Coarse W a v e l e n g t h D i v i s i on M u l t i p l e x i n g

Durante los ultimos afios del siglo pasado, se gastaron desenfrenada-mente miles de millones de euros

en el despliegue y ampliation de redes de te-lecomunicacion que nunca veran un retorno del capital invertido. Pero las operadoras ya no estan en condiciones de construirinfraes-tructuras sobredimensionadas, pues la crisis economica actual exige que la capacidad de la red crezca en funcion del flujo de bene-ficios obtenidos a partir de ella. Es decir, la red debe ser rentable desde el primer momento y el retorno de las inversiones se ha de obtener en un corto espacio de tiempo.

Estos condicionantes son inclu-so mas ciertos en lo que se refiere al equipa-miento utilizado en el entomo metropolitano. Si las redes de larga distancia pueden ser ra-pidamente amortizadas por el gran numero de clientes soportados, las metropolitanas requieren sistemas de menor coste y menor capacidad. En estos momentos, el entomo metropolitano actual precisa, por tanto, siste­mas de transporte fisicamente pequenos, de poco consumo, sencillos de utilizar y de bajo coste con capacidad sunciente para soportar tanto la demanda actual como la futura.

Mas ancho de banda a menor coste La demanda de capacidad de transporte en estos entomos es cada vez mayor, debido a la introduction de servicios y aplicaciones con gran consumo de ancho de banda (Internet de alta velocidad, video bajo demanda, redes de almacenamiento...), soportados por tec-nologias de acceso como ADSL, HFC, LMDS, PLC, GbE o GPRS. Esta necesidad de ancho de banda en la red metropolitana suscito hace unos ahos un gran interes en los sistemas DWDM (Dense Wavelength Division Mul­tiplexing), pues, ademas, la transparencia inherente a esta tecnologia se adapta muy bien al entomo metropolitano, caracteriza-do por la necesidad de integrar una gran di-versidad de clientes, servicios y protocolos. Sin embargo, estos sistemas no cumplieron en ningun momento las previsiones, debido principalmente a su alto coste y al lento retorno de las inversiones realizadas en su adquisicion y despliegue.

Este panorama propicio la busqueda de tecnologias adaptadas al entomo metropo­litano que consiguiesen ofrecer altos anchos

48 Comunicaciones World / Diciembre 2003

CWDM, al asalto de las redes

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de banda a un coste relativamente bajo. El re-sultado fue la aparicion, hace alrededor de un ano, de los primeros sistemas comerciales ba-sados en CWDM (Coarse WDM). Esta alterna-tiva, dada su menor complejidad, se beneficia del menor coste de los componentes opticos a ella asociados, y, aunque mas limitada en cuanto a capacidad y alcance que DWDM, se adapta perfectamente a las necesidades de las redes empresariales y metropolitanas de corta distancia (hasta 80 kilometros).

Las bases WDM La multiplexacion por division en longitud de onda, multiplexacion optica o WDM

(Wavelength Division Multiplexing) se basa en la posibilidad de acoplar la salida de cada fuente emisora de luz a una longitud de onda o frecuencia optica diferente sobre una misma fibra. Despues de la transmision a traves de la fibra, cada una de estas senales o canales opticos en distintas longitudes de onda, pueden ser separadas entre si hacia diferentes detectores en su extremo final. El componente encargado de inyectar las distintas fuentes sobre la misma fibra op­tica es el multiplexor, y el de separarlas, el demultiplexer; el transpondedor se ocupa de adaptar las longitudes de onda recibidas a una longitud estandarizada, estabilizada

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y susceptible de ser multiplexada y demul-tiplexada.

En WDM se distinguen tipicamente cuatro familias de sistemas: DWDM de ultra larga distancia, DWDM de larga distancia, DWDM metropolitano y CWDM. Las cuatro familias utilizan componentes opticos dis-tintos; los mas complejos y caros soportan mayores capacidades por canal y agregadas, asi como mayores distancias de transmision (vertabla).

Las longitudes de onda utilizables por los sistemas CWDM fueron estandarizadas por el ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication sector) en el ano 2002. La norma, denominada ITU-T G.694.2, se basa en una rejilla o separation de longitudes de onda de 20 nm (o 2.500 GHz) en el rango de 1.270 a 1.610 nm, pudiendo asi transportar hasta 18 longitudes en una unica fibra optica monomodo.

