UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIAUDABOL

FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGIACARRERA: INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

Sistemas de Transmisión por Fibra Óptica

WDM

Alumnos: Diez de Medina Moira Ardiles Gómez AmelValverde Trujillo Vanessa ErikaZegarra Ayllon Diego

Semestre: Octavo

Fecha: 08 de Octubre de 2009

LA PAZ – BOLIVIAMultiplexación por División de Longitud de Onda

Introducción

La multiplexación es el conjunto de técnicas que permiten la transmisión simultánea de múltiples señales a través de un único enlace de datos, “Fibra Óptica”.

El proceso inverso, es decir la extracción de una determinada señal (que lleva información) se denomina demultiplexación.

Un sistema multiplexado que tiene n fibras comparte el ancho de banda de un enlace.

La Fig. muestra el dispositivo que une las señales, este se conoce como multiplexor MUX (varios a uno), mientras que el que las separa es un demultiplexor DEMUX (uno a varios) y los dirige a sus correspondientes líneas.

Definición

WDM, del inglés (Wavelength Division Multiplexing) es una tecnología que multiplexa varias señales sobre una sola fibra óptica mediante portadoras ópticas de diferente longitud de onda, usando luz procedente de un láser o un LED.

Gracias a ello, se amplia la capacidad de transmisión utilizada en la fibra, pues ésta se multiplica por el número de canales.

La técnica conocida como WDM multiplexación por división de longitud de onda permite usar eficientemente la capacidad que ofrece la fibra óptica, pues multiplexa datos de diferentes fuentes, diferentes tasas de bits y diferentes protocolos (tales como fibre channel Ethernet, atm) en una única fibra.

Cada canal de datos, o señal es trasportada en su propia longitud de onda. Utilizando tecnología WDM pueden multiplexarse desde 2 a 160 longitudes de onda separadas en un único haz de luz transmitido en una única fibra óptica. En el lado receptor cada canal es entonces demultiplexado nuevamente a su estado original.

WDM es similar a FDM, se transmiten señales luminosas atraves de la fibra óptica.

Se combinan varias señales de luz dentro de una única luz en el multiplexor y esta única luz entra al demultiplexor y divide los haces de luz que entran.

Los primeros sistemas WDM aparecieron en 1985 y combinaban tan sólo dos señales. Los sistemas modernos pueden soportar hasta 160 señales y expandir un sistema de fibra de 10 Gb/s hasta una capacidad total 1.6 Tb/s.

Evolución de WDM:

Multiplexacion por división en longitud de onda

Funcionamiento

Estructura de la red óptica de transmisión

La Recomendación G.872 ha establecido una estructura de Red Óptica de Transmisión (OTN, Optical Transmission Network).

Los add/drop (Inserción/Extracción) son dispositivos que permiten insertar o remover una o varias señales ópticas en un determinado punto de la fibra. Esto lo hacen si necesidad de tener que hacer una conversión óptica-eléctrica-óptica

El equipo WDM de transmisión consta de transpondedores de transmisión, multiplexor óptico y amplificador óptico.

Transpondedor de Transmisión.- Convierte la longitud de onda de 2ª ventana, de cada señal óptica de entrada a la longitud de onda específica de 3ª ventana, para esto convierte la señal óptica del equipo terminal en señal eléctrica y desempeña la función 3R. Cada transpondedor dentro de un sistema WDM, convierte está señal "cliente" en una longitud de onda levemente diferente. Las longitudes de onda provenientes desde todos los transpondedores de un sistema son entonces multiplexadas ópticamente.

En la dirección del receptor se efectúa el proceso inverso. Las longitudes de onda individuales son filtradas desde la fibra multiplexada y alimentan a un transpondedor individual, el cual convierte la señal óptica en eléctrica y conduce una interfaz estándar hacia el "cliente".

