R E V I S T A DE TELECOMUNICACIONES DE ALCAT E...

R E V I S TA DE TELECOMUNICACIONESDE ALCAT E L

FOTÓNICA: ¡HÁGASE LA LUZ!

3er Trimestre 1998

En esta publicación no se hace ninguna mención a derechos relativosa marcas o nombres comerciales que puedan afectar a algunos de lost é rminos o símbolos utilizados. La ausencia de dicha mención no impli-ca, sin embargo, la falta de protección sobre esos términos o símbolos.

REVISTADE TELECOMUNICACIONES

DE ALCATEL

Fotónica: ¡Hágase la Luz!CONSEJO EDITORIAL

Marko ErmanAsesor EditorialDirector Optical Systems DepartmentAlcatel Corporate Research Center

Catherine CamusDirectora Jefa Adjunta yDirectora de la edición francesa, París

Mike DeasonDirector de la edición inglesa, París

Andreas OrteltDirector de la edición alemana, Stuttgart

Gustavo ArroyoDirector de la edición española, Madrid

Isabelle LiuDirectora de la edición china, Beijing

Ann PaulsrudAsistente Editorial

Las direcciones de los directores figuran en la última página de este número.

DIRECTORES

Peter RadleyPresidente del Consejo Editorial

Philippe GoossensEdmond OsstynEditores Jefes

3er trimestre1998

161 EditorialLa Fotónica se Enfrenta al Desafío del Te r a b i tF. BRIGGS

163 ¡Hágase la Luz!M. ERMAN

165 Evolución y Tendencias del Mercado para losSistemas de Transmisión ÓpticaR. CASTELLI, T. KRAUSE

176 Familia de Productos OptinexB. CLESCA

184 Evolución de los Sistemas Submarinos WDMhacia Redes Integradas de Terabit/sJ. CHESNOY, O. GAUTHERON, L. LE GOURRIÉREC,V. LEMAIRE

192 Fabricación de Láseres para Aplicaciones DWDMG. MESQUIDA, C. OGUEY

201 Cables Ópticos Avanzados paraComunicaciones de Banda AnchaJ. P. BONICEL, P. GAILLARD, G. ORCEL, B. OVERTON

210 Impacto de la Infraestructura de Fibra en laTransmisión WDMA. BERTAINA, J. L. BEYLAT, S. BIGO, M. W. CHBAT

218 Pruebas de Campo de Redes Ópticasbasadas en Conversión de Longitud de OndaJ. L. BEYLAT, M.W. CHBAT, A. JOURDAN, P. A. PERRIER

225 Soluciones Ópticas para la Red de AccesoG. EILENBERGER, TH. PFEIFFER, I. VAN DE VOORDE

232 Desde la Transmisión al Proceso: Desafío para los Nuevos Dispositivos OptoelectrónicosF. BRILLOUET, F. DEVAUX, M. RENAUD

Abreviaturas de este número

Revista técnica editada por Alcatel España, S.A.Domicilio social: c/ Ramírez de Prado, 5. 28045 Madrid, EspañaDepósito legal: M21988/1998ISSN: en curso Imprime: COBRHI, S.A.Edición española: 7.500 ejemplares© Alcatel España, S.A.

La Revista de Telecomunicaciones de Alcatel es unapublicación técnica de Alcatel que presenta sus investi-gaciones, desarrollos y productos por todo el mundo.

Si desea recibir más información sobre cualquiera de los temas deeste número, contacte con n o s o t ros a través del Fax: 33(0)1 6963 17 00 ó e-mail: Marko.Erm a n @ a a r. a l c a t e l - a l s t h o m . f r

La construcción de la historia tiendea ser errática, sin caminos o indicios cla-ros que guíen a aquellos que buscan pre-visiones para el futuro. Pero lo que sueleverse como una serie de eventos aleato-rios puede, en algunas ocasiones, cam-biar el mundo.

¿Quién podría haber previsto que ladecisión, en 1984, de un juez federal paraacabar con el monopolio de la telefoníaen los Estados Unidos diera lugar, justouna década más tarde, a un cambio totalen la forma en que el mundo vive y traba-ja actualmente? o ¿cómo un enlace de fi-bra óptica entre St Louis y Chicago po-dría ayudar a un ordenador personal aconvertirse en una herramienta de tele-comunicaciones tan extendida como elteléfono? o ¿que un simple protocolo dered conocido como TCP/IP pudiera final-mente permitirlo todo, desde una simpleoperación bancaria on-line, hasta la ges-tión de enormes y complejas redes, in-cluyendo el mayor mercado de valore sdel mundo y la primera central mundialde suministro eléctrico?

Está claro que una nueva era históricaestá surgiendo en el ámbito de las teleco-municaciones. Desde Wall Street hastaMain Street, desde Nueva York hasta Nue-va Delhi, las comunicaciones continúancambiando no sólo la forma en que re a l i-zamos los negocios, sino también la verda-dera naturaleza de los mismos. La infor-mación se dispara a la velocidad de la luz

a través de inmensas redes. Las compañí-as, que antaño planificaban ciclos de cin-co y diez años, están encantadas con tenerla certeza de dónde se encontrará el mer-cado dentro de 12 meses. Los protago-nistas de esta industria nos encontramosen el umbral de una época que prometeun crecimiento explosivo y oportunidadessin precedentes, pero sólo las compañíasque asuman estos cambios estarán re a l-mente preparadas para el futuro.

¿Qué es lo que está impulsando todoeste crecimiento? No hace mucho tiempoque el Marketing reguló esta industria,impulsada por planes de abaratamientode las llamadas o anuncios inteligentesen la televisión. Pero, incluso, todo estoha cambiado.

Con el increíble crecimiento de Inter-net y la progresiva necesidad de disponerde mayores y más rápidas autopistas deinformación, nos encontramos en una eraen donde las compañías de telecomuni-caciones se jactan acerca de su multiple-xacion por división de onda y anuncianen los medios de comunicación el usoque realizan de la dispersión de la fibradesplazada. A través del uso de tecnologí-as de módem de datos por cable y líneasde abonados digitales, los consumidore stendrán muy pronto acceso de alta velo-cidad desde sus propios hogares, cre á n-dose incluso una mayor demanda de nue-vas aplicaciones que a su vez re q u e r i r á nuna mayor anchura de banda.

Actualmente, alrededor de 100 millo-nes de ordenadores personales se encuen-tran trabajando on-line, pero en los próxi-mos dos años, los analistas predicen quesu número se habrá duplicado, alcanzandouna cifra superior a los 217 millones de e-quipos conectados a la red. Piense en loque esto significa para nuestra industria.

Y observe el equipo que vamos a utili-zar. Actualmente, un ordenador personalportátil trabaja, como promedio, a alrede-dor de 200 MIPS, y para el final de estadécada esa capacidad se habrá cuadrupli-cado. Usted llevará en su maletín lo quese denominaba como un super-ordenadorhace solamente unos pocos años.

