Habilidad de la señal. En las redes de larga distancia, la distancia entre el
transmisor y el receptor puede ser de varios kilómetros, y el número necesario de
amplificadores entre extremos puede ser menor de 10.
La protección en las topologías punto a punto se hacen de dos maneras:
71
La primera protección es a nivel de sistema. Los enlaces paralelos conectan
sistemas redundantes en cada extremo. La conmutación en caso de fallo es
de responsabilidad del equipo del cliente (por ejemplo un conmutador o
en rutad o r).
La segunda protección es a nivel de tarjeta. Los enlaces paralelos conectan
sistemas individuales en el extremo que contiene transponders, multiplexores
y CPUs redundantes. Aquí la protección ha migrado a los equipos DWDM, con
decisiones de conmutación bajo control local. Un tipo de implementación, por
ejemplo, usa un esquema de protección 1+1 basado en APS (Automatic
Protection Swiching) de SONET (Figura 2.12).
APS
APS
APS
APS
Figura 2.12 Topología punto a punto
2.3.6.2 Topología en Anillo
Los anillos contribuyen la arquitectura más común en las redes metropolitanas
con varias decenas de kilómetros.
Las configuraciones en anillo se pueden instalar en uno o más sistemas DWDM,
soportando cualquier tipo de tráfico, o puede tener un concentrador y uno o más
nodos OADMs. En el nodo del concentrador el tráfico se origina, se termina y se
controla, y a su vez da conectividad con otras redes establecidas. En los nodos
OADMs, las longitudes de onda seleccionadas son removidas o añadidas,
mientras que las demás pasan de forma transparente. De esta manera, las
arquitecturas en anillo permiten que los nodos en anillo suministren acceso a
elementos de red como enrutadores, conmutadores o servidores con añadir o
remover canales de longitud de onda en el dominio óptico.
La figura 2.13 muestra un esquema UPSR (Unidireccional Path Switched Ring)
con dos fibras. Aquí el concentrador y los nodos envían a través de dos anillos,
pero la misma fibra normalmente se usa para todo el equipo para recibir la señal;
de aquí el nombre de unidireccional. Si el anillo de trabajo falla, el equipo conmuta
a la otro fibra.
Hub
Figura 2.13 Topología Anillo
2.3.7 DWDM EN LAS MAN
DWDM es el claro ganador en el "Backbone". Primero se instaló en rutas de larga
distancia cuando escaseaba la fibra. Debido al ahorro en equipamiento, hizo que
fuera la solución ideal en rutas de larga distancia aún cuando había sobrante de
fibra. Mientras que el DWDM puede ayudar a la exhausta fibra en la MAN: su
valor en este mercado se extiende más allá de esta simple ventaja. En SONET, el
aumento de la capacidad es a base de tirar más cable o ampliarlo, pero el DWDM
hace más que eso. Lo que le da valor añadido en el mercado metropolitano, es su
rápido y flexible aprovisionamiento de protocolos DWDM transparente en cuanto a
la velocidad, centralización de datos, servicios protegidos, junto a la posibilidad de
ofrecer nuevas y más altas velocidades a menor costo.
23.8 DIFERENCIA ENTRE WDM Y DWDM
La diferencia entre WDM y DWDM es fundamentalmente que DWDM espacia las
longitudes de onda menos que el WDM, por tanto tiene una capacidad global
73
mayor. Los límites de este espaciado no son precisamente conocidos y es
probable no se alcance su límite, se han conseguido hasta 128 longitudes de
onda por fibra. DWDM se caracteriza porque tiene posibilidad de amplificar todas
las longitudes de onda a la vez sin convertirlas a señales eléctricas y la posibilidad
de transportar señales de diferente velocidad y tipos simultáneamente, y
transparentemente sobre fibra (independientemente del protocolo y su velocidad).
2.3.9 VENTAJAS DE DWDM
Aparte del ancho de banda, las ventajas técnicas más convincentes de DWDM
son las siguientes:
• Transparencia. Porque el DWDM es una arquitectura de nivel físico, que
puede transportar transparentemente TDM y formatos de datos tales como
ATM, Gigabit Ethernet, etc.
• Escalabilidad. El DWDM puede hacer que la escasez de fibra en MAN y redes
empresariales, permita cubrir rápidamente los aumentos de demanda de
ancho de banda de los enlaces punto a punto o de los anillos SONET/SDH
actuales.
• Aprovisionamiento dinámico. El aprovisionamiento rápido, simple y dinámico
de las conexiones de red dan a los proveedores la posibilidad de suministrar
servicios de banda ancha en días en vez de meses.
• En entornos DWDM metropolitanos, la elección de la arquitectura puede
simplificar la operación y mantenimiento de la red.
• El láser viene a revolucionar las redes de comunicación, esta nueva forma de
transmitir datos permite construir redes con distancias más largas. Se puede
enviar información evitando el ruido ocasionado por electromagnetismo
existente en comunicaciones electrónicas, y la interferencia en las
comunicaciones inalámbricas. Facilita el construir redes más eficientes; la
tecnología óptica también incrementa la capacidad de transmisión.
• Se debe trabajar con parámetros como la dispersión cromática, atenuación y
la difracción, estos tres parámetros son los que se deben de conocer y cuidar
cuando se trabaja con redes ópticas.
74
• La tecnología DWDM viene a resolver el problema de la capacidad de
transmisión en redes ópticas, aunque antes de su descubrimiento existían
protocolos de transmisión de información como SONET y SDH los cuales
trabajan a alta velocidad, DWDM hace que se puedan transmitir varias de
estas señales por un solo enlace de fibra óptica.
• Esta tecnología permite a los carríers, incrementar la capacidad de sus redes
utilizando la infraestructura existente, sin tener que instalar más fibra, esto
ayuda a reducir tiempos de implantación y una reducción tremenda en costos.
2.4 ESTUDIO DE LA TECNOLOGÍA CWDM (Multiplexación por
División Aproximada de Longitud de Onda)
2.4.1 INTRODUCCIÓN
CWDM es una técnica prometedora en cuanto incrementa la capacidad y/o amplía
la longitud del enlace de la fibra multimodo existente. Cada canal de longitud de
onda puede usar los láseres de bajo costo existentes y la electrónica estándar de
emisión/recepción para transmitir datos dentro de los límites convencionales de la
fibra óptica. Los sistemas CWDM están limitados por el número de longitudes de
onda que se pueden combinar y separar.
El desarrollo de CWDM es una tecnología intermedia, es la respuesta a la
demanda cada vez mayor de la red óptica. Con una capacidad mayor que el
WDM y más pequeña que DWDM, CWDM permite que un número reducido de
canales, típicamente dieciocho o menos, trabaje en la región de 1550 nm llamada
Banda C.
2.4.2 DEFINICIÓN
La multiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM) es una
forma de multiplexación de división de longitud de onda (WDM) que tenga
espaciamientos más amplios entre las longitudes de onda usadas que el WDM
denso (DWDM). También, semejante de otras formas de WDM, utiliza un espectro
de banda fotónico más amplio que otros sistemas. Hasta 18 longitudes de onda
75
se pueden enviar usando algunos esquemas de CWDM. Esta tecnología se
puede utilizar sobre fibras multimodo y monomodo aunque las distancias de la
señal son generalmente más cortas que DWDM. Los costos de desplegar CWDM
son perceptiblemente más bajos que DWDM.
2.4.3 LONGITUDES DE ONDA CENTRALES NOMINALES PARA SISTEMAS
CON CWDM
En la tabla 2.3 se indica el plan de longitudes de onda CWDM en la gama que
abarca de 1270 nm a 1610 nm. Se debe utilizar un valor 'c' (velocidad de la luz en
el vacío) para la conversión entre longitud de onda y frecuencia igual a
2,99792458x108 m/s.
Frecuenciacentralnominal(THz)
236,0570232,3972228,8492225,4078222,0684218,8266215,6780212,6187209,6450206,7534203,9404201,2029198,5380195,9427193,4144190,9506188,5487186,2064
Longitudes de ondascentrales nominales (nm)para un espaciamiento de
20 nm127012901310133013501370139014101430145014701490151015301550157015901610
NOTA- Los puntos extremos de estecuadro se presentan a título informativosolamente.
Tabla 2.3 Longitudes Onda Centrales nominales
76
En el gráfico 2.4 se encuentran las diferentes longitudes de onda de acuerdo a lo
especificado por la recomendación de la 1TU-I G.694.2.
3.0-1
1200 1300 1400 1500"Wavelengih (mn)
1600
Figura 2.14 Gráfico de las longitudes de onda de CWDM.
2.4.3.1 Espaciamiento de la longitud de onda central y variación de la longitud de
onda
Las aplicaciones de CWDM, que utilizan láser sin sistemas de refrigeración y
filtros pasa banda anchos, requieren un espaciamiento de longitud de onda
central nominal de al menos 20 nm. Se espera que una variación total de la
longitud de onda de la fuente de aproximadamente 6-7 nm sea compatible con las
tecnologías existentes para los filtros. Tal como ocurre con la banda de guarda,
basta con un tercio del espaciamiento mínimo entre canales y, por lo tanto, se ha
escogido el valor de 20 nm con el fin de maximizar la cantidad de canales.
Se han de definir valores y atribuciones específicos para esta variación en cada
aplicación.
La variación de longitud de onda depende fundamentalmente de dos factores:
primero, el fabricante del sistema láser puede variar la longitud de onda alrededor
de la longitud de onda nominal con el fin de obtener un mayor rendimiento y/o
reducir las tolerancias de fabricación. Segundo, la utilización de láser sin
77
refrigeración hará variar la longitud de onda en función de la temperatura, dentro
de la gama de temperaturas especificadas para el láser.
2.4.4 COMPONENTES DE TIN SISTEMA CWDM1
2.4.4.1 FIBRA ÓPTICA
Para mejorar la red de fibra metropolitana, la oportunidad ahora existe para
instalar la última tecnología de fibra de 1TU-T G.652.C, que elimina
substancialmente el pico de agua en 1383nm y lanza así la Banda-E para la
extensión adicional de la capacidad.
La fibra DS o DSF (dispersión Shifted Fiber) que no se puede utilizar con DWDM
en la Banda C debido a los problemas de mezcla de 4-longitudes se puede ahora
reutilizar con las nuevas tecnologías de CWDM
2.4.4.2 LÁSER
Los láseres de CWDM con velocidad de 2.5 Gbps son optimizados para el bajo
costo. Su diseño se basa en la tecnología probada DFB (Láser con
Realimentación distribuida). La tecnología de DFB tiene las ventajas de funcionar
a altas velocidades y linealmente. Consecuentemente, los láseres de CWDM son
capaces de transmitir 2.5 Gbps sobre distancias de 80 kilómetros en fibra de ITU
G.652. El bajo costo, la energía pequeña y los espacios reducidos de los
transmisores de láser de CWDM son el resultado de no utilizar enfriadores. Esto
significa que no tienen disipadores de calor, circuitos de control y refrigeradores
termoeléctricos, que van con el circuito del láser, esto ahorra corriente eléctrica y
espacio.
El diodo láser VCSELs ahora se fabrican en gran cantidad para la tecnología
Gigabit Ethernet y 10 Gigabit Ethernet aplicados en LAN, con longitud de onda de
850nm / 1310nm y opciones de fibra óptica monomodo/multimodo.
1 wvAV.rbni.com
78
• Diferencia de Láser CWDM y DWDM
El factor dominante que distingue el costo del transmisor CWDM del costo del
transmisor DWDM es los espaciamientos del canal WDM. El espaciamiento de
canal se determina cómo el láser asociado que enciende el canal, que puede
derivar desde la longitud de onda nominal debido a las tolerancias de la
fabricación, a la gama de temperaturas y a la corriente de la modulación. Esto se
ilustra en la figura 2.15 para un filtro del 1550nm CWDM y filtros múltiples con
longitudes de onda espaciadas 200GHz y del representante DFB de DWDM en la
Banda-C.
1530nm C-Band
ITUG694.2 1550 nm CWDMCliannol (I3nm Witítli / 20nm Spacíng)
ITUG6941 200 GHzDWDM Wavelength Spadng
•ve Tonp. Mamifiíctaring Sprend -l-vc Tcrap."Variatíon DFB Láser WnvetcngÜí Varialion
nm
Figura 2.15 CWDM - DWDM fabricación y Variación de la temperatura
Las siguientes características resumen las diferencias entre los transmisores de
DWDM y de CWDM
• El volumen ocupado por un transmisor láser de DWDM es cerca de ocho
veces el volumen de un transmisor láser de CWDM.
• La energía consumida por un transmisor de DWDM es cerca de 20 veces
la energía consumida por un transmisor de CWDM. Para un sistema del
80
• Diferencia entre filtros CWDM y DWDM
Los filtros de CWDM son intrínsecamente menos costosos que los filtros de
DWDM debido al poco número de capas en el filtro. Típicamente hay sobre 100
capas requeridas para el diseño de un filtro de 200 GHz según lo utilizado en
productos de redes metropolitanas DWDM, muestra que hay solamente 50 capas
en un filtro de 20 nm usado en productos de redes metropolitanas CWDM. El
resultado es el corto tiempo de fabricación, menos materiales y producciones más
altas de fabricación para los filtros de CWDM. Consecuentemente, los costos del
filtro de CWDM son generalmente menor en un 50 por ciento del costo de los
filtros de DWDM.
2.4.4.5 COMPARACIÓN ENTRE EQUIPOS CWDM Y DWDM
El tamaño más pequeño y el consumo de energía más bajo de CWDM en relación
con componentes de DWDM se traduce en dimensiones más pequeñas del
multiplexor de CWDM, pocas o bajo consumo de fuentes de alimentación y equipo
termal reducido para el enfriamiento de los transmisores y las fuentes de
alimentación. Estas diferencias se ilustran gráficamente en el figura 2.16 usando
equipos que representan 16 longitudes de ondas DWDM y CWDM.
Las arquitecturas del multiplexor demostradas en la figura 2.16 se basan
solamente en las diferencias más significativas entre las tecnologías DWDM y
CWDM de 200GHZ, siendo filtros de película fina y transmisores directamente
modulados del láser de DFB.
Las diferencias representativas del espacio y de la energía son significativas pero
de poca sorpresa para los fabricantes de equipo que tienen experiencia en los
progresos de producto de DWDM y de CWDM. Según lo mostrado en el figura
2.16, la combinación de la fibra y el calor disipado que conducen los productos
DWDM hacia un chasis grande con muchos tipos de tarjetas verticales. En
contraste, la disipación de calor baja de las tecnologías de CWDM permite un
chasis discreto con pocos tipos del módulo o aún una sola placa base.
81
Los requisitos de espacio adicional de los productos DWDM dan lugar a costo
adicional considerable, especialmente en las situaciones donde el espacio es
arrendado por otro portador. El espacio adicional también se requiere para
fuentes de alimentación más grandes de AC-DC y/o las baterías de reserva que
son una consideración importante en la operación del equipo de
telecomunicación. Además de la fuente de alimentación se debe aumentar
también los equipos de aire acondicionado que ocupa DWDM. Debido a todas
estas consideraciones, el costo del ciclo vital de una solución de DWDM
comparada con una solución de CWDM es mayor que la comparación de costos
de los componentes básicos.
AireAcondicionado
MultiplexorDWDM
MultiplexorCWDM
1QQW
Filtros Transmisores
Componentes par los multiplexores DWDM y CWDM
5' x-19"Rack
6RUDWDWlMUJC
1RUCWDMMux
Fuentes de poder DC
Figura2.16 Comparación de DWDM y CWDM
2.4.4,6 DIFERENCIA CWDM Y DWDM
El espacio entre las longitudes de onda individuales transmitidas a través de la
misma fibra sirve de base para diferenciar DWDM y CWDM. Los sistemas DWDM
usan típicamente separaciones de longitudes de onda de 200GHz, 100GHz o
82
SOGHz con futuros sistemas en proyecto para tener incluso espaciamientos más
estrechos. Las longitudes de onda operativas en sistemas DWDM están definidas
según las frecuencias estandarizadas, desarrollados por la Unión Internacional de
Telecomunicación. La longitud de onda desplaza aproximadamente 0.08nm/°C
con la temperatura. Los láseres DBF se enfrían para estabilizar la longitud de
onda y evitar que varíe fuera de la banda de los filtros multiplexor y demultiplexor
cuando la temperatura fluctúa en los sistemas DWDM.
Los sistemas CWDM usan láser DBF refrigerados. Son específicos para operar
desde O hasta 70°C con la longitud de onda del láser variando aproximadamente
6 nm sobre este rango. Esta longitud de onda varía acompañada de la variación
de longitud de onda del láser hasta +/-3nm debido a los procesos de fabricación
de éste, lo que produce una variación total de aproximadamente 12nm. La banda
del filtro óptico y el espaciado entre canales tiene que ser suficientemente ancho
para acomodar la variación del ancho de portadora del láser no refrigerado del
sistema CWDM. El espaciado entre portadoras de estos sistemas es típicamente
de 20 nm. El sistema CWDM ofrece algunas ventajas sobre los sistemas DWDM
para aplicaciones que requieren hasta 18 o menos canales Estos beneficios
incluyen costos, requerimientos de energía y tamaño.
2.4.4.6.1 Hardware más barato
La diferencia de costo entre los sistemas CWDM y los DWDM pueden ser
atribuidos al hardware y los costos operativos. Aunque los láser DWDM son más
caros que los láser CWDM, los láser DFB (Láser con realimentación distribuida)
refrigerados proporcionan soluciones de costo total para transportes de largo
recorrido y grandes anillos metropolitanos que requieran gran capacidad. En
ambas aplicaciones el costo de los sistemas DWDM queda amortizado por el gran
número de clientes que se sirven de este sistema. Las redes de acceso, por otro
lado requieren sistemas de bajo costo y baja capacidad para reunir las
condiciones del mercado que están basadas en gran parte en lo que el cliente
está dispuesto a pagar por los servicios de banda ancha.
83
La tolerancia de fabricación de longitud de onda de un láser DWDM en
comparación al CWDM es un factor clave. Las tolerancias de longitud de onda
típicas están por el orden de los +/-0.1nm; mientras que la tolerancia de
fabricación de la longitud de onda de los láser CWDM están entre los +1-2 a 3nm,
lo cual genera un aumento de los costos de los láser DWDM con respecto a los
CWDM.
La diferencia de costo entre los MUX/DMUX DWDM y CWDM, basado en una
tecnología de película delgada también contribuyen a disminuir los costos
generales en favor del CWDM. Los filtros de los CWDM son intrínsecamente más
baratos de realizar debido al menor número de capas en el diseño del filtro.
Típicamente son 150 capas para el diseño de un filtro de 100 GHz para ser usado
en sistemas DWDM, mientras que en un filtro CWDM de 20nm hay
aproximadamente 20 capas. Los costos de los filtros CWDM son
aproximadamente de un 50% más barato que los filtros del DWDM.
2.4.4.6.2 Bajo requerimiento de energía
Los costos operativos de los sistemas de transporte óptico dependen del
mantenimiento y de la energía. Mientras que los costos de mantenimiento son
comparables para ambos sistemas CWDM y DWDM, los requerimientos de
energía para el DWDM son significativamente más altos.
Como el número de longitudes de onda en los sistemas DWDM aumentan con la
velocidad de transmisión, la energía y la administración térmica asociada con
ellos se convierte en un tema crítico para los diseñadores. La baja energía
requerida como resultado del uso de láseres no refrigerados en los sistemas
CWDM tiene implicaciones financieras positivas para los operadores de sistema.
2.4.4.6.3 Fiabilidad
La Habilidad de los láseres DFB usados en el transporte DWDM y en el CWDM ha
sido probada tanto en diseños refrigerados como en los no refrigerados. La
diferencia entre el diseño de los dos láser es el número de componentes
adicionales, incluyendo el filtro, el refrigerante, y electrónica asociada en láser
84
DWDM. Sin embargo, no se tienen datos para confirmar una diferencia sustancial
en la Habilidad entre los dos tipos de sistemas en aplicaciones del mundo real.
Nuevos y adicionales análisis puede que lo confirmen o quizá no.
2.4.4.6.4 Menor tamaño fisico
Los láseres CWDM son significantemente más pequeños que los láseres DWDM.
Los láser no refrigerados están típicamente construidos con un láser y un PIN
monitor (fotodiodo). Un transmisor óptico típico tiene aproximadamente 2
centímetros de largo y 0.5 cm de diámetro. Los láseres refrigerados se pueden
ofrecer en encapsulado que contiene el láser, el fotodiodo, filtro y el refrigerante.
Estos láseres tienen aproximadamente 4 cm de largo, 2 cm de alto y 2 cm de
ancho. Estos dispositivos se suministran con un conector, y los correspondientes
monitores y circuitos de control. La medida de un láser DWDM de transmisión
típico ocupa aproximadamente 5 veces el volumen de un transmisor CWDM, esto
es 100 cm3, en comparación con un transmisor con un láser no refrigerado que
ocupa 20 cm3.
2.4.4.6.5 Hasta 18 longitudes de onda
Los sistemas CWDM que soportan de 2 a 8 longitudes de onda están
comercialmente disponibles. Estos sistemas son el anticipo para escalar a un
espectro de 18 longitudes de onda en 1290 -1610nm en un futuro. La mayoría de
los sistemas CWDM están basados en un espaciado de 20nm de canal desde
1470 hasta 1610nm con un desarrollo en la ventana de 1300 nm para 10 Gigabit
Ethernet. Las longitudes de onda en la región de los 1400 nm sufren una pérdida
óptica mayor debido al pico de absorción del agua residual que presenta la
mayoría de fibra óptica fabricada hoy en día. Mientras esta pérdida adicional
puede limitar la ejecución de conexiones más largas, no es un obstáculo para la
utilización de CWDM en aplicaciones de redes de área metropolitana o redes de
acceso. Una nueva fibra que elimina el pico de atenuación por agua es ofrecida
por lo menos por dos de los principales vendedores de fibra para uso en
conexiones metropolitanas a bajo presupuesto que permiten una atenuación
menor en la fibra óptica.
85
2.4.4.7 ESTÁNDAR ITU G.694.2
Una organización que está trabajando para definir los estándares para los
sistemas CWDM es el de 1400nm Comercial Interest Group (CIG) cuyos
participantes incluyen proveedores de componentes, vendedores de sistemas y
proveedores de sistemas. Las longitudes de onda del espaciado CWDM bajo
propuesta se dividen en tres bandas. La Banda-O: 1290, 1310, 1330 y 1350 nm.
La Banda-E: 1380, 1400, 1420 y 1440 nm. Finalmente, la Banda S+C+L
consistente en ocho longitudes de onda desde 1470 hasta 1610 nm en
incrementos de 20 nm. Estas longitudes de onda se benefician del espectro
completo de fibra óptica, incluyendo la herencia de las fuentes ópticas a 1310,
1510 y 1550 nm mientras se maximiza el número de canales. El espaciado del
canal de 20nm soporta bajos costos de componentes con el uso de láser no
refrigerado y filtro de banda ancha. También evita la alta pérdida de la longitud de
onda 1270 y mantiene un espacio para los sistemas CWDM de desarrollo del
aislamiento de la banda adyacente. Sin embargo, la ITU ha estandarizado el
espaciamiento de CWDM que consta de 18 longitudes de onda, el G.694.2: desde
1270 hasta 1610 nm con una separación entre portadoras de 20 nm. Como la
demanda de la banda ancha está llevando al límite las redes corporativas y
públicas, la necesidad de sistemas de transporte de bajo costo es imperativa. La
tecnología CWDM responde a estos requerimientos, ofreciendo una arquitectura
de sistema escalable para redes metropolitanas y de acceso.
En el anexo 2 se incluye las recomendaciones para la tecnología WDM
(Multiplexación por División de Longitud de Onda), DWDM (Multiplexación por
División de Longitud de Onda Densa) y CWDM (Multiplexación por División
Aproximada de Longitud de Onda).
En el capitulo tres, se realiza una metodología de diseño para la red de fibra
óptica de ANDINATEL S. A., con la tecnología CWDM luego se realiza un análisis
de costos.