Los sistemas comerciales CWDM utili­zan habitualmente cuatro u ocho longitudes de onda; con cifras superiores, estos siste­mas se ven afectados por la alta atenuacion originada por el denominado "pico de agua"

Tecnologfa

DWDM ultralarga distancia

DWDM larga distancia

DWDM metropolitano

CWDM

Numero maximo de canales

160 160 16-32 4-8

Separation entre canales

50-100 GHz (0,4 nm)

50-100 GHz (0,4 nm)

100-200 GHz (0,8-1,6 nm)

2.500 GHz (20 nm)

Distancias maximas (sin regeneration)

5.000 Km 600 Km 200-80 Km 80 Km

Velocidad maxima por canai

10Gbps 10Gbps 10Gbps 2,5 Gbps

en el entorno de 1.383 nm o banda E de la fibra optica monomodo convencional. Para eliminar este efecto, ha aparecido un nuevo tipo de fibras opticas, conocidas por ZWPF (Zero Water Peak Fiber) o G.6B2.C.

Como en CWDM se emplea un espacia-miento de longitudes de onda relativamen-te grande, en comparacion con el utilizado en DWDM, es posible usar componentes opticos mas sencillos y, por lo tanto, mas baratos. De este modo, los laseres de reali-

mentacion distribuida utilizados en CWDM tienen un mayor ancho de banda espectral y no estan estabilizados; es decir, que, aun-que la longitud de onda central se desplace debido a imperfecciones de fabrication o a cambios en la temperatura a la que esta sometido el laser, seguira estando en ban­da. Esto permite producir laseres siguiendo procesos de fabrication menos criticos que los utilizados en DWDM. Por ejemplo, no es necesario emplear los sofisticados circuitos

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Movilidad y Empresa Diciembre 2003 / Com unicaci ones World 49

de refrigeration que corrigen las potenciales desviaciones de la longitud de onda genera-das por los cambios de temperatura a la que esta sometido el chip. Asi, se consigue redu-cir sensiblemente el espacio ocupado por el chip y el consumo de potencia, ademas del coste de fabrication. Lo mismo ocurre con los filtros opticos utilizados en CWDM ba-sados en la tecnologia de pelicula delgada, en los que, de nuevo, se consigue una mayor capacidad de integration y reduction de cos­te respecto a los tradicionales DWDM.

Por otro lado, CWDM utiliza un espectro mas amplio que el empleado por DWDM. Esto, que permite que el numero de canales susceptibles de ser utilizados no se vea radi-calmente disminuido a pesarde aumentarla separation entre ellos, es posible porque en CWDM no se utilizan amplificadores opticos de fibra dopada con Erbio, como ocurre en DWDM para distancias superiores a 80 Kilo­metres. Los sistemas CWDM utilizan, de ser necesario por las distancias cubiertas, rege­neration; es decir, cada uno de los canales sufre una conversion optico-electrico-optico de forma totalmente independiente al resto. El coste de la optoelectronica en CWDM es tal, que es mas simple y menos caro regene-rar que amplificar de forma conjunta todos los canales en el dominio optico.

CWDM es, ademas, muy sencillo en cuanto a diseho de red, implementation y operation, lo que permite una facil adoption e implementation de la tecnologia por parte de los operadores de transporte, en contra­position a algunos de los complejos sistemas DWDM metropolitanos utilizados desde hace unos tres ahos. CWDM es un sistema de transporte con pocos parametros que nece-siten la optimization por parte del usuario, mientras que los siste­mas DWDM requieren de complejos calculos de balance de poten-cias por canal, algo que se complica aun mas cuando se anaden y ex-traen canales o cuando DWDM es utilizado en redes en anillo, sobre todo cuando los siste­

mas incorporan ampli­ficadores opticos. Ventajas

Recursos Web

Alca te l

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iuu)Ui.ciena.com Cisco

ui uiUi .c isco.com Ericsson

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uiuiui. extremenetuiorfes.com In te rne t Photon ics

