DWDM

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Soluciones para pruebas de DWDM del sector para construir, implementar y gestionar redes pasivas.

VIAVI proporciona al sector soluciones para pruebas orientadas a construir, implementar y gestionar redes DWDM pasivas.

Cómo VIAVI hace posibles los sistemas de DWDM

En los últimos cuarenta años, las características físicas de la fibra óptica monomodo han continuado evolucionando a medida que los avances en la fabricación han eliminado los picos de agua que limitan el rendimiento, mientras que los formatos de utilización y modulación de las longitudes de onda han seguido aumentando la capacidad de transporte de manera exponencial. La multiplexación por división densa de longitud de onda (DWDM) es un hito importante en la evolución de la tecnología de transmisión de la fibra óptica.

Al comienzo del ciclo de vida de la red, existe una fase de fabricación y nuevo desarrollo de dispositivos DWDM pasivos donde la verificación de la totalidad de la caracterización del rendimiento de la longitud de onda es esencial. A medida que los proveedores de servicios de cable y telecomunicaciones continúan desarrollando sus redes, ubicando el tendido de fibra óptica en puntos cada vez más cercanos, trasladando los elementos de red más cerca de los suscriptores y prestando servicios a grupos más pequeños de suscriptores para incrementar las velocidades y las ofertas de servicio, la DWDM se está convirtiendo en un impulsor crítico para las redes xDSL/Gfast y la arquitectura de acceso distribuido (DAA) de las redes de tipo híbrido de fibra óptica y cable coaxial (HFC).

No obstante, los proveedores de tecnologías inalámbricas que emplean redes RAN centralizadas (C-RAN) como elemento arquitectónico clave han descubierto también las ventajas de la DWDM, que será primordial a medida que la adopción de la tecnología 5G incremente la demanda de capacidad aún más. Los propietarios y los operadores de redes ópticas pasivas (PON) han comenzado a sacar partido de las ventajas de la tecnología DWDM superpuesta en las redes E-PON y G-PON existentes que proporcionan servicios de fibra hasta el hogar (FTTH).  Finalmente, los operadores de centros de datos multiempresa (MTDC) e hiperescala masivos están implementando soluciones de DWDM de alta capacidad en sus redes de interconexión de centros de datos (DCI) de fibra óptica.

Al mantenerse por delante de la curva de la tecnología de DWDM, VIAVI ha equipado al sector con las soluciones de pruebas necesarias para lidiar con los desafíos que plantean la activación, el mantenimiento y la solución de problemas de las redes DWDM pasivas.

 

  • ¿Qué es la multiplexación por división de longitud de onda?

    La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es una técnica que permite la transmisión simultánea de varias frecuencias (o longitudes de onda) por la misma fibra óptica. Esto se consigue mediante el uso de transmisores o transceptores ópticos con salidas configuradas para longitudes de onda individuales y específicas de modo que haya canales de transmisión diferenciados y no superpuestos.

    CWDM Channels

    La multiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM) emplea las longitudes de onda entre 1260 nm y 1670 nm (las bandas de transmisión O, E, S, C, L y U) y permite crear hasta 18 canales individuales dentro de esta región, con cualquier combinación de voz, datos o vídeo con canales separados por 20 nm. Sin embargo, la CWDM es una solución asequible para implementaciones de ancho de banda relativamente bajo, ya que las señales de CWDM no se pueden amplificar; no existen amplificadores ópticos de banda ancha capaces de admitir ese rango y las distancias se limitan a 80 km.

    La DWDM constituye un nivel superior de la WDM, ya que se disminuye la separación entre canales a 0,8 nm o menos, y se reduce el rango de longitudes de onda operativas. Esto puede crear 80 o más canales o carriles de tráfico, lo que abriría la puerta a más aplicaciones de ancho de banda y velocidad altos.