CAPITULO 3
METODOLOGÍA DE DISEÑO DE UNA
RED ÓPTICA CON TECNOLOGÍA
CWDM (Multiplexación por División
Aproximada de Longitud de Onda).
86
CAPITULO 3
METODOLOGÍA DE DISEÑO DE UNA RED ÓPTICA CON
TECNOLOGÍA CWDM (Multiplexación por División
Aproximada de Longitud de Onda).
3.1 INTRODUCCIÓN
En el presente capítulo se estudiará el método de diseño de una red CWDM
(Multiplexación por división aproximada de longitud de onda) en los anillos de fibrax
óptica para la ciudad de Quito. La necesidad de buscar una nueva tecnología con
el fin de que satisfaga la necesidad en cuanto a la capacidad y con disminución
en los costos de los equipos, ha llevado a analizar la posibilidad de realizar una
implementación de CWDM en los anillos de fibra óptica. Se considera ésta como
una solución viable que cumple con los requerimientos y la economía de nuestro
país.
En las figuras 3.1, 3.2, y 3.3, se indica un crecimiento considerable de los
servicios de telecomunicaciones, por lo que se ve la necesidad de buscar otras
tecnologías que satisfagan estos requerimientos.
NUMERO DE ABONADOS DE TELEFONÍA FIJA A NIVELNACIONAL (MILES DE ABONADOS)
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004/Nov
Figura 3.1 Abonados de Telefonía fija en el país1
1 www.conatel.gov.ee
87
DENSIDAD DE TELEFONÍA FIJA A NIVELNACIONAL (EN PORCENTAJE)
Figura 3.2 Densidad de telefonía fija a nivel nacional1
ABONADOS DE INTERNET A NIVEL NACIONAL
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004/Nov
Figura 3.3 Abonados de Internet a nivel nacional1.
En la figura 3.1 se indica como la telefonía fija ha crecido desde 801.000
abonados en 1996 hasta 1619.000 abonados en noviembre 2004, es decir que
ha incrementado en un 100% en ocho años.
' www.conatel.gov.ee
88
Para los abonados de Internet es mucho más evidente el crecimiento, como se
indica en la figura 3.3, de 37.538 abonados en 1999 han pasado a 187.154
abonados para noviembre 2004, el incremento es de más de cuatro veces.
La gran demanda de los servicios de telefonía fija y de Internet, traen consigo un
incremento en el índice de tráfico y en la capacidad de la red, lo que hace pensar
que las redes futuras deben tener una estructura flexible, que soporte nuevas
aplicaciones y tráfico con diferentes formatos.
La multiplexación por longitud de onda se muestra como una solución, para llegar
a alcanzar la optimización del uso de la fibra óptica, y así llegar con una mayor
calidad de servicio al usuario final.
El presente trabajo tiene como objetivo diseñar la Red de Acceso para
implementar CWDM (Multiplexación por división aproximada de longitud de onda)
en los anillos de fibra óptica para la red SDH en la Ciudad de Quito, es
conveniente hacer una descripción actual de la red SDH de ANDINATEL S.A.
3.2 DESCRIPCIÓN DE LA RED DE FIBRA ÓPTICA DE LA CIUDAD
DE QUITO1.
Para obtener una descripción de la Red de fibra óptica de la ciudad de Quito, se
ha acudido a información proporcionada por la empresa ANDINATEL S. A.
operadora actual de la red de fibra óptica.
Básicamente, la topología existente cuenta con siete anillos metropolitanos,
distribuidos a lo largo de la ciudad, interconectados entre sí, los cuales cuentan
con la tecnología SDH.
Cabe señalar que en la actualidad se encuentran realizando pruebas para
implementar un nuevo anillo llamado Anillo Central Internacional, compuesto de
Quito Centro, Estación Terrena, Tingo.
1 Datos obtenidos de la Gerencia de Transmisiones ANDINATEL S.A.
89
En lo que se refiere a los equipos, la empresa que se encuentra proporcionando
en su mayor parte es la empresa de telecomunicaciones NEC, en el anillo de
Central Internacional que se encuentra en pruebas y usa equipos ALCATEL
Los siete anillos de la red metropolitana de la ciudad de Quito se encuentran
conformados de la siguiente forma:
3.2.1 Anulo CENTRAL 1 (ü-node)
Esta formado por las estaciones Quito Centro, Iñaquito y Mariscal Sucre, cada
estación está equipada por equipos SMS-25QOA de NEC, conformando un anillo
STM-16 con protección al anillo BLSR1 a 2 fibras.
QUITO CENTRO
3.8Km
MARISCAL SUCRE
Anillo U-nodeSTM-16
BLSR
O
5.4Km
Figura 3.4 ANILLO U-node
IÑAQUITO
9.9Km
3.2.2 Anillo CENTRAL 2
Está formado por las estaciones Quito Centro, Iñaquito y Mariscal Sucre, cada
estación está equipada por equipos SMS-2500 A de NEC, conformando un anillo
STM-16 eon protección al anillo BLSR1 a 4 fibras.
1 ver Anexo 3 PROTECCIONES
90
QUITO CENTRO
3.7Km
MARISCAL SUCRE
Anillo CENTRALSTM-16
BLSR
O
S.lKm
Figura 3.5 ANILLO CENTRAL
iNAQurro
9.7Km
3.2.3 Anulo SUR
Está formado por las estaciones Quito Centro, El Pintado, Guamaní, Guajalo,
VUlaflora, Mariscal Sucre, cada estación está equipada por equipos SMS-2500 C
de NEC, conformando un anillo STM-16 con protección SNCP1 a 2 fibras.
QUITO CENTRO PINTADO6.9Km 8.4Km
IS.SKm
MARISCAL SUCRE
Anillo SURSTM-16
SNCP
VILLAFLORA7.8Km
5.7Km
Figura 3.6 ANILLO SUR
GUAMANÍ
GUAJALO
5.9Km
1 ver Anexo 3 PROTECCIONES
92
VILLAFLORA CONOCOTO SANGOLQUI SANRAFAEL
Anillo VALLESTM-16SNC-P
4.5Km
Figura 3.8 ANILLO VALLE
3.2.6 Anulo NORTE
Está formado por las estaciones Iñaquito, Cotocollao, Carcelén y La Luz cada
estación está equipada por equipos SMS-2500C de NEC, conformando un anillo
STM-16 con protección SNCP1 a 2 fibras.
LA LUZ CARCELÉN
5.5KmO
2.9Km
eIÑAQUITO
Anillo NORTESTM-16SNCP
5.7Km
COTOCOLLAO
4.2Km
Q>
Figura 3.9 ANILLO NORTE
1 ver Anexo 3 PROTECCIONES
93
3.2.7 Anillo Cumbayá
Está formado por las estaciones Iñaquito, Mariscal Sucre y Cumbayá cada
estación está equipada por equipos SMS-2500C de NEC, conformando un anillo
STM-16 con protección SNCP1 a 2 fibras. Además existe un enlace Terminal
punto a punto que une la estación de Cumbayá con la estación de Tumbaco a
través de un enlace STM-4 con protección de trayecto, en la estación de Tumbaco
tiene un equipo 600V.
CUMBAYÁ TUMBACO
4.8Km
MARISCAL SUCRE
Anillo CUMBAYÁSTM-16SNC-P
5.4Km
Figura 3.10 ANILLO CUMBAYÁ
3.2.8 Anillo CENTRAL INTERNACIONAL
Este anillo no se encuentra instalado, esta en proceso de pruebas para su pronta
instalación, esta formado por las estaciones Terminal internacional, Quito Centro
y Estación Terrena cada estación está equipada por equipos 600V, conformando
un anillo STM-4 con protección BLSR1 a 4 fibras.
1 ver Anexo 3 PROTECCIONES
94
QUITO CENTRO
Anillo CENTRAL INT.STM-4BLSR
TERMINAL INTENACIONAL Est. TERRENA
Figura 3.11 ANILLO CENTRAL INTERNACIONAL
3.3 ANÁLISIS DE TRAPICO
Para proyectar la matriz de tráfico a diez años, período considerado debido al
tiempo de vida útil de los equipos, suponiendo que la red no sufra cambios
considerables durante este lapso de tiempo y que los equipos cumplan con los
requerimientos establecidos, se debe realizar un estudio de la población de la
ciudad de Quito, y con este dato proyectarla a los años requeridos, y con el uso
de la densidad telefónica que también proyectada a los mismos años, se
determina el número de líneas requeridas.
Finalmente se debe incluir un aumento de tráfico debido al uso de Internet y
servicios de multimedia, con todo esto y mediante una previsión de la matriz de
tráfico futura, se obtiene los parámetros suficientes para proyectar la matriz de
tráfico.
3.3.1 PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN
En esta sección se realizará una proyección de la población de la ciudad de Quito,
para los años 2010 y 2015, para esto se toma como base los datos del VI CENSO
realizados en el año 2001.
95
Se debe tener como supuesto que la población tiene un crecimiento uniforme para
poder determinar la proyección de los habitantes de la ciudad de Quito en los
años de interés.
La tabla 3.1 Contiene la proyección de habitantes de la ciudad de Quito para los
años 2001-2004 realizada por el INEC.
AÑO
2001200220032004
POBLACIÓN2388819243959424864672533344
Tabla 3.1 Datos de la proyección realizado por el INEC
Con los datos obtenidos de la proyección del INEC, se realiza un análisis de
crecimiento anual de la población, durante éste período con el objeto de encontrar
el factor de crecimiento que permita extrapolar este crecimiento con un error de
cálculo pequeño.
Para encontrar el factor de crecimiento de cada año se realiza el cálculo siguiente
se dividiendo el dato del año (n+1) sobre el dato n. (tabla 3.2)
AÑO2001200220032004
POBLACIÓN2388819243959424864672533344
Promedio
PACTO DECRECIMIENTO
1.0212552731,0192134431,0188528541.019773856
Tabla 3.2 Cálculo del factor de crecimiento
Con los datos del factor de crecimiento anual (tabla 3.2), se encuentra un factor
de crecimiento promedio anual, es igual a 1,01977, para con esto se realizar la
proyección.
96
El error se encuentra al comparar el cálculo de la población aplicando el factor de
crecimiento y los datos obtenido por el I NEC, el resultado obtenido es un error
promedio igual a 0.08% (tabla 3.3)
AÑO2001200220032004
POBLACIÓN2388819243959424864672533344
POBLACIÓNCALCULADA
2388819243604524842072533319
Promedio
ERROR(%)
0.14547
0.09089
0,00098
0,07912
Tabla 3.3 Calculo del error
Se puede por lo tanto, extrapolar este crecimiento de la población hasta el año
2015 sin incurrir en un mayor error (tabla 3.4).
AÑO20052006200720082009201020112012201320142015
POBLACIÓN25834382634522268661727397412793917284916429055032962955302154530812923142221
Tabla 3.4 Población proyectada al 2015
3.3.2 PROYECCIÓN DE LA DENSIDAD DE TRÁFICO
Para el cálculo de la proyección de la densidad telefónica en la ciudad de Quito,
se recurre a datos anteriores, los cuales se utilizan para encontrar las variables de
la formula del método de predicción, el que finalmente establecerá una proyección
de la densidad telefónica en los años de interés.
97
Los datos anteriores de la densidad telefónica, que se toman en consideración
son los datos obtenidos mediante la relación de los abonados y la población de la
ciudad de Quito en los años 2001, 2002, 2003, 2004.
Densidad
2001
19.31
2002
22.21
2003
23.99
2004
24.71
Tabla 3.5 Densidad Telefónica de la ciudad de Quito
Existen varios métodos para proyectar la densidad de tráfico, en el presente
estudio, se considera el método que recomienda la UIT, para la proyección de la
densidad telefónica se utiliza el "método de Gompertz"
33.2.1 MÉTODO DE GOMPERTZ1
Este método es un modelo matemático que sirve para determinar la proyección de
la densidad telefónica en función del tiempo, mediante datos anteriores,
previamente establecidos, el cual se detalla a continuación:
Ecuación 3.1
Donde: D(t) = Densidad telefónica al año t
a, b, r = Constantes dependientes de datos anteriores,
t = Tiempo en años a partir de un origen predeterminado
Para el cálculo de las constantes a, b, y r se parte de los datos obtenidos en la
tabla 3.5
t =0(2001) 0 = 19.31
t = 3 (2004) D = 24.71
1 Vidal Amoldo, Enlace de fibra óptica Quito- Guayaquil, Tesis EPN,1994
98
Además se asume que el tiempo de saturación (t -»• °°), debe tener una asíntota
en 45\s decir que la densidad telefónica es aproximadamente 45.
Con estos datos se tiene tres ecuaciones con tres incógnitas, las cuales al realizar
los cálculos se encuentra las constantes a, b, y r.
a—b*rParat=0
o/i TI ^~Parat=3 24.7 i = e^ J (b)
Para t=«° 45 = ¿~a~l*r (c)/
El coeficiente a se calcula mediante la ecuación (c).
a = In (45)
El coeficiente b se calcula mediante la ecuación (a).
a -b = ln(19.31)
.-. b = 0.85
El coeficiente r se calcula mediante la ecuación (b)
a-b*r3= In (24.71)
.-. r = 0.89
Entonces la ecuación de crecimiento de la densidad telefónica es la siguiente:
_ (3.81-0.85*0.89^)— & Ecuación 3.2
1UIT, GAS-10 curva logística
99
Con la ecuación 3.2 se hallan las proyecciones de la densidad de tráfico para la
ciudad de Quito en los años de interés (tabla 3.6).
Años
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Densidad
26.49
28.09
29.59
31.00
32.31
33.52
34.64
35.66
36.60
37,46
38.23
Tabla 3.6 Proyección de la densidad de tráfico
Con los datos de la densidad telefónica y la población se puede encontrar el
número de abonados de la ciudad de Quito (tabla 3.7), por medio de la ecuación
3.3.
Abonados =Población * Densidad
100Ecuación 3.3
ANOPoblaciónDensidadAbonados
20052583438
26,49684353
20102849164
33.52955040
20153142221
38.231201271
Tabla 3.7 Número de abonados
Con los datos obtenidos en la tabla 3.7 de abonados totales para el año 2005,
2010 y 2015, se calcula el número de abonados por cada central (tabla 3.9). Para
efectuar este trabajo se recurre a los datos del tráfico que se genera por central
100
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101
para el año 20001 (tabla 3.8), con estos datos se calcula qué porcentaje promedio
que le corresponde a cada central respecto del total de abonados.
Por ejemplo, se realiza los cálculos para la estación de Carcelén, tiene un tráfico
en el año 2000 de 1245.1 erlang's, se calcula el porcentaje que tiene con
respecto al total (52180), este valor es de 2,386 %, con este valor se realiza
cálculo para el año 2005, se calcula cual es el 2,386 % del número de abonados
totales (84353), que bien a dar 16330.
De la misma manera se realiza para las demás estaciones y para los siguientes
años.
EstacionesCARCELÉNCOTOCOLLAOEL CONDADO
GUAJALOGUAMANIIÑAQUITOLA LUZMONJASMARISCALPINTADOQUITO CENTROVILLAFLORA
TU M BAGOSANGOLQUISAN RAFAELCONOCOTOCUMBAYA
EST. TERRENATOTAL
200516330456599319
277414266
132747158608595
12389913473
188371
3127349284682
1284367978580
28991684353
201022789637191300638714
59531852532213311994
17290518803
26287843643
68786533
179239485
1197440458
955040
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33065454895
86518218
22544119311506150888
1201271
Tabla 3.9 Abonados de cada Central para el año 2005, 2010 y 2015
3.3.3 PROYECCIÓN DE LA MATRIZ DE TRÁFICO
Una vez obtenida la proyección de abonados y la distribución por estación, se
proyecta la matriz de tráfico, mediante el método de Rapp, se ha escogido este
' Matriz de tráfico, Información proporcionada por la Gerencia de transmisiones, ANDINATEL S A.
102
método por cuanto se realiza una proyección directa, sin necesidad de realizar
procesos iterativos complejos, como sucede con otros métodos.
3.3.3.1 Método de Rapp
La proyección de la matriz de tráfico se realiza mediante el método de Rapp, el
cual permite proyectar el tráfico futuro, a partir de una matriz inicial (tabla 3.8), en
correlación con el número de abonados inicial de cada central y el número de
abonados proyectados por cada central.
E| método considera los siguientes parámetros:
Al año 0: N/0) = abonados por cada centro de tránsito al inicio.
[A(0)] = matriz de tráfico inicial.
Al año t: N¡(t) = abonados por cada centro de tránsito al tiempo t
[A®] = matriz de tráfico al año t
Cada fila de la matriz de tráfico está dada por:
•cr®- (0)
(0)a a > 1 Ecuación 3.4
El coeficiente a representa el tipo de tráfico que se cursa, en este caso, se
considera que el tráfico es constante, portante a=1.
Los elementos de la matriz de tráfico están dados por:
Ecuación 3.5
Donde Wi y Wj están dados por la segunda formula de Rapp:
Wr[Ni(t)]2 y Wr[Nj(t)]2
103
Los factores de crecimiento Gi y Gj, se obtienen a partir de:
-.(O
w y(O
3.3.3.1.1 Cálculo del coeficiente Ni(0)
• Ni(0) Abonados por cada centro de transito al inicio
Para el cálculo del coeficiente Ni(0) se debe realizar en primer lugar el cálculo de
los abonados totales para el año 2000, para esto se recurre a los datos de la
densidad de tráfico (18.92%), información obtenida por ANDINATEL, Luego el
dato de la población de la ciudad de Quito (1994888), información obtenida por el
INEC.
Con los datos de la densidad y la población se puede calcular el número de
abonados totales1 (377432), para luego calcular el número de abonados por cada
central, tabla 3.10.
Por ejemplo, para la estación de Carcelén, se tiene el porcentaje que tiene la
estación con respecto al total (2.386%), éste dato se encuentra a partir de la tabla
3.8. Con el dato de abonados totales para el año 2000 (377432) se calcula cual es
el porcentaje que le corresponde a Carcelén (9006).
EstacionesCARCELÉNCOTOCOLLAOEL CONDADOCUÁJALOGUAMANIIÑAQUITOLA LUZMONJASMARISCALPINTADOQUITO CENTRO
20009006
251825140
153002353
7321287474740
683327431
103889
Ecuación 3.3
104
VILLAFLORATUMBACOSANGOLQU1SAN RAFAELCONOCOTOCUMBAYAEST. TERRENATOTAL
1724827182582708337484732
15989377432
Tabla 3.10 Abonados de cada central para el año 2000
Los otros coeficientes son datos que se calcularon o son datos proporcionados,
por ejemplo la matriz inicial [A(0)] es proporcionada por ANDINATEL S.A., (tabla
3.8) y los coeficientes Ni(t) son datos de las proyecciones de abonados para los
años 2005, 2010 y 2015, cuyo calculo se realizó en la tabla 3.9.
Con todos estos datos se puede calcular las matrices de proyección, en las tablas
3.11, 3.12 y 3.13 que constituyen las matrices para los años año 2005, 2010 y
2015 respectivamente.
3.3.3.2 Tráfico generado por Internet
Las matrices proyectadas anteriormente, (tablas 3.11, 3.12 y 3.13) no incluyen el
tráfico generado por Internet, por lo que se debe incluir un factor en las matrices
proyectadas, de manera que la demanda futura por este servicio no afecte al
diseño de la red, y puedan ser incorporados eficientemente.
Para calcular el tráfico por el uso de Internet, se obtuvo de la Superintendencia de
Telecomunicaciones, la estadística de los suscriptores de Internet que utilizan
dial-up1 (tabla 3.14), con estos datos se realiza una proyección a los años de
interés.
1 Es un líneas que nos permite acceder al servicio a través de la red de telefónica pública, informaciónproporcionada vvrww.supertel.gov.ee.
105
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SAN RAFAEL
CONOCOTO
CUMBAYA
EST. TERRENA
TOTAL
108
AÑOS2001
2002
2003
2004
CuentasDial- up
83007
94164102787
108169
Tabla 3.14 Cuentas Dial-up
Para la proyección del tráfico de Internet, se realizo un análisis estadístico similar
al método telefónico, primero se realiza el cálculo de la densidad telefónica,
tomando en cuenta que la asíntota es en 1001, por cuanto el uso de Internet tiene
un comportamiento diferente del que se presenta en el tráfico telefónico
convencional. En la tabla 3.15 se encuentra el cálculo de la densidad, a partir de
los datos de población de la ciudad de Quito que se encuentra en la tabla 3.3.
ANOS
2001
2002
2003
2004
Cuentas Dial- up
83007
94164
102787
108169
POBLACIÓN
2388819
2439594
2486467
2533344
DENSIDAD (%)
3.475
3.860
4.134
4.270
Tabla 3.15 Densidad de tráfico de Internet.
Luego con la ecuación 3.1 se procede a obtener los coeficientes:
Para el tiempo de saturación la densidad tiene un asuntota en 100, es decir que la
densidad por Internet es aproximadamente 100.
1 Tesis Estudio de las redes ópticas WDM y sus aplicaciones en redes de acceso Ings. David Mera, ByronPabon, 2002.
109
De la ecuación anterior se obtiene el coeficiente "a":
a = ln(100)
.-. a = 4.605
Para el coeficiente b se calcula evaluando al tiempo inicial 2001.
Para t=03.475 = e(4.605-6V)
4.605 - b = In (3.475)
.-.¿ = 3.359
El coeficiente r se calcula mediante la ecuación (b)
3.475 = e(4.605-3.359V)
4.605 - 3.359*r3 = In (3.475)
.-. r = 0.979
Entonces la ecuación de crecimiento de la densidad por Internet es la siguiente:
£,^(4.605-3.359*0.9790Ecuación 3.6
Con la ecuación 3.6 se calcula proyección de la densidad de tráfico, por el uso de
Internet, tabla 3.16.
ANO
2005
2006
2007
2008
DENSIDAD (%)
4.57
4.88
5.19
5.53
110
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
5.87
6.23
6.61
6.99
7.39
7.81
8.24
Tabla 3.16 Densidad de tráfico por el uso de Internet
Con los datos de la densidad y la población se puede encontrar el número de
cuentas Dial-up para los años en estudio tabla 3.17.
AÑO
2005
2010
2015
POBLACIÓN
2583438
2849164
3142221
DENSIDAD
4.57
6.23
8.24
Cuentas
Dial-up
118063
177503
258919
Tabla 3.17 Cuentas Dial-up
Con el número de abonados telefónicos y el número de abonados por Internet se
obtiene el porcentaje de incremento (tabla 3.18), este valor se considerará en las
matrices proyectadas.
ANO
2005
2010
2015
Abonado Telefónico
684353
955040
1201271.
Abonado Internet
118063
177503
258919
Incremento (%)
17.25
18.59
21.55
Tabla 3.18 Cálculo del incremento
Este valor se debe añadir a las matrices de tráfico calculadas anteriormente tabla
3.11, 3.12 y 3.13, para obtener las matrices de tráfico totales tabla 3.19, 3.20 y
3.21.
111
Cabe indicar que existen otras formas para acceder a Internet, como por ejemplo
satélite, líneas dedicadas, etc., por lo que se debe tener en cuenta que las
densidades podrían variar los datos de Internet.
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EL CONDADO
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MONJAS
MARISCAL
PINTADO
QUITO CENTRO
VILLAFLORA
TUMBACO
SANGOLQUI
SAN RAFAEL
CONOCOTO
CUMBAYA
EST. TERRENA
TOTAL
115
3.5 DISEÑO DE LA RED CWDM
El diseño de la red CWDM, es una solución para los problemas de congestión de
los anillos de fibra óptica para la ciudad de Quito y deja una holgura el aumento
de la capacidad en el futuro.
La proyección de las características de tráfico efectuadas en el análisis previo,
determina los parámetros fundamentales para el establecimiento de la capacidad
final que tendrá la red, es importante recalcar que al diseñar un sistema, se debe
tomar en cuenta las peores condiciones, asumiendo que la red trabaja con su
capacidad máxima, la cual deberá responder con una alta efectividad.
Con el análisis de crecimiento de tráfico, se determina que en un cierto período de
tiempo se debe migrar a otro tipo de tecnología, como es el caso de CWDM, que
es una buena alternativa, en cuanto al costo y a la capacidad.