Al mismo tiempo, no podemos olvidarque conforme se hace patente esta reali-dad, tan sólo el 25% de la población mun-dial tiene opciones de utilizar los servi-cios de telecomunicaciones, que la mitaddel orbe no ha realizado nunca una lla-mada telefónica, y que aún la situación sereduce más cuando hablamos del uso quese puede realizar de Internet. ¿Cuál es elresultado final?: Un inmenso mercado sinexplotar.

Como en ningún otro momento históri-co, la tecnología se convierte en la llaveimpulsora del actual mercado de las tele-comunicaciones. Y MCI tiene la intenciónde liderar esta revolución tecnológica,continuando nuestra evolución desde serun suministrador de larga distancia hastaconvertirnos en una compañía con expe-

LA FOTÓNICA SE ENFRENTA ALDESAFÍO DEL TERABIT

EDITORIAL

Fred Briggs

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riencia en el desarrollo y la utilización delas tecnologías más avanzadas a nivelmundial y con el objetivo de que nuestrosclientes sean capaces de gestionar mejor,de forma más creativa y con mayor flexi-bilidad sus negocios.

¿Por qué MCI necesita asegurar que sured continúe siendo una de las más pode-rosas y avanzadas del mundo? En el nue-vo milenio, ¿cómo podremos ser capacesde transportar eficientemente los trillo-nes de bits de datos que, entre otras co-sas, mantienen en el mundo a los aero-planos volando, el mercado de valoresNASDAQ operando a pleno rendimiento oInternet funcionando?

Necesitaremos que todas nuestras re-des ópticas trabajen a OC-768 e, inclusocon valores más altos, y también herra-mientas avanzadas para la supervisión,recuperación y aprovisionamiento de red.

Para el comienzo del próximo siglo, re-queriremos grandes transconectores ópti-cos con una matriz del tamaño de 256 por256. Inmediatamente después, necesita-remos enrutamiento de terabits y disposi-tivos para soportar el enrutamiento de lalongitud de onda, y transconectores ópti-cos, multiplexores ópticos y traductoresde longitud de onda.

Con la convergencia de la voz y datossobre IP, necesitaremos una plataformade conmutación de nueva generación. Enesta nueva arquitectura, la mayoría de loscomponentes electrónicos serán retiradosde la red, y el proceso y enrutamiento delas señales serán gestionados por mediode tecnología óptica. Los conmutadores ylos enrutadores serán conectados directa-mente a la fibra, permitiendo que las lon-gitudes de onda sean tratadas más eficaz-mente, y la restauración en 50 milisegun-

dos estará disponible a través de toda lared óptica.

Y, por cierto, teniendo en cuenta deque no pensamos excavar para retirarnuestras más de 40.000 millas de cable defibra óptica, toda esta tecnología tendráque ser compatible con nuestros actualessistemas a fin de proteger las inversionesya realizadas.

Si no cometemos errores, sacare m o sventaja de nuestro potencial tecnológico,de nuestra formidable infraestructura dered y del conocimiento de nuestro marke-ting y ventas, para convertirnos en la com-pañía líder en las comunicaciones de datos,en Internet y, en general, de las tecnologíasde la información del próximo milenio. Y eneste camino, contaremos con la ayuda decompañías como Alcatel para el suministrode las herramientas necesarias para sopor-tar esta enorme capacidad de futuro.

Fred M. BriggsChief Engineering OfficerMCI Communications Corporation

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¡HÁGASE LA LUZ!

M. ERMAN La fotónica está cambiando la manera en cómo se construyen, operan y gestionan

las redes de telecomunicaciones, aportando mejores servicios a los usuarios finales.

■ Introducción

¿Es el término fotónica algo más que unruido de campanas? Sin duda lo es, dadoque la fotónica se está convirtiendo en latecnología de moda. Un análisis estadísti-co reciente de los términos utilizados másfrecuentemente en los títulos de los artí-culos técnicos publicados indicaba que,durante los últimos años, la palabra fotó-nica ha llegado a ser el término más ge-neralmente utilizado, posicionándose pordelante de otros como nanoestructuras,virtual o multimedia. Sin embargo, estono es una simple cuestión de moda, sinoque también refleja el impacto y el poten-cial de aplicación que la fotónica tiene enun conjunto de áreas diferentes, que vandesde los productos de consumo hasta losequipos profesionales.

En telecomunicaciones, la fibra ópticaestá reconocida como un medio de trans-misión superior y, consecuentemente, hasido ya utilizada desde hace años. Sin em-bargo, durante los últimos dos años, el in-terés por las tecnologías ópticas ha explo-tado y nuevas compañías –inmensamenterentables– están floreciendo. No existeuna sola conferencia sobre comunicacio-nes ópticas que no atraiga a un gran nú-mero de participantes (por ejemplo, a laúltima conferencia e exhibición sobre Op-tical Fiber Communication en San Joséasistieron casi 10.000 personas), y el mer-cado está experimentando un rápido cre-cimiento. Por tanto, ¿cuáles son las clavesque explican este interés?

Técnicamente hablando, la razón es laintroducción de la Multiplexación por Di -visión de la Longitud de Onda (WDM) ca-paz de explotar la dimensión de la longi-

tud de onda. Esta evolución tecnológicaes el resultado de varios factores:

• Una aceleración en la tasa de incre-mento de la capacidad de transmisión,fuertemente influenciada por el rápidoc recimiento de las comunicaciones dedatos, y de Internet en particular.

• La necesidad de alcanzar el mayor usoposible de las redes existentes de fibraóptica.

• El cambio en las exigencias de compe-titividad como consecuencia de las nue-vas re g u l a c i o n e s .

El uso de la muliplexación de la longitudde onda (por ejemplo, 4 x 2,5 Gbit/s), ade-más de la multiplexación por división en eltiempo (por ejemplo, 10 Gbit/s), han de-mostrado que es la solución más económi-ca en muchos casos. Hoy en día, gracias aluso de la WDM, los equipos comercialespueden alcanzar una capacidad de trans-misión de más de 100 Gbit/s en una simplefibra. ¡Los laboratorios de investigación es-tán trabajando en sistemas de Te r a b i t / s e-gundo! Sin embargo, la alta capacidad dela transmisión WDM es sólo el comienzo deuna nueva etapa histórica. Las más atra-yentes aplicaciones de la fotónica en lastelecomunicaciones están justo empezan-do a aparecer y están estrechamente liga-das al concepto de conectividad óptica.

Este número de la Revista de Teleco-municaciones de Alcatel revisa las activi-dades de Alcatel en el campo de las redesópticas y tecnologías relacionadas. Abar-ca tanto artículos orientados al producto,como otros que describen las actividadesde investigación de Alcatel en este cam-po. El primer artículo, “Evolución y Ten-

dencias del Mercado para los Sistemas deTransmisión Óptica”, presenta sistemasde transmisión ópticos y ayudará al lectora entender los factores de mercado quefavorecen la introducción de los sistemasWDM. Los productos de Alcatel para lossistemas de transmisión terrestre WDMse presentan en el siguiente artículo so-bre “Familia de Productos Optinex”. Lossistemas submarinos se encuentran a lacabeza de muchas tecnologías de trans-misión. Un caso similar a lo que sucedecon los sistemas soportados en WDM, taly como se ilustra en el artículo “Evoluciónde los Sistemas Submarinos WDM hacialas Redes Integradas de Terabit/s”.

