Mux/Demux: pasivo, pero potente

Mux/Demux, abreviatura de la técnica conocida como Multiplexación/Demultiplexación, es una tecnología clave en las redes de comunicaciones modernas. En este blog, analizaremos las aplicaciones mux/demux para DWDM, CWDM y PON en varios niveles de la red.

Mux/Demux, definido

Un Mux/Demux óptico es probablemente el componente más simple y básico en un sistema de multiplexación por división de longitud de onda (WDM). Es pasivo (sin alimentación) y generalmente sin refrigeración. Sin embargo, es un dispositivo extremadamente poderoso en términos de cómo ha transformado las redes de comunicaciones para permitir que grandes cantidades de información sean transportadas a distancias extremadamente largas. A continuación, en la Figura 1a, se muestran dos dispositivos Mux/Demux bidireccionales idénticos que se usarían como se muestra en la Fig. 1b para combinar (multiplexar) señales ópticas de varias longitudes de onda para su transmisión a través de una sola fibra y luego separar (demultiplexar) la señal en el Otro final.

En nuestro informe técnico destacado, Aprovechamiento de la óptica ajustable DWDM para simplificar las implementaciones de acceso óptico, hablamos sobre cómo el uso de transceptores sintonizables multiplataforma en redes DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) reduce tanto el CapEX como el OpEX al reducir el ahorro y otras complejidades en el campo. Aquí veremos aplicaciones Mux/Demux que van desde redes de acceso hasta redes de larga distancia/ultra larga distancia y algunas de las tecnologías/productos empleados en cada una.

La Figura 2 muestra una descripción general de una red de comunicaciones que destaca tres partes principales: acceso, metro y larga distancia (también conocido como red troncal). Mux/Demux puede emplearse en cualquiera o todas estas etapas para agregar datos de múltiples fuentes en una fibra para que pueda transportarse y difundirse más fácilmente en el otro lado. Piense en las "carreteras rurales" cerca de las partes exteriores de la red que alimentan el tráfico de comunicaciones "interestatal" en el núcleo (columna vertebral) de la red. Solo en la carretera multiplexada, las "longitudes de onda de conmutación" se pueden apilar una encima de la otra sin interferir o interrumpir el transporte. Ese es el poder de Mux/Demux. Mediante el empleo de tecnología de multiplexación/demultiplexación, se pueden combinar y transportar juntos hasta 96 canales de tráfico a través de la misma fibra. A continuación, analizaremos las aplicaciones para DWDM, CWDM (WDM grueso) y también PON (Red óptica pasiva) en varios niveles de la red.

Acceso

Las redes de acceso se conocen como “el borde”. Aquí es donde los datos se transfieren de un lado a otro, por ejemplo, desde usuarios individuales en residencias, teléfonos celulares o escritorios en grandes edificios de oficinas. Todos esos datos se agregan en los puntos de recopilación, como se muestra en la descripción general de Access en la Figura 1. La Figura 2 a continuación muestra un ejemplo más detallado de las diversas tecnologías y complejidades de la información que pueden alimentar una red de Access. Todo, desde redes celulares 5G, RPD 10G (dispositivos físicos remotos), transmisiones de radio estándar y varios servicios de longitud de onda individuales, se puede recopilar y difundir en el nivel de la red de acceso.

PON, CWDM y DWDM pueden utilizarse en el espacio de acceso. Por lo general, una buena regla general es usar CWDM (WDM grueso) para distancias más cortas y menos canales y DWDM para distancias más largas y más canales. La arquitectura PON es ideal para aplicaciones de Internet, voz y video en el hogar. Determinar el diseño de red óptimo y cómo utilizar mejor los filtros Mux/Demux involucra varios factores y requiere una comprensión profunda de su entorno de red y los requisitos del sistema. Lo mejor es trabajar con expertos en sistemas de red experimentados para ayudar a abordar las necesidades de ancho de banda y la escasez de fibra de la manera más eficaz y eficiente posible.