Los anillos que están actualmente instalados en la ciudad de Quito, se componen
de un cable de 48 fibras, trabajan con tecnología SDH, y debido a que tiene un
excedente de fibra no existe inconveniente.
La red SDH que está implementada actualmente por ANDINATEL S.A. es una red
escalable, es decir que se puede incrementar la capacidad de los equipos sin
cambiar de tecnología, esta solución aumenta su capacidad pero se vería limitada
tempranamente, por la creciente demanda de tráfico.
La red de ANDINATEL S.A. brinda diferentes tipos de servicio como son: tráfico
telefónico, tráfico ATM, tráfico IP, etc. para un mejor operación de la red se realiza
una distribución de los servicios con respecto a las longitudes de onda, por
ejemplo el tráfico telefónico iría distribuido en una longitud de onda dependiendo
la capacidad de la misma, para los diferentes servicios se distribuirá de la misma
manera.
116
a) Requerimientos para una red CWDM
• Se requiere utilizar un medio de transmisión eficiente, y con poca pérdida
como lo es ia fibra óptica, para con esto poder multiplexar el canal y así
aumentar el ancho de banda.
• La red propuesta debe tender a disminuir los costos, en comparación con
otras tecnologías.
• La red debe manejar cualquier tipo de servicio (multimedia, video
conferencia, Internet, etc.) sin ningún tipo de restricción.
• El diseño debe contar con equipo de gestión, con equipo que monitoreo
constante de la red.
• La red debe contar con sistemas de protección y de restablecimiento, para
garantizar que la transmisión no se interrumpa.
• Las redes están siempre en continuo crecimiento. El diseño deberá
contemplar la escalabilidad de la red para que las necesidades de la
compañía no la saturen en un futuro inmediato.
• Las redes requieren redundancia, si algún elemento falla, la red por sí
mismo deberá seguir operando. Un sistema tolerante a fallas debe estas
incluido en la red. La redundancia se aplica par los enlaces. Los enlaces
redundantes aseguran que la red siga funcionando en caso de que un
equipo de comunicaciones falle o el medio de transmisión en cuestión.
• La compatibilidad entre los sistemas, tanto de hardware como en software
es un aspecto clave en el diseño de la red. Los sistemas deben ser
compatibles para que al interior de la red puedan funcionar y comunicarse
entre sí, por lo que el diseñador deberá tener cuidado al seleccionar los
protocolos, estándares, sistemas operativos de la red y aplicaciones.
• Una vez que la red este diseñada par ser compatible con el hardware y
software existente, se debe considerar la organización y el personal de la
compañía. A veces ocurre que se tiene sistemas de la más alta tecnología
y no se tiene el personal adecuado para operarlos. O lo contrario, se tiene
personal con amplios conocimientos y experiencia operando sistemas
obsoletos. Para tener éxito, la red deberá trabajar dentro del marco de las
tecnologías y filosofías existentes.
117
• El costo que implica diseñar, operar y manejar una red, quizá es uno de
los factores por los cuales las redes no cuentan con la seguridad,
redundancia, protección a futuro y personal adecuado. Frecuentemente
ocurre que las redes deban adaptarse al escaso presupuesto y todas las
metas del diseño anteriores no se puedan implementar. El costo
involucrado siempre será un factor importante para el diseño de la red.
3.5.1 TRAPICO DE LOS ANILLOS
a) Capacidad de Red
Para el análisis de la capacidad se debe calcular el tráfico para el año 2010, que
tiene cada anillo para con estos valores de erlangs transformar la unidad de E1 y
STM-1. Este proceso se realiza de la siguiente manera: 30 erlangs=1 E1, y
64E1=1 STM-1, este cálculo se muestra en la tabla 3.22. Con estos valores se
puede estimar la capacidad que deberán soportar los equipos.
El cálculo del tráfico de cada anillo, se realiza sumando el tráfico de cada estación
que compone el anillo, sin tomar en cuenta el tráfico generado por la misma
estación ya este que se supone que éste tráfico no afectara a todo el anillo.
Anillo CENTRALAnillo SURAnillo OESTEAnillo VALLEAnillo NORTEAnillo. CUMBAYA
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_I<
O
490114103933263266831183517507
_
LU
<
O
1633.71367.91108.7889.4394.5583.5
i
*^
ff\
íOI—
25.5221.3717.3213.896.169.11
Tabla 3.22 Cálculo de E1 y STM-1 para cada anillo
118
b) Fibra óptica
Si fuera necesario seleccionar la fibra óptica para la red se debería tener en
cuenta varios aspectos importantes como son: perdida de potencia, la dispersión,
la capacidad de multiplexación, la velocidad de transmisión, ancho de banda,
entre otros.
Para el caso en estudio, la fibra ya se encuentra instalada por lo que se restringe
la selección de la fibra. Esta es una fibra monomodo, tiene Dispersión Desplazada
Cero, la normalización de la fibra se encuentra en la recomendación G.6531 de la
UIT-T.
Dentro de los últimos adelantos en cuanto se refiere a construcción de la fibra se
tiene las fibras con Dispersión Desplazada No Cero (NZDSF), el cual se
encuentra normalizado en la recomendación G.6551 de la UIT-T. Se puede
considerar a esta fibra como de mejor desempeño considerando la posibilidad de
aplicar la tecnología CWDM. La tabla 3.23 Contiene las características técnicas
de la fibra mencionada.
Fibra con Dispersión Desplazada No
Nula (NZDSF)
Diámetro de campo modal
Diámetro del revestimiento
Longitud de onda de corte
Dispersión cromática (1530-1560 nm)
Coeficiente de Atenuación máximo en
1550nm
Zona de dispersión no nula
UIT-T G.655
8-11 um (+/-0,7um)
125um (+/- 1um)
Máximo 1480
0,1 ps/nm - km - 6,0 ps/nm • km
0,35 dB/km
1530-1565
Tabla 3.23 Características de la fibra óptica con dispersión Desplazada No Nula.
' ver Anexos 2 RECOMENDACIONES
119
b) Topología
La topología de la red de ANDINATEL S.A., ya se encuentra definida, por ser una
red ya instalada, la misma que cuenta con una topología en anillo, por lo tanto se
limita la posibilidad de escoger otro tipo de topología, ya que cambiar la existente
representaría un gasto injustificado.
c) Equipos
Para una buena selección del equipo1, se debe tener en cuenta varias opciones,
para realizar una comparación y poder escoger la mejor tabla 3.24. Para este
caso se han considerado los equipos son de Alcatel y Padtec.
PARÁMETRO
Entrada de voltaje
Multiplexación
Protección
Canal óptico de
supervisión (OSC)
Administración
Rango de las
Longitudes de
onda
Costo (incluye
chasis, multiplexor
y transponder)
ALCATEL
48VDC
2,4,8 longitudes de onda
OCP (Protección del canal
óptico), O-MSP (Protección
óptica de la sección
multiplexada)
1310nm para aplicaciones
unidireccional o bidireccional
SNMP , RCT, EML
1470nm-1610nm
115.000,00
PADTEC
48VDC
2,4,8,16 longitudes de onda
OSNC (Protección de canal
óptico), y de transponder.
1625nm
SNMP
1310nm-1610nm
150.000,oo
Tabla 3.24 Comparación de los equipos
1 Anexo 4 EQUIPOS
120
El equipo escogido deberá satisfacer las necesidades de tráfico al año 2010, para
los anillos de la ciudad de Quito, la cual se indica en la tabla 3.22.
Se ha seleccionado para el diseño los equipos Alcatel. La razón principal por la
cual se escogió al equipo de Alcatel (1692 MSE 8 Canales), es que esta empresa
suministra los equipos a ANDINATEL S.A., por lo que existirá un fácil y mejor
acoplamiento con los equipos existentes.
Características de equipo:
El equipo 1692 MSE de ALCATEL, provee un sistema de transporte CWDM para
aplicaciones en redes metropolitanas. Estos equipos operan con cualquier tipo de
fibra y soportan protocolos e interfaces transparentes. El 1692 MSE dispone de
mecanismos de protección que garantizan una restauración del servicio ultra
rápido, en caso de falla.
La familia de los productos de Alcatel que trabajan con la tecnología WDM, son
flexibles al cambio rápido del mercado y aseguran la puesta en práctica de los
nuevos servicios. El 1692 MSE, puede trabajar con gran demanda, como
combinaciones de servicios (SONET/SDH, SAN, IP, vídeo, etc.) por que para el
equipo es transparente, esto quiere decir que no importa que se este
transmitiendo el equipo pone en una longitud de onda y lo transmite.
Las tarjetas del equipo 1692 MSE ofrecen la facilidad de trabajar cuando este
encendido (Plug and Play), esto quiere decir que el usuario puede cambiar las
tarjetas con gran flexibilidad aún cuando se encuentre encendido y trabajando'
normalmente el equipo.
3.6 DESCRIPCIÓN DE LOS ANILLOS CWDM
3.6.1 ANILLO CENTRAL
El anillo central es el principal, está compuesto por las siguientes estaciones:
Quito Centro, Mariscal y Iñaquito, el tráfico aproximado para el año 2010 es de 26
STM-1, con lo cual el equipo se debe configurar con dos longitudes de onda (A1,
121
A2), cada longitud de onda eon 1 STM-16, con esto cubrirá todo el tráfico que
generado en el anillo.
Las longitudes de onda siguientes A3, A4, se utilizará para los otros servicios de
otras operadoras (ATM, IP, televisión codificada, etc.), el resto de longitudes de
onda no se configura, de manera que se tengan como reserva para futuros
servicios.
El anillo central estaría compuesto por cuatro fibras monomodo unidireccionales,
dos fibras que se utilizan para transmisión y recepción, las otras dos son de
protección, que es la misma que se utiliza para el anillo SDH, que es BLRS1.
Cada estación está equipada (figura 3.9), con un equipo de Alcatel 1692 MSE,
que utiliza dos fibras, cada fibra con 8A.
QUITO CENTRO
ANILLO CENTRALBLRS
Figura 3.9 Configuración Anillo CENTRAL
3.6.2 ANILLO SUR
El anillo Sur está compuesto por las siguientes estaciones: Quito Centro, Pintado,
Guamanf, Guajaló, Villaflora y Mariscal, tiene un tráfico aproximado de 22 STM-1,
con lo cual el equipo se debe configurar para tres longitudes de onda (A1, A2, A3),
1 Ver Anexo 3 PROTECCIONES
122
la primera longitud de onda con 1 STM-16, la segunda y tercera, cada una con 1
STM-4 con esto se cubrirá todo el tráfico que generado en el anillo
Las longitudes de onda siguientes A4, A5, se utiliza para los otros servicios de
otras operadoras (ATM, IP, televisión codificada, etc.), el resto de longitudes de
onda no se configurar, de manera que se tengan como reserva para futuros
servicios.
El anillo sur estaría configurado con cuatro fibras monomodo unidireccionales, dos
fibras que se utilizan para transmisión y recepción, las otras dos son de
protección, que es la misma que se utiliza para el anillo SDH, que es SNCP1,
Cada estación está equipada (figura 3.10), con un equipo de Alcatel 1692 MSE,
conformado por dos fibras, cada fibra con 8A.
QUITO CENTRO
Figura 3.10 Configuración Anillo SUR
3.6.3 ANILLO OESTE
El anillo oeste esta compuesto por las siguientes estaciones: Quito Centro,
Iñaquito, Cotocollao y El Condado, el tráfico aproximado para el año 2010 es de
1 Ver Anexo 3 PROTECCIONES
123
18 STM-1, con lo cual el equipo se debe configurar con dos longitudes de onda
(A1, A2), la primera longitud de onda con 1 STM-16 y la segunda longitud de onda
con 1 STM-4, con esto se cubrirá todo el tráfico que genera el anillo.
Las longitudes de onda siguientes A3, A4, se utilizara para los otros servicios de
otras operadoras (ATM, IP, televisión codificada, etc.), el resto de longitudes de
onda no se configura, de manera que se tengan como reserva para futuros
servicios.
El anillo oeste esta compuesto por cuatro fibras monomodo unidireccionales, dos
fibras que se utilizan para transmisión y recepción, las otras dos son de
protección, que es la misma del anillo SDH, que es SNCP1.
Cada estación está equipada (figura 3.11), con un equipo de Aleatel 1692 MSE,
conformado por dos fibras, cada fibra con 8A.
QUITO CENTRO
Figura 3.11 Configuración Anillo OESTE
1 Ver Anexo 3 PROTECCIONES
124
3.6.4 AMLLO VALLE
El anillo Valle, está compuesto por las siguientes estaciones: Quito Centro,
Villaflora, Conocoto, Sangolquí, San Rafael, Estación Terrena y Monjas, el tráfico
aproximado para el año 2010 es de 14 STM-1, con lo cual el equipo se debe
configurar con una longitudes de onda (A1), con 1 STM-16, con esto cubrirá todo
el tráfico generado por este anillo.
Las longitudes de onda siguientes A2, A3, se utilizar para los otros servicios de
otras operadoras (ATM, IP, televisión codificada, etc.), el resto de longitudes de
onda no se configuran, de manera que se tengan como reserva para futuros
servicios.
El anillo valle estaría compuesto por cuatro fibras monomodo unidireccionales,
dos fibras que se utilizan para transmisión y recepción, las otras dos son de
protección, que es la misma que se utiliza para el anillo SDH, que es SNCP1.
Cada estación está equipada (figura 3.12), con un equipo de Alcatel 1692 MSE,
conformado por dos fibras, cada fibra con 8A.
QUITO CENTRO
MOIs
.*- OADM^r 1692 MSE
SJAS
OADM1692 MSE
A1\A
OADM1692 MSE
Í ANILLO VALLE 1( ERRENA SCNP CONOCOJO
OADM1692 MSE
\SAN RAFAEL
OADM1692 MSE
OADM1692 MSE
SANGOLQUÍ /
OADM /1692 MSE
Figura 1.12 Configuración Anillo VALLE
1 Ver Anexo 3 PROTECCIONES
125
3.6.5 ANILLO NORTE
El anillo Norte, esta compuesto por las siguientes estaciones: Iñaquito,
Cotocollao, Carcelén y La Luz, el tráfico aproximado para el año 2010 es de 7
STM-1, con lo cual el equipo se debe configurar con dos longitudes de onda (M,
A2), cada longitud de onda con 1 STM-4, con esto cubrirá todo el tráfico generado
en el anillo.
Las longitudes de onda siguientes A3, A4, se utilizan para los otros servicios de
otras operadoras (ATM, IP, televisión codificada, etc.), el resto de longitudes de
onda no se configuran, de manera que se tengan como reserva para futuros
servicios.
El anillo norte estaría compuesto por cuatro fibras monomodo unidireccionales,
dos fibras que se utilizan para transmisión y recepción, las otras dos son de
protección, que es la misma que se utiliza para el anillo SDH, que es SNCP1.
Cada estación está equipada (figura 3.13), con un equipo de Alcatel 1692 MSE,
conformado por dos fibras, cada fibra con 8A
IÑAQUITO
Figura 3.13 Configuración Anillo NORTE
1 Ver Anexo 3 PROTECCIONES
126
3.6.6 AMLLO CÜMBAYA
El anillo Cumbayá, está compuesto por las siguientes estaciones: Cumbayá,
Mariscal e Iñaquito. El tráfico aproximado para el año 2010 es de 10 STM-1, con
lo cual el equipo se debe configurar tres longitudes de onda (Al, A2, A3), cada
longitud de onda con 1 STM-4, con esto cubrirá todo el tráfico generado en el
anillo.
Las longitudes de onda siguientes A5, A6, se utilizan para los oíros servicios de
otras operadoras (ATM, IP, televisión codificada, etc.), el resto de longitudes de
onda no se configuran, de manera que se tengan como reserva para futuros
servicios.
El anillo Cumbayá estaría compuesto por cuatro fibra monomodo unidireccionales,
dos fibras que se utilizan para transmisión y recepción, las otras dos son de
protección, que es la misma que se utiliza para el anillo SDH, que es SNCP1.
Cada estación está equipada (figura 3.14), con un equipo de Alcatel 1692 MSE,
conformado por dos fibras, cada fibra con 8A.
CUMBAYÁ
Figura 3.14 Configuración Anillo CUMBAYÁ
1 Ver Anexo 3 PROTECCIONES
127
3.7 ANÁLISIS DE COSTOS
El cálculo del costo, para la implementación de la tecnología CWDM en los anillos
de ANDINATEL es referencial. Ya que el costo de los equipos tiene muchas
restricciones para ser difundida, y además varía dependiendo de la demanda del
mercado y de la oferta.
Cabe indicar que el costo indicado en la tabla 3.24, se refiere a. todo el equipo
(multiplexor, filtros, etc.).
En la tabla 3.24 se presenta el detalle de los costos de los equipos que
necesitarían cada anillo de la red.
• COSTO DE EQUIPOS
ANILLO
Central
Sur
Oeste
Valle
Norte
Cumbayá
TOTAL
Cantidad
3
6
4
7
4
3
1
27
Equipo
AlcateM692MSE
Alcatel 1692MSE
Alcatel 1692 MSE
Alcatel 1692 MSE
Alcatel 1692 MSE
Alcatel 1692 MSE
Equipo de Gestión
Precio Unitario
(USD)
115.000,00
115.000,00
115.000,00
115.000,00
115.000,00
115.000,00
100.000.oo
PRECIO
TOTAL
345.000,00
690.000,00
460.000.oo
805.000,00
460.000,00
345.000,00
100.000.oo
3'205.000,oo
Tabla 3.24 Costo de los equipos.
El costo de la fibra no se incluye por cuanto, la fibra instalada por ANDINATEL
S.A. se utilizaría para la implementación de esta tecnología.
• COSTO DE INSTALACIÓN.
Para el cálculo del costo de la instalación, se toma en cuenta mano de obra
técnica, se necesita de un ingeniero a cargo de la obra y cinco técnicos.
128
RECURSO
HUMANO
1
2
3
DESCRIPCIÓN
Ingeniero Técnico
Tecnólogos
Técnicos
Gastos varios
TOTAL '
VALOR
14000,00
5000,00
2000,00
1000,00
TOTAL
14.000,00
10.000,00
6.000,00
1.000,00
31.000,00
Tabla 3.25 Costo de instalación
El tiempo estimado que se toma, la ¡mplementación de esta nueva tecnología
desde el inicio de la obra hasta la puesta en marcha es de tres meses, tiempo que
tendrá sus respectivas holguras.
Para ver la diferencia de costo con el sistema DWDM, se realiza el cálculo de una
implementación tentativa los anillos de ANDINATEL S.A., con esta tecnología.
Para este caso el costo de los equipos es alrededor de 5'000.000, oo de dólares,
este costo tiene incluido el equipo de gestión.
El equipo que se escogió para comparar los costos entre las dos tecnologías es
de AlcateL Las características del equipo de DWDM, Alcatel 1686 WM, se
encuentran en el anexo 4 de Equipos.
El sistema DWDM es alrededor del 30% a 40% más caro que el sistema CWDM,
el costo de instalación para los dos casos sería el mismo.
El costo total de los equipos y la implementación de esta nueva tecnología es de
alrededor de $3^236.000.oo, este monto resulta económico, la inversión que
representa la tecnología CWDM, tiene algunos beneficios, en cuanto a la
capacidad y a la flexibilidad, en comparación con otras tecnologías.
Existe la posibilidad de que la red pueda introducir nuevos servicios con una
mayor rapidez y confiabilidad, como también la interconexión con otras redes, lo
que abrirá el mercado para producir más rentabilidad.
130
CAPITULO 4
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1 CONCLUSIONES
• La tecnología CWDM es de bajo costo, en comparación con DWD'M, se
debe a la reducción de costo de los equipos que ya no necesitan ser
refrigerados, gracias a la mayor separación entre canales.
• Cuando se diseña una red óptica se debe efectuar un análisis técnico para
determinar aspectos claves en la configuración de la red. Estos aspectos
que son determinantes en el diseño de una red óptica son: la atenuación, la
dispersión, etc.
• Los sistemas de comunicación han preferido la fibra óptica, por cuanto este
medio de transmisión trae consigo mayores beneficio que los otros medios
(par trenzado, cable coaxial) como son, la gran capacidad, poca
atenuación, etc.
• El crecimiento acelerado de los servicios de telecomunicaciones traen
consigo el aumento de la capacidad de la red, con la tecnología CWDM no
se tiene que implementar nuevas fibra, sino aumentar la capacidad en el
equipo existente.
• La dispersión es clave para determinar la velocidad de transmisión. El láser
de transmisión posee un parámetro llamado dispersión máxima tolerada;
entonces, la dispersión de un enlace óptico debe estar por debajo de tal
valor para que el transmisor trabaje eficientemente a la velocidad
especificada para transmisión.
131
• En la actualidad el gran desarrollo de las telecomunicaciones, trae consigo
la necesidad de utilizar nuevas tecnologías a menor costo, con la finalidad
de brindar mejor calidad y a un costo conveniente.
• Los láseres en CWDM no requieren ser tan precisos, por la separación
más amplia entre longitudes de onda como en el caso DWDM.
• Debido al incremento de las aplicaciones de las telecomunicaciones, se
requiere la construcción de más redes con fibra óptica para explotar al
máximo los servicios con una mejor calidad.
• Los equipos que utilizan esta tecnología se van abriendo paso muy
rápidamente por lo que su precio ha ido disminuyendo, por lo que en la
actualidad se trata de una buena alternativa para su implementación.
• La topología de la red de fibra óptica de ANDINATEL es en anillo por lo que
se ha mantenido esta misma arquitectura. Para la implementación de la
tecnología CWDM en los anillos solo se debería cambiar los equipos en
todas las estaciones del anillo.
• Para el cálculo de la matriz de tráfico se utilizó el método de RAPP que es
recomendado por la UIT-T.
• La tecnología CWDM, reduce el costo de sus equipos en comparación con
otra tecnología DWDM, esto es importante por cuanto el país no puede
invertir grandes cantidades de dinero.
• La técnica de multiplexación CWDM puede multiplexar hasta 18 longitudes
de onda definidas en el intervalo 1270 a 1610 nm con un espaciado
de 20 nm, de acuerdo a los establecido por la recomendación UIT-T G
694.2.
• Las soluciones CWDM se pueden aplicar a redes de fibra óptica G.652
monomodo ya instaladas y de uso generalizado, así como en
infraestructuras recientes con versiones de esa misma fibra sin cresta de
132
absorción por el agua (G.655). El tipo de fibra utilizado influirá en la
cobertura de los sistemas y el número de canales ópticos admitidos.
• Los equipos que se escogieron en este trabajo son de la empresa
ALCATEL, toda vez que ANDINATEL S.A. ya ha trabajado con estos
equipos, sabe como trabajan y se pueden adaptar muy fácilmente a la
infraestructura existente.
4.2 RECOMENDACIONES
• En este estudio se propone el uso de la nueva tecnología CWDM que
permite aumentar la capacidad y reducir los costos de los equipos, pero
esta tecnología no soluciona todos los problemas relacionados con el
incremento de la capacidad, por lo que se recomienda solucionar el cuello
de botella que existe en las redes de acceso.
• Debido a la gran demanda de las redes ópticas en nuestro país, se
recomienda la creación de normas que regulen el uso de este tipo de redes
para evitar el mal manejo de las mismas.
• La red de ANDINATEL tiene tendida fibra óptica que cumple con la
recomendación G-652, que garantiza el correcto funcionamiento de la
tecnología CWDM, pero para el diseño de una nueva red se recomienda
que la fibra cumpla con la recomendación G-655.
• En las redes metropolitanas que necesitan gran capacidad para el
transporte de información se recomienda la implementación de una red
híbrida, esto quiere decir combinando las dos tecnologías CWDM y DWDM.
• Para la selección del equipo se recomienda que cumpla con las
especificaciones básicas de este proyecto, dejando así en libertad de optar
por equipos con características adicionales y mejores.
• Se recomienda contar con equipos que puedan detectar automáticamente
cuando entre un enlace de dos nodos uno de ellos está funcionando
erráticamente.
133
Los equipos modulares son muy beneficiosos por cuanto se puede
aumentar la capacidad que permitan cubrir los futuros requerimientos, sin
necesidad de mucha inversión, basta tan solo con la compra de un nuevo
módulo, por lo que se recomienda este tipo de equipos.