La conectividad WDM no sería posiblesin la disponibilidad de componentes dedi-cados, en particular los componentes opto-electrónicos. Alcatel fue una de las prime-ras compañías en liderar la fabricación delos láseres WDM, como se describe en “Fa-bricación de Láseres para AplicacionesWDM”. Además de las aplicaciones en elcentro de la red, la óptica está siendo utili-zada, desde hace algún tiempo, en el áre ade acceso para las aplicaciones de Red deÁ rea Metropolitana (MAN) y de Te l e v i s i ó npor Cable (CATV). El artículo sobre “Ca-bles Ópticos Avanzados para la Comunica-ción de Banda Ancha” describe las distin-tas tecnologías de cable utilizadas en losproductos de Alcatel.

El artículo “Impacto de la Infraestruc-tura de Fibra en la Transmisión WDM” esel primero de varios trabajos que analizalos diferentes casos que están siendo ac-tualmente investigados en el Centro Cor-porativo de Investigaciones de Alcatel. Enél se analiza, para los distintos tipos de fi-bra actualmente disponibles, qué canti-

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Hoy en día, la revolución fotónica es-tá cambiando la forma en cómo se cons-truyen, operan y gestionan las redes detelecomunicaciones. Las nuevas tecnolo-gías y un entorno de cambio permanenteestán creando la necesidad de una rápi-da adaptación, así como nuevas oportu-nidades para los operadores de teleco-municaciones y fabricantes de equipos.Ello nos llevará a proporcionar mejore sservicios para los usuarios finales. Comose muestra en este número de la Revistade Telecomunicaciones de Alcatel, Alca-tel está participando activamente en es-ta era de las tecnologías fotónicas desa-rrollando nuevas soluciones de sistemas.Como resultado, Alcatel se ha convertidoen un líder en las tecnologías ópticas.¡El futuro de la luz es brillante!

dad de capacidades (por ejemplo, 32 x 10Gbit/s) pueden transmitirse sobre cientosde kilómetros. Especialmente, resalta laimportancia de la compensación por dis-persión cromática utilizada en dichos sis-temas. El siguiente artículo de investiga-ción sobre “Pruebas de Campo de RedesÓpticas basadas en la Conversión de Lon-gitud de Onda” describe el concepto y elpapel de los transconectores en la traduc-ción de la longitud de onda totalmenteóptica y una demostración de las funcio-nes de enrutamiento óptico. El prototipo,que se construyó formando parte de unproyecto de colaboración europea (ACTSOPEN), es el primero que se ha construi-do en el mundo. Las experiencias de cam-po se han llevado a cabo en las redes deNoruega-Dinamarca y Francia-Bélgica.

La fotónica también ofrece potentessoluciones en la red de acceso para pro-p o r c i o n a r, finalmente, el más alto anchode banda a las instalaciones de los abona-dos, como se argumenta en “SolucionesÓpticas para la Red de Acceso”. La investi-gación sobre componentes electrónicosavanzados está validando conceptos desistemas avanzados y abriendo nuevos ca-minos que incluyen un incremento de latasa de bit por un sólo canal de hasta 40Gbit/s, así como también el desarrollo defunciones totalmente ópticas, tales comola traducción y regeneración de la longi-tud de onda. Las actividades de investiga-ción de Alcatel en este campo se re s a l t a nen el último artículo de esta revista “Des-de la Transmisión al Proceso: Desafío paralos Nuevos Dispositivos Optoelectrónicos”.

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Marko ErmanDirector Optical Systems DepartmentAlcatel Corporate Research Center

■ Introducción

La Ley de Moore establece que la po-tencia de procesamiento se duplica ca-da dieciocho meses. No obstante, elc recimiento del tráfico de datos en lared pública está sobrepasando esta ve-locidad, doblándose aproximadamentecada doce meses (Figura 1). Las razo-nes de este crecimiento son, comos i e m p re, coste y capacidad. En muchosaspectos, la demanda está cre c i e n d oporque existen capacidades y menore scostes que nunca.

Gracias a nuevas tecnologías, comoa m p l i f i c a d o res ópticos y multiplexa-ción por división de longitud de ondadensa (DWDM), el coste de la infraes-tructura de red resulta ahora enor-memente más económico que en el pa-sado. Por ejemplo, los amplificadore sópticos en línea han reemplazado engran medida a los re g e n e r a d o res de re dóptica síncrona (SONET) y jerarquíadigital síncrona (SDH) en las redes deinfraestructura de alta velocidad. Al u-tilizarse la conjunción con DWDM, elcoste de la regeneración con amplifica-d o res ópticos se reduce hasta 40 veces,en comparación con los sistemas SO-NET/SDH. Esto, por descontado, capa-cita a los proveedores de servicios parao f recer servicios de gran ancho de ban-da, tales como acceso a Internet a altavelocidad y videoconferencia, a un mer-cado mucho más extenso, lo que a suvez impulsa a la red hacia mayores ca-pacidades. Son simples principios eco-nómicos de suministro y demanda, co-mo resultado del menor coste de los pa-

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DEL MERCADOPARA LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN ÓPTICA

R. CASTELLIT. KRAUSE

El enorme crecimiento actual del tráfico de datos sesatisfará con la introducción de redes totalmente

ópticas y una nueva capa óptica de red

quetes de datos, los que se sitúan en elcorazón de este cre c i m i e n t o .

Hace diez años, las velocidades dis-ponibles para desarrollar redes de in-fraestructura ópticas se situaban entre565 Mbit/s y 1,2 Gbit/s. Las topologíasde anillo aún existentes se utilizabanen raras ocasiones, y la distancia máxi-ma entre dos puntos sin re g e n e r a c i ó nera de 60 a 80 kilómetros. Unas pocasredes de acceso local operaban a velo-cidades superiores a 150 Mbit/s y un u-suario final raramente necesitaba másde unos cuantos circuitos de voz y unared de área amplia (WAN), operando

como máximo a 10 Mbit/s. Y lo que esmás importante, Internet era un pro-yecto gubernamental en cooperacióncon algunas universidades, y la mayoríade nosotros aún estábamos peleándo-nos con módems de 300 baudios paracargar juegos electrónicos de mesa des-de lugares públicos.

Al mismo tiempo, la tecnología se haestado moviendo a un confortable ritmode duplicación de la capacidad de trans-misión cada tres o cinco años, a travésde avances en la multiplexación por di-visión en el tiempo (TDM). Antes, el trá-fico de datos constituía un pequeño

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Figura 1 - Crecimiento del tráfico de datos en Norteamérica.

Revista de Telecomunicaciones de Alcatel – 3 trimestre 1998

porcentaje de la totalidad de la red y sucontribución al crecimiento total eramínimo. De cualquier forma, con la ma-yoría de estudios prediciendo que eltráfico de datos podría exceder al tráfi-co de voz en el año 2001 (Figura 1), s ehizo necesario acelerar el desarrollo denuevas tecnologías de banda ancha.DWDM ha proporcionado la solución.

