La tecnología conocida como Multicanalización por División de Longitud de Onda (WDM, por sus siglas en inglés), a pesar de existir desde hace varios años, es hoy en día uno de los temas de mayor interés dentro del área de la infraestructura de redes ópticas. En los Estados Unidos, en donde las redes de fibra óptica han evolucionado considerablemente, WDM se ha consolidado como una de las tecnologías favoritas, debido a las enormes ventajas que ofrece en la optimización del uso del ancho de banda. Su implementación en los mercados de Europa, Asia y América Latina crece día con día, y son cada vez más las redes de cable que la utilizan para ofrecer multi-servicios.

Los enlaces de comunicación óptica permiten el envío simultáneo de diferentes longitudes de onda a través de una sola fibra dentro de la banda espectral que abarca los 1300 y los 1600nm. Ésta es una importante característica, posible gracias a la tecnología WDM, que consiste en combinar varias longitudes de onda dentro de la misma fibra. Conceptualmente, esta forma de multicanalización es similar a FDM (Multicanalización por división de frecuencia, por sus siglas en inglés), utilizada en sistemas satelitales y de microondas. Mientras que FDM consiste en transmitir varias señales al mismo tiempo a través de un solo canal de banda ancha, modulando primero cada una de ellas en una subportadora distinta y, posteriormente, reuniéndolas para formar una sola señal, WDM reúne diferentes longitudes de onda para formar la señal que se transmitirá. De manera similar a otras formas de multicanalización, WDM requiere que cada longitud de onda sea debidamente espaciada de las demás, con el objeto de evitar la interferencia intercanal.

A pesar de que esta técnica de multicanalización, utilizada principalmente en redes de fibra óptica, se denomina de manera amplia WDM, es más común escuchar el término convencional DWDM (Multicanalización Densa por División de Longitud de Onda, por sus siglas en inglés), el cual, aunque no denota ninguna región de operación o condición de implementación adicional, toma su nombre a partir de una designación de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y se refiere únicamente al espaciamiento requerido en la especificación UIT-T G.692.

Actualmente, DWDM no es vista tan solo como una técnica para ampliar la capacidad de una red de fibra óptica, sino más bien, como una tecnología robusta en el "backbone" de redes multi-servicios y redes de acceso móvil, que permite satisfacer el crecimiento en volumen y complejidad que presentan los servicios de telecomunicaciones. Las principales ventajas que ofrece DWDM se enlistan a continuación:

• Aumenta dramáticamente la capacidad de un punto a otro de la red de fibra óptica, lo cual es considerado la aplicación clásica de DWDM.Esto se debe principalmente a la posibilidad de transmitir varias señales dentro de una sola señal y a las altas tasas de transmisión que soporta.

• Permite transportar cualquier formato de transmisión en cada canal óptico. Así, sin necesidad de utilizar una estructura común para la transmisión de señales, es posible utilizar diferentes longitudes de onda para enviar información síncrona o asíncrona, analógica o digital, a través de la misma fibra.

• Permite utilizar la longitud de onda como una nueva dimensión, además del tiempo y el espacio, en el diseño de redes de comunicación.

Aún no hemos comentado cuáles son los fundamentos que dan cabida a la tecnología WDM.En un enlace punto a punto de fibra óptica existe una fuente de luz localizada en el extremo transmisor y un fotodetector en el extremo receptor. Las señales originadas por diferentes fuentes ópticas utilizan fibras diferentes y únicas como medio de transmisión. Puesto que toda fuente óptica tiene un ancho de línea limitado, es decir, el rango de longitudes de onda que puede emitir es pequeño, el ancho de banda de la fibra es desperdiciado puesto que únicamente se hace uso de una pequeña porción de éste en la fibra. Los multicanalizadores WDM permiten acoplar diferentes longitudes de onda dentro de una fibra común. De la misma manera, un dispositivo WDM puede recuperar las longitudes de onda que se transmitieron a través de la fibra óptica.

Cada uno de los canales WDM es diseñado para dejar pasar una longitud de onda o una banda de longitudes de onda en particular. Por ejemplo, un sistema WDM de dos canales podría estar pensado para dejar pasar las bandas de 1310 y 1550nm. El sistema podría utilizarse para enviar dos señales ópticas a través de una fibra común: una señal con longitud de onda de 1310nm se transmitiría a traves del canal de 1310nm, y una señal de 1550nm se enviaría por el canal WDM de 1550nm.



Figura 1. DWDM de 8 Canales

Los canales WDM se comportan como filtros que únicamente permiten el paso de las señales ópticas especificadas para cada canal, de tal forma que transmitir una señal de 1310nm a través de un canal de 1550nm no funcionaría. A pesar de que actualmente se desarrollan técnicas para alojar más de 2000 canales en una sola fibra, los multicanalizadores más comunes que existen cuentan con 2,4,8,16,32 ó 64 canales. Aquéllos que integran dos canales cuyas longitudes de onda se localizan entre las bandas de 1310 y 1550nm se conocen como WDMs de banda amplia. Un multicanalizador WDM de banda angosta es aquél que integra dos o cuatro canales dentro de la banda de los 1550nm. DWDM pertenece a esta categoría WDM de banda angosta y está diseñado para un espaciamiento entre canales de 100GHz (~0.8nm). Debido a este espaciamiento, DWDM puede acoplar ocho o más canales dentro de la banda de los 1550nm (Ver figura 1).