Para la implementación práctica de este trabajo se recomienda un grupo
humano con experiencia y especializada para que la red no tenga ningún
tipo de problema y pueda trabajar de la mejor forma.
Se recomienda también un equipo de gestión, el cual se encargue del
monitoreo de toda la red y también del chequeo preventivo para que no
existan fallas que puedan afectar a toda la red.
134
BIBLIOGRAFÍA
Recomendaciones
• UIT-T G.694.2 Planes espectrales para las aplicaciones demultiplexación por división de longitud de onda.
• UIT-T G.655 Características de los cables de fibra óptica monomodocon dispersión desplazada no nula.
• UIT-T G.653 Características de los cables de fibra Óptica monomodocon Dispersión Desplazada.
Paginas WEB
• www.fiber_optics.info/articles/cwdm.htm
• www.w-onesys.com/pdf_s/tecnologia.pdf
• www.padtec.com.br/esp/php/metropad.php
• Equipos www.alcatel.com
• Equipos www.padtec.com.br
• www.w-onesys.com/pdf_s/Tecnologia.pdf
• www.monografias.com/trabajos13/fibropt/fibropt.shtml
• www.yio.com.ar/fo
• www.conatel.gov.ee
• www.inec.gov.ee
• www.fiber-optics.info/articles/cwdm.htm
• www.elo.utfsm.cl/~ipd481/Memorias/Memoria%204/
• http://www.eveliux.com/telecom/netdesign.html
• www.cec.uchile.cl/~jsandova/el64e/clases/sdh.pdf
. www.geocities.com/hectorcaraucan/solucion4.htm
• www.cibertele.com/nuevo/regulacion/ pa/19970915_ResJD106_pa.pdf -
Resultado Suplementario.
• www.supertel.gov.ee.
• www.rbni.com
EFECTOS NO LINEALES EN LA FIBRA ÓPTICA
Entre los fenómenos no lineales más conocidos que se producen en las fibras
ópticas de sílice destacan: dispersiones estimuladas de Raman y Brillouin,
modulaciones de fase inducidas por las portadoras o mezclado de cuatro ondas.
a. Dispersión estimulada de Raman (Stimulated Raman Scattering. SRS)
La dispersión de Raman se refiere a la interacción que sufren las ondas ópticas
con las vibraciones moleculares del material. Las ondas incidentes se dispersan al
chocar con las moléculas y experimentan una reducción de su frecuencia óptica.
Este desplazamiento de frecuencia coincide precisamente con la frecuencia de
vibración de las moléculas (llamada frecuencia de Stokes). Una cuestión a tener
en cuenta se produce cuando se inyectan simultáneamente dos ondas ópticas
separadas por la frecuencia de Stokes en un medio Raman activo. En este caso,
la onda de menor frecuencia experimentará una ganancia óptica generada por la
onda de mayor frecuencia (bombeo). Este proceso de ganancia se conoce como
dispersión estimulada de Raman (SRS, stimulated Raman scattering) y constituye
la base para la fabricación de los amplificadores ópticos de Raman.
En el caso de un sistema óptico monoportadora puede generarse dispersión
espontánea de Raman que posteriormente sea amplificada. No obstante, para
que se produzca una degradación significativa son necesarias potencias ópticas
del orden de 1 W. En cambio, en sistemas WDM la situación es bastante
diferente, dado que ahora existen multitud de canales y las señales situadas a
longitudes de onda superiores serán amplificadas por los canales situados a
longitudes de onda inferiores. En la región de 1550 nm, el perfil de ganancia
Raman de sílice acoplará canales separados hasta 100 nm, por lo que la
degradación se producirá para potencias ópticas bastante inferiores. Para unos
cuantos canales, el límite de potencia decrece como 1/N debido a que el espectro
Raman es bastante ancho y las potencias de todos los canales contribuyen al
proceso de SRS. Conforme se añaden más canales, el ancho de banda óptico
ocupado aumenta y las interacciones entre canales resultan más significativas,
decreciendo el límite de potencia óptica como 1/N2. Estos resultados se
representan en el gráfico de la figura 1.
1000
100
2 iooQ.
'*
I1 0-1
0.01
\S
W\
SBS
FWM
10mW
Parámetros:
o,= 0,2 dB/kmÁcff=50 pin7
Af = 10 GHz
10 100 1000número de canales
Fig. 1. Potencia máxima por canal para evitar la influencia de distintos efectos no
lineales,
b- Dispersión estimulada de Brillouin (Stímulated Brillouin Scattering. SBS)
El proceso no lineal de dispersión estimulada de Brillouin (SBS, stimulated
Brillouin scattering) es similar al SRS, salvo que el SBS depende de ondas
sonoras en lugar de vibraciones moleculares. En este aspecto, ambos procesos
involucran tres ondas según las cuales la onda óptica incidente (bombeo) se
convierte en una onda de Stokes de mayor longitud de onda por medio de la
excitación de una vibración molecular (SRS) o de un fonón acústico (SBS). No
obstante, existen importantes diferencias entre el SBS y el SRS que conducen a
consecuencias distintas en el sistema de comunicaciones ópticas.
Adicionalmente y a diferencia del SRS, el cual puede actuar en ambas
direcciones, el SBS se produce únicamente en la dirección de propagación
opuesta a la del bombeo, generando una onda reflejada hacia el transmisor y
provocando la atenuación de la potencia óptica inyectada. En el caso de fibras
estándar operando a 1550 nm la onda dispersada se encuentra desplazada con
respecto a la onda incidente una frecuencia de unos 11 GHz,
Con respecto al nivel de potencia óptica crítico para el cual el SBS degrada la
calidad del sistema, éste se encuentra en torno a los 3 mW considerando los
parámetros típicos de la figura 1. En sistemas multicanal WDM puede
demostrarse que cada canal óptico interactúa con la fibra independientemente de
los otros, por lo que la potencia crítica se mantiene constante aumentando el
número de canales del sistema. Por último, conviene indicar que el SBS es
bastante sensible al formato de modulación empleado. Velocidades de
modulación elevadas producen espectros ópticos anchos y una reducción de la
amplificación estimulada por Brillouin.
c. Modulación de fase cruzada (cross-phase modulation, XPM)
En sistemas que emplean modulación PSK la información se imprime digitalmente
sobre la fase de la portadora óptica (típicamente desplazamientos de +p/2 y -p/2
para representar los símbolos lógicos "O" y "1"). Cualquier fuente de ruido de fase
conducirá a una degradación en las prestaciones de dichos sistemas..
Precisamente una no Hnealidad óptica que afecta solamente a la fase de la señal
que se propaga por la fibra es el índice de refracción no lineal, el cual da lugar a
una modulación de fase inducida por la portadora. En sistemas monocanal, este
fenómeno se conoce como automodulación de fase (SPM, self-phase modulation)
y convierte las fluctuaciones de potencia óptica de una determinada onda en
fluctuaciones de fase de la misma onda. En sistemas WDM, por otro lado, la
modulación de fase cruzada (XPM, cross-phase modulation) convierte las
fluctuaciones de potencia óptica de un determinado canal en fluctuaciones de fase
en el resto de canales.
Los fenómenos de SPM y XPM en fibras estándar se producen debido a la
existencia de una componente del índice de refracción dependiente de la
intensidad de las señales ópticas. En el caso del sílice se tiene un valor para este
coeficiente de refracción no lineal de 3-10"16 cm2/W. A pesar de su reducido valor,
las elevadas longitudes de interacción típicas de los enlaces ópticos magnifican
estos efectos no lineales.
Las fluctuaciones de potencia en los láseres de InGaAsP son bastante pequeñas
y aumentan de forma aproximada con la raíz cuadrada de la potencia óptica.
Incluso para potencias ópticas de 100 mW, las fluctuaciones de potencia son
inferiores a 1 mW. Estos valores conducen a un ruido de fase inferior a 0,04
radianes, el cual es considerablemente pequeño en sistemas con modulación de
fase (0,15 radianes de ruido de fase corresponden a una penalización de potencia
de aproximadamente 0,5 dB). En sistemas WDM, además del SPM se tiene XPM
por fluctuaciones de potencia en otros canales del espectro. Sin embargo,
suponiendo las características de ruido de los láseres anteriormente descritas, la
limitación introducida por XPM es despreciable para sistemas con gran número de
canales. Por el contrario, la modulación de amplitud residual de los láseres de
semiconductor modulados directamente en fase sí que constituye una limitación
para el XPM. Los valores típicos de modulación residual pueden alcanzar el 20%
de la potencia óptica de salida. Fijando un límite de penalización de 1 dB, en la
figura 1 se representa la limitación de potencia óptica impuesta por el XPM, donde
ahora se observa que sí es más restrictiva.
Aunque sólo se ha considerado el caso de modulaciones de fase para estimar la
degradación que producen los fenómenos no lineales de SPM y XPM, debemos
tener en cuenta que estos efectos también son significativos en sistemas con
modulación de intensidad y detección directa.
d. Mezclado de cuatro ondas (Four-Wave Mixing,FWM)
Este proceso no lineal se caracteriza por batidos de tercer orden entre las
portadoras ópticas que dan lugar a la aparición de nuevas frecuencias a la salida
del medio de transmisión. Considerando que se propagan dos portadoras a
frecuencias ópticas fi y Í2 por una misma fibra, el proceso no lineal generará dos
nuevas bandas laterales a frecuencias 2ft - fa y 2f2 - f-i. Estas bandas laterales se
propagarán junto con las dos ondas iniciales aumentando su amplitud a expensas
de la energía de las originales. De forma similar, tres canales propagándose por la
fibra darán lugar a la generación de nueve ondas adicionales a frecuencias fp = f¡
+ fj - fk, donde i, j y k pueden ser 1, 2 ó 3. Estos nuevos productos generados por
FWM se muestran en la figura 2. Si los canales se encuentran igualmente
espaciados, algunas de las nuevas ondas generadas tendrán frecuencias
coincidentes con las de los canales inyectados en la fibra. De la figura 2 se
desprende que las nuevas ondas generadas por FWM degradarán
considerablemente las prestaciones en sistemas WDM con gran número de
canales. Los efectos inmediatos serán una atenuación adicional de la potencia de
los canales y fenómenos de diafonía.
M23213
A
fl13
AAT221
231321
frecuencia
Fig. 2. Productos de FWM generados por tres portadoras ópticas.
La eficiencia del proceso no lineal de FWM depende del espaciado de los canales
y de la dispersión de la fibra. Las velocidades de grupo de las ondas iniciales y
generadas son distintas como consecuencia de la dispersión cromática. Esto
provoca la destrucción de la condición de adaptación de fases del proceso de
FWM y reduce la eficiencia de potencia en la generación de nuevas ondas. La
eficiencia del FWM decrece cuando aumenta la diferencia entre las velocidades
de grupo, por lo que valores de dispersión o separaciones entre canales mayores
conducen a menores eficiencias. En la figura 3 se representan las curvas de
eficiencia de FWM en función de |a separación entre canales y para dos valores
distintos de dispersión cromática. De la figura se deduce que el FWM es bastante
más eficiente en fibras de dispersión desplazada (D = 1 ps/km-nm) que en fibras
estándar operando a 1550 nm (D = 17 ps/km-nm). En general, los efectos no
lineales son mucho más eficientes en regiones de dispersión nula. Precisamente
UNÍON INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES
UIT-T G.694.2SECTOR DE NORMALIZACIÓN (06/2002)DE LAS TELECOMUNICACIONESDE LA UIT
SERIE G: SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIÓN,SISTEMAS Y REDES DIGITALES
Características de los medios de transmisión -Características de los componentes y los subsistemasópticos
Planes espectrales para las aplicaciones demultiplexacion por división de longitud de onda:Plan de longitudes de onda con multiplexacionpor división aproximada de longitud de onda
Recomendación UIT-T G.694.2
RECOMENDACIONES UIT-T DE LA SERIE G
SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIÓN, SISTEMAS Y REDES DIGITALES
CONEXIONES Y CIRCUITOS TELEFÓNICOS INTERNACIONALES G. 100-G. 199CARACTERÍSTICAS GENERALES COMUNES A TODOS LOS SISTEMAS ANALÓGICOS G.200-G 299DE PORTADORASCARACTERÍSTICAS INDIVIDUALES DE LOS SISTEMAS TELEFÓNICOS G.300-G.399INTERNACIONALES DE PORTADORAS EN LINEAS METÁLICASCARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SISTEMAS TELEFÓNICOS G.400-G.449INTERNACIONALES EN RADIOENLACES O POR SATÉLITE E INTERCONEXIÓN CONLOS SISTEMAS EN LINEAS METÁLICASCOORDINACIÓN DE LA RADIOTELEFONÍA Y LA TELEFONÍA EN LÍNEA G.450-G.499EQUIPOS DE PRUEBAS G.500-G.599CARACTERÍSTICAS DE LOS MEDIOS DE TRANSMISIÓN G.600-G.699
Generalidades G.600-G.609Cables de pares simétricos G.610-G.619Cables terrestres de pares coaxiales G.620-G.629Cables submarinos G.630-G.649Cables de fibra óptica G.650-G.659Características de los componentes y Jos subsistemas ópticos G.660—G.699
EQUIPOS TERMINALES DIGITALES G.700-G.799REDES DIGITALES G.800-G.899SECCIONES DIGITALES Y SISTEMAS DIGITALES DE LÍNEA G.900-G.999CALIDAD DE SERVICIO Y DE TRANSMISIÓN aiOOO-G.1999CARACTERÍSTICAS DE LOS MEDIOS DE TRANSMISIÓN G.6000-G.6999EQUIPOS TERMINALES DIGITALES G.7000-G.7999REDES DIGITALES G.8000-G.8999
Para más información, véase la Lista de Recomendaciones del UIT-T.
ndación UIT-T
Planes espectrales para las aplicaciones de multiplicación por divisiónde longitud de onda: Plan de longitudes de onda con nmltiplexación
por división aproximada de longitud de onda
Resumen,
En esta Recomendación se presenta el plan de longitudes de onda para las apHcaoíÉtes demultiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM). Este plan de longitudes deonda soporta un espaciado de canales de 20 nm.
Orígenes
La Recomendación UIT-T G.694.2, preparada por la Comisión de Estudio 15 (2001-2004) delUIT-T, fue aprobada por el procedimiento de la Resolución 1 de la AMNT el 13 de junio de 2002.
Rec. UIT-T G.694.2 (06/2002)
PREFACIO
La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidasen el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de laUIT) es un órgano permanente de la UIT. Este órgano estudia los aspectos técnicos, de explotación ytarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la normalización de las telecomunica-ciones en el plano mundial.
La Asamblea Mundial de Normalización de las Telecomunicaciones (AMNT), que se celebra cada cuatroaños, establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producenRecomendaciones sobre dichos temas.
La aprobación de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecidoen la Resolución 1 de la AMNT.
En ciertos sectores de la tecnología de la información que corresponden a la esfera de competencia delUIT-T, se preparan las normas necesarias en colaboración con la ISO y la CEL
NOTA
En esta Recomendación, la expresión "Administración" se utiliza para designar, en forma abreviada, tantouna administración de telecomunicaciones como una empresa de explotación reconocida detelecomunicaciones.
PROPIEDAD INTELECTUAL
La UIT señala a la atención la posibilidad de que la utilización o aplicación de la presente Recomendaciónsuponga el empleo de un derecho de propiedad intelectual reivindicado. La UIT no adopta ninguna posiciónen cuanto a la demostración, validez o aplicabilidad de los derechos de propiedad intelectual reivindicados,ya sea por los miembros de la UIT o por terceros ajenos al proceso de elaboración de Recomendaciones.
En la fecha de aprobación de la presente Recomendación, la UIT no ha recibido notificación de propiedadintelectual, protegida por patente, que puede ser necesaria para aplicar esta Recomendación. Sin embargo,debe señalarse a los usuarios que puede que esta información no se encuentre totalmente actualizada alrespecto, por lo que se les insta encarecidamente a consultar la base de datos sobre patentes de la TSB.
© UIT 2002Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicación puede reproducirse por ningúnprocedimiento sin previa autorización escrita por parte de la UIT.
Rec. UIT-T G.694.2 (06/2002)
Página
1 Alcance 1
2 Referencias ,„„„.,..,..,.,. ....,....,„..„,...,..„...,„..,.,.,,...,.., ,....„„.,.,...,........,., 1
2.1 Referencias normativas , 1
2.2 Referencias informativas 1
3 Definiciones , „ 13.1 Términos definidos en esta Recomendación 13.2 Términos definidos en otras Recomendaciones 2
4 Abreviaturas y siglas , , 2
5 WDM aproximada y sus aplicaciones 2
6 Longitudes de onda centrales nominales para sistemas con WDM aproximada 2
Apéndice I — Espaciamiento de la longitud de onda central y variación de la longitud deonda,,. „„,.„„.„„„„„,., ,...„..„,...„,„.,..„,„.,.,..,..,„..„„„,„..„.,,.,..„„, ,„..„,„,.,. ,„„„„,..„ 3
Apéndice u 4
Rec. UIT-T G.694.2 (06/2002) iñ
Recomendación UIT-T G.694.2
Planes espectrales para las aplicaciones de nmltiplexación por divisiónde longitud de onda: Plan de longitudes de onda con multiplexación
por división aproximada de longitud de onda
1 Alcance
Esta Recomendación tiene por objeto definir un plan de longitudes de onda para soportaraplicaciones de multiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM). Este planhace posible la transmisión simultánea de varias longitudes de onda con una separación suficientepara permitir la utilización de fuentes sin dispositivos de refrigeración.
2 Referencias
2.1 Referencias normativas
Las siguientes Recomendaciones del UIT-T y otras referencias contienen disposiciones que,mediante su referencia en este texto, constituyen disposiciones de la presente Recomendación. Alefectuar esta publicación, estaban en vigor las ediciones indicadas. Todas las Recomendaciones yotras referencias son objeto de revisiones, por lo que se preconiza que los usuarios de estaRecomendación investiguen la posibilidad de aplicar las ediciones más recientes de lasRecomendaciones y otras referencias citadas a continuación. Se publica periódicamente una lista delas Recomendaciones UIT-T actualmente vigentes.
[1] Recomendación UIT-T G.671 (2002), Características de transmisión de los componentes ysubsistemas ópticos.
2.2 Referencias informativas
Las siguientes Recomendaciones del UIT-T contienen otras informaciones pertinentes.
[2] Recomendación UIT-T G.983.3 (2001), Sistema de acceso óptico de banda ancha concapacidad de servicio incrementada mediante atribución de longitud de onda.
[3] Recomendación UIT-T J.185 (2002), Equipo de transmisión para transferir señales detelevisión multicanal a través de redes de acceso óptico mediante conversión MF.
[4] Recomendación UIT-T J.186 (2002), Equipo de transmisión para señales de televisiónmulticanal a través de redes de acceso mediante multiplexación de subportadoras.
3 Definiciones
3.1 Términos definidos en esta Recomendación
En esta Recomendación se define el término siguiente.
3.1.1 plan de longitudes de onda: Conjunto de referencia de longitudes de onda ópticas en elvacío que sirve para indicar las longitudes de onda centrales nominales permitidas que puedenutilizarse en la definición de las aplicaciones.
Rec. UIT-T G.694.2 (06/2002)
3.2 Términos definidos en otras Recomendaciones
En esta Recomendación se utilizan los siguientes términos definidos en la Rec. UIT-T G.671:
- Multiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM, coarse wavelengthdivisión multiplexing).
— Multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM, dense wavelength divisiónmultiplexing).
4 Abreviaturas y siglas
En esta Recomendación se utilizan las siguientes siglas.
CWDM Multiplexación por división aproximada de longitud de onda (coarse wavelengthdivisión multiplexing')
DWDM Multiplexación por división de longitud de onda densa (dense wavelength divisiónmultiplexing)
WDM Multiplexación por división de longitud de onda (wavelength división multiplexing)
5 WDM aproximada y sus aplicaciones
La multiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM), una tecnología del tipoWDM, se caracteriza por un espacio más ancho entre canales que en la tecnología WDM densa(DWDM), tal como se define en la Rec. UIT-T G.671. Los sistemas CWDM permiten aplicacionesrentables, gracias a una combinación de láser sin dispositivos de refrigeración, tolerancias deselección de longitudes de onda láser menos exigentes, y filtros pasobanda amplios.
Los sistemas CWDM se pueden utilizar en las redes de transporte metropolitanas y comoplataforma integrada para una diversidad de clientes, servicios y protocolos.
En el apéndice I se presenta una explicación de las razones por las que se escoge el espaciamientode longitud de onda central y los factores que determinan la variación de dicha longitud de onda.
6 Longitudes de onda centrales nominales para sistemas con WDM aproximada
En el cuadro 1 se indica el plan de longitudes de onda CWDM en la gama que abarca de 1270 nm a1610 nm. Se debe utilizar un valor V (velocidad de la luz en el vacío) para la conversión entrelongitud de onda y frecuencia igual a 2,99792458 x 108 m/s.
Rec. UIT-T G.694.2 (06/2002)
Cuadro l/G.694.2 - Longitudes de onda centrales nominales
Longitudes de ondas centrales nominales (nm)para un espaciamiento de 20 nm
1270
1290
1310
1330
1350
1370
1390
1410
1430
1450
1470
1490
1510
1530
1550
1570
1590
1610
NOTA - Los puntos extremos de este cuadro se presentana título informativo solamente.
Apéndice I
Espaciamiento de la longitud de onda central yvariación de la longitud de onda
Las aplicaciones eficaces de CWDM, que utilizan láser sin sistemas de refrigeración y filtrospasobanda anchos, requieren un espaciamiento de longitud de onda central nominal de al menos20 nm. Se espera que una variación total de la longitud de onda de la fuente de aproximadamente±6-7 nm sea compatible con las tecnologías existentes para los filtros. Tal como ocurre con la bandade guarda, basta con un tercio del espaciamiento mínimo entre canales y, por lo tanto, se haescogido el valor de 20 nm con el fin de maximizar la cantidad de canales.
Se han de definir valores y atribuciones específicos para esta variación en cada aplicación.
La variación de longitud de onda depende fundamentalmente de dos factores: primero, el fabricantedel sistema láser puede variar la longitud de onda alrededor de la longitud de onda nominal con elfin de obtener un mayor rendimiento y/o reducir las tolerancias de fabricación. Segundo, lautilización de láser sin refrigeración hará variar la longitud de onda en función de la temperatura,dentro de la gama de temperaturas especificadas para el láser.
Rec. UIT-T G.694.2 (06/2002)
Apéndice II
En la Rec. UIT-T G.983.3 (marzo de 2001) se define la atribución de longitudes de onda para lasseñales de distribución de vídeo multiplexadas en las redes ópticas pasivas de banda ancha(B-PON). En las Recomendaciones UIT-T J.185 y J.186 (febrero de 2002) se define la atribución delongitudes de onda para la transferencia de señales de televisión multicanal.