Los amplificadores ópticos, que hansido usados durante algún tiempo en a-plicaciones de redes submarinas, co-menzaron a aparecer en aplicacionest e r re s t res en los Estados Unidos en1990 ó 1991 como amplificadores eleva-d o res de potencia. Fueron colocados alfinal de la fuente de un enlace de trans-misión para elevar la potencia óptica deun terminal SONET/SDH, normalmenteoperando a 2,5 Gbit/s. Los amplificado-res ópticos fueron utilizados primera-mente donde barreras geográficas comolagos, zonas pantanosas, mares o mon-tañas, impedían el despliegue de un en-clave de regeneración. Con este enfo-que era posible salvar tramos de hasta200 kilómetros. En 1994/95, los amplifi-c a d o res en línea (ILAs) comenzaron asustituir los re g e n e r a d o res SONET so-b re enlaces de canal simple, la mayorparte a la velocidad de 2,5 Gbit/s ( F i g u-ra 2). Los ILAs eran menos complica-dos y, por tanto, menos caros que los re-g e n e r a d o res, pero sólo amplificaban lapotencia óptica. En combinación conmejoras en la tecnología láser, pilotadaspor Alcatel Optronics, fue posible con-seguir tramos sin regeneración de hasta600 kilómetros. En 1996/97, comenzó el

despliegue de sistemas DWDM de 16 ca-nales, aumentando los beneficios eco-nómicos de los amplificadores ópticos yaliviando el creciente problema de lacongestión de fibra.

El primer operador en adoptarDWDM para despliegues masivos fueSprint Long Distance, en los EstadosUnidos. Muchas de las rutas de fibra deSprint fueron instaladas a principios delos ochenta cuando los cables contení-an por lo general doce fibras y, desdeluego, no más de veinticuatro. La deci-sión de Sprint, en 1993, de desplegarsólo tecnología de anillo bidire c c i o n a lde cuatro fibras aceleró el uso de suplanta de fibra hasta el punto de quemás del 80 por ciento de su fibra insta-lada se encontraba en uso. Al quedaranticuada por su madurez la tecnologíaTDM de 10 Gbit/s, la tecnología DWDMa p a reció justo a tiempo para ayudar aresolver los problemas de agotamientode ancho de banda de la fibra de Sprint.Desde entonces, Sprint ha desplegadomás de 300 millones de dólares en sis-temas DWDM. Se espera que el total deimplantaciones de sistemas DWDM yotros productos de capa óptica en losEstados Unidos alcance, al menos, dedos a tres mil millones de dólares parael año 2001.

La primera fase de la introducciónde DWDM se ha caracterizado por lo si-g u i e n t e :

• en su mayoría de ocho canales, condemandas para futuras fases de die-c i s é i s ;

• multiplexación de 16 tributariosSTM, con unas pocas excepcionespara dar soporte a sistemas plesió-cronos existentes;

• distancias de unos pocos centenare sde kilómetros entre terminales;

• descenso de unas pocas longitudesde onda en las estaciones secunda-rias; integración TDM/DWDM donderesulta posible.

La integración de TDM y DWDM ha he-cho posible proporcionar el ancho debanda requerido y lograr, al mismotiempo, la calidad de servicio (re p re-sentación de errores, disponibilidad,supervivencia) y las características degestión de la red ofrecidas por SO-NET/SDH y la Red de Gestión de Te l e-comunicaciones (TMN).

Donde es aplicable, los terminalesSONET/SDH han sido equipados conpuertos agregados (lado de la línea)apropiados para interactuar con siste-mas DWDM (es decir, proporcionandolas señales transmitidas con fuertes to-lerancias, características de estabili-dad de longitud de onda y tonos pilotode canal, y regenerando las señales re-cibidas corrompidas por el ruido de am-plificador acumulado). Probando estasópticas, llamadas “coloreadas”, dire c t a-mente en los elementos de la red TDMse elimina la necesidad de transponde-d o res en los sistemas DWDM, que im-plican duplicación de ópticas y por tan-to mayor coste y menor fiabilidad.

Siguiendo una serie de pruebas tec-nológicas, llevadas a cabo por los mayo-res operadores de telecomunicacionesen cooperación con fabricantes y uni-versidades técnicas bajo el patrociniode la Unión Europea, el despliegue dela DWDM comenzó en Europa y el mer-cado mundial con la adopción del es-tándar europeo (definido por ETSI,Instituto de Normalización de Te l e c o-municaciones Europeo) en 1997, dos a-ños después que en América del Norte.

La gran fuerza impulsora, tras la in-troducción de la DWDM en Europa y suá rea de influencia, ha sido el alto cre c i-miento del tráfico intercontinental,principalmente estimulado por la de-manda de acceso a Internet. Desde lossegmentos submarinos de las nuevasredes intercontinentales, donde la

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Figura 2 - Despliegue inicial de amplificadores ópticos y DWDM para aplicaciones delarga distancia.

Figura 3 - Arquitectura de red Gemini.

DWDM ya había sido ampliamente des-plegada, la tecnología fluyó de maneranatural a los segmentos terre s t res y lasredes de retorno, tan pronto como sehizo competitiva en coste en compara-ción con la multiplexación por divisiónde espacio y división de tiempo. Dosgrandes proyectos -Gemini y SEA-ME-WE 3- son ejemplos de estas tempranasaplicaciones [1].

Propiedad de WorldCom y Cable andWi reless, Gemini consta de un anillosubmarino trasatlántico y dos anillos te-r re s t res en los Estados Unidos y el Rei-no Unido, proporcionando un enlace de20Gbit/s entre Nueva York y Londre s(Figura 3). En los retornos terre s t re sse utilizan ocho canales DWDM queo f recen una capacidad de 8x2,5 Gbit/s.La red es, de forma lógica, equivalente aanillos triples SDH superpuestos e in-terconectados a través de nodos dualescon caída y protección continua paraconseguir alta disponibilidad de tráfico.

SEA-ME-WE 3, que es propiedad de34 operadores, conecta cuarenta esta-ciones desde Australia y Japón hasta elNorte de Europa, a través de OrienteMedio; transporta ocho longitudes deonda sobre cada par de dos fibras en uncable submarino. La sección desde elMar Rojo al Mediterráneo consta de un

segmento terre s t re que cruza Egipto.Suez, El Cairo y Alejandría se encuen-tran conectados por dos sistemasDWDM desplegados a lo largo de unaruta sur y una ruta norte con protec-ción 1+1, proporcionada por los termi-nales SDH STM-16 (Figura 4).

Los nuevos operadores, que estánentrando en el mercado europeo paraaprovechar las ventajas de la liberaliza-ción, han visto en la DWDM una poten-te y competitiva tecnología que puedene x p l o t a r. Tanto los nuevos proveedore sde acceso como los operadores de ope-r a d o res (por ejemplo, los operadore sque tienen a otros operadores comoclientes) han comenzado a construirredes de gran capacidad por medio demultiplexación de longitud de onda so-b re un mínimo número de fibras, queen su mayor parte alquilan.

En tales casos, los principales obje-tivos son una alta capacidad de anchode banda por cada par de fibra y un rá-pido despliegue. Flexibilidad y protec-ción todavía se confían a la arquitectu-ra de red SDH y sus elementos.

