¿Qué es DWDM y cuál es su relación con los grandes volúmenes de datos?

¿Qué es DWDM?

El DWDM es una técnica de transmisión, que realiza la multiplexación por división en longitudes de onda, es decir, que utiliza varias longitudes de onda de luz, descompuesta en colores, para enviar datos desde dos o más colores de luz que pueden viajar sobre una sola fibra óptica. Normalmente suministra espaciamientos de canales de 50 GHz (0,4 nm), 100 GHz (0,8 nm) o 200 GHz (1,6 nm), se pueden colocar varios cientos de longitudes de onda en una sola fibra. La mayoría de los sistemas DWDM típicos utilizan 40, 44 u 88 canales, aunque se pueden alcanzar los 160.

En cuanto a la habilitación de capacidades sobre los canales espectrales se realiza haciendo uso de las frecuencias o también llamados canales que por mecanismos de modulación de onda permite la transmisión de señales analógicas o digitales hasta unos pocos gigahertz (GHz) o gigabits por segundo (Gbps) en una portadora de muy alta frecuencia, típicamente 186 a 196 THz.

De hecho, la tasa de bits se puede aumentar aún más, utilizando varias ondas portadoras que se propagan sin una interacción significativa, es decir, es posible multiplexar sobre una sola fibra múltiples flujos de datos de alta tasa de bits de 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s, 200 Gb/s y más recientemente, 400 Gb/s y 800 Gb/s, cada uno con distintas tasas de transferencia.

Componentes del DWDM

En cuanto a los componentes del DWDM consta de cinco principales:

1. Transmisores / Receptores ópticos. 

   Fuentes de luz (un LED o un láser) crean pulsos de luz que tienen una longitud de onda exacta (lambda) expresada en nanómetros (nm). Este dispositivo convierte la señal digital entrante de forma eléctrica (electrones) a óptica (fotones) (conversión eléctrica a óptica, EO).

   
   

2. Filtros DWDM Mux / DeMux.

   Las longitudes de onda (todas en la banda de 1550 nm) de múltiples transmisores y que operan en diferentes fibras se combinan en una fibra por medio de un filtro óptico (Mux). La señal de salida se conoce como señal compuesta. En el extremo receptor, un filtro óptico de caída (DeMux) separa todas las longitudes de onda individuales de la señal compuesta. Esto requiere el uso de un par de fibras ópticas; Uno para transmitir, otro para recibir.
   
   

3. Multiplexores ópticos de adición / bajada (OADM).

   Son sitios intermedios donde se "Agregan / Desagregan", una o varias señales ópticas con una longitud de onda particular.
   
   Cuando hablamos de OADM inteligente su evolución son los ROADM que realizan la misma función, pero sin que sea necesaria la intervención del operador en sitio, es decir, dar un sistema configurable remotamente con control sobre longitudes de onda, potencia, tolerancia de la dispersión, selección de filtro por nodo, etc.
   
   

4. Amplificadores ópticos.

    Agregan ganancia a las señales ópticas que pasan sobre una fibra al estimular directamente los fotones de la señal con energía extra. Los amplificadores de fibra dopados con erbio (EDFA, por sus siglas en inglés) son los más usados incluidos los Raman Amplifier.
   

5. Transpondedores (convertidores de longitud de onda).

   Transforman las señales ópticas de una longitud de onda entrante a otra longitud de onda saliente requerida para el DWDM. Es un conversor de longitud de onda óptico-eléctrico-óptico (OEO).   Convierten la señal óptica del puerto cliente nuevamente en una señal eléctrica (OE) y luego realiza las funciones 2R (Regenerar, Reformar) o 3R (Regenerar, Remodelar y Retemporización).
   El transpondedor recibe de los puertos ópticos del lado cliente que operan a una longitud de onda particular (1310 nm), este lo convierte a la longitud de onda operativa longitud de onda compatible con la UIT y transmite su salida al Mux. En la recepción, el proceso se invierte y lo recibe el DeMux reconvirtiendo nuevamente al puerto cliente.

En conclusión, las redes DWDM se han adoptado desde hace algunas décadas, por la creciente necesidad de ancho de banda por parte de aplicaciones que requieren grandes volúmenes de datos de los distintos operadores (generadores de contenido, bigdata, streeming, transmisión de vídeo, etc.) de hecho, InterNexa usa esta tecnología en sus redes backbone. En la actualidad, el DWDM ha encontrado su paso hacia las redes metropolitanas e inclusive se está utilizando en algunos despliegues de backhaul celular.

¿Cuáles son algunas alternativas al DWDM?

Por otro lado, existen técnicas como el CWDM y el sistema WDM, pero con menos de ocho longitudes de onda activas por cada fibra. CWDM se usa para comunicaciones de corto alcance y por eso emplea un rango de frecuencias con longitudes de onda muy distanciadas entre sí, es decir, su uso dependerá de la necesidad y del presupuesto disponible.

El grado de madurez alcanzado por DWDM ha permitido que el precio de esta tecnología, principal freno a la hora de implementarla se haya reducido, al tiempo que se han optimizado los diferentes entornos de red.

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Preguntas frecuentes sobre DWDM

¿Qué ventajas ofrece la tecnología DWDM en comparación con otros métodos de transmisión de datos?

La tecnología DWDM proporciona ventajas significativas en transmisión de datos. Permite una mayor capacidad al transmitir múltiples señales simultáneamente a través de una única fibra óptica. Además, ofrece una mayor distancia de transmisión gracias a la utilización de diferentes longitudes de onda de luz, evitando la degradación de la señal.

¿Cuál es la diferencia entre CWDM y DWDM?

La diferencia principal radica en la capacidad de multiplexación y la distancia de transmisión. CWDM utiliza longitudes de onda más amplias y separadas, lo que le permite admitir menos canales (generalmente hasta 8) en comparación con DWDM, que puede soportar cientos de canales. Por otro lado, DWDM ofrece una mayor capacidad de transmisión y es más adecuado para aplicaciones de larga distancia.

¿Cuáles son los componentes principales de un sistema DWDM?

Un sistema DWDM consta de varios componentes esenciales. Los transpondedores son dispositivos que convierten señales electrónicas en señales ópticas y viceversa, modulando la información en longitudes de onda específicas para su transmisión a través de la fibra óptica. Los multiplexores y demultiplexores permiten combinar múltiples señales en diferentes longitudes de onda en una sola fibra (multiplexación) y separar las señales en el extremo receptor (demultiplexación).