    Sorprendentemente, todas las longitudes de onda de DWDM residen dentro de una estrecha región entre los 1525 nm y los 1565 nm conocida como la banda C. Esta área se emplea debido a la pérdida de señal (atenuación de la fibra óptica) relativamente baja (0,25 dB/km) en comparación con las longitudes de onda inferiores de las bandas O y E, por ejemplo. Como resultado de la estrecha separación entre canales, se requieren láseres y procesos de filtrado para mantener la integridad de los canales y minimizar las interferencias.

  • Arquitectura DWDM

    La arquitectura de red DWDM pasiva parte de un transpondedor o transceptor que acepta entradas de datos de diversos tipos de tráfico y protocolos. Este transpondedor lleva a cabo la tarea esencial de mapear datos de entrada en una longitud de onda DWDM individual. Cada longitud de onda llega a un multiplexor óptico que filtra y combina varias longitudes de onda en un solo puerto de salida para realizar la transmisión por la fibra DWDM principal, central o común. En la recepción, las longitudes de onda finales se pueden separar para aislar los canales individuales empleando un demultiplexor óptico. Cada canal se enruta entonces hacia la salida adecuada del cliente por medio de un transpondedor adicional adaptado a la longitud de onda.

    DWDM Network Construction

    Dado que la tecnología DWDM se solapa con la banda de frecuencia de CWDM, se puede optar también por una solución “híbrida”. Este tipo de sistema híbrido mantiene en su sitio el hardware de multiplexores y demultiplexores de CWDM, e inserta longitudes de onda DWDM sobre los canales existentes en el rango de 1530 nm a 1550 nm, con lo que se crean hasta 28 canales adicionales. Un sistema híbrido CWDM-DWDM puede proporcionar un incremento significativo de la capacidad sin necesidad de instalar fibra óptica nueva ni cambiar la totalidad de la infraestructura.

    DWDM Network Wavelengths

    Un multiplexor óptico de inserción-extracción (OADM) es un componente opcional de la arquitectura DWDM que se puede añadir a redes tanto pasivas como activas para facilitar la adición o sustracción de una longitud de onda específica de una ubicación a medio camino de la fibra DWDM principal, central o común. La arquitectura bidireccional incluye transmisores y receptores a ambos extremos del circuito, así como una combinación de dispositivos multiplexores y demultiplexores.

    DWDM-point-to-multipoint-network

    En el caso de las redes de larga distancia, la arquitectura DWDM se hace más compleja al incorporar componentes de sistemas activos necesarios para compensar la pérdida óptica que impide la recepción de la señal y la recuperación de los datos. Se puede utilizar un amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) como amplificador de lanzamiento o potenciador para incrementar los niveles de potencia óptica en cuanto salen del multiplexor, mientras que un preamplificador desempeña la misma función antes de acceder al demultiplexor. Asimismo, podrían incluirse también amplificadores en línea adicionales. En las redes pasivas, donde no hay un EDFA, esta complejidad es menor. 

  • ¿Cómo se incrementa el ancho de banda en la red?

    Puesto que la demanda de ancho de banda continúa aumentando, ya no se trata de si los proveedores cumplirán estos requisitos, sino de cómo lo harán. Multiplicar la capacidad de la fibra óptica se traduce en un volumen y una diversidad superiores de los servicios, más puntos finales y usuarios, e infinidad de oportunidades de monetización. Instalar más fibra óptica es una estrategia obvia, pero suele ser la opción más costosa y desestabilizadora a la hora de abordar las limitaciones de ancho de banda. Entonces, ¿por qué no emplear a fondo los activos existentes ya instalados (las fibras)?

    Las tecnologías de CWDM y DWDM se normalizaron en 2002 por medio de los estándares ITU-T G.694.2 y  G.694.1, respectivamente. Hasta hace poco, los gastos de instalación y funcionamiento continuo asociados a los láseres DWDM, los transpondedores, los multiplexores, los demultiplexores y los componentes de OADM habían refutado los beneficios económicos en comparación. A medida que las economías de escala y la eficiencia continúan mejorando para reducir el costo de las redes de DWDM, este tipo de multiplexación resulta más cautivador.