Londres, París, Bruselas, Amsterdam,Dusseldorf y Frankfurt se cuentan entrelas principales ciudades conectadas pormedio de estas redes paneuropeas. Co-mo en el caso de WorldCom, la red conti-

nental se enlaza con el Reino Unido víacables submarinos sin repetidor y, desdeallí, a través de la red de retorno del Rei-no Unido y cables transatlánticos, conlos Estados Unidos. De esta forma, la redpuede dar soporte tanto a comunicacio-nes intraeuropeas como a tráfico inter-continental.

En paralelo a la construcción denuevas redes por parte de operadore scon alcance continental o transconti-nental, o sólo nacional (el caso de se-gundos operadores en un país determi-nado), DWDM está siendo adoptadapor los operadores establecidos. El pri-mer problema que desean resolver es lacongestión de la fibra en partes especí-ficas de sus redes. El segundo problemaes más estratégico e implica la cre a c i ó nde infraestructuras paneuropeas parasoportar sus actividades internaciona-les. British Telecom y KPN, de Holanda,han sido particularmente activos enambas áreas. Telefónica de España yTelenor de Noruega también han lanza-do proyectos DWDM para desarrollar lacapacidad de algunas de las mayore srutas de sus redes domésticas.

Desarrollar segmentos de re d e sexistentes re q u i e re que el sistemaDWDM proporcione soporte para termi-nales ópticos existentes con distintas

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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DEL MERCADO PARA LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN ÓPTICA


velocidades y formatos relativos no sóloa jerarquía SDH, sino también a la mástemprana Jerarquía Digital Plesiócrona(PDH). En consecuencia, los multiple-x a d o re s / d e m u l t i p l e x a d o res han de sersuministrados con transpondedores ca-paces de adaptar una variedad de siste-mas entrantes a los requisitos de laDWDM y de restaurarlos al formato ori-ginal para los re c e p t o res existentes.

No de manera infrecuente, las rutasmás congestionadas se encuentranequipadas con fibras que no proporcio-nan soporte óptimo para DWDM. Estoincluye viejas fibras con alta dispersiónpor modo de polarización o fibras movi-das por dispersión, que producen mez-cla de cuatro ondas. En ambos casos, elsistema de multiplexación ha sido re d i-señado cuidadosamente en todo lo queconcierne a velocidad, número de ca-nales y sección óptica.

Otro requisito emergente es la nece-sidad de soportar una sección de altapérdida (en más de 40 dB), o unos po-cos tramos de alta pérdida entre termi-nales, en los casos donde DWDM se uti-liza sobre viejas rutas y áreas de altadensidad donde no hay sitio disponiblepara equipo de regeneración.

Durante el primer semestre de 1998,muchos operadores de telecomunica-

ciones han estado publicando concur-sos y llevando a cabo pruebas internaspara valorar la tecnología y seleccionara los suministradores apropiados. Estesegundo semestre de 1998 estará másdedicado a pruebas de campo y al des-pliegue de tecnología en las aplicacio-nes de red más urgentes, cuyo desplie-gue general se iniciará en 1999.

Fuera de Europa y los EstadosUnidos

En países fuera de Europa y ajenos aluso de los estándares ETSI, se esperaque el despliegue a gran escala deDWDM comience en los próximos me-ses. Telmex de México, South Africa Te-lecom y MPT de China se encuentrane n t re los operadores más activos que seproponen aplicar la tecnología en susredes de infraestructura a corto plazo.

Telmex ha programado un tendidode red de larga distancia consistente enanillos DWDM interconectados que so-portan una capacidad total superior a4x2,5Gbit/s, cada uno con una exten-sión de varios miles de kilómetros,uniendo las ciudades más importantesde México, tales como la ciudad de Mé-xico, Celaya, Monterre y, Guadalajara yH e r m o s i l l o .

En China, se han publicado numero-sos concursos para construir enlacesDWDM de ocho canales de larga dis-tancia con protección de sección múlti-ple (MSP) proporcionada por termina-les S D H .

Estos países se cuidan de escogersoluciones que integran estre c h a m e n t eSDH y DWDM, y utilizan un sistema degestión de red común.

Sistemas actuales

Las redes de infraestructura que estánsiendo desplegadas en estos momentosestán haciendo un uso significativo deTDM de 10 Gbit/s, ante todo para apli-caciones punto-multipunto. Operadore sde los Estados Unidos se han gastadocerca de 500 millones de dólares en tec-nología OC-192 durante 1997; la mayorparte del crecimiento del mercado TDMdurante los próximos tres a cinco añosserá el resultado de un incremento enel despliegue de 10 Gbit/s. Los sistemasde primera generación que hoy se en-cuentran en uso generalmente tiene unbuen rendimiento de vano, alcanzandonormalmente distancias de hasta 100kilómetros antes de que sea necesariala regeneración. En tanto que las carac-terísticas del modo de dispersión de al-

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Figura 4 - Segmento 7 del SEA-ME-WE3, Egipto.

Figura 5 - Comparación entre espaciamiento 50 y 100 GHz; 50 GHz permite más canalespero no puede transportar OC-192 (10 GHz red UIT).

ta polarización y las técnicas de combi-nación de reflexión, utilizadas en algu-nas fibras anteriores, impiden el uso detecnología de transmisión de 10 Gbit/s,puede emplearse la mayor parte de laplanta de fibra simple instalada.

Donde se están construyendo nuevasredes, como en Qwest y Level 3 Commu-nications, las fibras desplazadas de dis-persión no-cero, tales como Corning LE-A F, pueden utilizarse para conseguir va-nos de 300 hasta 400 kilómetros con tec-nología OC-192/STM-64 de primera ge-neración. Este año están madurando lossistemas de 10 Gbit/s, proporcionandoun mejor rendimiento de vano y capaci-dades más sofisticadas, tales como asig-nación de tiempo, anillos conmutadosde líneas bidireccionales de cuatro fi-bras, y una variedad de interfaces tribu-tarios, que anteriormente sólo se encon-traban en sistemas de menor velocidad.En 1998, el despliegue de sistemas de10 Gbit/s sobrepasará los 750 millonesde dólares sólo en los Estados Unidos.

Al mismo tiempo, la DWDM de dieci-séis canales se está ahora desarrollan-do ampliamente tanto en aplicacionesde 2,5 Gbit/s como de 10 Gbit/s. En laactualidad, el sistema de Alcatel es elde mayor capacidad disponible, ofre-ciendo hasta dieciséis canales de 10Gbit/s y proporcionando una capacidadtotal de 160 Gbit/s por fibra. Estos sis-temas continúan siendo utilizados antetodo en aplicaciones punto-multipuntodesplegadas con anillos SONET de altac a p a c i d a d .