Función de un transpondedor:

- El receptor óptico convierte la señal óptica (2ª ventana) en señal eléctrica.- El regenerador eléctrico lleva a cabo las funciones 3R:- Reamplificación (reamplification)- Reconformado (reshaping)- Resincronización (retiming) - El transmisor óptico convierte la señal eléctrica regenerada en señal óptica (3ª ventana)

Multiplexor Óptico.- Las longitudes de onda provenientes del transpondedor son multiplexadas dentro de una sola señal óptica y lanzadas dentro de la fibra.

Amplificador Óptico de Potencia.- Un amplificador óptico es capaz de amplificar un conjunto de longitudes de onda, amplifica la señal óptica multiplexada, antes de su transmisión por la fibra óptica.

El amplificador más común es el EDFA (del inglés, Erbium Doped Fiber Amplifier) que se basa en el dopaje con Erbio de una fibra óptica.

Amplificador óptico de 2 etapas

En el amplificador óptico de 2 etapas se utiliza amplificadores por que la distancia es muy larga. Se garantiza que la señal llegue con todas sus propiedades.

Preamplificador de Bajo Ruido.- En la primera etapa, bombeo a 980 nm, utilizado para conseguir bajo nivel de ruido.

Amplificador de Potencia.- En la segunda etapa, bombeo a 1480 nm, es el bombeo utilizado cuando se quiere gran potencia de salida, debido a que existe gran disponibilidad de láseres de bombeo muy potentes a esta longitud de onda.

Unidades de Compensación de la Dispersión (DCU).- Utilizando las (DCU) para canales con R ≥ 10 Gbit/s, se compensa la dispersión cromática acumulada.

Filtros Ópticos de Ecualización.- Estos filtros se utilizan entre ambas etapas, debido a que la ganancia de los amplificadores no es igual para todas las longitudes de onda.

El equipo WDM de recepción consta del amplificador óptico, el demultiplexor óptico y los transponedores de recepción.

Amplificador Óptico.- Amplifica la señal óptica recibida de la fibra óptica, antes de su demultiplexación.

Demultiplexor Óptico.- Separa la señal óptica recibida en N señales de diferentes longitudes de onda, filtrando la señal de cada portadora.

Transpondedor de Recepción.- Para cada portadora, convierte la longitud de onda específica de 3ª ventana en una señal óptica de salida de longitud de onda en 2ª ventana.

Técnicas de demultiplexaje

Por Prisma

Se hace pasar un rayo de luz policromático por un prisma y las diferentes longitudes de onda son refractadas en ángulos diferentes. Estos rayos luego son enfocados por un lente hasta el punto de entrada a una nueva fibra. El mismo proceso puede ser usado a la inversa para multiplexar es decir que antes que ingrese el primer lente ingresan las mismas señales pasando previamente por un multiplexador.

Por Difracción

REJILLA DE DIFRACCION

Esta técnica se basa en el principio de difracción de la luz y lo que se hace es que se hace incidir un rayo policromático de luz sobre un arreglo de líneas finas que reflejan o transmiten la luz, cada longitud de onda se difracta de manera diferente en la rejilla lo que hace que salgan hacia sitios diferentes en el espacio. Después se enfocan con un lente hasta la fibra correspondiente.

Caracteristicas

Los dos métodos tradicionales para la multiplexación de señales en un sistema de fibra óptica que utiliza luz coherente (láser) han sido TDM (Time División Multiplexing) y FDM (Frequency División Multiplexing), y ahora se utiliza WDM.

Al contrario que las otras multiplexaciones WDM suministra cada señal en una frecuencia láser diferente, de tal manera que puede ser filtrada ópticamente en el receptor.

Se utiliza con señales luminosas sobre fibra óptica

Cada color de luz ‘transporta’ un canal diferente

Se generan señales de diferentes longitudes de onda

Hasta 160 canales de 10Gbps (1 Tbps)

Hay experiencias de laboratorio con 256 canales de 39.8 de 100 kms de distancia (10.1 Tbps)

• En distancias cortas, la atenuación de la fibra es mínima y no presenta un gran problema.

