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¿Qué debemos saber acerca de la tecnología CWDM?

¿Qué debemos saber acerca de la tecnología CWDM?

Oficial de FS 2018-09-27

La tecnología CWDM es una tecnología de multiplexación por división en longitud de onda para redes de Metro y regionales. Esta tecnología está estandarizada por la normativa ITU-T G.694.2 que establece una separación de 20 nm en el rango de 1270-1610 nm. Lo anterior permite emitir hasta 18 longitudes de onda CWDM por medio de un par de fibras. Cada señal se asigna a una longitud de onda de luz diferente y de esta forma, se evita que las longitudes de onda no se vean afectadas entre si. Cada canal es usualmente transparente a la velocidad y al tipo de datos, logrando así que cualquier combinación de servicios de red SAN, WAN, y de voz y video pueda ser transportada simultáneamente sobre una sola fibra o sobre un par de fibras. La tecnología CWDM es una solución rentable que permite aumentar la capacidad de la red de acceso. Esta tecnología permite hacer frente a las demandas de crecimiento del tráfico sin sobrecargar la infraestructura.

Diagrama 1: Sistema CWDM

CWDM Mux/Demux: Componente clave de la tecnología CWDM

Un Mux, comúnmente conocido como multiplexor, combina múltiples canales de longitud de onda en una sola fibra. Por otro lado, un Demux, conocido como demultiplexador, separa nuevamente los canales de longitud de onda en el otro extremo. Una configuración Mux/Demux es especialmente útil para incrementar la capacidad de extremo a extremo de una fibra desplegada. El Mux se ubica generalmente en la oficina principal, y la unidad Demux se ubica en un gabinete o en una caja de empalme, desde donde las fibras se dirigen a su destino en una topología con forma de estrella.

Diagrama 2: CWDM Mux Demux

CWDM Mux/Demux de fibra dual

El dispositivo CWDM Mux/Demux de fibra dual es un dispositivo pasivo que multiplexa y demultiplexa las longitudes de onda. Lo anterior, con el fin de expandir la capacidad de la red, la cual debe funcionar en la transmisión de pares de forma bidireccional sobre fibra dual. Este dispositivo soporta hasta 18 canales para la transmisión y recepción de 18 tipos de señales con longitudes de onda de 1270 nm a 1610 nm. El transceptor CWDM SFP+ que se inserta en el puerto de fibra óptica Mux debe tener la misma longitud de onda que el puerto Mux para completar la transmisión de la señal.

Diagrama 3: CWDM Mux/Demux de fibra dual

CWDM Mux Demux de fibra única

El dispositivo CWDM Mux/Demux de fibra única también debe ser utilizado en pares. Por un lado, multiplexa las diversas señales y las transmite a través de una sola fibra. Por el otro lado, (lado opuesto de la fibra) demultiplexa las señales integradas. Teniendo en cuenta que el dispositivo CWDM Mux/Demux de fibra única transmite y recibe las señales integradas a través de la misma fibra, las longitudes de onda para la recepción (RX) y transmisión (TX) del mismo puerto deben ser diferentes. El principio de funcionamiento del dispositivo CWDM Mux/Demux de fibra única es más complejo que el de fibra dual.

Como se muestra en la siguiente imagen, la transmisión de izquierda a derecha utiliza 1470 nm, 1510 nm, 1550 nm y 1590 nm para multiplexar las señales, transmitirlas a través de la misma fibra, y utilizar las mismas cuatro longitudes de onda para demultiplexarlas. Por otro lado, la otra transmisión transporta las señales con 1.490 nm, 1.530 nm, 1.570 nm y 1.610 nm sobre la misma fibra. Con respecto a la longitud de onda del transceptor, es recomendable utilizar la misma longitud de onda que la del puerto TX del dispositivo CWDM Mux/Demux. Por ejemplo, si el puerto de un CWDM Mux/Demux de fibra única tiene 1470 nm de TX y 1490 nm de RX, se debe insertar entonces un transceptor CWDM de 1470 nm.

Diagrama 4: CWDM Mux/Demux de fibra única

Aplicaciones de la tecnología CWDM

Dadas las características tecnológicas de los dispositivos CWDM, éstos se aplican principalmente en dos de las áreas más amplias: red Metro y red de acceso. Éstos siempre cumplen con dos funciones. La primera función es la de utilizar cada canal óptico para transportar una señal de entrada distinta a una velocidad individual. La segunda, consiste en utilizar la tecnología CWDM para disgregar una señal de alta velocidad en segmentos más lentos que puedan implementarse de una forma más rentable, como, por ejemplo, los transceptores de 10G.

