Ganancia de un EDFA y de una cadena de EDFAs
Ganancia de un amplificador EDFA
Obsérvese que la escala no empieza en cero
Ganancia de un amplificador EDFA aislado
Ganancia de un conjunto de amplificadores
Amplificadores EDFA y DWDM
Los amplificadores EDFA amplifican la señal óptica en ruta sin tener que convertirla al dominio eléctrico. Al desempeñar su función en el dominio analógico son independientes del número de ? transmitidas por la fibra, y de la velocidad de la señal transportada en cada ?.
En cambio los repetidores requieren separar cada ? para regenerar la señal, y tienen que saber la velocidad de cada señal transmitida (para realizar correctamente el ‘resynchronize’).
Los amplificadores EDFA reducen mucho el costo de DWDM y permiten cambiar el número de ? en una fibra sin modificarlos. Pero su efecto está limitado a la 3ª y 4ª ventanas (bandas C y L).
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Km
Valencia
Madrid
Ventaja de DWDM con amplificadores EDFA
Enlace WAN de 40 Gb/s con SONET/SDH:
Enlace WAN de 40 Gb/s con DWDM:
Interfaces STM-64 de 10 Gb/s
Amplificador EDFA
Repetidor
Fibra NZDSF
3ª – 4ª Ventana
2ª Ventana
2ª Ventana
Interfaces STM-64 de 10 Gb/s
Alcance: 40 Km
Alcance: 160 Km
Valores típicos de equipos DWDM
Valores para fibra G.652 con 0,15-0,16 dB/Km de atenuación
Estándares ITU-T para DWDM
El estándar G.692 fija unas longitudes de onda o ‘canales’ utilizables para DWDM.
Estos canales se conocen como rejillas ITU o ’ITU grids’
Las rejillas se especifican en frecuencia con espaciados constantes de 100, 50, 25 ó 12,5 GHz (40, 80, 160 ó 320 canales, respectivamente)
La rejilla ITU abarca las bandas S, C y L aunque los equipos DWDM actuales solo usan las C y L para poder utilizar amplificadores EDFA
Los sistemas comerciales llegan como máximo a 160 canales. A veces se denominan UDWDM (Ultra-Dense Wavelength Division Multiplexing)
A medida que aumenta la densidad de canales se complica la tecnología y se reduce el alcance y la velocidad máxima de cada canal
Rejilla ITU-T en la banda C a 100 GHz
Conversión: c = ?*? (c: velocidad luz en vacío, ?: frecuencia)
Factores que limitan el rendimiento de la F.O. monomodo en DWDM
Mezclado de cuatro ondas (FWM, Four Wave Mixing): consiste en una diafonía (crosstalk) entre canales contiguos. Afecta a sistemas DWDM y aumenta conforme disminuye el espaciado entre canales y conforme aumenta la potencia de la señal. Para reducirlo se pueden utilizar canales de anchura desigual o incrementar la dispersión cromática
Aunque parezca extraño en DWDM no interesa tener dispersión cero en ninguna longitud de onda pues entonces el efecto de FWM se hace muy notable y el rendimiento decae
Fibra NZDSF
La fibra DSF se diseñó pensando en transmitir una sola ? en 3ª ventana con una dispersión lo más pequeña posible. La dispersión tan baja a ciertas ? provoca efectos no lineales e introduce interferencias cuando se utiliza DWDM. Por eso la fibra DSF no es adecuada en este tipo de aplicaciones
Para resolver este problema se desarrollaron a mediados de los 90 fibras denominadas NZDSF (Non Zero Dispersion Shifted Fiber) que por diseño tienen dispersión no nula en la 3ª y 4ª ventana.
Esta fibra es la más utilizada actualmente en larga distancia. La fibra DSF ya no se utiliza.
Tipos de fibra monomodo
CWDM (Coarse WDM)
DWDM se utiliza generalmente en enlaces de largo alcance porque es donde sale más rentable. En distancias medias o cortas el ahorro en fibras generalmente no compensa el costo de los equipos.
Para alcances de hasta unos 100 Km hay una tecnología alternativa nueva más barata llamada CWDM (Coarse WDM) que se diferencia de la DWDM en que:
No utiliza amplificadores
Utiliza canales mucho más separados (20 nm frente a 0,4-0,8 nm)
Emplea un rango de longitudes de onda mucho más amplio. Se pueden llegar a usar todas las bandas desde la 2ª hasta la 4ª ventana. Esto ha sido posible gracias a las fibras LWP (Low Water Peak)
El uso de canales más anchos reduce el costo de los emisores láser en 4-5 veces
Canales estandarizados por la ITU-T para CWDM
Normalmente no utilizados
(atenuación pico de agua)
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Canales de 20 nm de separación
Comparación del espectro de propagación de CWDM sobre fibra sin pico de agua (G.652.D) y con pico de agua (G.652.B)
G.652.D
G.652.B
Estimación del mercado de fibras mundial (fuente KMI Research 2004)
Fibras utilizadas en CWDM
CWDM prefiere fibras sin ‘pico de agua’
Diferencia en tolerancias de fabricación
y temperatura de CWDM y DWDM
La variación de ? con la temperatura en un láser CWDM supera la anchura de un canal DWDM
Multiplexor y GBICs para CWDM con Gb Eth.
Multiplexor de ocho ?
Este dispositivo no requiere alimentación eléctrica
GBICs (Gigabit Interface Converter) CWDM de diferentes ?
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Network
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8 Gb/s en un par de fibras
Multiplexor WDM de 8 canales (11 a 18)
8 Gb/s en 8 pares de fibras
Costo del equipamiento CWDM (8 canales): $ 44.000
Con cuatro canales: $26.000
Alcance 100 Km
Aplicaciones de CWDM. Enlace punto a punto
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Sistemas híbridos C/DWDM
Algunos fabricantes ofrecen sistemas que utilizan DWDM y CWDM sobre la misma fibra. Esto permite un crecimiento ‘escalable’
C. 11
C. 12
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C. 18
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