Un sistema CWDM suele admitir ocho longitudes de onda para redes con velocidad de datos de 10G y no suele ser adecuado para tramos de fibra superiores a 80 km debido a las limitaciones de los amplificadores ópticos en el espectro de longitudes de onda de CWDM. Las limitaciones de CWDM, junto con el rápido crecimiento de la demanda de ancho de banda en el sector de acceso, hacen que DWDM sea una opción más ventajosa que las soluciones CWDM tradicionales. DWDM ofrece una solución escalable y multicanal, que suele admitir de 40 a 48 longitudes de onda en una sola fibra con un espaciado de 100 GHz. En la Tabla 1 se muestran algunos productos de muestra.

PON

Debido a su naturaleza única como arquitectura punto a multipunto (P2MP), la PON tiene la capacidad de llegar a casi cualquier usuario, incluso en zonas previamente aisladas y remotas donde la fibra óptica ahora permite el acceso a Internet. Según Lectura ligera, “La pandemia aceleró la adopción de PON de próxima generación. Los envíos portuarios PON OLT de próxima generación se acercaron a 830 000 en el 2T20, un aumento de 70% año contra año. Para 2025, la mayoría de las ONT/ONU de GPON tendrán capacidad para 10G”.

Los filtros PON de Precision OT son esencialmente elementos CEx (coexistencia). Estos módulos proporcionan un solo dispositivo WDM para combinar servicios GPON heredados con tecnologías emergentes XGSPON y NGPON2. Las longitudes de onda opcionales adicionales en un filtro PON pueden incluir RFoG, monitoreo OTDR, WDM, así como ondas para tecnologías actuales y futuras adicionales.

La figura 5 muestra algunos ejemplos de filtros PON. El equipo de ingenieros de sistemas y especialistas en PON de Precision OT puede adaptarse a requisitos únicos para:

• configuración
• planes de canales de longitud de onda
• factores de forma y dimensiones (LGX – Light Guide Cross Connect – es el más común)
• tipos de conectores
• diseños de chasis
• casetes de interior y exterior

Metro, Larga Distancia/Ultra Larga Distancia

El término "Metro" aplicado a las redes puede tener diversos significados. En general, se trata de un tipo de aplicación que se ubicaría entre una red de acceso/FTTH y una aplicación de larga distancia. Las redes Metro pueden incluir redes empresariales, punto a punto y Ethernet activa. También pueden incluir enlaces de proveedores de servicios a través de la ciudad, con alcances de hasta doscientos kilómetros, y DWDM de 20 o 40 canales en una topología de anillo. En algunas situaciones, puede incluir ROADM (multiplexores ópticos reconfigurables de inserción y extracción) y amplificadores según sea necesario. A medida que se avanza hacia redes de mayor distancia (fuera de áreas metropolitanas regionales o a través del país), se empezará a ver cada vez más estos últimos componentes.

Mux/Demux ha aportado una eficiencia y una capacidad increíbles al proceso de recopilación y transmisión de enormes cantidades de datos a largas distancias. DWDM, en particular, simplifica la transmisión y permite el uso de amplificación, como EDFA (amplificador de fibra dopada con erbio) y también varios tipos de corrección de errores, como DCM (módulos de compensación de dispersión), como se muestra en la Figura 6 a continuación.

Debido a la larga distancia que tiene que viajar la luz para aplicaciones submarinas y de larga distancia, se debe prestar especial atención al análisis y la contabilización de la dispersión cromática y la pérdida de la relación señal-ruido al calcular un presupuesto de pérdida. Además, cada fibra, amplificador, componente óptico y accesorio en la red de transporte debe tener una confiabilidad y capacidad de supervivencia ultra altas. Long Haul y Ultra Long Haul transportan enormes cantidades de información. Una falla de enlace o nodo, incluso durante unos minutos, puede causar una gran pérdida de datos y, por lo tanto, una gran pérdida de ingresos para aplicaciones de alto valor.

Conclusión

Diseñar e implementar redes que realmente aprovechen el potencial de la tecnología Mux/Demux requiere trabajar con un socio que sea más que un simple proveedor de filtros ópticos. También debe proporcionar una amplia gama de componentes ópticos y de red multiplataforma de calidad, y contar con la experiencia en ingeniería para diseñar, analizar, probar y validar la red de principio a fin. Precision OT cuenta con una trayectoria exitosa en la implementación de sistemas y/o componentes en todos los niveles de red, desde acceso hasta ultra larga distancia.

Aprender más, contacta a los expertos en Precision Optical Technologies o consulte nuestro Página Mux/Demultiplexor.

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