Multiplexación y Demultiplexación Ópticas

Presentación del tema: "Multiplexación y Demultiplexación Ópticas"— Transcripción de la presentación:

1 Multiplexación y Demultiplexación Ópticas
Integrantes: Franz Isaí Condori Argollo Nyurka Sheyla Condori Pari

2 Introducción LAS NECESIDADES DE LAS REDES METROPOLITANAS Bajo costo Ancho de Banda (Alto-adaptados al cliente). MAYOR Demanda Capacidad De Transporte INTRODUCCIÓN GRAN CONSUMO AB SERVICIOS APLICACIONES Necesidad del AB Adaptada La madurez de la tecnología a permitido ofrecer altos anchos de banda a un costo relativamente bajo, consiguiendo así sistemas adaptados específicamente al entorno metropolitano. WDM CWDM ECONOMICA (MENOR COSTO) TECNOLOGIA MENOS COMPLEJA LIMITADOS (CAPACIDAD-DISTANCIA) DWDM ES MAS COSTOSA TECNOLOGIA MAS COMPLEJA TIENEN (CAPACIDAD-MAS DISTANCIA)

3 WDM (Multiplexación por división de longitud de onda)
Tecnología multiplexa (transmite)varias señales sobre 1 F. O. Sin interferencia mutua, mediante portadoras ópticas de diferentes λ ( λ1,  λ2,  λ3,….  λn). Usando Procedente De este modo se aprovecha mejor el ancho de banda que posee la F. O. Laser * CAPACIDAD DISPONIBLE F. O. MEDIANTE LA + DE NUEVOS CANALES . AB de F. O. puede / en 160 canales. Velocidad = terabit/seg.

4 Componentes de un WDM EDFA, En un sistema de comunicaciones óptico, las señales ópticas enviadas por el transmisor son atenuadas en su trayecto, la suma de todas las pérdidas posibilita la detección incorrecta de la señal. Por lo tanto, es necesario garantizar un nivel de potencia aceptable que se consigue mediante la amplificación de la Señal. Un Láser es esencialmente, un amplificador óptico encerrado en una cavidad, que produce oscilación por realimentación reflectiva . El fotodetector es un dispositivo que genera una corriente eléctrica proporcional a la potencia óptica incidente. Los fotodetectores usados típicamente en comunicaciones ópticas son los fotodiodos. Fibra Óptica Dispersión cromática Fibra monomodo estándar. Fibra de dispersión desplazada. Fibra desplazada de dispersión no nula. Los multiplexores son elementos capaces de unir las diferentes señales que llegan a un determinado punto para transmitirlas a través de una única fibra, los demultiplexores las separan.

5 Técnicas de Multiplexación y Demultiplexación

6 Demultiplexación por Prisma
Se hace pasar un rayo de luz policromático por un prisma y las diferentes longitudes de onda son refractadas en ángulos diferentes. Estos rayos luego son enfocados por un lente hasta el punto de entrada a una nueva fibra. El mismo proceso puede ser usado a la inversa para multiplexar.

7 Demultiplexación por difracción
Esta técnica se basa en el principio de difracción de la luz y lo que se hace es que se hace incidir un rayo policromático de luz sobre un arreglo de líneas finas que reflejan o transmiten la luz, cada longitud de onda se difracta de manera diferente en la rejilla lo que hace que salgan hacia sitios diferentes en el espacio. Después se enfocan con un lente hasta la fibra correspondiente.

8 Demultiplexación por filtrado
La idea de esta técnica es sencilla y consistes en sobreponer filtros hasta que solo quede la longitud de onda deseada. Su uso no es práctico cuando hay muchas longitudes de onda multiplexadas ya que se requieren muchos filtros puestos en cascada.

9 Características Permite aumentar la capacidad de transporte de las redes ópticas existentes. A través de multiplexores y demultiplexores, los sistemas WDM combinan multitud de canales ópticos sobre una misma fibra, de tal manera que pueden ser amplificados y transmitidos simultáneamente.  Cada canal óptico puede transmitir señales de diferentes velocidades y formatos a distinta longitud de onda. Ésta permite crear una infraestructura basada en añadir nuevos canales ópticos al sistema de forma flexible en función de las demandas de los usuarios.