Rec. UIT-T G.694.2 (06/2002)
SERIES DE RECOMENDACIONES DEL UIT-T
Serie A Organización del trabajo del UIT-T
Serie B Medios de expresión: definiciones, símbolos, clasificación
Serie C Estadísticas generales de telecomunicaciones
Serie D Principios generales de tarificación
Serie E Explotación general de la red, servicio telefónico., explotación del servicio y factores humanos
Serie F Servicios de telecomunicación no telefónicos
Serie G Sistemas y medios de transmisión, sistemas y redes digitales
Serie H Sistemas audiovisuales y multimedios
Serie I Red digital de servicios integrados
Serie J Redes de cable y transmisión de programas radiofónicos y televisivos, y de otras señalesmultimedios
Serie K Protección contra las interferencias
Serie L Construcción, instalación y protección de los cables y otros elementos de planta exterior
Serie M RGT y mantenimiento de redes: sistemas de transmisión, circuitos telefónicos., telegrafía,facsímil y circuitos arrendados internacionales
Serie N Mantenimiento: circuitos internacionales para transmisiones radiofónicas y de televisión
Serie O Especificaciones de los aparatos de medida
Serie P Calidad de transmisión telefónica, instalaciones telefónicas y redes locales
Serie Q Conmutación y señalización
Serie R Transmisión telegráfica
Serie S Equipos terminales para servicios de telegrafía
Serie T Terminales para servicios de telemática
Serie U Conmutación telegráfica
Serie V Comunicación de datos por la red telefónica
Serie X Redes de datos y comunicación entre sistemas abiertos
Serie Y Infraestructura mundial de la información y aspectos del protocolo Internet
Serie Z Lenguajes y aspectos generales de soporte lógico para sistemas de telecomunicación
Ginebra, 2002
UNIÓN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES
UIT-T G.655SECTOR DE NORMALIZACIÓN (10/2000)DE LAS TELECOMUNICACIONESDE LA UIT
SERIE G; SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIÓN,SISTEMAS Y REDES DIGITALES
Características de los medios de transmisión - Cables defibra óptica
Características de los cables de fibra ópticamonomodo con dispersión desplazada no nula
Recomendación UIT-T G.655(Anteriormente Recomendación del CCITT)
RECOMENDACIONES UIT-T DE LA SERIE G
SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIÓN, SISTEMAS Y REDES DIGITALES
CONEXIONES Y CIRCUITOS TELEFÓNICOS INTERNACIONALES G.100-G.199CARACTERÍSTICAS GENERALES COMUNES A TODOS LOS SISTEMAS ANALÓGICOS G.200-G.299DE PORTADORASCARACTERÍSTICAS INDIVIDUALES DE LOS SISTEMAS TELEFÓNICOS G.300-G.399INTERNACIONALES DE PORTADORAS EN LINEAS METÁLICASCARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SISTEMAS TELEFÓNICOS G.400-G.449INTERNACIONALES EN RADIOENLACES O POR SATÉLITE E INTERCONEXIÓN CONLOS SISTEMAS EN LÍNEAS METÁLICASCOORDINACIÓN DE LA RADIOTELEFONÍA Y LA TELEFONÍA EN LÍNEA G.450-G.499EQUIPOS DE PRUEBAS G.500-G.599CARACTERÍSTICAS DE LOS MEDIOS DE TRANSMISIÓN G.600-G.699
Generalidades G.600-G.609Cables de pares simétricos G.610-G.619Cables terrestres de pares coaxiales G.620-G.629Cables submarinos G.630-G.649Cables de fibra óptica G.650-G.659Características de los componentes y los subsistemas ópticos G,660-G.699
EQUIPOS TERMINALES DIGITALES G.700-G.799REDES DIGITALES G.800-G.899SECCIONES DIGITALES Y SISTEMAS DIGITALES DE LÍNEA G.900-G.999
Para más información, -véase la Lista de Recomendaciones del UIT-T.
Recomendación UIT-T G.655
Características de los cables de fibra óptica monomodocon dispersión desplazada no nula
Resumen
En esta Recomendación se describen las características de la transmisión de una fibra monomodo ydel correspondiente cable cuya dispersión cromática (valor absoluto) es mayor que algún valordiferente de cero en toda la gama de longitudes de onda cuya utilización se prevé en la ventana de1550 nm. Esta dispersión cromática suprime el crecimiento del efecto la mezcla de cuatro ondas, unefecto no lineal que puede ser particularmente perjudicial en caso de multiplexación por división delongitud de onda densa (DWDM). Estas fibras están optimizadas para su utilización en la gama delongitudes de onda comprendida entre 1530 nm y 1565 nm. Se hacen algunas provisiones parasoportar velocidades de transmisión a longitudes de onda superiores de hasta 16xx, siendo xx menoro igual que 25 nm. En el futuro serán posibles ampliaciones a longitudes de onda inferiores a1530 nm (por determinar).
Las definiciones y los métodos de prueba se indican en UIT-T G.650. En esta Recomendación seproporcionan cuadros de valores recomendados para distintas subcategorías de este tipo de fibra afin de permitir una fácil referencia a los tipos de sistemas que soportados. Las subcategorías que sedescriben en los cuadros pueden diferir en función de aspectos tecnológicos o de la propiaaplicación. Se recomiendan gamas de valores para las características, tanto de la fibra como delcable. En el apéndice I se incluye la información relativa a los atributos del enlace y al diseño delsistema.
Orígenes
La Recomendación UIT-T G.655, revisada por la Comisión de Estudio 15 (1997-2000) del UIT-T,fue aprobada por la Asamblea Mundial de Normalización de las Telecomunicaciones (Montreal,27 de septiembre - 6 de octubre de 2000).
UIT-T G.655 (10/2000)
PREFACIO
La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidasen el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de laUIT) es un órgano permanente de la UIT. Este órgano estudia los aspectos técnicos, de explotación ytarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la normalización de las telecomunica-ciones en el plano mundial.
La Asamblea Mundial de Normalización de las Telecomunicaciones (AMNT), que se celebra cada cuatroaños, establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producenRecomendaciones sobre dichos temas.
La aprobación de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecidoen la Resolución 1 de la AMNT.
En ciertos sectores de la tecnología de la información que corresponden a la esfera de competencia del UIT-T,se preparan las normas necesarias en colaboración con la ISO y la CEI.
NOTA
En esta Recomendación, la expresión "Administración" se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto unaadministración de telecomunicaciones como una empresa de explotación reconocida de telecomunicaciones.
PROPIEDAD INTELECTUAL
La UIT señala a la atención la posibilidad de que la utilización o aplicación de la presente Recomendaciónsuponga el empleo de un derecho de propiedad intelectual reivindicado. La UIT no adopta ninguna posiciónen cuanto a la demostración, validez o aplicabilidad de los derechos de propiedad intelectual reivindicados, yasea por los miembros de la UIT o por terceros ajenos al proceso de elaboración de Recomendaciones.
En la fecha de aprobación de la presente Recomendación, la UIT ha recibido notificación de propiedadintelectual, protegida por patente, que puede ser necesaria para aplicar esta Recomendación. Sin embargo,debe señalarse a los usuarios que puede que esta información no se encuentre totalmente actualizada alrespecto, por lo que se les insta encarecidamente a consultar la base de datos sobre patentes de la TSB.
© UIT 2001
Es propiedad. Ninguna parte de esta publicación puede reproducirse o utilizarse, de ninguna forma o porningún medio, sea éste electrónico o mecánico, de fotocopia o de microfilm, sin previa autorización escritapor parte de la UIT.
UIT-T G.655 (10/2000)
ÍNDICE
1
2
2.1
2.2
3
4
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
6
6.1
6.2
7
Alcance
Referencias
Referencias normativas
Referencias informativas
Términos y definiciones
Abreviaturas ,
Características de la fibra
Diámetro del campo modal
Diámetro del revestimiento
Error de concentricidad del campo modal
No circularidad
5.4.1 No circularidad del campo modal ,
5.4.2 No circularidad del revestimiento
Longitud de onda de corte
Pérdida por macroflexiones
Propiedades materiales de la fibra
5.7.1 Materiales de la fibra
5.7.2 Materiales protectores
5.7.3 Nivel de prueba de resistencia mecánica
Perfil del índice de refracción
Uniformidad longitudinal de la dispersión cromática
Coeficiente de dispersión cromática
Características del cable
Coeficiente de atenuación
Coeficiente de dispersión por modo de polarización (PMD)
Cuadros de valores recomendados
Apéndice I - Información de los atributos del enlace y de diseño del sistema
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Atenuación
Dispersión cromática
Retardo de grupo diferencial (DGD)
Coeficiente no lineal
Cuadros de valores típicos comunes
Ejemplos de implementación
Página
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
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6
6
6
9
9
10
10
11
11
11
UIT-T G.655 (10/2000) iii
Página
Apéndice u — Información sobre estadísticas de la dispersión del modo de polarización 12
n.l Introducción 12
H2 Recogida de datos ,.,..,.., , . , ,.., ,.„„„„.„„,....„,.., 13
n.3 Cálculo de PMDQ (Monte Cario) 13
H.4 Cálculo para DGDmáx (Monte Cario) 14
Apéndice DI - Bibliografía 15
iv TJIT-T G.655 (10/2000)
Recomendación UIT-T G.655
Características de los cables de fibra óptica monomodocon dispersión desplazada no nula
1 Alcance
En esta Recomendación se describe una fibra monomodo cuya dispersión cromática (valor absoluto)es mayor que algún valor diferente de cero en toda la gama de longitudes de onda de utilizaciónprevista en la ventana de 1550 nm. Esta dispersión suprime el efecto no lineal conocido por mezclade cuatro ondas, que puede ser particularmente perjudicial en una multiplexación por división delongitud de onda densa (DWDM, dense waveíength-division multiplexing).
Estas fibras están optimizadas para su utilización en la gama de longitudes de onda comprendidaentre 1530 nm y 1565 nm. Se hacen algunas provisiones para soportar velocidades de transmisión alongitudes de onda superiores de hasta lóxx, siendo xx menor o igual que 25 nm. En el futuro seránposibles ampliaciones a longitudes de onda inferiores a 1530 nm (por determinar). Sus parámetrosgeométricos, ópticos, de transmisión y mecánicos se describen a continuación para tres categorías deatributos:
Los atributos de la fibra son aquellos que se mantienen en el cableado y la instalación.
Los atributos del cable, que son los recomendados para el suministro del cable.
Los atributos de enlace, que son las características de cables concatenados, y que describenlos métodos de estimación de los parámetros de las interfaces del sistema basadas enmedidas, modelado u otras consideraciones. Los atributos de enlace y de diseño del sistemase describen en el apéndice I.
Se proporcionan dos cuadros de valores recomendados para facilitar la referencia a los mismos. Elprimer cuadro indica la subcategoría básica de la fibra óptica y del cable apropiados paraaplicaciones UIT-T G.691 [3] y UIT-T G.692 [4]. En relación con las aplicaciones UIT-T G.692 [4],y dependiendo de las longitudes de onda del canal y de las características de dispersión de la fibraespecífica, la potencia de inyección máxima puede estar restringida y la separación típica mínimaentre canales puede asimismo estar limitada a 200 GHz.
El segundo cuadro es adecuado para sistemas a 10 Gbit/s de al menos 400 km de longitud. Enrelación con las aplicaciones UIT-T G.692 [4] y dependiendo de la longitud de onda del canal y delas características de dispersión de la fibra específica, la potencia de inyección total puede sersuperior a la de las fibras del cuadro anterior, siendo la separación mínima entra canales de 100 GHz.En el apéndice I se presentan, a título ilustrativo, ejemplos específicos de implementación.
En esta Recomendación se presentan una combinación de diseños de fibra que pueden cubrir unamplio espectro de aplicaciones. En el futuro se podrán realizar algunas modificaciones. Sinembargo, la compatibilidad en un mismo sistema de fibras de distintas características no ha sido aúnprobada, siendo en general cuestionable su utilización simultánea en un mismo sistema y debiendoello ser objeto de un acuerdo entre el usuario y el fabricante.
NOTA — Pueden tener lugar degradaciones debidas a la PMD cuando se utilizan los valores recomendados enel cuadro 1 para transmisión a larga distancia (400 km) a la velocidad de 10 Gbit/s, salvo que se añadanrequisitos relativos a la PMD.
El significado de los términos utilizados en esta Recomendación y las directrices que habrán deseguirse en la medición para la verificación de las diversas características son las incluidas en UIT-TG.650 [1]. Las características de esta fibra, incluidas las definiciones de los parámetroscorrespondientes, sus métodos de prueba y los valores pertinentes, se precisarán a medida que seavance en los estudios y se adquiera experiencia.
UIT-T G.655 (10/2000) 1
2 Referencias
Las siguientes Recomendaciones del UIT-T y otras referencias contienen disposiciones que,mediante su referencia en este texto, constituyen disposiciones de la presente Recomendación. Alefectuar esta publicación, estaban en vigor las ediciones indicadas. Todas las Recomendaciones yotras referencias son objeto de revisiones por lo que se preconiza que los usuarios de estaRecomendación investiguen la posibilidad de aplicar las ediciones más recientes de lasRecomendaciones y otras referencias citadas a continuación. Se publica periódicamente una lista delas Recomendaciones UIT-T actualmente vigentes.
2.1 Referencias normativas
[1] UIT-T G.650 (2000), Definición y métodos de prueba de los parámetros pertinentes de lasfibras monomodo.
2.2 Referencias informativas
[2] UIT-T G.663 (2000), Aspectos relacionados con la aplicación de los dispositivos ysubsistemas de amplificadores de fibra óptica.
[3] UIT-T G.691 (2000), Interfaces ópticas para sistemas STM-^64, STM-256 de un solo canal yotros sistemas de la jerarquía digital síncrona con amplificadores ópticos.
[4] UIT-T G.692 (1998), Interfaces ópticas para sistemas multicanales con amplificadoresópticos.
[5] UIT-T G.957 (1999), Interfaces ópticas para equipos y sistemas relacionados con lajerarquía digital síncrona.
3 Términos y definiciones
Para los fines de esta Recomendación, se aplican las definiciones contenidas en UIT-T G.650 [1].Antes de evaluar su conformidad, los valores se redondean al número de dígitos que figuran en loscuadros de valores recomendados.
4 Abreviaturas
En esta Recomendación se utilizan las siguientes siglas.
Aeff Área efectiva (effective orea)
DGD Retardo de grupo diferencial (differential group delay)
DWDM Multiplexación por división de longitud de onda densa (dense wavelength divisiónmultiplexing)
GPa Gigapascal
n2/Aeff Coeficiente no lineal (non-linear coefficienf)
PMD Dispersión por modo de polarización (polarization mode dispersión)
SDH Jerarquía digital síncrona (synchronous digital hierarchy)
TBD Por determinar (to be determined)
WDM Multiplexación por división de longitud de onda (wavelength división multiplexing)
UIT-T G.655 (10/2000)
5 Características de la fibra
En esta cláusula sólo se recomiendan las características de la fibra que proporcionan una mínimaestructura de diseño esencial para su fabricación. Los cuadros de la cláusula 7 presentan rangos olímites de valores. De éstos, la longitud de onda de corte de la fibra cableada y la PMD pueden verseapreciablemente afectadas por la fabricación o la instalación del cable. En los demás casos, lascaracterísticas recomendadas se aplicarán igualmente a las fibras individuales, a las fibrasincorporadas en un cable arrollado en un tambor, y a las fibras en cables instalados.
5.1 Diámetro del campo modal
El valor nominal del diámetro de campo modal y la tolerancia del mismo se especifican para 1550nm. El valor nominal especificado debe encontrarse dentro de la gama de valores de la cláusula 7. Latolerancia especificada no debe exceder el valor especificado en la cláusula 7. La desviación respectoal valor nominal no debe exceder la tolerancia especificada.
5.2 Diámetro del revestimiento
El valor nominal recomendado del diámetro del revestimiento es 125 um. En la cláusula 7 seespecifica asimismo una tolerancia que no debe ser superada. La desviación del revestimiento conrespecto al valor nominal no debe exceder la tolerancia especificada.
5.3 Error de concentricidad del campo modal
El error de concentricidad no debe exceder del valor especificado en la cláusula 7.
5.4 No circularidad
5.4.1 No circularidad del campo modal
En la práctica, la no circularidad del campo modal de las fibras que tienen campos modalesnominalmente circulares es lo suficientemente baja como para que la propagación y las uniones nose vean afectadas. En consecuencia, no se considera necesario recomendar un valor determinado deno circularidad del campo modal. En general, no es necesario medir la no circularidad del campomodal con fines de aceptación.
5.4.2 No circularidad del revestimiento
La no circularidad del revestimiento no debe exceder el valor especificado en la cláusula 7.
5.5 Longitud de onda de corte
Pueden distinguirse tres tipos útiles de longitudes de onda de corte:
a) Longitud de onda de corte del cable, A,co.
b) Longitud de onda de corte de la fibra, 10.
c) Longitud de onda de corte del cable puente, A.CJ.
NOTA - Para algunas aplicaciones específicas de cables submarinos pueden ser necesarias otros valores delongitud de onda de corte.
La correlación de los valores medidos de lc, A.CO y A,0j depende del diseño específico de la fibra y delcable, así como de las condiciones de prueba. Aunque en general A,oc < lcj < A,c, no puedeestablecerse fácilmente una relación cuantitativa. Es de suma importancia garantizar la transmisiónmonomodo en el largo de cable mínimo entre uniones a la mínima longitud de onda defuncionamiento del sistema. Ello puede conseguirse de dos formas: recomendando que la longitud deonda de corte máxima A,cc del cable compuesto de fibra óptica monomodo sea 1480 nm, o en el caso
UIT-T G.655 (10/2000) 3
de puentes o cables de unión típicos, recomendando que la longitud de onda de corte del cablepuente sea de 1480 nm, o en el peor caso de longitud y de flexiones de la fibra, recomendando que lalongitud de onda de corte máxima de la fibra sea de 1470 nm.
La longitud de onda de corte del cable, A,cc, deberá ser inferior al valor máximo especificado en lacláusula 7.
5.6 Pérdida por macroflexiones
La pérdida por macroflexiones varía con la longitud de onda, el radio de curvatura y el número devueltas en el mandril con un radio especificado. Las pérdidas por macroflexión no deben exceder elvalor máximo de la cláusula 7 para las longitudes de onda, el radio de curvatura y el número devueltas especificados.
Si la fibra puede utilizarse a longitudes de onda superiores a 1550 nm, la pérdida máxima a la mayorlongitud de onda prevista puede proyectarse a partir de la pérdida medida a 1550 nm, utilizando elmodelado espectral de la pérdida o una base de datos estadísticos para dicho diseño específico defibra- Alternativamente, puede realizarse una prueba de cualifícación a una longitud de ondasuperior.
NOTA 1 - Una prueba de aptitud puede ser suficiente para comprobar que se cumple este requisito.
NOTA 2 - El número recomendado de vueltas corresponde al número aproximado de vueltas utilizadas entodos los empalmes de una sección de repetición típica. El radio recomendado es equivalente al mínimo radiode curvatura generalmente aceptado en el montaje a largo plazo de fibras en las instalaciones de sistemasreales, para evitar fallos por fatiga estática.
NOTA 3 — Se sugiere que si por razones de orden práctico se elige para la implementación un número devueltas menor al recomendado, nunca se empleen menos de 40 vueltas, siendo entonces el incremento de lapérdida proporcionalmente menor.
NOTA 4 - Se sugiere que si se prevé utilizar radios de curvatura inferiores al recomendado en los empalmes oen cualquier otro lugar del sistema (por ejemplo, R = 30 mm), se aplique el mismo valor de pérdida máxima almismo número de vueltas de fibra montadas con este radio menor.
NOTA 5 ~ La recomendación sobre la pérdida por macroflexión se refiere al montaje de las fibras eninstalaciones reales de sistemas de fibras monomodo. La influencia de los radios de curvatura relacionadoscon el trenzado de fibras monomodo cableadas, sobre la característica de pérdida, se incluye en laespecificación de pérdida de la fibra cableada.
NOTA 6 - Cuando se requieran pruebas de rutina, en lugar del valor recomendado, puede utilizarse un buclede pequeño diámetro de una o varias vueltas al objeto de conseguir precisión y facilitar la medida. En estecaso, el diámetro del bucle, el número de vueltas y la máxima pérdida admisible por flexión para la prueba devarias vueltas, debe elegirse de modo que corresponda con la prueba recomendada y la pérdida permitida.
5.7 Propiedades materiales de la fibra
5.7.1 Materiales de la fibra
Deben indicarse las sustancias que entran en la composición de las fibras.
NOTA — Debe precederse con cuidado al empalmar por fusión fibras de diferentes sustancias. Resultadosprovisionales de pruebas realizadas indican que pueden obtenerse características adecuadas de pérdida en losempalmes y de resistencia mecánica cuando se empalman fibras diferentes de alto contenido de sílice.
5.7.2 Materiales protectores
Deben indicarse las propiedades físicas y químicas del material utilizado para el recubrimientoprimario de la fibra, y la mejor manera de retirarlo (si es necesario). En el caso de una fibra con unasola envoltura, se darán indicaciones similares.
UIT-T G.655 (10/2000)
5.7.3 Nivel de prueba de resistencia mecánica
El nivel de prueba de resistencia mecánica especificada, crp, no será inferior al valor mínimoespecificado en la cláusula 7.
NOTA - Las definiciones de los parámetros mecánicos figuran en 1.2/G.650 y 2.6/G.650 [1].
5.8 Perfil del índice de refracción
Generalmente no es necesario conocer el perfil del índice de refracción de la fibra.
5-9 Uniformidad longitudinal de la dispersión cromática
Queda en estudio.
NOTA - Para una longitud de onda específica, el valor absoluto local del coeficiente de dispersión puedevariar respecto al valor medido en una sección de gran longitud. Si el valor disminuye hasta un valor pequeñoa una longitud de onda próxima a una longitud de onda de funcionamiento de un sistema WDM, la mezcla decuatro ondas puede inducir la propagación de potencia a otras longitudes de onda, incluyendo, pero noestando limitada a, otras longitudes de onda de funcionamiento. La magnitud de la potencia de la mezcla decuatro ondas es función del valor absoluto del coeficiente de dispersión cromática, la pendiente de dispersióncromática, las longitudes de onda de funcionamiento, de la potencia óptica y la distancia a lo largo de la cualse produce la mezcla de cuatro ondas.
5.10 Coeficiente de dispersión cromática
El coeficiente de dispersión cromática, D, se especifica para una gama de longitudes de ondaestableciendo un rango de valores absolutos permitidos del mismo. El coeficiente de dispersióncromática no cruzará el valor cero para la gama de longitudes de onda especificada. También seespecifica el signo de la dispersión cromática. La forma de dicha especificación es la siguiente:
Dmín ^ D ) ¿ Dmáx
donde:
0,1 ps/nm • km < Dmín < Dmáx 10,0 ps/nm • km, y
1530 nm < ?4nín < A^áx 1565 nm, y
< Dmín + 5, 0 ps/ nm - km
Los valores de Dmín, Dmáx; ^mía> ^máx y el signo deben estar comprendidos en los rangosespecificados en la cláusula 7. En el apéndice I se presentan algunos ejemplos de implementación.La ampliación a longitudes de onda superiores a 1565 nm y 1530 nm está en estudio.
NOTA 1 - Dmín no se produce necesariamente a \^l, y Dmáx no se produce necesariamente a
NOTA 2 — La uniformidad de la dispersión debe ser consistente con el funcionamiento del sistema.
NOTA 3 - El signo de D no varía en la mencionada gama de longitudes de onda para una fibra dada, peropuede variar de una fibra a otra dentro de un sistema.
NOTA 4 - Según el diseño del sistema y el tipo de transmisión, puede ser necesario especificar el signo de D.
NOTA 5 - Los requisitos sobre la dispersión se basan en el diseño del sistema WDM, que debe equilibrar ladispersión de primer orden con diversos efectos no lineales tales como la mezcla de cuatro ondas, lamodulación de fase cruzada, la inestabilidad de la modulación, la dispersión Brillouin estimulada, y laformación de solitones (véase UIT-T G.663 [2]). El efecto de la dispersión cromática es interactiva con la nolinealidad de la fibra, y se describe mediante el coeficiente de no linealidad.
NOTA 6 — No es necesario efectuar mediciones periódicas del coeficiente de dispersión cromática,
UIT-T G.655 (10/2000)
6 Características del cable
Dado que las características geométricas y ópticas de las fibras indicadas en la cláusula 5 se ven muypoco afectadas por el proceso de cableado, en esta cláusula se presentan recomendacionesprincipalmente relativas a las características de transmisión de los largos de fabricación cableados.Las condiciones ambientales y de prueba son de gran importancia y se describen en las directricessobre métodos de prueba.
6.1 Coeficiente de atenuación
El coeficiente de atenuación se especifica con un valor máximo para una o más longitudes de ondaen la región de 1550. Los valores del coeficiente de atenuación de los cables de fibra óptica no debenexceder los valores especificados en la cláusula 7.