  • ¿Por qué tener en cuenta la DWDM?

    Si la CWDM ha conseguido mantenerse a la altura de la demanda de ancho de banda en algunos casos, las ventajas y los fundamentos de la implementación o conversión a la DWDM podrían no resultar una obviedad inmediata. Con un crecimiento anual del tráfico en Internet del 300 %, los proveedores se enfrentan a una demanda de ancho de banda que se duplica cada entre seis y nueve meses. A medida que este incremento continúe acentuándose, una mayor parte del tráfico acabará en manos de categorías de latencia baja, como VOIP, transmisiones de vídeo de ultra alta definición (UHD) en directo, juegos alojados en la nube y aplicaciones de fronthaul/backhaul 5G para elementos como los vehículos autónomos, que generan una demanda de capacidad similar. Optimizar y maximizar al ancho de banda de la fibra óptica por medio de esta tecnología constituye una solución rentable y proactiva para el problema de la capacidad.

  • ¿Qué desafíos puede plantear la DWDM?

    La gran proximidad de los canales vecinos inherentes a la DWDM plantea ciertos desafíos que requieren un mantenimiento inteligente y prácticas de pruebas. Para mantener la integridad de los canales, se necesitan dispositivos multiplexores y demultiplexores de DWDM confiables, y un control preciso de la temperatura de los láseres. Incluso la más mínima desviación en la longitud de onda puede provocar desplazamientos que interfieran en los canales adyacentes y reduzcan la calidad de la señal. Los transceptores SPF/SFP+ ofrecen la ventaja de un precio menor, pero pueden ser menos eficaces a la hora de gestionar la integridad de las longitudes de onda.

    El ruido supone otro desafío más para las redes DWDM activas que se emplean para las implementaciones de redes metropolitanas. El EDFA y los multiplexores ópticos de inserción-extracción reconfigurables (ROADM), que también contienen amplificadores, pueden añadir ruido a una red, y existe un delicado equilibrio para mantener una relación señal óptica-ruido (OSNR) óptima a fin de maximizar la utilización del ancho de banda de un canal DWDM, y minimizar los errores de bits que pueden derivar en retransmisiones y pérdidas de datos.

    Las aplicaciones de DWDM pasivas que se suelen dar con mayor frecuencia en las redes de acceso no presentan problemas de ruido. No hay amplificadores que contribuyan al ruido y la distancia más corta hace que se preste más atención a minimizar la pérdida de potencia óptica (atenuación) y a obtener un buen nivel de potencia óptica en el transpondedor/SPF/SPF+ receptor, así que los reflejos y las pérdidas de los conectores son aspectos de gran importancia.

  • Soluciones para los casos de uso de DWDM

    La DWDM ha armonizado las tecnologías de modulación, electrónica y óptica láser de vanguardia para ofrecer la máxima eficacia en la transmisión de datos por fibra óptica. Este exitoso conglomerado es el producto derivado de un enfoque coordinado e integral de las prácticas de desarrollo, instalación, pruebas y mantenimiento.

    A lo largo de todas estas fases del ciclo de vida de una red, la inspección de las terminaciones y los conectores de fibra óptica es primordial para garantizar un funcionamiento confiable. Para que las herramientas de inspección resulten eficaces, no solo deben permitir ver la terminación de la fibra, sino que también deben automatizar todo el proceso de pruebas. El microscopio de sonda FiberChek es una solución portátil capaz de realizar un enfoque automático y análisis de tipo pasa/falla automatizados, almacenar datos automáticamente y ofrecer flujos de trabajo de inspección de la fibra óptica automatizados.