10 Tipos de Sistemas WDM Dentro de la Familia WDM existen dos sistemas:
CWDM (Coarse wavelength Division Multiplexing, que significa Multiplexación por división en longitudes de onda ligeras). DWDM (Dense wavelength Division Multiplexing, que significa Multiplexación por división en longitudes de onda densas).

11 CWDW CWDM (Coarse wavelength Division Multiplexing), que significa Multiplexación por división en longitudes de onda ligeras. CWDM es una técnica de transmisión de señales a través de fibra óptica que pertenece a la familia de multiplexion por división de longitud de onda (WDM), se utilizó a principios de los años 80 para transportar señal de video (CATV).

12 Características Posee espaciamiento de frecuencias de (20nm).
Puede acarrear entre 8 y 18 canales ópticos-longitudes de onda, definidas en el intervalo de 1270 a 1610 nm La Capacidad es de 2,5 Gbps. Llegan hasta unos 80 km. Mayor espaciamiento de longitudes de onda, lo que indica que si hay una variación en la onda central debido a imperfecciones de los láseres producidos por procesos de fabricación menos críticos esta onda se mantendrá en banda. Mayor espectro óptico, esto nos permite tener un número de canales para utilizar sin que estos sean disminuidos a causa de la separación entre ellos.

13 Ventajas Menor consumo energético.
Tamaño inferior de los láseres CWDM. Hardware y costo operativo más barato referente a otras tecnologías de la misma familia. Es más sencillo referente al diseño de la red, implementación y operación. Mayor facilidad de instalación, configuración y mantenimiento de la red. Alto grado de flexibilidad y seguridad en la creación de redes ópticas metropolitanas. Puede transportar cualquier servicio de corto alcance como: SDH, CATV, ATM, FTTH – PON, 10Gibagit, entre otros.

14 DWDM DWDM significa multiplexación por división en longitudes de onda densas. Esto apunta a una técnica de transmisión de señales a través de fibra óptica usando la banda C (1550 nm). Se encarga de transportar múltiples señales de luz en un solo cable utilizando portadoras ópticas de diferente longitud de onda. Puede transmitir una gran cantidad de servicios simultáneamente como por ejemplo, voz, video y multimedia. Los Formatos en los cuales trabajan pueden ser Synchronous Optical Network(SONET), Synchronous Digital Hierarchy (SDH), Asynchronous Transfer Mode (ATM), (IP), Packet Over SONET/SDH (PoS) o (GigE).

15 Técnica de Multiplexación y Demultiplexación

16 Optical Add/Drop Multiplexador
Los optical add/drop multiplexer son dispositivos que permiten insertar o remover una o varias señales ópticas en un determinado punto de la fibra. Esto lo hacen si necesidad de tener que hacer una conversión óptica-eléctrica-óptica. La gran ventaja que entregan estos dispositivos es que WDM se pueda implantar en diversos tipos de red.

17 Moduladores o transpondedor (OTU1)
El modulador es el encargado de adaptar la señal proveniente de lado del cliente (como habíamos dicho anteriormente, DWDM se puede adaptar con cualquier tecnología), disminuyendo el ancho espectral, permitiendo así mejor los fenómenos de atenuación producto de la dispersión cromática.

18 Amplificadores Opticos
Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) Este proceso también añade ruido a la señal. Los parámetros de importancia de un amplificador son la ganancia, el nivel de ruido y el poder de salida. La amplificación hecha por los EDFA es dependiente de la longitud de onda pero puede ser corregida con filtros. A distancias mayores de 600 Km la hay que regenerar la señal, no basta solo con amplificarla Los EDFA están disponibles para las bandas C y L.

19 Ventajas de DWDM Aumenta altamente la capacidad de un punto a otro de la red de fibra óptica. 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 y 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.

20 Desventajas del DWDM Los componentes ópticos son más caros debido a la necesidad de utilizar filtros ópticos, y láser que soporte una tolerancia a longitudes de onda compactas. Un dispositivo externo de acoplamiento es usado para acoplar la mezcla de las diferentes señales ópticas. Tiene menor espacio para una tolerancia con respecto a la dispersión de las longitudes de onda.

21 Topologia de las redes Opticas

22 Redes Punto a Punto A grandes rasgos apunta a un tipo de arquitectura de red en que cada canal de datos se usa para comunicar entre dos directamente, en el caso de DWDM, dicha estructura puede ser estructurada con o sin OADM. Las velocidades en la cual opera este tipo de red son por canales ultra rápidos de 10 a 40 Gbps, confiabilidad de la señal y rápida restauración de la trayectoria.