6.2 Coeficiente de dispersión por modo de polarización (PMD)
No todos los cuadros incluyen requisitos relativos a la dispersión por modo de polarización (PMD,polarization mode dispersión). Cuando sea necesario, la dispersión por modo de polarización de lafibra cableada se especifica estadísticamente, no de forma individual. Los requisitos se refieren sóloal aspecto del enlace calculado a partir de información del cable. A continuación se describe lamétrica de Ja especificación estadística. En CE! 61282-3 [Bibl.l] se describen los métodos decálculo que se resumen en el apéndice II.
El fabricante debe proporcionar un valor de PMD de diseño del enlace, PMÜQ, que constituya ellimite estadístico superior del coeficiente de PMD de los cables de fibra óptica concatenados en unposible enlace de M secciones de cable. El límite superior se define en términos de un bajo nivel deprobabilidad, Q, de que un valor del coeficiente de PMD concatenado sea mayor que PMDq. Paralos valores de M y de Q especificados en la cláusula 7, el valor de PMDq no debe superar elcoeficiente máximo de PMD especificado en la cláusula 7.
Las medidas realizadas sobre fibras no cableadas pueden utilizarse para generar estadísticas de fibrascableadas cuando el diseño y los procesos sean estables y las relaciones entre los coeficientes dePMD de fibras cableadas y no cableadas sean conocidas. Si se ha demostrado que dicha relaciónexiste, el fabricante del cable puede especificar facultativamente un valor máximo de PMD de fibrasno cableadas.
Puede interpretarse que los límites de la distribución de los valores de los coeficientes de PMD soncasi equivalentes a los límites de la variación estadística del retardo de grupo diferencial (DGD,differential gronp delqy), que varía de forma aleatoria con el tiempo y la longitud de onda. Cuandose especifica la distribución del coeficiente de PMD para cables de fibra óptica, pueden determinarselímites equivalentes para la variación del DGD. En el apéndice I figuran la métrica y los valores delos límites de la distribución del DGD.
7 Cuadros de valores recomendados
Los cuadros siguientes resumen los valores recomendados para una serie de subcategorías de fibrasque satisfacen los objetivos de esta Recomendación.
El cuadro 1 contiene los atributos y valores recomendados necesarios para soportar aplicaciones talescomo las de UIT-T G.691 [3] y UIT-T G.692 [4]. En relación con las aplicaciones descritas enUIT-T G.692 [4], es posible, en función de las longitudes de onda de los canales y de lascaracterísticas de dispersión de la fibra, limitar la potencia de inyección máxima total, así como laseparación mínima entre canales hasta un valor de 200 GHz.
El cuadro 2 contiene los atributos y valores recomendados necesarios para soportar aplicaciones talescomo las de UIT-T G.691 [3] y UIT-T G.692 [4]. En relación con las aplicaciones descritas en
UIT-T G.655 (10/2000)
UTT-T G.692 [4] y en función de las longitudes de onda de los canales y de las características dedispersión cromática de la fibra, la potencia de inyección puede ser superior que para las fibras delcuadro anterior, pudiendo ser la separación mínima entre canales de hasta 100 GHz. Lascaracterísticas de PMD permiten el funcionamiento de sistemas a 10 Gbit/s a lo largo de al menos400 km.
En el apéndice I se ilustran varios ejemplos de implementación que se diferencian por los valores dedispersión cromática, la pendiente de la dispersión y los distintos valores de coeficientes no linealesdel enlace. Dichas opciones ilustran la posibilidad de establecer distintos equilibrios entre potencia,separación de canales, longitud del enlace, separación entre amplificadores y velocidad binaria.
El cuadro 1 constituye la subcategoría básica para un cable de fibra óptica monomodo adecuado parasistemas de transmisión conformes con UIT-T G.691 [3] y UIT-T G.692 [4]. En relación con lasaplicaciones descritas en UIT-T G.692 [4], es posible, en función de las longitudes de onda de loscanales y de las características de dispersión de la fibra, limitar la potencia de inyección máximatotal, así como la separación mínima entre canales hasta un valor de 200 GHz. En función de lalongitud del enlace y de la velocidad binaria, la PMD puede inducir algunas degradaciones, que nose especifican para esta subcategoría básica.
Cuadro 1/G.655 - G.655.A
Atributos de la fibra
Atributo
Diámetro de campo modal
Diámetro del revestimiento
Error de concentricidad del núcleo
No circularidad del revestimiento
Longitud de onda de corte del cable
Pérdida de macroflexión
Prueba de tensión
Coeficiente de dispersión cromáticaBanda: 1530-1565 nm
Dato
Longitud de onda
Gama de valores nominales
Tolerancia
Nominal
Tolerancia
Máximo
Máximo
Máximo
Radio
Número de vueltas
Máximo a 1550 nm
Mínimo
^mínY ^máx
Valor mínimo de Dnun
Valor máximo de Dmáx
Signo
Valor
1550 nm
8-11 um
±0,7 um
125 um
±1 um
0,8 um
2,0%
1480 nm
37,5 mm
100
0,50 dB
0,69 GPa
1530 nm y 1565 nm
0,1 ps/nm • km
6,0 ps/nm • km
positivo o negativo
Atributos del cable
Atributo
Coeficiente de atenuación
Dato
Máximo a 1550 nm
Valor
0,35 dB/km
Esta subcategoría proporciona la separación de canales reducida de la Recomendación UIT-TG.692 [4]. En función de las longitudes de onda de los canales y de las características de dispersióncromática de la fibra, la potencia de inyección puede ser superior que para las fibras del cuadro
UIT-T G.655 (10/2000)
anterior, pudiendo ser la separación mínima entre canales de hasta 100 GHz. Las características dePMD de los sistemas permiten que éstos funcionen a 10 Gbit/s a lo largo de al menos 400 km. Sonposibles distintas implementaciones para permitir que los diseñadores de sistemas optimicen lasolución para sus necesidades concretas. En el apéndice I se muestran implementaciones concretas.
Muchas aplicaciones de sistemas submarinos pueden utilizar esta subcategoría. En algunas de dichasaplicaciones, la optimización completa puede dar lugar a la elección de límites distintos a los que serecogen aquí. Un ejemplo de ello es permitir longitudes de onda de corte tan elevadas como1500 nm. Véase el cuadro 2.
Cuadro 2/G.655 - G.655.B
Atributos de la fibra
Atributo
Diámetro de campo modal
Diámetro del revestimiento
Error de concentricidad del núcleo
No cixcularidad del revestimiento
Longitud de onda de corte del cable
Pérdida de macroflexión
Prueba de tensión
Coeficiente de dispersión cromáticaBanda: 153 0-1 565 nm
Coeficiente de dispersión cromáticaBanda: 1565-16XX nm (nota 1)
Coeficiente de PMD de fibra no cableada
Dato
Longitud de onda
Gama de valores nominales
Tolerancia
Nominal
Tolerancia
Máximo
Máximo
Máximo
Radio
Número de vueltas
Máximo a 1550 nm
Máximo a 16XX nm (nota 1)
Mínimo
>Wiín Y ^máx
Valor mínimo de D^^
Valor máximo de Dmáx
Signo
Dmáx "~ -Dmin
2>tnín Y Am&a
Valor mínimo de Dmín
Valor máximo de Dmáx
Signo
Máximo
Valor
1550 nm
8-11 um
+0,7 um
125,0 um
±1 um
0,8 um
2,0%
1480nm
37,5 rnm
100
0,50 dB
0,50 dB
0,69 GPa
1530 nmy 1565 nm
1,0 ps/nm • km
10,0 ps/nm • km
Positivo o negativo
<5,0 ps/nm - km
TBD
TBD
TBD
TBD
(Nota 2)
UIT-T G.655 (10/2000)
Cuadro 2/G.655 - G.655.B (fin)
Atributos de cable
Atributo
Coeficiente de atenuación
Coeficiente de PMD
Dato
Máximo a 1550 nm
Máximo a 16XX nm (nota 1)
M
QPMDq máximo
Valor
0,35 dB/km
0,4 dB/km
20 cables
0,01%
0,5 psMcm
NOTA 1 - La longitud de onda superior de esta banda no se ha determinado completamente. Sin embargo,XX es menor o igual a 25 nm.NOTA 2 - Los fabricantes de cable pueden especificar un coeficiente de PMD máximo facultativo de fibrano cableada para soportar los requisitos primarios de PMDq del cable, si ésta ha sido verificado para untipo de construcción de cable en particular.
APÉNDICE I
Información de los atributos del enlace y de diseño del sistema
Un enlace concatenado incluye generalmente largos de cables de fibra óptica de fabricaciónempalmados. Los requisitos aplicables a los largos de fabricación se indican en las cláusulas 5 y 6 deesta Recomendación. Los parámetros de transmisión de enlaces concatenados deben tener en cuentano sólo el comportamiento de los distintos largos del cable, sino también las estadísticas de laconcatenación.
Las características de transmisión de los largos de fabricación de cable de fibra óptica tendrán unadeterminada distribución probabilística que hay que tener en cuenta para conseguir los diseños máseconómicos. Las cláusulas de este apéndice deben leerse teniendo presente la naturaleza estadísticade los diversos parámetros.
Los atributos del enlace se ven afectados por factores ajenos al propio cable de fibra óptica, talescomo los empalmes, los conectores y la instalación. Estos factores no pueden especificarse en estaRecomendación. A los efectos de la estimación de los valores de las características del enlace, en 1.5se presentan valores típicos de cables de fibra óptica. La cláusula 1.6 contiene ejemplos deimplementaciones en las que los valores típicos de la dispersión cromática varían de un ejemplo aotro. Los métodos de estimación de parámetros necesarios para el diseño del sistema están basadosen medidas, en el modelado o en otras consideraciones.
1.1 Atenuación
La atenuación A de un enlace viene dada por:
A — ocL + asx+acy
donde:
a coeficiente de atenuación típico de los cables de fibra en un enlace
Os atenuación media por empalme
x número de empalmes de un enlace
ccc atenuación media de los conectores de línea
UIT-T G.655 (10/2000)
y número de conectares de línea de un enlace (si se facilita)
L longitud del enlace
Debe preverse un margen adecuado para futuras modificaciones de la configuración del cable(empalmes suplementarios, largos de cable suplementarios, efectos del envejecimiento, variacionesde temperatura, etc.). La expresión anterior no incluye la pérdida de los conectares del equipo. Losvalores típicos indicados en 1.5 corresponden al coeficiente de atenuación de cables de fibra óptica.El presupuesto de atenuación utilizado en el diseño de un sistema real debe tener en cuenta lasvariaciones estadísticas de esos parámetros.
1.2 Dispersión cromática
La dispersión cromática, expresada en ps/nm, puede obtenerse de los coeficientes de dispersióncromática de los largos de fabricación, suponiendo una dependencia lineal con la longitud yrespetando los signos de los coeficientes (véase 5.10).
Cuando estas fibras se utilizan para transmitir en la región de 1550 nm, a menudo se emplea algunaforma de compensación de la dispersión cromática. En este caso, en el diseño se utiliza la dispersióncromática media del enlace. La relación se describe en términos del coeficiente de dispersióncromática típico y del coeficiente de la pendiente de la dispersión a 1550 nm.
Los valores típicos del coeficiente de dispersión cromática, DISSQ, y del coeficiente de pendiente dedispersión cromática, 81550, a 1550 nm varían en función de la implementación. En la cláusula 1.6pueden encontrarse valores típicos. Estos valores, junto con la longitud del enlace, LLÍHIO pueden serutilizados para calcular la dispersión típica que debe utilizarse en el diseño de enlaces ópticos.
DLinkfi)= LLink[Dl55Q +<$155o(^-1550)] (pslnrrí)
1,3 Retardo de grupo diferencial (DGD)
El retardo de grupo diferencial es la diferencia que se produce entre los instantes de llegada de dosmodos de polarización para una longitud de onda y un instante determinados. En el caso de unenlace con un coeficiente de PMD específico, el DGD del enlace varía de forma aleatoria con eltiempo y la longitud de onda corno una distribución de Maxwell que sólo contenga un únicoparámetro que sea el producto del coeficiente de PMD del enlace y de la raíz cuadrada de la longituddel mismo. Las degradaciones del sistema debidas al PMD para un instante y longitud de ondadeterminados, dependen del DGD para dicho instante y longitud de onda. Por lo tanto, se handesarrollado los medios necesarios para establecer límites útiles en la distribución del DGD, dadoque éste se relaciona con la distribución del coeficiente de PMD del cable de fibra óptica y con suslímites, estando todo ello documentado en CEI 61282-3 [Bibl.l]. A continuación se describe lamétrica de las limitaciones de la distribución de DGD.
NOTA — La determinación de la contribución de componentes distintos al cable de fibra óptica queda fueradel ámbito de esta Recomendación, pero se analiza en CEI 61282-3 [Bibl.l].
Longitud del enlace de referencia (LRef, reference link length): es la longitud máxima del enlace a laque se aplica la DGD máxima y su probabilidad. Para enlaces más largos, se multiplica el máximode DGD por la raíz cuadrada de la relación entre la longitud real y la longitud de referencia.
Longitud de cable máxima típica (Lcahb typical máximum cable length): los valores máximos estánasegurados cuando los cables individuales típicos de la concatenación o las longitudes de los cablesque se miden para determinar la distribución del coeficiente de PMD son menores que este valor.
DGD máxima, DGDmáx: valor de DGD que puede utilizarse considerando el diseño del sistemaóptico.
Probabilidad máxima, Pp: probabilidad de que el valor DGD real supere DGDm¿x.
10 UIT-T G.655 (10/2000)
La cláusula 1.5 contiene valores para estas métricas que resultan adecuados para el cable de fibraóptica que satisfaga los límites estadísticos de PMD recomendados en el cuadro 2.
1.4 Coeficiente no lineal
El efecto de la dispersión cromática interactúa con el coeficiente no lineal, n2/Aeff, en relación conlas degradaciones del sistema inducidas por efectos ópticos no lineales (véase UIT-T G.663 [2]). Losvalores típicos dependen de la implementación. Los métodos de prueba para un coeficiente no linealquedan en estudio.
1.5 Cuadros de valores típicos comunes
Los valores del cuadro 1,1 son representativos de cables de fibra óptica concatenados conforme a lascláusulas 1.1 y 1.3.
Cuadro I.1/G.655
Coeficiente de atenuación
Retardo de grupo diferencial(Nota 2)
Región de la longitud de onda
1550nm-1565nm
1565 nm-16XXnm (nota 1)
Longitud de referencia del enlace
Longitud típica máxima de la sección decable
DGD máximo
Probabilidad máxima
Valor típico del enlace
0,28 dB/km
0,35 dB/km
400 km
lOkm
25 ps
6.5 • 10"8
NOTA 1 - La máxima longitud de onda en esta banda no ha sido aún determinada completamente. Sinembargo, xx es menor o igual que 25 nm.NOTA 2 - Estos valores sólo son apropiados cuando se especifican valores de PMDq de fibras cableadasdel cuadro 1.2.
1.6 Ejemplos de implementación
Se incluyen a continuación ejemplos de implementaciones diseñadas para optimizar varios de losposibles balances entre potencia, separación de canales, separación de amplificadores, longitud delenlace y velocidad binaria (véase el cuadro 1.2). Todos estos ejemplos son básicamente variacionesde la dispersión cromática, la pendiente de dispersión y el coeficiente no lineal permitidos. Sólo setrata de ejemplos, que no impiden que existan otras realizaciones. Los identificadores de losejemplos son arbitrarios y no reflejan prioridad alguna.
Cuadro I.2/G.655 - Ejemplos para A,mfn = 1530 nm y A^áx = 1565 nm
EDdelejemplo
ABCDE
Dmín(ps/nm • km)
1,32,02,65,0
1,0
Dmáxps/nm • km)
5,86,06,010,06,0
Signo
++++
-
Coeficiente de dispersióntípico @ 1550 nm
(ps/nm • km)
3,74,24,48,0
-2,3
Pendiente de dispersióntípica @ 1550 nm
(ps/nm • km)0,0700,0850,0450,0580,065
NOTA - Están en estudio los valores de la dispersión cromática en la región de longitud de ondadel 600 nm.
UIT-T G.655 (10/2000) 11
APÉNDICE II
Información sobre estadísticas de la dispersión del modo de polarización
Este apéndice tiene por objeto resumir algunos de los cálculos estadísticos de la dispersión del modode polarización (PMD). En CEI 61282-3 [Bibl.l] se documentan con mayor detalle los cálculos y lateoría aplicada. Este apéndice se estructura en las cláusulas siguientes:
• Introducción.Recogida de datos.
Cálculo de PMDQ (Monte Cario).
* Cálculo de DGDmáx (Monte Cario).
NOTA- En CEI 61282-3 [Bibl.l] se definen y utilizan otros métodos de cálculo. En este caso se utiliza elmétodo de Monte Cario por ser el de más fácil descripción.
IL1 Introducción
Las dispersión por modo de polarización (PMD) es un atributo estadístico que, para una fibradeterminada, se define como el valor medio de los valores del retardo de grupo diferencial (DGD) deuna serie de longitudes de onda. Dado que los valores de DGD son aleatorios con el tiempo y lalongitud de onda, existe un límite inferior teórico de la reproducibilidad que puede conseguirse parael valor de PMD, del + 15% aproximadamente. Ello significa que no es adecuado seleccionar fibraso cables individuales conformes a una especificación que sea más estricta que la propia capacidaddel proceso. Dicha selección es a menudo adecuada para atributos determinísticos como laatenuación, pero no lo es en general para la PMD. Ello significa que es más razonable disponer deuna especificación de la distribución global del proceso.
Una segunda consideración referida a la funcionalidad de la PMD es que las degradaciones delsistema para un instante y una longitud de onda dadas están controladas por el valor de DGD, quevaría estadísticamente alrededor del valor de PMD. Si para una fibra cableada en particular sedispone del valor de PMD, puede calcularse la probabilidad de que DGD supere un valor dado. Noobstante, es patente que la aplicación de estas fórmulas a una valor máximo especificado produceuna visión muy inexacta del comportamiento real del sistema. Una especificación estadística basadaen la PMD puede, sin embargo, permitir la obtención de un límite estadístico de los valores de DGDpara la población en su conjunto. Este límite, definido en términos de probabilidad, conduce a unvalor que se utiliza en el diseño del sistema y que es aproximadamente un 20% inferior al valor deDGD y dos órdenes de magnitud inferior a los valores que se obtendrían sin utilizar unaespecificación estadística.
Debido a la primera consideración, es conveniente definir una única métrica estadística para ladistribución de los valores de PMD medidos en cables de fibra óptica. Por tanto, la métrica debeincorporar ambos aspectos, a saber, la media y la variabilidad del proceso. La métrica esprecisamente el límite de confianza superior para un nivel de probabilidad.
Es bien conocido que el coeficiente de PMD de un conjunto de cables concatenados puede estimarsemediante el cálculo del valor cuadrático medio de los coeficientes de PMD de los cablesindividuales. Para que la métrica del límite de confianza superior tenga un significado más precisoen términos de aplicación, se calcula el límite superior de un enlace concatenado formado por veintecables. Este número de cables es inferior al utilizado en la mayoría de los enlaces, pero essuficientemente grande como para ser de utilidad a fin de estimar las distribuciones de DGD enenlaces concatenados. También se ha normalizado un valor de probabilidad del 0,01%-parcialmente sobre la base de obtener la equivalencia con la probabilidad de que el DGD supere unlímite que debe ser muy bajo. El límite de confianza superior se denomina PMDq, o valor de diseñodel enlace, y este tipo de especificación se denomina Método 1.
12 UIT-T G.655 (10/2000)
El límite de probabilidad para DGD se fija en 6,5 • 10 en función de varias consideracionesrelativas al sistema, incluida la presencia de otros componentes que generan PMD. En CEI 61282-3[Bibl.l] se describe un método para determinar un máximo (definido en términos de probabilidad) detal forma que si una distribución cumple los requisitos del Método 1, el DGD a lo largo de enlacesformados exclusivamente por cables de fibra óptica será superior al valor máximo de DGD con una
o
probabilidad inferior a 6,5 • 10 .El valor DGDmáx se establece para una amplia gama de formas dela distribución. Este método de especificación de la distribución de la PMD de cables de fibra ópticabasado en el DGDmáx, se conoce como Método 2. En CEI 61282-3 [Bibl.l] se incluyen algunosmétodos para combinar los parámetros del Método 2 con los de otros componentes ópticos.
El Método 1 es una métrica basada en lo que se mide y, por tanto, de utilización más directa comorequisito normativo en transacciones y en el comercio en general. El Método 2 constituye una formade extrapolar las implicaciones para el diseño del sistema y, por tanto, constituye información para eldiseño del mismo.
n.2 Recogida de datos
Los cálculos se realizan con valores de PMD que son representativos de un tipo de construcción decable dado y un instante de fabricación específico. Normalmente se requieren 100 valores. Lamuestra se toma normalmente de distintos cables en producción y en distintas ubicaciones de fibrasen los cables.
La distribución del cable puede ampliarse mediante medidas de fibras no cableadas siempre queexista una relación estable entre la fibra no cableada y los valores de cable para un tipo deconstrucción dado. Una forma de conseguir dicho aumento es generar varios posibles valores delcable a partir del valor de cada fibra no cableada. Estos valores deben ser seleccionados de formaaleatoria para representar la relación habitual y la variabilidad derivada, por ejemplo, de lareproducibilidad de las mediciones. Dado que la gama de variaciones incluye un error dereproducibilidad, este método de estimación de la distribución de los valores de PMD del cablepuede dar lugar a una sobreestimación del valor de PMDQ.
La longitud de las muestras medidas puede afectar a lo que se deduce del Método 2. Tras estudiareste asunto, se ha llegado a las conclusiones siguientes. Las implicaciones del Método 2 son válidaspara cualquier enlace de menos de 400 km en la medida en que:
las secciones de cable instaladas sean menores de 10 km, o
las longitudes medidas sean menores de 10 km.
H.3 Cálculo de PMDQ (Monte Cario)
En CEI 61282-3 [Bibl.l] se presentan otros métodos de cálculo. A continuación se describe elmétodo de Monte Cario pues es el más sencillo de describir y el que hace un menor número desupuestos.
Los valores medidos de los coeficientes de PMD se representan por Xj, siendo i de 1 a N, el númerode mediciones realizadas. Estos valores se utilizan para generar 100 000 valores de coeficientes dePMD de enlaces concatenados, calculado cada uno como el valor cuadrático medio de los 20 valoresde cable individuales seleccionados de forma aleatoria entre la población muestral.
20NOTA - Si N = 100, existen 5,3-10 posibles valores de enlaces.
Para cada cálculo de valor del enlace, se seleccionan 20 números aleatorios comprendidos entre 1y N, y a cada uno se asigna un índice k. El coeficiente de PMD del enlace, y, se calcula de la formasiguiente:
UIT-T G.655 (10/2000) 13
OLÍ)
Los 100 000 valores de y se representan en un histograma de alta densidad conforme se vancalculando. Una vez realizado dicho cálculo, se calcula la función de probabilidad acumulada delhistograma para determinar el valor de PMD asociado con un nivel del 99,99%. Dicho valor sedenomina PMDq. Si el valor calculado de PMDQ es menor que el valor especificado (0,5 ps/V(km)),se considera que la distribución pasa el Método 1.
H.4 Cálculo para DCD,, (Monte Cario)
Este cálculo se basa a su vez en el cálculo de PMDq. Se predefine un valor de DGDm£x (a 25 ps) y secalcula la probabilidad, Pp, de que se supere dicho valor. Si la probabilidad calculada es inferior al
—8valor especificado (6,5 -10 ), la distribución pasa el Método 2.
Antes de iniciar el procedimiento de Monte Cario, se calcula el límite del coeficiente de PMD, Pmáxjcomo sigue:
p _£<?Anáx_2Sf - - — - 1 — ' — - = i .¿~>
20
Para cada pareja consecutiva de los 20 valores de concatenación de enlaces de cable, y¡ e yj+i, segenera un valor de concatenación de 40 enlaces de cable, Zj:
/2
NOTA — Con ello se generan 50 000 valores de z¡, que constituye un número adecuado.