• Pero a distancias mayores como para comunicaciones a larga distancia se requiere el uso de amplificadores/repetidores que regeneren la señal cada cierta distancia.

Costos y equipos

Marca ImagenProducto:

Modelo Nombre Precios

Single-Fiber 4-Channel Multiplexer/Demultiplexer

$4149.32

Single-Wavelength 1530nm Dual-Channel

OADM $831.14

AdtranOPTI-6100 OC-3 LR

ADM Optical Multiplexer Module

$ 1512.95

Adtran MX3216 multiplexer $597.37

Multiplexores de división de onda bruta de 4 u 8

puertos HP StorageWorks para

chasis de dos ranuras

$610.36

DWDM

DWDM es el acrónimo de Dense wavelength Division Multiplexing, que significa Multiplexación por división en longitudes de onda densas. DWDM aumenta el número de longitudes de onda soportadas por una fibra de modo que incrementa el número de puntos finales que pueden ser servidos por la misma.

Caracteristicas de Dwdm

La tecnología WDM, se puede considerar densa a partir de 8 portadoras (canales).

La tecnología DWDM utiliza la tercera ventana (1550 nm) ya que es la banda en la que trabajan los actuales Amplificadores Ópticos:

- banda C, entre 1530 y 1560 nm,- banda L, entre 1565 y 1625 nm.

El uso de DWDM permite a los propietarios de infraestructuras dotar a la fibra ya instalada de más capacidad, casi de manera inmediata, y a los proveedores de servicios ofrecer cualquier tipo de tráfico de voz, datos y/o multimedia. La principal ventaja de esta tecnología es el alto ancho de banda que ofrece. Los sistemas DWDM comercialmente disponibles para largas distancias soportan en la actualidad hasta 1600 Gbps [1.6 Tbps] (160 longitudes de onda a 10 Gbps), También cabe destacar su transparencia, pues en cada una de las longitudes de onda se pueden ubicar diferentes tasas de bit y protocolos de las capas superiores, e incluso señales previamente multiplexadas por división en el tiempo o TDM (Time Division Multiplexing). Los sistemas instalados actualmente transportan, entre otras opciones, PDH (140/565 Mbps), SDH/SONET (155/622/2.500/10.000 Mbps), Fast Ethernet (100 Mbps), Gigabit Ethernet (1.250 Mbps), Fibre Channel (100 Mbps), etc. Por otro lado, aunque los sistemas DWDM son relativamente caros debido a la necesidad de componentes ópticos muy avanzados, la reducción en equipamiento y fibras supone una reducción de costes relativamente grande en sus inversiones y en su mantenimiento.

Fabricantes:

Los fabricantes de sistemas DWDM ya empezaron durante 2001 a lanzar productos comerciales adaptados a entornos metropolitanos. Entre los principales fabricantes de estos sistemas, cabe destacar a:

- Alcatel- Ericsson- Lucent Technologies - Nortel Networks - Ciena Corporation - Cisco Systems - Fujitsu- Marconi Communications - NEC - Siemens

- Sycamore- Tellabs

Conclusiones

Los sistemas WDM que aparecieron primero sólo combinaban dos señales y trabajaban en la primera, segunda y tercera ventana en la actualidad a través de DWDM trabajan hasta la cuarta ventana.

Los sistemas WDM usaron los principios TDM y FDM y lo optimizaron corrigiendo los errores de multiplexacion y poniendo un canal por cada portadora o lambda (señal).

Los sistemas WDM mejoran el uso de la fibra optica desde 2

hasta 160 canales.

DWDM hace un buen uso aprovechando todo el ancho de banda.

Bibliografia

www.mailxmail.comhttp://telematica.cicese.mxhttp://es.wikipedia.orghttp://tecun.cimex.com.cuwww.tyr.unlu.edu.ar