Ahora están apareciendo en el mer-cado sistemas DWDM de cuarenta ca-nales, y se siguen realizando pruebasde laboratorio. Es destacable que loss u m i n i s t r a d o res están haciendo publi-cidad en la que dicen que estos siste-mas pueden ser escalados hasta un nú-mero de ochenta o más canales utili-zando una de las dos técnicas. Los sis-temas de dieciséis canales utilizadostienen cada uno una combinación deespaciamiento de 200 GHz sobre unamplificador de banda ancha (30 nm) oun espaciamiento de 100 GHz sobre unamplificador de ancho de banda están-dar (20 nm). No obstante, construir unsistema de cuarenta canales re q u i e reque cada uno utilice espaciamiento de100 GHz sobre un amplificador de an-

dad, la tecnología de conmutación fotó-nica limita la funcionalidad de inser-ción-extracción a longitudes de onda fi-jas que no pueden ser seleccionadas enel campo bajo control software. Ta m p o-co permite cambiar la longitud de ondacuando la señal pasa a través del multi-plexador de inserción-extracción. La al-ta pérdida de inserción de la tecnologíade filtro y de la conmutación también li-mita el número de longitudes de ondaque pueden ser insertadas-extraídas.

Incrementos futuros del ancho debanda

El inesperado ritmo de crecimiento dela demanda de capacidad durante lospasados meses, la imposibilidad de pre-decir posteriores incrementos que pue-dan generar los servicios de datos, lamayor competencia y la oportunidad dea r rendar longitudes de onda (incluso ac o m p e t i d o res) son factores que, en con-junto, han contribuido a que la políticade los operadores se centre en el au-mento de la capacidad sobre el númerode canales que un sistema DWDM pue-de transportar de uno a otro punto. Esmás, los operadores han prestado me-nos atención a la optimización y la ges-tión de la red. Esta visión de la nuevatecnología, en tanto que hace posibleque las infraestructuras de red se esta-

cho de banda, o espaciamiento de 50GHz sobre un amplificador estándar(Figura 5). El espaciamiento de 100GHz, que equivale a 0,8 nm, es el espa-ciamiento más estrecho compatible conlas actuales técnicas de transmisión de10 Gbit/s. Debido a que la verdadera in-formación de ancho de banda de unaseñal óptica digital es cerca del doblede la velocidad, y a que los filtros ópti-cos no son perfectamente estables, unespaciamiento de 50 GHz no proporcio-na suficiente margen para una señal de10 Gbit/s. De todas formas, los sistemasde cuarenta canales que utilizan espa-ciamiento de 100 GHz ahora pueden al-canzar una capacidad de 400 Gbit/s porfibra, lo que significa un incremento dela capacidad de diez a uno en compara-ción con los sistemas que se desarrolla-ban hace dos años.

Los nuevos sistemas también ofre-cen más funciones. La mayoría de estossistemas ofrecen transpondedores asín-cronos, o adaptadores de longitud deonda y pueden aceptar cualquier entra-da óptica digital entre los 100 Mbit/s ylos 2,5 Gbit/s, convirtiendo entonces laseñal a una apropiada longitud de ondapara su transporte sobre el sistemaDWDM. Estos sistemas también sopor-tan una limitada capacidad de inser-ción-extracción de la longitud de onda(de hasta ocho canales). En la actuali-

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blezcan rápidamente, podrían produciralgún grado de falta de homogeneidadtanto en la arquitectura de la red comoen su gestión, afectando en consecuen-cia de manera negativa a la flexibilidady la totalidad de los costes de opera-ción, administración y mantenimiento.

En cualquier caso, es un hecho queen el plazo de dos a tres años se necesi-tarán sistemas DWDM con capacidadestotales de más de 40 Gbit/s, cada uno deellos multiplexando más de dieciséis 16STM o proporcionando soporte a tribu-tarios de 64 STM. En vista de los costesque esto implica y la enorme cantidadde tráfico que será transportada por es-tos sistemas, la optimización de la re d ,así como su protección y gestión, debe-rían de nuevo situarse como principalesp r i o r i d a d e s .

La tecnología amplificadora DWDMcontinúa impulsando el desarrollo dea m p l i f i c a d o res de mayor ancho de ban-da y espaciamientos de canales más es-t rechos, en tanto que la tecnologíaTDM es la fuerza impulsora que re s i d etras el movimiento de la transmisión de40 Gbit/s, e incluso más allá. En 1997,los laboratorios de investigación en to-do el mundo se centraron en conseguirm a y o res sumas de longitud de onda,m a y o res velocidades, saltos más largos,

o alguna combinación de estos factore s .Los experimentos que se discutieron enla reciente OFC´98 en San José, Cali-fornia, oscilaron desde cien longitudesde onda de canales de 10 Gbit/s sobre400 kilómetros, por parte de Laborato-rios Bell, hasta cuatro longitudes deonda de canales de 40 Gbit/s sobre 176kilómetros, por parte de NTT. Las tec-nologías que actualmente están siendomostradas en los laboratorios de inves-tigación comenzarán a aparecer en lossistemas comerciales en un plazo det res a cinco años.

El objetivo último de estas activida-des debe ser la optimización eficaz delnúmero de longitudes de onda versusvelocidad versus longitud de vano, paraconseguir la solución más competitivaen coste para los operadores. No es sufi-ciente con decir: este sistema es escala-ble de 40 hasta 80 canales, si la conse-cuencia es que la velocidad máxima esde 2,5 Gbit/s, lo que en efecto reduce ala mitad el ancho de banda total del sis-tema, pasando de 400 a 200 Gbit/s ( F i-gura 6). En cualquier caso, si la mejoraen la cantidad de canales se acompañade mejoras en el amplificador o en latecnología TDM que hagan posible quela velocidad se incremente o que el re n-dimiento del salto se mantenga, o mejo-

re de acuerdo con la capacidad aumen-tada, entonces se conseguirán benefi-cios económicos. La Tabla 1 ilustra esteconcepto y muestra cómo ha disminuidodesde 1994 el coste de un circuito de600 kilómetros de OC-48 de 2,5 Gbit/s.

Existen muchas barreras frente a laexpansión de más de 40 canales de 10Gbit/s. La planta de fibra instalada estáalcanzando el límite de su disponibili-dad para transportar mayores velocida-des. Aunque se están desarrollando fi-bras mejoradas para nuevas aplicacio-nes, estas tecnologías no resuelven to-dos los problemas relativos a la opera-ción de velocidades más altas. Las no li-nealidades de fibra, como polarización ymodo de dispersión, perjuicios de canalsimple, así como dispersión Brillouin ymodulación de autofase, junto con losviejos adversarios de la dispersión cro-mática y de la pérdida, harán extre m a-damente difícil conseguir transmisióneconómica a velocidades por encima delos 10 Gbit/s. Estas limitaciones proba-blemente impedirán que los sistemascomerciales de 40 Gbit/s y las cantida-des de canales superiores a 100 puedanser desplegadas antes del 2001. A cortoplazo, las tecnologías de amplificaciónemergentes en la zona de los 1.300 nm,y por encima de la existente zona de

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Figura 6 - Intercambio de suma de canales DWDM versus velocidad TDM para lograr el máximo ancho de banda.

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1.550 nm, pueden proporcionar algunaayuda para espaciar los canales de ma-nera más estrecha, pero de nuevo la ba-se de fibra instalada plantea limitacio-nes clave al ser la pérdida mayor en lazona de los 1.300 nm y tampoco estarcontrolada ni medida la dispersión cro-mática por encima de los 1.565 nm.