Al momento de implementar tecnologías WDM, es muy importante que los multicanalizadores utilicen fuentes láser con diferentes longitudes de onda, y que estas fuentes se sintonicen de acuerdo a las longitudes de onda o bandas específicas del multicanalizador. De no utilizar las longitudes de onda correctas, el sistema podría no funcionar adecuadamente.

Valdría la pena señalar que antes de implementar tecnología WDM eran necesarias dos fibras en un sistema de comunicación. Una de ellas estaría conectada al transmisor óptico, mientras que la otra provendría del receptor, permitiendo una comunicación bidireccional, conocida como "full-duplex". Con la llegada de WDM, sólo se requiere de una fibra para proporcionar comunicación "full-duplex", sin importar el número de canales que se tengan. Por ejemplo, en un sistema WDM de cuatro canales se tienen dos sistemas de comunicación a través de una sola fibra; para ocho canales WDM se mantendrían cuatro sistemas de comunicación en la misma fibra. En consecuencia, es muy notable la reducción de fibra óptica de la planta (Ver figura 2).



Figura 2. Sistemas de Comunicación de Fibra Óptica Tradicional y WDM

Las bandas que se utilizan en las comunicaciones ópticas tienen sus propios nombres. La banda C, por ejemplo, corresponde a las longitudes de onda entre 1530 y 1565nm, y sus sub-bandas son conocidas como banda azul (1527.5 " 1542.5nm) y banda roja (1547.5 ? 1561.0nm). Existen otras bandas conocidas como banda L (1570 - 1610nm) y banda S (1525 " 1538nm), actualmente siendo investigadas para su posterior implementación.

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Las técnicas WDM se especifican en términos de la longitud de onda de sus canales (en nanómetros) y con base en su configuración de transmisión?recepción. En ocasiones suele especificarse la longitud de onda de un canal como su frecuencia correspondiente en terahertz.La relación entre frecuencia y longitud de onda se da por la siguiente expresión, en la que el valor 299792 es el estimado de la velocidad de la luz en el vidrio (~2.99x10 8 m/s), con el punto decimal ajustado para su correcto uso en la fórmula.

Frecuencia (en THz) = 299792/Longitud de onda (en nm)

A partir de esta expresión se podrá comprender que para un sistema DWDM, cuya separación de canal, según el estándar de la UIT, es de 100GHz (~0.8nm), dos canales adyacentes, el primero con una frecuencia de 192.0THz y el segundo de 192.1THz, cuentan con longitudes de onda respectivas de 1561.42nm y 1560.61nm. Además de hacer notar, mediante este ejemplo, la relación entre frecuencia y longitud de onda de dos canales adyacentes, convendría resaltar también que la separación entre canales, de acuerdo al estándar de la UIT, es precisamente de 100GHz o de aproximadamente 0.8nm, tanto para frecuencias como para longitudes de onda. Mientras dos canales adyacentes se encuentren más cerca uno del otro, menor será la banda espectral correspondiente a cada uno de ellos, lo cual hace posible alojar más canales dentro de una misma fibra.

Al considerar el número de canales que DWDM puede alojar, nos sorprendemos inmediatamente. Sin embargo, no es el número de canales lo más importante, sino la velocidad que cada uno de ellos puede alcanzar y la flexibilidad que esta tecnología ofrece a los operadores en términos de escalabilidad.Por poner un ejemplo, un sistema cuya estrategia de crecimiento sea gradual, podrá iniciar implementando DWDM a 100Mbps por canal e incrementar la capacidad de cada uno hasta más de 40Gbps.

DWDM representa uno de los bloques de red más recomendados para ofrecer multi-servicios.El equipo necesario para integrar esta tecnología a una red de fibra óptica abarca fuentes transmisoras condicionadas a determinadas longitudes de onda, multicanalizadores, amplificadores, filtros, dispositivos que separen las señales multicanalizadas y herramienta adecuada para el mantenimiento de la red. La configuración que se utilice puede ser punto a punto o de tipo anillo.

La flexibilidad y capacidad que DWDM ofrece, hace de esta tecnología una alternativa ideal para satisfacer las necesidades de crecimiento de la red hacia una nueva generación de servicios. Su capacidad y flexibilidad permiten integrar el tráfico de una variedad de redes diferentes, incrementando el número de usuarios, proveyendo aplicaciones y servicios complejos y acelerando las tasas de transmisión. Definitivamente se trata de una tecnología prometedora para los sistemas de fibra óptica.