Se calcula la probabilidad de que se supere DGDmáx en la concatenación j-ésima de 40 enlaces, p,,según:
Pj=\- J 2l±J -^expl-VL* (H.3)
En la hoja de cálculo Excell™ existe una función que puede realizar el cálculo de PJ, en concreto lafunción GAMMADIST (X,ALFA,BETA,ACUM). La llamada a esta función debe hacerse de laforma siguiente:
PJ = 1 - GAMMADIST(4 x PMÁX x PMÁX /(P/Q x ZI x Z/),l .5,1, VERDADERO} (H.4)
La probabilidad de que se supere DGDmáx, Pp, es:
1
Si Pp es menor que el valor especificado, la distribución pasa el Método 2.
14 UIT-T G.655 (10/2000)
APÉNDICEin
Bibliografía
[BibLl]CEI 61282-3 (en preparación), Guidelines for the calculation of PMD in Fíbre OpticSystems.
UIT-T G.655 (10/2000) 15
SERIES DE RECOMENDACIONES DEL UIT-T
Serie A Organización del trabajo del UIT-T
Serie B Medios de expresión: definiciones, símbolos, clasificación
Serie C Estadísticas generales de telecomunicaciones
Serie D Principios generales de tarificación
Serie E Explotación general de la red, servicio telefónico, explotación del servicio y factores humanos
Serie F Servicios de telecomunicación no telefónicos
Serie G Sistemas y medios de transmisión, sistemas y redes digitales
Serie H Sistemas audiovisuales y multimedios
Serie I Red digital de servicios integrados
Serie J Transmisiones de señales radiofónicas, de televisión y de otras señales multimedios
Serie K Protección contra las interferencias
Serie L Construcción, instalación y protección de los cables y otros elementos de planta exterior
Serie M RGT y mantenimiento de redes: sistemas de transmisión, circuitos telefónicos, telegrafía,facsímil y circuitos arrendados internacionales
Serie N Mantenimiento: circuitos internacionales para transmisiones radiofónicas y de televisión
Serie O Especificaciones de los aparatos de medida
Serie P Calidad de transmisión telefónica, instalaciones telefónicas y redes locales
Serie Q Conmutación y señalización
S erie R Transmisión telegráfica
Serie S Equipos terminales para servicios de telegrafía
Serie T Terminales para servicios de telemática
Serie U Conmutación telegráfica
Serie V Comunicación de datos por la red telefónica
Serie X Redes de datos y comunicación entre sistemas abiertos
Serie Y Infraestructura mundial de la información y aspectos del protocolo Internet
Serie Z Lenguajes y aspectos generales de soporte lógico para sistemas de telecomunicación
Impreso en SuizaGinebra, 2001
PROTECCIONES DE LOS ANILLOS DE FIBRA ÓPTICA
Los anillos son estructuras muy empleadas en recles de transporte y corporativas
ya que presentan una serie de ventajas.
- Proporcionan dos caminos disjuntos que conectan cada par^i de nodos
(two connected).
- Pueden interconectarse múltiples nodos con un simple anillo físico.
- Los anillos SDH son robustos a fallos y auto-recuperables.
- Posee mecanismo de protección que detectan fallos y re-encaminan el
tráfico por otras rutas con gran rapidez.
- Anillos unidireccionales: transporta el tráfico de trabajo en una única
dirección del anillo.
- Anillos bidireccionales: transportan el tráfico de trabajo en ambas
direcciones del anillo.
- Respecto al mecanismo de Protección empleado hay tres arquitecturas
empleadas en SDH (SONET).
* SNCP (UPSR): Subnetwork connection protección.
* MS-SPRING/4 (BLSR/4): SDH Multiplex Section Shared Protection
Ring.
*MS-SPRING/2 (BLSR/2).
Parámetro
Pares de Fibra
ParesTx/Rx,'nodo
Tipo deprotecciónCapacidad deprotecciónFallo de enface
Fallo de nodo
Veloc Resta u r
Implementac
SNCP (UPSR)
i
2
dedicada
= capacidad detrabajo
Conmutación dacamino
Conmutación decamino
Rápida
Simple
MS-SPRing/4(BLSR/4)
2
4
compartida
= capacidad detrabajo
Conmutación despan/anillo
Conmutación deanillo
Lenta
Compleja
MS-SPRing/2(BLSR/2)
1
2
Compartida
= capacidad detrabajo
Conmutación deanillo
Conmutación deanillo
Lenta
Compleja
a) SNCP: SUBNETWORK CONNECTION PROTECTION
En éste tipo de protección las señales tributarias se envían en direcciones
contrarias alrededor del anillo. En el nodo de recepción, las señales de ambas
direcciones se comparaif\ se selecciona la seña con mejor calidad.
fibra ée trabajoWtfn dt proteo:
b) MS-SPRing/4
La Este tipo de protección trabaja de la siguiente manera, cuando existe una
falla en la línea de servicio, la conmutación del tramo se realiza. Pero cuando
fallan las líneas de servicio y de protección, la conmutación de anillo se realiza
entre la fibra de protección y la fibra de trabajo.
SPRLXG: SluiredProtection RIN'G
Fibras de trabajo
PROTECCIÓN DE LA CAPA ÓPTICA
Existen varios motives por los que es necesaria la implementación de
mecanismos de protección en la capa óptica.
1. Necesidad de incorporar niveles semejantes de protección a los obtenidos
en SPH a otras capas cliente (IP.ATM.etc.) más orientadas a la transmisión
de datos.
2. Ahorro de costo de equipos terminales.
trabajo
Roottr
RaatarB>
3. La protección en capa óptica es más eficiente si se transporta señales
WDM.
• En caso de fallo en un enlace de fibra, la protección y
reconfiguración de la capa óptica recupera todos los canales de
forma rápida y sencilla generando pocas señales de alarma.
• Si las capas de los clientes son las que tratan de recuperar el
sistema, se genera múltiples señales de alarma que inundan al
sistema de gestión de la red y la recuperación es independiente para
cada longitud de onda y no uniforme en cuanto a tiempos de
recuperación.
4. Puede emplearse para proporcionar un grado adicional de recuperación de
la red para proteger ante múltiples fallos.
camino oprnoConexión SDf?
e} ProtsG&píí éaesf® optKs
Alcatel 1692 Metro Span Edge8-Channel Metropolitan CWDM System
In order to effectively face today's
market challenges and meet market
demand, network operators need to
rapidly introduce new, value-added
broadband transport services.
However, full-scale deployments
of metropolitan Dense Wavelength
División Multíplexing (DWDM)
networks can be cost prohibitíve
for many carriers and enterprises.
The Alcatel 1692 Metro Span Edge
is a Coarse Wavelength División
Multíplexing (CWDM) system
designed to economically provide
the functionality required by today's
network operator. Fully integrated
into Alcatel's Metro óptica! product
portfolio, and managed by Alcatel's
unifled Network Management System,
the 1692 Metro Span Edge offers a
cost-effective solution for network
operators and enterprises looking to
leverage the capacity and flexSbility
of WDM technology. The Alcatel 1692
Metro Span Edge is already widely
deployed for the transport of high-
bandwidth services such as Triple
Hay, Video services, 3G-Mobile,
SAN extensión, and enterprise
Gigabit Ethernet.
Simple, and Cost Effective
As a cost-optímized CWDM transport
system, the 1692 Metro Span Edge
utilizes widely spaced láser diodes
(20nm), with a range of 1270nm to
1610nm. CWDM wavelength spacing
is much larger than that of DWDM
systems, whose wavelength spacing is
1.6nm, O.Snm or even less. In addition to
tiiese láser diodes, the 1696 Metro Span
Edge utilizes a sophisticated óptica!
MUX/DEMUX unit, eliminating the need
for an expensive wavelength controller.
The combination of these factors
provides network operators and
enterprises with a low cost and
functional WDM system, perfectiy
suited to short-haul applications where
no amplification is required.
The 1692 Metro Span Edge supports
point-to-point links with Coarse Óptica!
Add Drop Multiplexer (C-OADM), and
ring networks through back-to-back
terminal and C-OADM. The terminal can
support up to 8 wavelengths of two
fiber bi-directional transmission, and 4
wavelengths of one fiber bi-directional
transmission. The back-to-back terminal
can add/drop 8 wavelengths, while a
back-to-back configuration serves as a
hub node in a ring network. The OADM
nodes can add/drop up to 4 wavelengths
for each side with low insertíon loss.
The 1692 Metro Span Edge also features
dedicated TDM transponders that
optimize the transport of a bundle of
four signáis, groomed according to a
frame stracture compliant with the
synchronous world. This Coarse-4xAny
card reduces the cost of each client
service and maximizes óptica! channel
usage. Each Coarse-4xAny board can
multiplex up to four low-speed client
signáis, like 00 3/12, STM-1/4, Fast
Ethernet, Gigabit Ethernet, ESCON,
FIGÓN, Fibre Channel (FC), EP Video,
to one OC-48/STM-16 signa!
1692 Metro $pqu Edge
Data appHcatíons are easily
implemented, and network expansions
based on end-user demand are
simplified with the 1692 Metro Span
Edge. Simple to install, opérate, and
maintain, the 1692 Metro Span Edge
allows network operators the ability to
ease theír overall deployment process,
direcüy improving operatíng costs.
Flexible and Scalable
Flexible soluttons are required to
quickly react to rapidly changing market
environments and to ensure tímely
implementaüon of new services when
needed. The 1692 Metro Span Edge, as
well as the entire Alcatel Metro Span
WDM product family, has been designed
speciflcally to address these demands.
Combinatíons of very different client
services (SONET/SDH, SAN, IP, Video,
etc.) can be transparenüy transported
on one single wavelength, without the
need to upgrade the network. This
flexibility shortens overall time to
market, while increasing the overall
number of supported services that can
be delivered.
lo) MobileBackhaul'mg
The 1692 Metro Span Edge tributary
cards feature hot plug-and-play optícs,
so the user can customize the
transponder with great flexibility.
The 1692 Metro Span Edge allows
network operators to start with a simple
conflguratíon, and scale up over time as
required by demands on their network
As requirements change over time, the
systems manageability and functionality
can be adapted accordingly in
incrementa! steps.
WavelengthServices
VídeoServices
BackboneNetwork
Low Cost Metro jlAccess Ring "
Low CostPrívate Neíwork
SANServices
Metro Span Shelf
Metro Span Compact Shelf
LANExtensión
ALCATEL 2 >
Service Transparent
The Alcatel 1692 Metro Span Edge
provides a single, cost-optimized,
managed platform that supports
different services, network topologies,
traffic matrices, and transparency to
protocols. It supports a mix of services
thanks to multí-rate tributaries and
plugable óptica! interfaces, both on tiie
client and WDM side.
Both C-WLA and (Mxany boards can
interface wiüi a service range from
16Mb/s to 1.25Gb/s, to 2.5Gb/s for the
C-WLA only. Also compatible with
lOGb/s services, the 1692 Metro Span
Edge easily interfaces with all types
of flber and transmission equipment,
providing high flexibüity through
protocol and bit rate transparent
interfaces such as SONET/SDH, Fast
Ethernet, Gigabit Ethernet, ESCON,
FDDI, Fiber Channel, and IP Video.
The C-WLA card provides protocol
transparent 3R regeneration (O/E/O)
to all bit rates from 16Mb/s to 2.7Gb/s.
Performance monitoring (TM) of STM-x
frames (non-intrusive Bl, JO
monitoring) and Gigabit Ethernet
frames are also provided.
Optical Protection
A robust platform that provides the
ability to offer restoration and
protection are essential attributes
of any network element. Other than
SONET/SDH, service signáis in
the Metro Network may not be
self-protected. Optical layer protection,
such as OMSP and OCH-SNCP, is
necessary for the CWDM system,
especially in apph'cations in the prívate
network and small core networks.
The 1692 Metro Span Edge provides
both aggregate OMSP protection
(when being used in a point-to-point
system} and OCh-SNCP client
protection (when being used in ring
topology). The 1692 Metro Span Edge
also offers an integrated 8x8 switch,
as part of the transponder that enables
electrical protection and loopback for
maintenance purposes.
OpHonal clientservice cartridge
Open platform
The 1692 Metro Span Edge
interoperates with other equipment
to provide TDM services, data services,
and transport on a single multi-
technology platform. Plug-in modules
from the 1692 Metro Span Edge can
directiy color other equipments.
In addition to reducing the need for
costiy transponders, the 1692 Metro
Span Edge allows network operators
to quickly respond to changing service
demands by adding channels rather
than laying new flber. For example,
seamless integration can be achieved
with IP or data storage with the
Alcatel 7750 Service Eouter or a Fibre
Channel switch directiy connected
to the multiplexer of the 1692 Metro
Span Edge.
Aicatel 1692 Metro Span Edge TDM Concentrator
I CWDM plug-in I
I module/cartridge I
ALCATEL 3 >
Storage Área Network
Storage Área Networks (SANs) are the
result of market demand for high
availability, high performance, and
highly modular storage systems.
Businesses can benefit from the
operational efficiencies of transporting
data off various servers and locatíons
into a centralized storage center vía the
1692 Metro Span Edge. Access to data
is immediate, storage is efficient,
data is secure, and disaster recovery
is instantaneous.
As with the Alcatel 1696 Metro Span,
metro DWDM system, the 1692 Metro
Span Edge supports multí-vendor
interoperability with the major SAN
vendors. As parís of the same product
family, both the 1696 Metro Span and
the 1692 Metro Span Edge support FC
& 2G FC in a compact solution.
Part of Alcatel's Metro Solution
FamilyThe Alcatel 1692 Metro Span Edge
represents the CWDM component of a
comprehensive portfolio of optícal
networking solutíons. Alcatel's
provides all the functíons of the
SONET/SDH layer, including routíng,
wavelength add/drop, and survivabiltty
for niany data protocols present in the
metropolitan área. Ihcumbent
SONET/SDH, IP services, ATM legacy,
daíacom applicatíons, Triple Play, and
IP Video can all benefit from the Alcatel
1692 Metro Span Edge's ability to
support düferent connectivity and
protocol requirements.
The 1692 Metro Span Edge shares many
of the same winning features available
on the 1696 Metro Span and its CPE
versión, the 1696 Metro Span Compact.
In additíon to sharing many features,
the 1692 Metro Span Edge offers a
lower cosí WDM solutíon and SNMP
management. CWDM filters can carry
either CWDM channels or DWDM
bands. Dense wavelengths can be added
seamlessly to CWDM in-service trafile
to increase overall capacity or support
lOGb/s services.
With the Alcatel 1692 Metro Span Edge,
fewer backup cards, a compact size,
and low power eonsumptíon can
significanüy reduce the costs associated
with the overall operation,
administration, and maintenance.
ALCATEL 4
Alcafel 1692 Metro Span Edge
Technical SummaryKey Features
> ETSI, NEBS and OSMfflE compliant
> 84ambda, mi-T Coarse WDM grid
> Multi-shelf management in one NE
> 8 protected channels in one shelf
> Single/double channel optímization
conflguratíon
> Bi-directíonal transmission on 1
fiber -with each directíon 4-lambda
> 1, 2 and 4 channels granularlty
for OADM> Low-cost 3R WLA100
Mb/s-2.7Gb/s
> Enhanced WLA for the PM of
SONET/SDH and GbE
> 4xAny TDM concentrator
> Hot plug ability of any optícal
interfaces (both client side and
colored side)
> Optícal Channel Protectíon (OCP),
Optícal Multíplexing Sectíon
Protectíon (0-MSP)
> ISlOnm Óptica! Supervisoiy Channel
(OSC) for unidirectíonal and
bi-directíonal appUcation
> lOGb/ssolutionusingDWDMWLA
(lOGbE/WAN)
> 48V DC or 110-220V AC power
supplying
> SNMP management i/f, compliant to
standard MIB Browser
> RCT management, EML management
(Alcatel 1350 management suite)
Enhanced Wavelength Adaptar
WLA2 (-P)
> Input Data rates:3R for all bit rates,
from 16 Mb/s to 2.7 Gb/s
> Colored CWDM transmitter
wavelength range: 1470nm-1610nm,
ITÜ-T G.694.2 grid wavelength
> Client wavelength range: 850nm
window, or 1260nm-1360nm,
1550nm window
> Performance Monitoring of
SONET/SDH and GbE
> Fiber type: MMF or SMF
C-4xAny Concentrator
> C-4xAnyHost
• Output Data rate: 2.5Gb/s
• Transmitter wavelength
range: 1470nm-1610nm,
rrU-T G.694.2 grid wavelength
> Low Bit Rate Cartridge
(850nm or 1310nm)
• Input Data rate: Fast Ethernet,
FDDI, ESCON and Digital Video
• Transmitter wavelength range:
850nm window, or 1274 - 1356 nm
• Receiver wavelength range:
850nm window, or 1270 - 1380 nm
• Fiber type: MMF or SMF
> SONET/SDH Cartridge
• Input Data rate: OC-3 /STM-1 and
OC-12/STM-4
• Transmitter wavelength range:
1274-1356 nm
• Receiver wavelength range:
1270 -1380 nm
• Fiber type: SMF
> GbE/FC High Bit Rate Cartridge
(850nm or 1310nm)
• Input Data rate: Gigabit Ethernet
and Fiber Channel
• Transmitter wavelength range:
850nm window, or 1285 - 1343 nm
• Receiver wavelength range:
850nm window, or 1270 - 1355 nm
• Fiber type: MMF or SMF
Physical
> Environmental temperature
• According to ETS 300-019 Class 3.2
• Outside plant temperature hardened
> Shelfsize(WxDxH)
• Metro Span: 483mm x 597mm
x622mm
• Metro Span Compact:
446.2mm x 274mm x 132.4mm
www.a lcate l .com
Alcatel and the Alcalel logo are reglstered frademarb of Alcatel. All oltler trademarks are the property of their respective owners. Alcatel assumes no responsibility for the accuracyof the Information presented, which Is subiect to change wlthout notice. © 12 2004 Alcatel. All rights reserved. 523-0620228-001A3J Prlnted ¡n USA.
Alcatel 1686 WM32 Channels DWDM Syst
A Scalable and Cost-Effectlve SoluKon for LongHaul ApplicationsTne Alcatel 1686 WM, a 32-channel
DWDM systein, provides a scalable
and cost-effecüve soludon for long
haul applicauons in regional and
naúonal áreas.
It is ideal for building optical
terminal muíáplexers for point-to-
point nerwortE, and óptica! add'drop
Hrulriplexers (OADÍA) for multi-point-
to-mulii-poini networts.
lis different Eyncaronous (STM-16,
STM-64) and asynchronous óptica!
interfaoes allow access áoui all major
kiads oí bit rate and trafñc. Its 4x2.5
Gfcitfe XDM conceatrator allows
service providers to increase tneir
bandñidili capaciiy using already
insialled eijuipment.
The presence of syncnrxmous
iaterfa<KS witli out-of-band forwaid-error correcñon cede and a 3at
Erbiran-doped Fíber Aniplifier
(EQFA) permks cost-efácient
enhanced óptica! peiíomiances.
Key Fea tu res> Designed for nign capacity
networis: up 10 32 wa-velengtb.E ®
S1M-S4
> T>íbuiary bit rate from 100 Mbii/s
TO 1.25 Gfcit/s, 2.5 Gbii/g, 10 Grbitfe
and 4x2.5 Gbit/s concentcator
> Óptica! Terminal mulriplexer (in
Tüe 1530 nm-1560 nin hand) for
point-to-point, point TO mulñ-point
and ring- conngurañon
> Opúmized archit«;ture for metro
regional and longhaul appticaripn
> Product basad on flat ?ain
ampHñers and dense waTrelengrl!
divÍEÍon mulliplesei's
> In-line ecpiipment for multi-span
long hatil lints: up to 800 ]nn at
máximum capadty
> Opiical Add Drop function remotely
conágnrabls througli tae NM
> Dispersión Compensañon units for
long distance/bigli bit-rate
transmission
> Warelengii. adapter TTiúi oprional
Forward Error Con'ection codes(FEG) for performance
improvement and OpticalPerformance Monitoring
> Hegenerator units TO extend the
reaci of the system
> Time ratilliplexer module ttat
enables full tranEpareni transpon:
of íour signáis at 2.5 Gbit/s into a
single oprical wavelength
> Service cnannel availabiiitj
> Compliant ñith G.6921TÜ-T
standards
> FBEy compatible witt G.652, G.653
and G.655 abéis
> Optical Safety irapleiaented
according to G.6S1
> Fully managed by the Alcatel 1350
management sirite
> Performance Monitoring capaiüity
A L C A T E L
Afeóte! 1686WM
Product OverviewThe 1686 WM is a nrutó-channelóptica! transmission system designed
to transmit up to 32 bi-directionalsignáis on a pair of fíbers.
The Alcatel 1686 WM covere a wide
range of optical interfiaees rangmgñiora S.l.l; L.1.2; S.4.1. L.4.2; to
S.16.1, L.16.2 and S.64.2 (as definedin G.692 ITÜ-T speciácation). This
Eysteni is eoniposed by TWO terminal
stadons and. se'vera! line stañons. TheUne statione can be Line repeaters
(optical ampliñsrs) or OADMrepeaters (optical add drop
niuitiplexers).
By means of toe OpticalMultipleser/Deniuláplexer the systein
ÍE able 10 combine up to 32 óptica!signáis and TO transmit the resulring
aggregate signal on one opñcal nber.
Tlie syEtein can accept directconnection of SDH, TS, AIM
equipuieni, but optional wavelengxkadaptéis are also available, «raen the
1686 WM ÍE used in an open
environinent, to Lacrease tlie cajacityof an sásting necwoit
The «raTelengrli adaptare can add a
Forward Error Correction code (FEO)
to the output signa! to improYe tfaesyEteni performances and to
implement the PerformanceMonitoring of each transraitted
channeL Thants to this PerformanceMonitoring features (available on.2.5Gbitfe, lOGbit/s and 4s2.5 Gbit/s
concentrator), 1686 WM allows foi
monitoring ihe Oualny of Serñceaccording to a cuÉtoraer's Service
Level Agreement.
For very long hatd transeaission,Hegenerators can be used to estend
the reach of the syEtem, either forSTM-ÍS or STM-64 mbiitaries. Í686
WM is alsp able to concéntrate 4
STM-ÍS clients into a lOGbitísaggregate signal, vitliout any need oí
esternal syncnronization. Thisconcentrarion is fully transparent to
client overhead and not dependent on
traínc format.Typically the systera is instaUed in
the telecormaunication networli aspare of nañonal bacBoones, in linear
links aad in international gateways
where the amount of trame requiresthe transmission of inore than one
optical signa! Spans lengtk longer upto 700 km can be achieved without
Dispersión Conipensation.
The system is fully managed locallyby a standard PC, connected vía thecraft terminal F interface, withstandard MS-DOSTOindows based
software. This allowe access to the
equipment conñguration and alarnístatus. Centralizad raanagement is
possible through the Q interfaceconnection to the Transniission
Network Management.
A dedicated channel (Opdcalsupenisorjr channel) is provided to
manage and to comuiunicate ñitli thedistant in line ampliners and theremóte terminal.
Equipment SfructureThe mechanical designof the 1686WM is modular.
The equipment is dMded Loto twoblocfcs, one for the terminal statíon
and one for the une station.
It can be mounted in the Alcatel S9rack or Aléate! Oprinex rack, which
compiles with ETSI standard ETS300119.
Terminal StationUp to three 1686 WM shelves can be
noused in a single S9 or Optinexequipment rack.
Intereonrecrion Panal
3fig. 1: Atóohonical layoui of ¡he moster
terminal ofihe 1484 VIUi.
InteitonrtscKon Panel
fig.2 Mechanioallayoutofthe fuiyequippsd opübnal \vaveleng¡h odapter
subrock 012.5 Gb/i.
3fr
InterconnectionPanel
U
•s
u
Fíg. 3: A'iechanToal layow) of 1he íullyequíppe<l opfionol subrack o31 o Gb/5.