Algo más que WDM

Aunque, la DWDM ofrece a los operado-res una forma de aliviar la congestióndel tráfico y les ayuda a manejar la in-c e r t i d u m b re en cuanto al cre c i m i e n t odel tráfico, y el enfoque principal aúnreside en el número de canales por elproducto de la distancia, está emer-giendo la necesidad de elementos flexi-bles de red en la capa óptica.

A pesar de la búsqueda de más anchode banda en redes de largo alcance, ladisponibilidad de más longitudes de on-da en la red abre nuevas oportunidades.O p e r a d o res de interconexión de segun-do grado en los Estados Unidos, comoQwest e IXC, ya han establecido lucrati-vos negocios alquilando longitudes deonda individuales a otros operadore sque necesitan ancho de banda, pero queno pueden afrontar el gasto o esperar eltiempo necesario para construir unanueva red. Por medio del alquiler delongitud de onda, el operador de segun-do grado puede beneficiarse de la graninversión de capital realizada en plantade fibra, sin renunciar a dar fibras os-curas enteras a sus clientes. Tal comodestacó con acierto un planificador dered de operador, si vendo una fibra pue-

do tener un competidor, pero si alquilouna longitud de onda, tengo un cliente.

Este concepto de longitud de ondaalquilada en la infraestructura de red essólo el principio de la llamada capa óp-tica emergente. Más que centrarse es-trictamente en conseguir aligerar lacongestión de la fibra en la infraestruc-tura de la red, los desarrollos de la tec-nología fotónica se dirigirán a esta capaemergente con el objetivo de hacer re a-lidad una más eficaz restauración de lared, agrupamiento de longitud de onday, en último término, servicios de extre-m o - a - e x t remo basados en longitud deonda. Los conceptos que actualmente seaplican en el campo eléctrico, tales co-mo asignación de tiempos e intercam-bio, conmutación de anillo restante yrestauración de la malla de red, seránaplicados en la capa óptica. Las funcio-nes de la red que actualmente se sumi-nistran por medio de multiplexadore sSONET se están trasladando a la capaóptica, lo que en último término puedeacelerar el fin del dispositivo de termi-nal SONET en solitario. Ya las ILAs es-tán reemplazando a los re g e n e r a d o re sS O N E T, en tanto que los conmutadore sde modo de transferencia asíncrona( ATM), los encaminadores de protocoloInternet (IP), y la próxima generaciónde transportadores de bucle digital es-tán suministrando directamente interfa-ces SONET.

Integración europea

Volviendo a Europa, la integración eco-nómica está conduciendo a un aumento

del tráfico de telecomunicaciones sinfronteras y la evolución desde los enla-ces capital a capital convencionales ha-cia redes más complejas basadas en lasmismas rutas utilizadas por las perso-nas y los bienes. En consecuencia, senecesita capacidad adicional en algu-nos segmentos de las redes existentes yha de crearse nueva conectividad. Loso p e r a d o res de operadores, como Her-mes Europe Railtel, se están pre p a r a n-do para responder a estas necesidadesmediante la construcción de redes ex-tendidas multi-longitud de onda, que seexpandirán progresivamente desde Eu-ropa central y del norte, hasta conectartodo el continente.

Además de la capacidad, el atendera los diversos operadores de telecomu-nicaciones en este entorno tan dinámi-co re q u i e re alta flexibilidad de enruta-miento, transparencia a protocolos di-gitales múltiples y patrones de tráficocon diferentes estructuras lógicas y ve-locidades, así como optimización delancho de banda mediante agrupamien-to flexible.

Hacia redes de infraestructuraIP/ATM

Con el tiempo, Internet superará a lavoz en términos de volumen de tráficointernacional generado por los paíseseuropeos. De hecho, éste ya es el casoen Suecia, Reino Unido y Holanda.

Una cuestión clave para los operado-res internacionales es cómo optimizarel soporte para tráfico IP, a la vista delproyectado crecimiento, y cómo pasardesde líneas alquiladas PDH/SDH entree n r u t a d o re s / c o n m u t a d o res a red de in-fraestructura IP/ATM de operador deo p e r a d o res. La necesidad de estas re-des troncales para anchos de banda degigabit impulsará tanto a la creación depotentes redes ópticas extendidas, ca-paces de transportar y enrutar flexible-mente a clientes de multigigabits, comoa la escalabilidad de la capa clienteSDH a velocidades más altas, por ejem-plo de 10 y 40 Gbit/s.

Como en el pasado, las redes subma-rinas están encabezando este movi-miento. Los nuevos cables que cruzanel Atlántico y el Pacífico, y que se pre v ée n t ren en servicio en el año 2000, están

Año Miles de $ Caudal Velocidad de Nº máx.por OC-48 máximo transmisión de longitudes

(Gbit/s) (Gbit/s) de onda

P re 1994 750 2,5 2,5 1

1995 525 2,5 2,5 1

1995 199 10,0 2,5 4

1996 144 20,0 2,5 8

1996 117 40,0 2,5 16

1997 95 100,0 2,5 40

1998 ? 400,0 10,0 40

Tabla 1 - Disminución del coste de un circuito de 2,5 Gbit/s de 600 kilómetros.

Fuente: Ryan Hankin Kent



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diseñados para soportar hasta 16x10Gbit/s en cada par de fibras, proporcio-nando una capacidad total del cable de640 Gbit/s.

Hacia la flexibilidad

Hoy en día las redes DWDM nacionalese internacionales constan de múltiplesanillos interconectados a una malla.Los anillos lógicos son implementadosal nivel SONET/SDH para proporcionarmecanismos de autocierre; las subre d e sse encuentran conectadas a través dem u l t i p l e x a d o res de inserción-extrac-ción o transconectores digitales (DXC)para enrutamiento del tráfico y agrupa-miento. DWDM simplemente proporcio-na canales punto-a-punto de alta capa-cidad entre los nodos de acceso dondese encuentran conectados los flexibleselementos de la red SDH. La funcionali-dad de gestión de estos canales a menu-do se traslada a distancia desde el es-tándar de los elementos de red SO-NET/SDH a los más cercanos del porta-dor físico.

La arquitectura de estas redes, que sebasa en un enfoque SONET/SDH, no sebeneficia del mismo nivel de flexibilidadal nivel de la capa óptica que proporcio-na TDM en la capa eléctrica. Los ele-mentos de software reconfigurables dered óptica se introducirán en aproxima-damente dos años para gestionar las lon-gitudes de onda ya sean contenedoresvirtuales (VCs) de SDH o señales detransporte síncrono (STS) y tributariosvirtuales (VT) de SONET. Esta evoluciónse verá asegurada por multiplexadoresópticos de inserción-extracción (OADM)y transconectores ópticos (OXC) capacesde realizar enrutamiento y traducción delongitud de onda. Una capa óptica lógicadando soporte a red de canal óptico lle-gará a ser en realidad un gestor de tráfi-co de datos ultra-gigabit y servicios delongitud de onda y proporcionará restau-ración y protección del más alto orden enlo más elevado de la capa SONET/SDH(Figura 7).