ujuiui . internetphotonics.com N o r t e l N e t w o r k s

uiuiui .nortel .com Rivers tone N e t w o r k s

uiuiuj .riuerstonenet.com Sor ren to N e t w o r k s

uiuiui .sorrentonet.com

Gestion en SIMMP Con el fin de reducir costes, los suminis-tradores de sistemas CWDM tambien uti­lizan protocolos de gestion diferentes a los de los sistemas DWDM. Los sistemas DWDM utilizan el protocolo CMIP (Common Ma­nagement Information Protocol) de la familia de protocolos OSI (Open Systems Interconnec­tion). Para reducir los costes, los fabricantes de sistemas CWDM utilizan SNMP (Simple Network Management Protocol) de la pila de protocolos TCP/IP.

La utilization de SNMP frente a CMIP supone, para los fa­bricantes de equipos, una menor complejidad en el desarrollo de sus herramientas de gestion de red, lo cual redunda en un menor coste de estas. Por otro lado, el operador se beneficia tambien porque SNMP esta mas extendido y es mas

conocido, consume me­nos recursos y es mas barato de implementar en la red de routers que interconectara la red CWDM con el centre de supervision central. Por otro lado, la nueva y ultima ver­sion de SNMP, SNMPv3, solventa muchas de las limitaciones inherentes a las primeras versiones de la norma que propi-ciaron la utilization de CMIP en las redes de las grandes operadoras de telecomunicaciones, principalmente las pres­tations de seguridad.

Las tecnologias que lideran el mercado me-tropolitano en la actua-

Las venta jas d e los s is temas

C W D M respec to d e los s is temas

D W D M son, f u n d a m e n t a l m e n t e :

• m e n o r cos te de l e q u i p o

m e n o r cos te de l s is tema d e

ges t i on asoc iado

mayo r fac i l idad d e insta lacion

y con f igu rac ion inicial d e la red

> mayo r fac i l idad d e ope rac ion y

m a n t e n i m i e n t o d e la red

m e n o r c o n s u m o d e po tenc ia

m e n o r espac io o c u p a d o

Grandes crecimientos

Segun da tos d e In fonet ics

Research, el m e r c a d o d e

s is temas C D W M alcanzo 26,7

mi l lones d e do la res en el

s e g u n d o cua t r imes t re d e 2003

y superara los 243 mi l lones d e

do lares en 2006 .

lidad son SDH y Gigabit Ethernet. Cuando la ca­pacidad de transmision en un enlace optico no puede ser cubierto por estos sistemas basados en TDM (Time Division Multiplexing), la solu­tion es introducir siste­mas WDM; es decir, las tecnologias TDM y WDM son, por el momento, complementarias. De hecho, muchos sistemas WDM, tanto CWDM como DWDM, tambien pueden multiplexar en TDM las sefiales de entrada, con el fin de aprovechar al maximo el espectro optico dis-ponible. Por ejemplo, mediante un sistema CWDM equipado con 8 transpondedores de has-ta 2,5 Gbps capaces de multiplexar en el tiem-po, se podrian transmitir hasta 16 sefiales Gigabit

Ethernet a 1,25 Gbps; es decir, se agregarian dos sehales Gigabit Ethernet en cada canal optico CWDM.

Ventajas y beneficios En defmitiva, CWDM es una tecnologia muy sencilla y tiene un coste muy bajo, tipicamente de alrededor del 35-65% menor que el de DWDM para el mismo numero de longitudes de onda, lo que permite que los desembolsos en capital sigan la trayectoria de la generation de beneficios.

La unica limitation que puede presentar CWDM frente a DWDM en el entorno metro-politano es la menor capacidad soportada. No obstante, varios suministradores WDM ofrecen esquemas de migration, de tal modo que, cuando es preciso extender la capacidad de los sistemas CWDM, algunos puertos de este tipo puedan ser sustituidos por puertos y filtros DWDM. Segun este esquema de mi­gration, hasta 16 canales DWDM separados 50 GHz pueden ser ubicados en el espectro ocupado por un unico canal CWDM.

R A M 6 N J E S U S M I L L A N T E / E D O R

Ingeniero de Telecomunicacion, Master en TI y experto en redes opticas

50 Comunicaciones World / Diciembre 2003 m Movi l idad y Empresa w w w . a l h a m b r a - e i d o s . c o m