    Las pruebas de fibra óptica son esenciales durante la construcción de las redes, tanto antes como después de que los multiplexores y los demultiplexores se instalen, para garantizar que el servicio se active a la primera y las redes sean confiables. Las herramientas de pruebas de fibra como los localizadores visuales de fallos (VFL) y las herramientas de inspección de terminaciones de fibra óptica se pueden utilizar con equipos de pruebas con OTDR convencionales, dado que estos usan longitudes de onda estándar de pruebas de 1310/1550 nm para caracterizar las distancias a puntos de conexión/empalme y las pérdidas de estos, además de detectar problemas como pérdidas ópticas excesivas y curvaturas en las fibras principales, centrales y comunes de las redes DWDM.

    Una vez que se han completado las conexiones de los multiplexores y los demultiplexores, las herramientas OTDR estándar y convencionales dejan de ser tan útiles por la misma naturaleza de los dispositivos multiplexores y demultiplexores cuyas longitudes de onda de 1310 nm y 1550 nm se bloquean (mediante su filtrado).& Para caracterizar los enlaces de DWDM de extremo a extremo, se requieren OTDR más especializados que funcionen en las longitudes de onda exactas de servicio de DWDM, de modo que puedan validar rutas concretas. Por ejemplo, el módulo OTDR de DWDM de VIAVI es un OTDR de banda C configurable que hace precisamente eso, y permite la caracterización de enlaces de DWDM de extremo a extremo a través de multiplexores y demultiplexores. Al disponer de una fuente láser configurable integrada (por medio del puerto de pruebas del OTDR), es posible también realizar una prueba de continuidad básica antes de la puesta en marcha del servicio. La función Smart Link Mapper (SLM) proporciona una vista basada en iconos de la traza del OTDR para simplificar la interpretación de los resultados de las pruebas, e identificar claramente los componentes y los elementos comunes de los enlaces de DWDM y cualquier tipo de fallos.

    Pruebas de DWDM para la puesta en marcha

    Para comprobar el rendimiento de los canales y el suministro de longitudes de onda en enlaces de redes metropolitanas y de acceso activas, se puede emplear un módulo de comprobador de canales ópticos DWDM para evaluar de manera precisa las longitudes de onda y la potencia en todo el espectro. 

    Un analizador de espectro óptico (OSA) es una herramienta adicional para sistemas activos capaz de comprobar las longitudes de onda transmitidas y los niveles de potencia y, lo que es más importante, la OSNR. El módulo OSA de la serie OSA-110 es una solución compacta para pruebas de CWDM y DWDM que es compatible con las plataformas MTS-6000A y MTS-8000. El módulo OSA-110 cuenta con funciones de medición de toda la banda, alta resolución óptica y calibración integrada con una precisión de ±0,05 nm.

    Monitorización de redes con un sistema remoto de pruebas de fibra óptica y DWDM

    Hardware: un sistema remoto de pruebas de fibra óptica puede proporcionar una monitorización con OTDR ininterrumpida en una solución montada en bastidor.  Las unidades para pruebas ópticas (OTU) montadas en bastidor y automatizadas se pueden aplicar a la fibra óptica de pruebas que transportan transmisiones de DWDM por medio de rutinas de análisis o pruebas bajo demanda para casos de uso de restauración y solución de problemas específicos para servicios empresariales de alta velocidad, FTTH y 5G.

    Se han diseñado equipos de pruebas de VIAVI como la unidad OTU-5000 con 1625-1650 nm para realizar pruebas con longitudes de onda fuera de banda que no interfieren con las transmisiones de DWDM activas. Estas longitudes de onda se reservan para realizar pruebas. La unidad OTU-8000 con un módulo de DWDM configurable permite realizar pruebas en varias ramas de una red de DAA de tal forma que las pruebas se pueden llevar a cabo en la banda en una longitud de onda de transmisión específica asignada a un nodo más allá de un demultiplexor o fuera de la banda con una longitud de onda reservada para realizar pruebas. Con una escalabilidad superior a los 1000 puertos, ambos cabezales de pruebas ópticas ofrecen valiosos recursos técnicos, al tiempo que proporcionan alertas de fallos detalladas e instantáneas con datos de ubicación, y funciones integradas de mapeo.