CWDM en la Red de Área Metropolitana (MAN)

La red de área metropolitana (MAN, siglas del inglés Metropolitan Area Network) se refiere a la red que cubre la ciudad y sus suburbios y cuya plataforma proporciona una transmisión integrada para las áreas metropolitanas. Las redes CWDM permiten el suministro de servicios de longitud de onda en una amplia área metropolitana, aportando las ventajas funcionales y económicas de una conectividad de malla lógica completa, la reutilización de longitud de onda y la baja latencia de extremo a extremo. Estas características se aplican a los segmentos Inter-Office (CO-CO) y FTTB (del inglés Fiber-to-the-building o Fiber-to-the-basement) o fibra hasta la acometida del edificio de la red Metro. Uno de los beneficios más importantes de la tecnología CWDM es la baja latencia; característica especialmente atractiva en aplicaciones SAN basadas en ESCON y FICON / Fibre Channel. Otros beneficios incluyen, reducción en el espacio, bajo consumo de energía y bajos costos. Lo anterior, permite que esta tecnología sea implementada en los segmentos de Planta Externa (OSP) o de Terminal Remota (RT) del mercado metropolitano.

Diagrama 5: CWDM en la Red de Área Metropolitana

CWDM en las conexiones LAN y SAN

La tecnología CWDM cuenta con varias topologias de red, entre las cuales se incluyen la topologia de punto a punto, de malla y de anillo. Esta última cuenta con una función de auto-regeneración que incluye la protección contra la rotura de enlaces y la separación de fallos en los nodos. Los anillos CWDM y los enlaces punto a punto son ideales para interconectar las redes LAN (red de área local) y SAN (red de área de almacenamiento) que se encuentran dispersas geográficamente. Las empresas se pueden beneficiar de la tecnología CWDM en sus aplicaciones de punto a punto o en anillo gracias a la integración de múltiples enlaces Ethernet Gigabit, Ethernet de 10 Gigabit y Fibre Channel a través de una sola fibra óptica.

CWDM integrado en Ethernet de 10 Gigabit

Ethernet se ha venido utilizando de manera frecuente en el sistema de Metro/Acceso debido al bajo costo de la implementación, a su robustez y a su relativa simplicidad de instalación y mantenimiento. En la medida en que aumenta el ancho de banda, se incrementa la velocidad de transmisión de datos de en la tecnología Ethernet de 10 Gigabit. La integración de Ethernet con CWDM ha demostrado ser uno de los mejores métodos de implementación. Según la normativa IEEE 802.3ae, uno de los requisitos de Ethernet de 10 Gigabit consiste en brindar una solución CWDM de cuatro canales de 1300nm. Pero si el CWDM se estableciera en 10 canales de 1 Gbps, se utilizarían 200 nm del espectro de longitud de onda. Al compararse la tecnología TDM (multiplexación por división de tiempo de transmisión) con la tecnología CWDM de 10G, se puede concluir que la tecnología CWDM puede acarrear un mayor costo al principio, pero a su vez ofrece una mejor escalabilidad y flexibilidad a comparación a la tecnología TDM.

CWDM en la red PON (Red Óptica Pasiva)

La red PON es una red óptica de punto a multipunto que emplea la fibra ya existente. Es la mejor forma, en términos económicos, de proporcionar ancho de banda hasta la última milla. Los bajos costos se derivan de la utilización de dispositivos pasivos en forma de acopladores y separadores (splitters) y no de componentes electrónicos activos de mayor costo. La red PON aumenta el número de puntos finales y la capacidad de la fibra. Sin embargo, la red PON tiene restricciones en la cantidad de ancho de banda que logra soportar.Sin embargo, es posible crear una combinación junto con la tecnología CWDM para lograr mejores resultados. Cabe mencionar que una de las ventajas de la tecnología CWDM consiste en multiplicar el ancho de banda de forma rentable. En este orden de ideas, si se combinan las ventajas de las tecnologias CWDM y PON, se consigue que cada lambda adicional se convierta en una conexión virtual punto a punto desde una oficina central hasta un usuario final. Si dentro de la red del usuario final el despliegue original de la PON incrementa hasta el punto en que necesita su propia fibra, la agregación de CWDM a la fibra de PON crea una fibra virtual para ese usuario. Una vez que se cambia el tráfico al lambda asignado, el ancho de banda extraído de la PON se pone a la disposición de otros usuarios finales. En este orden de ideas, el sistema de acceso puede maximizar la eficiencia de la fibra.

Diagrama 6: CWDM en la red PON

Conclusión

La tecnología CWDM es una solución que le resulta muy atractiva a quienes deseen actualizar sus redes para adaptarse a las necesidades de tráfico actuales o futuras. Al mismo tiempo, esta tecnología ofrece grandes beneficios a aquellos que deseen reducir al máximo el consumo de valiosos hilos de fibra. La demanda de la tecnología CWDM llegará a ser similar a la de la tecnología DWDM en relación con las redes de largo y ultralargo recorrido, debido al constante aumento de la demanda de tráfico de los operadores de las redes de Acceso y Metro.


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