El papel de las longitudes de onda en las redes ópticas

Las redes ópticas utilizan longitudes de onda de luz específicas para transmitir datos de forma eficiente a través de cables de fibra óptica. La elección de la longitud de onda es crucial, ya que influye directamente en el rendimiento de la red, incluidos factores como la atenuación, la dispersión y la capacidad general de transmisión de datos. En este artículo, exploraremos las funciones y usos comunes de las longitudes de onda más utilizadas.

850 nm y 1300 nm

Las longitudes de onda de 850 nm y 1300 nm se utilizan principalmente en sistemas de fibra multimodo para comunicaciones a corta distancia, como dentro de un edificio o en una red de área local (LAN) de un campus. La fibra multimodo tiene un gran diámetro de núcleo, 62,5 micras para OM1 y 50 micras para OM2 a OM5, que es mucho mayor que la longitud de onda de la luz que transporta. Debido a esta característica, tiene una gran capacidad de transporte de luz, esencialmente múltiples modos de propagación de la luz.

En aplicaciones prácticas, el mayor tamaño del núcleo de las fibras multimodo simplifica el proceso de conexión. También permite utilizar componentes electrónicos más asequibles, como diodos emisores de luz (LED) y láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL), que funcionan eficazmente a longitudes de onda de 850 nm y 1300 nm.

 

1310 nm y 1490 nm

Las longitudes de onda de 1310 nm y 1490 nm se utilizan en sistemas de fibra monomodo para comunicaciones de media distancia con una dispersión mínima. Son adecuadas para Gigabit Ethernet y 10 Gigabit Ethernet en distancias de hasta 20 km.

En las redes ópticas pasivas (PON), las longitudes de onda de 1310 nm y 1490 nm son fundamentales para facilitar la comunicación bidireccional entre el terminal de línea óptica (OLT) en la oficina central del proveedor de servicios y los terminales de red óptica (ONT) en las instalaciones del cliente. La longitud de onda de 1490 nm se destina a las transmisiones descendentes, transportando señales de datos y voz desde el OLT a varios ONT. Por el contrario, la longitud de onda de 1310 nm se reserva para las comunicaciones ascendentes, lo que permite a las ONT enviar datos de vuelta a la OLT. Esta separación del tráfico ascendente y descendente mediante longitudes de onda distintas permite la comunicación bidireccional simultánea a través de una única fibra óptica sin interferencias.

1270 nm y 1577 nm

En los sistemas XGS-PON (red óptica pasiva simétrica de 10 Gigabits), la longitud de onda de 1577 nm se destina a la transmisión de datos en sentido descendente, proporcionando servicios de Internet, voz y vídeo de alta velocidad desde el terminal de línea óptica (OLT) a varios terminales de red óptica (ONT). Por el contrario, la longitud de onda de 1270 nm se asigna a la transmisión de datos ascendente, lo que permite a los ONT enviar datos de vuelta al OLT. Esta separación de las longitudes de onda ascendente y descendente facilita la comunicación bidireccional simultánea a través de una única fibra óptica, mejorando la eficiencia y el rendimiento de la red. El uso de estas longitudes de onda específicas en XGS-PON permite velocidades de datos simétricas de 10 Gbps, lo que satisface la creciente demanda de aplicaciones y servicios de gran ancho de banda.

 

1550 nm

En los sistemas de comunicación óptica, la longitud de onda de 1550 nm se utiliza mucho por sus propiedades de baja atenuación, que permiten una transmisión eficaz de datos a larga distancia. Esta longitud de onda entra dentro de la tercera ventana de transmisión de las fibras ópticas, donde la pérdida de señal es mínima, lo que la hace ideal para redes de gran capacidad y larga distancia.

Además, la región de 1550 nm es compatible con los amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA), que pueden amplificar señales ópticas sin conversión eléctrica, ampliando aún más las distancias de transmisión. Esta capacidad es especialmente beneficiosa en los sistemas de Multiplexación por División de Longitud de Onda Densa (DWDM), en los que se transmiten simultáneamente varios canales de datos a través de una única fibra, cada uno de ellos asignado a una longitud de onda específica dentro de la gama de 1550 nm.

 

1625 nm y 1650 nm

Las longitudes de onda de 1625 nm y 1650 nm se reservan principalmente para pruebas de fibra y mantenimiento. Estas longitudes de onda están situadas más allá de las bandas de comunicación estándar, lo que permite a los técnicos realizar pruebas en servicio sin interrumpir el tráfico de datos activo. Los reflectómetros ópticos de dominio temporal (OTDR) que funcionan a 1625 nm o 1650 nm pueden detectar fallos, medir la atenuación y evaluar la integridad general de las fibras ópticas. El uso de estas longitudes de onda garantiza que las actividades de mantenimiento no interfieran con las longitudes de onda operativas, manteniendo la fiabilidad y el rendimiento de la red.

 

Redes CWDM y DWDM

En las redes ópticas, la multiplexación por división de longitud de onda gruesa (CWDM) y la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) son dos tecnologías predominantes que permiten la transmisión de varios canales de datos a través de una única fibra óptica asignando a cada canal una longitud de onda única. La CWDM suele funcionar en una gama de longitudes de onda de 1270 nm a 1610 nm, con una separación entre canales de 20 nm, lo que permite hasta 18 canales.

En cambio, la tecnología DWDM utiliza un espaciado de canales más estrecho, a menudo de 0,8 nm o menos, lo que permite un mayor número de canales en el rango de 1528,77 nm a 1563,86 nm, principalmente en la banda C. Esta densa asignación de canales permite a los sistemas DWDM soportar un número significativamente mayor de canales de datos, lo que los hace adecuados para transmisiones de larga distancia y redes de alta capacidad. Esta densa asignación de canales permite a los sistemas DWDM soportar un número significativamente mayor de canales de datos, lo que los hace adecuados para transmisiones de larga distancia y redes de alta capacidad.

Conclusión

Comprender las funciones y aplicaciones específicas de estas longitudes de onda permite diseñar redes ópticas eficaces y fiables adaptadas a las distintas necesidades de comunicación. Varios sistemas pueden utilizar la misma fibra mediante un multiplexor, como un GPON y un XGSPON en la misma red. Sin embargo, el uso de la misma longitud de onda, o incluso de longitudes de onda adyacentes, puede causar interferencias. Dado que las funciones de las longitudes de onda más utilizadas se solapan, los diseñadores de redes deben tener un conocimiento claro de las aplicaciones actuales y futuras.