    Software: el sistema remoto de pruebas de fibra óptica ONMSi para aplicaciones de redes centrales, de acceso, metropolitanas y FTTH es un  software que controla y realiza un seguimiento de todos los datos obtenidos por las OTU.  Se ha diseñado para proporcionar a su equipo una vista de toda la red en la que observar el estado de la fibra y el progreso de resolución del equipo como solución de pruebas esencial que establece un portal centralizado y de gran visibilidad de la integridad de los datos en toda la red. Esto incluye pruebas de construcción, la monitorización del rendimiento a largo plazo y la detección de intrusiones (seguridad).

    Para enlaces más pequeños, privados o exclusivos en la  red, como centros de datos e instalaciones industriales, el software de SmartOTU es una solución independiente para una monitorización de la fibra oscura o la fibra en servicio y una detección de fallos continuas. La solución SmartOTU se puede implementar directamente sin servidor ni requisitos de formación.

    Solución de problemas de DWDM

    Localizar y reparar enlaces de red defectuosos demultiplexación por división densa de longitud de onda (DWDM) de manera rápida y sin interrumpir el tráfico existente es la clave para evitar tiempos de inactividad excesivos o infracciones de los acuerdos de nivel de servicio (SLA). Para evitar la interrupción del servicio, las pruebas con OTDR en longitudes de onda específicas se pueden realizar en la red activa. Los verificadores de canales ópticos (OCC) y los OSA también pueden ser herramientas de solución de problemas muy valiosas al emplear análisis de potencia y longitud de onda para identificar anomalías. Las soluciones de pruebas que incluyen funciones adicionales para validar transceptores SFP/SFP+ e incluso dispositivos transceptores configurables reducirán significativamente el tiempo medio de reparación (MTTR).

  • Soluciones de DWDM de VIAVI

    Las soluciones para pruebas de extremo a extremo de VIAVI están presentes en las etapas más tempranas de fabricación y en entornos de laboratorio, y continúan aportando valor a lo largo del ciclo de vida de las redes. Sobre el terreno, las soluciones remotas de pruebas y monitorización de la fibra óptica como ONMSi  y XPERTrak contribuyen a minimizar problemas de servicio continuos, así como reducir los gastos operativos y el MTTR al ayudar a localizar los problemas por medio de alarmas con objeto de distinguir entre la fibra óptica y los elementos de red y solucionar problemas bajo demanda de longitudes de onda específicas.

    Al poder evaluar cualquier canal de manera rápida y precisa, los operadores pueden tener una mayor confianza en instalar enlaces de red correctamente y aprobar contratistas que aseguren una garantía continua del rendimiento. Los módulos OTDR de DWDM, los verificadores de canales y las soluciones de pruebas basadas en OSA, en su conjunto, ofrecen una mayor seguridad y tasas de activación a la primera más satisfactorias.

    Al certificar la integridad de la fibra óptica y de los canales por medio de multiplexores y demultiplexores de DWDM instalados, y validar el suministro de longitudes de onda nuevas, se pueden cumplir los requisitos operativos de cualquier topología de red DWDM. Las pruebas espectrales y de desviación en distintas longitudes de onda son funciones adicionales que abarcan desde el laboratorio hasta el lanzamiento del servicio y, por último, la monitorización, el mantenimiento y las prácticas de solución de problemas de red activa en la correcta implementación de una red DWDM.

    Los requisitos de rendimiento de las redes de hoy son más exigentes que nunca, y la necesidad de realizar pruebas en los equipos y las redes es clave, desde el laboratorio hasta el entorno de producción pasando por todo el ciclo de vida de la red.

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