A L C A T E L
Alcaíel 1686 WM
Ulimimif
Technical Summary
Example: opHcal gríd (wavelengrtí ¡n nm;unclerlíned ítems = 200 GHz grid)
J.i = 1559.79
¿3 = 1558.98
?.i=1557.36Xs = 1556.55
¿i = 1555.75?,7= 1554.94
X. = 1554.13
?.? = 1553.33¿lo = 1552.52Xn = 1551.72
?.13= 1550.92
7.13 = 1550.121-14.= 1549.32?.1S= 1548.51a.i& = 1547.72
2,17=1542.947.18 = 1542.147.1 = 1541.35
J^0 = 1540.5o2ai =1539.77?¿¡2 = 1538.98
= 1538.19
?^24= 1537.40¿«=1536.61ÁIS= 1535.82?.g= 1535.04
?.2fl = 1534.252g?= 1533.47?.3o = 1532.08
¿si = 1531.90
*».= 1531.12
T9&D T953
I I I193.5 193.0 191.S
I I I I M III I I I I I IWavelenglh(nm) 1930 1535
l i l i1S4O 1545 1555 T560 1SS5
l and ita AícotoJ toga DIO registrad tadevaiii cf Aka»J, /ti! aéor hadwmtfu OTO Afl popwV al ftír r«sp«rtw cwiofi. Aicotoí aiwnei no PosponitWiiy f<» tKa occynKy c-í tf;0pio^uct infcniurton ptoawiiKi. whtch H tubjxíod K. chingo wlffoui ocísc». O 12 2CO3 Aícoíd. Aunóte resorved. 3AI 7AWB AAAATOZZAEd.05. Mniod r, j^y
PadOptical Components and Systems
N
Creados paraInvestigar lacapa óptica
El mayor centro de investigación de Latino América(CPqD - antigua Telebrás, hoy una Fundación) crióun sector exclusivamente dirigido para solucionesinnovadoras en el mercado de sistemas decomunicaciones ópticas, resultando en lo que hoyes Padtec: una empresa que fabrica equipos ydesarrolla soluciones para Óptica! Networking.
Compitiendo con una serie de empresas yaUna empresa conocidas del mercado internacional, Padtec hade resultados s'^° Por diversas ocasiones seleccionada en
licitaciones por presentar soluciones más simples,personalizadas y de rápida instalación.
Inversión eninvestigación Y
desarrollo
Padtec, a través de un gran esfuerzo de I&D, trae almercado nuevos productos de calidad ydesempeño según patrones internacionales. En seismeses fueron introducidos varios productos nuevosde forma pionera en Brasil, entre los cuales seencuentran el amplificador Raman y DWDM conFEC para enlaces de ultra larga distancia.
Vislumbrandoel futuro
Es con el mayor realismo que Padtec encara sufuturo. Siendo una empresa que ya ha conquistadoel mercado brasileño, tiende a crecer ganandoespacio en el mercado internacional.
Con diversos representantes por todo el globo ynegociaciones ya concluidas en Latino América y enpaíses de primer mundo, Padtec ya es reconocidaen el mercado de telecomunicaciones,transmitiendo confianza y calidad que faltabanpara cerrar su próximo contrato: ¡el vuestro!
*
TELECOM
www.padtec.com.br
Metropad WDM2 es elnombre de la plataformaWDM de Padtec. Esto esporque Padtec ofrecesistemas WDM que puedenser usados tanto en redesCWDM cuanto DWDM,m u l t i p l i c a n d o l a sposibilidades de integraciónde los sistemas ópticosconvencionales.
La PlataformaWDM2 soportaDWDM y CWDM integradosen un único sistema ópticod e t r a n s m i s i ó n ,compartiendo la mismam e c á n i c a , g e s t i ó n ,entrenamiento, entre otrasfacilidades.
CWDM
DWDM
La Plataforma Metropad WDM2 permite queuna red óptica pueda ser expandida con másfacilidad en comparación con los otrossistemas WDM,
Las redes de sistemas ópticos implementadascon Metropad WDM2 pueden iniciarse tantocomo redes Metro cuanto como redes delarga distancia y sus expansiones se sucedenen función de Id demanda, preservandocompleta compatibilidad durante lasexpansiones.
Una red óptica Metropad WDM2 tambiénpuede ser de larga distancia y soportar anillosmetropolitanos al largo de su ruta.
Protección de equipo, protección de ruta yamplificación de señales, entre otrassoluciones, ya están incorporadas en lossistemas Metropad WDM2.
Sin necesidad de nueva estructura.
Sin necesidad de nuevo entrenamiento.
Sin necesidad de nueva gestión.
Y el mejor: toda esa tecnología llega hastausted con precio y condiciones depagamiento que hasta ahora eran exclusivasde los países de punta.
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/? ~\
Características
La Plataforma Metropad WDM2 de Padtec es compatible con sistemas de larga distancia y sistemas metropolitanos;;
Elevada escalabilidad: puede ser instalado inicialmente como un sistema CWDM de dos canales con posibilidad deexpansión futura;
La Plataforma Mefropad WDM2 es Full Spectrum CWDM, soporta hasta 16 canales ópticos a 2,5 Gbps, desde 1310nm hasta 1610 nm;
En la configuración DWDM posee capacidad de hasta 40 canales a 10 Gbps en la banda C, con posibilidad desoportar más 40 canales ópticos en la banda L. Capacidad total de 800 Gbps;
Amplificadores de Fibra Dopada con Erbio (booster, pre y de línea) y RAMAN para la configuración DWDM;
Gestión fuera de la banda de amplificación, asegurando funcionamiento del sistema de gestión en cualquiercondición.
^
LA Gestión \2 i\^ Ethernet^
V ACC£5O\s
Aumento de la eficiencia de las fibras ópticas instaladas a través de grooming óptico de cualquier equipo detransmisión digital;
Transmisión de canales ESCON, FICON, Flber Channel y réplica de base de datos en redes del tipo SAN,certificado por sus principales proveedores;
Distribución de señales de TV digital;
Oferta de fibra virtual a través de longitud de onda con gestión continua;
Redes de larga distancia con oferta de longitud de onda para atendimiento a pequeñas y medias localidades;
Aplicable a redes lineales o en anillo.
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Estándar ¡TU
Usuariospersonalizados
RegistroCompleto
Internaci-onalización
Gráficosde Desempeño
Telecom an dos
DominiosPrivados
Integrado a los estándares Internacionales de ITU,siguiendo sus descripciones, niveles de prioridad,colores, etc.
Usuarios con permisos totalmente configurables yválidos durante un determinado período detiempo.
Completo registro de alarmas, eventos y accionesdel usuario, con diversas herramientas y filtros debúsqueda, soportando exportación de datos en losformatos más comunes (BMP, TXT, XML, entre otros);
Presentación en portugués, inglés o español.
Gráficos de desempeño de los equipos al correr deltiempo.
Actuación remota en los equipos.
Software? visugllzadores específicos para undeterminado enlace, una excelente herramienta paraque clientes de la red puedan verificar el estado de susequipos.
Gestión LocalSoftware capaz de comunicarse directamentecon las unidades gestoras del bastidor (LocalCraft Terminal), visualizando todo el enlacedesde un único terminal.
LINUX
Sistema operativo freeware LINUX®, queademás de ser más barato, garantiza mayorestabilidad, velocidad y seguridad.
MySQL Almacenamiento de datos en MySQL, rápida y debajo costo.
SNMP \z con otras gestiones vía SNMP,
Seguridad | Servidores confiables y prevenidos contra desastres;
^ Visualizador
Sistema Operativo
Procesador
Memoria RAM(recomendado)
Disco duro (Gb)
Linux® RedHat® 7.2 o compatible
Pentium® 1.0 GHz osuperior o compatible
256 Mb
10
Concentrador
Linux® RedHat® 7.2 o compatibi
Pentium® 1.0 GHz osuperior o compatible
256 Mb
10
Monitor con resolución de 1240x1024(XGA), mínimo de ±7", recomendado 21"
Si
Mpnjtpr cgm resolución de800x600 SVGA
Si
CDrRW o Cinta DAT
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Módulo Dúplex Módulo Dúplex
El Dúplex es un equipo ópticopasivo que permite la rápidaduplicación de capacidad detransmisión en cualquier tipo defibra óptica, transportandocualquiertipo de información.
El Dúplex es transparente a latasa, al formato de modulación yal tipo de información.
Es un equipo exclusivamenteópt ico y pas ivo, conconfiabilidad muy elevada,presentando una relación costobeneficio extremamenteatrayente.
Usamos el Dúplex en lassituaciones en que hay unagotamiento del número defibras disponibles en un cable.
PDL (dB)
PMD (ps)
Ventana de Operación (nm)
Tasa de Transmisión
Temperatura de Operación
Mecánica
«fia, !' tifia. !! KÉa.rción* (dB) 3.5 4.0 4.5
irno* (dB) 50 55
0.2 0.3
i - 0.2 0.3
Dúplex Baja Pérdida
ffifin,1.0
50
-
-
tifia.1.5
55
0.2
0.2
GOta,2.0
-0.3
0.3
1310 ± 20, 1550 ± 20 ou 1310/1550 ± 20
Transparente a la tasa de transmisión y al formato de modulación
-10 a 60°C con humedad relativa de 90%
El Dúplex puede ser presentado en mecánica 19" 1 U, o ser acomodadoen los más distintos locales, como por ejemplo en una caja de empalme.
(*) Estos valores corresponden al equipo con conectores SC/APC (estándar).
1 ^1
Módulo Quadruplex Módulo Quadruplex
Pérdida de Inserción" (dB)Pérdida de Retorno* (dB)Aislamiento entre canales (dB)
PDL (dB)
PMD (ps)
Ventana de Operación (nm)Tasa de TransmisiónTemperatura de Operación
Mecánica
1 ' Quadruplex !
1 «fia,
i 50
; isi1
:• >ü(jíb
4.5
55
-
0.30
0.30
(Stfrv,5.0
-
-
0.35
0.35
'Quadruplex Baja Pérdida 1Gtfia,
-50
15
-
-
•'• Wa.2.2
55
0.30
0.30
casa, 12.5
--
0.35
0.35
! 1310 ± 20 e 1550 ± 2D
i Transparente a la tasa de transmisión y al formato de modulación-10 a 60°C con humedad relativa de 90% |
Los módulos Quadruplex son fornecldos en sub-bastidores de 19' con!1 U de altura. La conectorización óptica estándar es del tipo SC. i
Otros tipos de conectores pueden ser especificados por el cliente, i
El sistema Quadruplex posibilita la inmediatacuadruplicación de un sistema de comunicacionesópticas.
El Quadruplex es un sistema WDM operando en lasventanas de 1300 y 1550 nm de forma bidireccional,atendiendo a proyectos que utilizan equipos ópticosoperando en longitudes de onda distintas.
Con el uso del sistema Quadruplex se puede atenderrápidamente a la demanda existente evitándose lasinversiones necesarias para la compra e instalación decables ópticos y la demora y complejidad en laimplementoción de estas rutas.
El Quadruplex es un sistema pasivo que soportaaplicaciones de distancias desde 40 hasta 50 Km sin eluso de amplificadores y de sistemas de energía y degestión, siendo portante sistemas pasivos, ofreciendoexcepcional relación costo beneficio, con totaltransparencia a la tasa y al formato de modulación.
(*) Estos valores corresponden al equipo con conectores SC/APC (estándar).
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Ventana de Operación (nm)
Pérdida de Inserción* (dB)
Pérdida de Retorno* (dB)Aislamiento entre canales (dB)
Tasa de Transmisión
Temperatura de Operación
Mecánica
Ventana de Operación (nm)
Pérdida de Inserción* (dB)
Pérdida de Retorno* (dB)Aislamiento entre canales (dB)
Tasa de Transmisión
Temperatura de Operación
rcftfflN«yffiffiva¡!^|T^^OADM SH 13 OADM SH 15 SHXXYY1310 ± 20 1550 ± 20 Rejilla ITU
Carao TJÍiíb GíiÉEfc G5fi«k üQífe KKEfc : Kftlb íSíffc rafe)
0.7 1.0 - 0.7 1.0 0.7 0.7 1.2
40 45 >50 40 45 >50 45 45 >50
15 - - 15 - - 20Transparente a la tasa de transmisión
y al formato de modulación-10 a 60°C con humedad relativa de 90%
El OADM puede ser presentado en mecánica 19" 1 U, o seracomodado en los más distintos locales, como por ejemplo en
una caja de empalme.
ffiffilr<^»fe1>it>^ffiW%»nTWi]ftifo^^¥tmOADM SH 13 OADM SH 15 SHXXYY1310 =fc 20 1550 ± 20 Rejilla ITU
Mín. Típ. Max. Min. Típ. Max. i Mín. Típ. Max.
1.0 1.5 - 1.0 1.5 0.7 1,0 1.7
40 45 >50 40 45 >50 45 45 >50
35 45 - 35 45 - - 35 45Transparente a la tasa de transmisión
y al formato de modulación-10 a 60°C con humedad relativa de 90%
MecánicEl OADM puede ser presentado en mecánica 19" 1 U, o ser
acomodado en ios más distintos locales, como por ejemplo en ¡una caja de empalme. |
Módulo de inserción/extracción óptica, que permitela implementación de fibras virtuales en sistemasDWDM/CWDM.
El módulo OADM de Padtec es pasivo, transparentea la tasa, pudiendo operar no solamente con laslongitudes de onda estandarizadas por ITU-T, perotambién con la ventana de 1300 nm.
(*}Conectores SC/APC (**)0tros aislamientos bajo pedido
Tasas de Transmisión (Mbps)
Banda Óptica de entrada (nm)
| Potencia Óptica de salida (dBm)
| Potencia de Saturación (dBm)
i Sensibilidad (dBm)
Longitud de onda de emisión
{Fibra Óptica
j Alimentación
Mecánica
desde 2 hasta 2500
1300 a 1650
-3 a 2
-S
-20
dentro de la rejilla de ITU-TTransmisión en fibra monomodo y
recepción en fibra multi/monomodo.48 VDC o 85/265 VAC
Los transpondedores producidos porPadtec son ofrecidos en mecánica 19"
con 1U de altura (mecánica horizontal) o19" con 4U de altura (mecánica vertical)
para los sistemas CWDM y DWDM.
Transpondedores de longitud de onda son equipos quepermiten la conversión de la longitud de onda de untransmisor óptico.
Los transpondedores son útiles cuando sea necesaria laamplificación óptica en sistemas cuyos transmisores sonincompatibles con la ventana de amplificación de losamplificadores comerciales, cuando sea necesarioconvertir la longitud de onda de un transmisor paratornarlo compatible con el sistema quadruplexy cuando sehace uso de la multiplexación por división de la longitudde onda.
Aplicaciones:
> Eliminación de los regeneradores de ruta;
>• Aumento de la distancia de transmisión entre distintosequipos. Por ejemplo, Gigabit Ethernet, ATM,ESCON, entre otros;
>- Conversión de transmisores de segunda y terceraventana para cualquier longitud de onda de la rejillade ITU-T;
x Conversión de emisores de la segunda ventana parala tercera ventana haciéndolos compatibles conamplificación óptica.
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Jl
Módulo Transponder
Quadruplex
Módulo Transponder
Quadruplex
En las situaciones en que el proyecto presenta dosseñales bidireccionales en la misma longitud de onda(1310 nm o 1550 nm), podemos con el uso de unTransppndedpr en 1550 nm o 1310 nmrespectivamente, tener la inmediata cuadruplicaciónde la capacidad de transmisión de un sistema decomunicaciones ópticas, pudiendo ser operado concualquier longitud de onda.
Usando el Transpondedor Quadruplex se puedeatender rápidamente al aumento de demanda detráfico, evitándose las inversiones necesarias para lacompra e instalación de cables ópticos.
Pérdida de Inserción* (dB)
Pérdida de Retorno* (dB}
Aislamiento entre canales (dB)
PDL (dB)
PMD (ps)
Ventana de Operación (nm)
Tasa de Transmisión
Temperatura de Operación
Mecánica
1 Transponder Quadruplex'
1 Kfin, i-'
| so| so
\
! ffite.4.5
55
55
0.30
0.30
¡' (SÉ3, |
5.0
-
-
0.35
0.35
Transpondedor Quadruplex Baja Pérdida 1
; KBn, !-
50
50
-
-
! •oda2.2
55
55
0.30
0.30
¡¡ fXÉEk 1
2.5
-
-
0.35
0.35
1310 db 20 e 1550 ± 20
Transparente a la tasa de transmisión y al formato de modulación
-10 a 60°C con humedad relativa de 90%
Los módulos Quadruplex son fornecidos en sub-bastidores de 19" con 1 U de altura.La conectorización óptica estándar es del tipo SC. Otros tipos de conectores pueden ser especificados por el cliente.
(*)Estos valores corresponden al equipo con conectores SC/APC (estándar),
cea (SEBOIjftaíj efe @OTnní&ffiiiB ((orna)
Equipo innovador dePadtec, que permite laimplementación de laprotección de trayecto através de |a conmutaciónóptica entre fibras dedistintos cables.
El sistema es transparente a la tasa yprotocolo de transmisión y a la tecnologíade transmisión, pudiendo operar consistemas digitales (SDH, GbE, Fast Ethernet,Escon, Ficon, Fiber Channel y otros),sistemas analógicos (vídeo) y sistemasCWDM/DWDM sin límite de capacidad.
Modelo CO 5050
La transmisión es dividida en señales demisma potencia, siendo que la diversidad dela ruta y la variación de potencia causarán laconmutación de la fibra, de acuerdo con un
nivel de potencia preestablecido.
Modelo CO 9010
La transmisión es dividida en señales demisma potencia, siendo que la diversidad dela ruta y la variación de potencia causarán laconmutación de la fibra, de acuerdo con un
nivel de potencia preestablecido.
Divisor de
Potencia 5050
Conmutador Óptico sensible
al nivel de potencia
Divisor de Transpondedor
Potencia 9010
Conmutador Óptico sensible
al nivel de potencia
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Conversor O/E y E/O full-duplex para señales SDH/SONEToperando en tasa de 155Mbps[STM-l/OC-3).
Permite la codificación simultánea de una señal óptica SDHSTM1/SONET OC-3 en una señal eléctrica y viceversa,siendo que la señal eléctrica es codificada segúnespecificación ITU-T para señales SDH/SONET eléctricas.
Posee un sistema de gestión interno para laexteriorización de alarmas y "status" del enlace qtravés de leds situados en el panel frontal y relésde contacto seco.
Presentase en dos versiones, que se relacionancon la longitud de onda usada en la transmisiónóptica, pudiendo ser 1310 nm o 1550 nm.
InterfazEléctrica
Conversar Opto-EIétrico
Señal óptica
Cable óptico
Transmisión a 1310 nm Transmisión a 1550 nm Recepción Óptica
rafia. caaa. casa, rafia, caga.Longitud de Onda Central (nm)
Potencia de Entrada (dBm)
Potencia mínima de salida (dBm)
Interfai Eléctrica
Alimentación
Mecánica
1260 1310 1360 1500 1550 1600 1200
-341600
-15/5 -15155 Mbps según Recomendación ITU-T 6.703
48 VDC o 85/265 VDC
El conversor Opto-Eléctrico de Padtec es ofrecido en mecánica 19" con 1 U de altura o com 4U para subbastidor.
InterfazMultimodo
ConversorMultimodo-Monomodo
Tasa de Transmisión (Mbps)
| Potencia Óptica de Salida (dBm)
| Sensibilidad (dBm)
¡ Longitud de Onda de Salida (nm)
| Alimentación
Mecánica
2 hasta 155
-15{FP)/-3
-30
34 hasta 622
-15{FP)/-3
-25
1310 o 1550
48 VDC 0 85/265 VDC
34 hasta 2500
-3
-20
El conversor multimodo-monomodo de Padtec esofrecido en mecánica 19" con 1 U de altura.
Equipo que permite la conexión de un transmisormultimodo, por ejemplo, la salida de un enrutador IP ola salida de un switch ATM, en una fibra monomodo.Situaciones como esta son comunes a las redes localesy a las redes del tipo SAN - Storage Área Network.
El conversor multimodo-monomodo es tambiéncompatible con interfaces del tipo ESCON cuyatransmisión es realizada en fibra multimodo.
El uso de los conversares multimodo-monomodo dePadfec permite extender el alcance de cualquier interfazde transmisión óptica digital en uso en el mercado.Además de la conversión de fibra multimodo paramonomodo, proveen también la conversión delespectro de la luz emitida. Pueden ser utilizados láseresdel tipo DFB, lo que permite aumentarsignificativamente el alcance de la señal óptica.
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•Los amplificadores ópticos Padtec tracen al mercado más de 10 años de desarrollo brasileño(CPqD/Pgdfec) en amplificadores ópticos de fibra dopada para distancias hasta 320 km.
Cubren una extensa banda de aplicación: boosters, amplificadores de línea y pre-amplificadores, con opción de fuente redundante y 2 entradas de energía independientes.
Los amplificadores ópticos producidos por Padtecson completamente controlables, tanto víaplataforma Metropad (VVDíVf), que integra lastecnologías CWDM y DWDM, cuanto en otrossistemas de gestión.
Son dispositivos de alta confiabilidad y elevadodesempeño, funcionalidades tan necesarias a lossistemas de Telecomunicaciones
Beneficios:
>- Elimina la necesidad de repetidores y shelters;
> Reduce el Capex y Opex;
>• Upgrade simple hasta STM1 ó;
>- Gestión simple a través de contacto seco, LED's
en el panel frontal, p sistema de gestión;
> Mayor confiabilidad que equipos repetidores;
>• Baja latencia.
j Longitud de onda (nm)| Potencia total de salida (dBm)
¡Sensibilidad (dBm)j Linealidad de ganancia (dB)| Ganancia (dB)
¡Figura de ruido (dB)i PMD (ps)
i PDG (dB)
! Estabilidad de Ganancia (dB)
¡Banda pasante óptica (nm)
¡Aislamiento óptico| entrada/salida (dB)Pérdida de retorno de la
¡ puerta de entrada o salida (dB)Potencia de Retornode ASE (dBm)
Potencia Remanente deBombeo en la salida (dBm)
Temperatura de operación (°C)Consumo en 48 VDC (W)Dimensiones (mm)
23
30
35
35
-5
1
1
0.5
-30
-30
65
15
51.8 X 117 X 270
1
1
0.5
30
30
35
-30
-30
-5 65
10
51.8 X 117 X 270
jEl Amplificador Raman es usado en el lado de recepción de un enlace óptico ensituaciones en que el nivel de sinal es muy bajo, proveyendo ganancia de hasta 14 dB.
Normalmente usado en sistemas de transmisión de larga distancia, el AmplificadorRaman opera usando hasta 2 láseres de bombeo con láseres de reserva opcionales.
Ventana de Operación (nm)Alimentación de Bombeo (mW)Ganancia ON/OFF» (dB)Linealidad de Ganancia (dB)Figura de Ruido efectivo (dB)
| PDG (dB)
| Disipación de Potencia (W){*) Depende del tipo de fibra
1530 hasta 1570
O 450
8.0 14.02.5
-4.0 -2,00,230
wvAV.podtec.com.br
CWDM PADTEC
OPTrCRL- PIBER
Cuando las fibras virtuales se tornan realidad
El Pasado
Había la necesidad de la
ampliación de su sistema
metropolitano óptico, pero no
había fibras disponibles. Usted
precisaba de alguna solución
que le permitiese un crecimiento
planeado, cuya inversión inicial
fuese la mínima posible y
escalonable en función de la
demanda.
El Presente
Usted conoce una solución que satisface
a esos requisitos: el sistema CWDM de
FIBRAS VIRTUALES. Con un atendimiento
personalizado, usted es presentado a las
facilidades de pagamiento como la
financiación por BNDES, confirma la
calidad a través de la certificación de
ANATEL y se siente seguro, percibiendo
que su caso está en las manos de los más
competentes profesionales del área.
El Futuro
Todo su equipo será entrenado y
contará, sin costo adicional, con
actualizaciones de los softwares
Padtec. Para su tranquilidad
usted tendrá 3 años de total
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asistencia técnica del mercado.
Cuando usted necesitar expandir
su sistema, toda inversión será
aprovechada.
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En
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men
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![MIRIAM CAROLINA BERMUDEZ ROJASrepository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/3475/1/BermudezRojas... · [1] sintesis y caracterizacion de polipirrol dopado con poliestireno sulfonato](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/5c0e699509d3f258548cff9c/miriam-carolina-bermudez-1-sintesis-y-caracterizacion-de-polipirrol-dopado.jpg)