23 Redes de Anillos

24 Redes de Mallas El sistema de protección y restauración puede estar implementado en rutas compartidas, de esta manera, se requieren de pocos pares de fibra para la misma cantidad de tráfico y no desperdiciar longitudes de onda sin usar.

25 Técnicas de Codificación
Es conocido como modulación en banda base y dichos códigos son usados para el transporte digital de datos. En el caso de DWDM, Las señales eléctricas que las diferentes portadoras de información llevan son codificadas cuando son convertidas a señales ópticas para su transmisión y son decodificadas en el receptor óptico donde serán nuevamente convertidas a señales eléctricas. Los tipos de codificación más utilizados en el dominio óptico son: no retorno a cero (NRZ) y retorno a cero (RZ). La codificación NRZ o no retorno a cero, es un método de transmisión donde se hace las siguientes asignaciones a partir de la señal de datos:

26 Codificación NRZ y RZ

27 Aplicaciones de DWDM Apoyo de multiprotocolo. Escalabilidad.
Gestión de redes. Facilidad de instalación y gestión. Consumo de energía moderado. Gran ancho de banda.

28 Dispositivos de DWDM

29 Proveedores Alcatel (www.alcatel.com)
Lucent Technologies ( Nortel Networks ( Ciena Corporation ( Cisco Systems ( Fujitsu ( Marconi Communications ( NEC ( Siemens ( Sycamore ( Tellabs ( Huawei (

30 Equipos Transpondedor
Agregación de plataforma con una solución transparente para conectar a las interfaces de cliente y de forma transparente el envío de esta señal a través de una de longitud de onda, se apega a los requerimientos de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones). En las interfaces compatibles incluyen Gigabit Ethernet, Fast Ethernet, ESCON, 1 Gbps y 2 Gbps Fibre Channel o FICON, Sysplex Timer, Acoplamiento de enlace, Synchronous Optical Network / Jerarquía Digital Síncrona (SONET / SDH) OC-3/STM-1, OC- 12/STM-4, OC-48/STM-16, emisión de vídeo y otros protocolos.

31 Amplificador Optico Las tarjetas de mayor amplificador óptico forman parte de la arquitectura Cisco ONS MSTP inteligente DWDM diseñada para reducir la complejidad de DWDM y acelerar la implementación de soluciones de redes de próxima generación. Estas tarjetas ofrecen el alcance y rendimiento óptico para apoyar un canal DWDM dentro de la red de hasta 64 canales.

32 Switch Estos switches son ideales para los proveedores de servicios que buscan ofrecer servicios Ethernet rentables y reducir al mínimo el coste total de propiedad. Con una gama de Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, corriente continua, y las configuraciones de la fibra, el Cisco Catalyst 3550 Series es el Switch de acceso motropolitano ideal para las empresas y los mercados de tamaño medio y pequeños negocios.

33 Tabla comparativa entre tecnologías WDM según el tipo de aplicación.
Aplicación/parámetro CWDM acceso/MAN DWDM MAN/WAN DWDM largo alcance Canales por fibra 4-16 32-80 80-160 Espectro utilizado O, E, S, C, L C, L C, L, S Espaciado entre canales 20 nm (2500 GHz) 0,8 nm (100 GHz) 0,4 nm (50 GHz) Capacidad por canal 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s 10-40 Gbit/s Capacidad de la fibra 20-40 Gbit/s Gbit/s >1 Tbit/s Tipo de láser uncooled DFB (láser de realimentacion distribuida) cooled DFB Tecnología de filtros TFF (tecn. pelicula delgada) TFF, AWG, FBG Distancia hasta 80 km cientos de km miles de km Coste bajo medio Alto Amplificación óptica ninguna EDFA EDFA, Raman

34 CWDM DWDM Definido por longitudes de onda Definido por frecuencias Comunicación de corto alcance (50 a 80km) Largas distancias de transmisión Usa amplios rangos de frecuencias Estrechas frecuencias Longitudes de onda de propagación lejana Angostas longitudes de onda Es posible la desviación de longitudes de onda Es necesario laseres de mucha presicion para mantener los canales en el punto Espectro dividido en grandes proporciones Espectro dividido en pequeñas piezas La señal de luz no es amplificada Se puede utilizar señal lumínica amplificada

35 GRACIAS…..