Al llevar a cabo esta evolución,DWDM está afrontando un gran reto co-mo es la transformación de una tecno-logía de transporte y multiplexaciónanalógica en una tecnología de conecti-vidad, principalmente dirigida a tráfico

de datos de alta calidad. La manejabili-dad y control de la calidad del servicio(QoS) resultan esenciales para las fun-ciones que se confiarán a la capa ópti-ca. La integración, coordinación y si-nergia con la capa SONET/SDH, en tér-minos de funciones de protección y con-trol, deben perseguirse para alcanzaruna red competitiva en coste que ofre z-ca una alta calidad global.

Teniendo en cuenta las grandes in-fraestructuras SONET/SDH que existenen las redes de hoy en día y el cre c i e n t edespliegue de los sistemas de gestión dered, la aproximación más eficaz a laevolución de la tecnología óptica esadoptar una arquitectura y un modelotan próximos como sea posible a SONETo SDH. Éste es el enfoque que la UIT- Testá siguiendo durante la estandariza-ción para asegurar que la conectividady la gestión de la capa óptica, y de lasdemás capas, no sean una pesadilla, si-no una extensión sin fisuras de proba-dos conceptos y soluciones.

Evolución de SONET y SDH

SONET y SDH no están ajenos a estaevolución. Una cuestión que se ha deba-tido extensamente es cuál resulta lamejor solución para alcanzar una capa-cidad superior a los 2,5 Gbit/s, si TDMo WDM. En la actualidad, DWDM haprobado que es más madura y efectivaen coste que TDM al venir a cubrir laurgente necesidad de ancho de banda.Ahora está evolucionando para cre a runa nueva capa por encima de SDH.

No obstante, el crecimiento del tráfi-co de datos y de los servicios de bandaancha, así como la creación de una nue-

va capa de red troncal, demandan nuevasfunciones y mayores velocidades a la ca-pa de cliente SDH. La concatenación VC,el enrutamiento y agrupamiento ATM/IP,la multiplexación STM-64 y las ópticas“coloreadas” para interactuar con los ele-mentos ópticos son todos parte de la evo-lución de la red SONET/SDH que prose-guirá en paralelo con el desarrollo de unacapa óptica bajo el paraguas de la reali-zación de una arquitectura y un enfoquede gestión comunes. La Figura 8 mues-tra el sistema de prueba de campo de Te-lecom Italia.

Red totalmente óptica

La red totalmente óptica del futuro da-rá soporte a una nueva clase de servi-cios de longitud de onda extre m o - a - e x-t remo de alto rendimiento para usua-rios que requieran flexibilidad comple-ta en sus necesidades de datos. Es ur-gente resolver numerosas cuestionesantes de que puedan suministrarse ser-vicios de longitud extre m o - a - e x t re m of a c t i b l e s .

Naturalmente, para ofrecer serviciosbasados en longitud de onda, la longi-tud de onda debe aparecer en las insta-laciones de los usuarios finales. Estosignifica que WDM debe encontrar sucamino desde aplicaciones de red tron-cal hacia aplicaciones de redes de acce-so locales. En cualquier caso, mientrasla necesidad de aligerar la congestiónde la fibra en redes de largo alcance re-p resente un claro caso de negocio paraWDM, es improbable que la congestiónde la fibra sea el motor que impulse laintroducción de WDM en redes localesde corto alcance.

Figura 7 - Arquitectura desplegada SONET/SDH.

La congestión de la fibra aún no esun problema crítico en la mayoría delas redes locales y, donde lo es, en mu-chos casos puede instalarse fibra adi-cional en los conductos existentes deforma mucho más barata que desple-gando un sistema WDM. No obstante,los fabricantes trabajan para reducir elcoste de sus redes para aplicaciones decorto alcance eliminando la funciónamplificadora y utilizando láseres demenor coste y dispositivos de múltiplexWDM más simples. Operadores telefó-nicos locales están llevando a cabo aná-lisis económicos para determinar enqué momento instalar un sistema WDMcomienza a ser más económico que ten-der más fibra. Entre tanto, los fabrican-tes continuarán recortando el coste desus sistemas para conseguir estos obje-tivos mediante la optimización de dise-ños y economías de escala.

Un potente impulsor de WDM parala red local es la actividad de re f o r m ade la Comisión Federal de Comunica-ciones en los Estados Unidos, que al fi-nal podría requerir operadores telefóni-cos locales separados para difere n c i a rlos precios de sus infraestructuras dered y permitir un acceso más competiti-vo. En cualquier caso, esto podría ocu-rrir años antes de que estas cuestionesestuvieran resueltas. La verdadera ca-tarsis que puede llevar WDM a las re d e slocales podría ser su promesa de trans-p a rencia en ofrecer un nuevo y alto ser-vicio final basado en longitud de onda.(La transparencia se re f i e re a la inde-

pendencia de velocidad y de protocolode la capa óptica). Un servicio de longi-tud de onda potencialmente podría dara los usuarios la flexibilidad para trans-portar cualquier clase de datos sin con-siderar las restricciones de la jerarquíadigital SDH/SONET (Figura 9). U n acombinación de voz, datos y vídeo po-dría ser transportada en cualquier for-mato, y la velocidad de datos podría va-riar conforme fuera necesario, todo ba-jo el completo control del usuario final.

Actualmente, se están desarrollandosistemas WDM que ofrecen interfacesd i rectas IP y ATM o interfaces pura-mente asíncronos, demostrando el po-tencial de la tecnología para aumentarel multiplexador SONET/SDH.

En el entorno local, la transpare n c i aes una meta realista tanto técnica comoeconómicamente. No obstante, en últi-mo término la longitud de onda tendráque viajar sobre la red troncal en el ca-so del tráfico transcontinental o global.La transparencia es una cuestión signi-ficativa en las redes de largo alcance,donde la señal óptica todavía ha de serregenerada ocasionalmente. Hoy, la tec-nología para regeneración totalmenteóptica sólo existe en los laboratorios deinvestigación [2, 3]. Tras la dispersión ylos límites de señal a ruido que se hanalcanzado a través de una serie de am-p l i f i c a d o res en cascada, la señal WDMcompuesta debe ser demultiplexada ycada canal Resincronizado, Reformado yRetransmitido (3R) eléctricamente. Es-ta clase de capacidad nunca puede ser

proporcionada en el dominio óptico sinla demultiplexación de canales. Comouna fase de paso, se está considerandola regeneración opaca, en la que los re-g e n e r a d o res ópticos o eléctricos podríanacomodar múltiples velocidades de se-ñales tales como STM-16, STM-64 ySTM-256. El inconveniente de esta téc-nica es que la ingeniería del tramo debeser hecha para el peor de los casos, loque potencialmente aumenta el costede la red. También el operador de re dtroncal deseará hacer completo uso detodas sus longitudes de onda a la veloci-dad más alta posible, y será improbableque esté dispuesto a usar una longitudde onda entera para un servicio que fi-nalice en una red local a sólo unos cien-tos de megabits/segundo. No sólo se ne-cesitarán transconectores ópticos fotó-nicos para conmutar y encaminar laslongitudes de onda dinámicamente, sinoque también se requerirá un método pa-ra proveer la transición entre re d e st r a n s p a rentes de menor velocidad y re-des opacas o de alta velocidad fija.

Por último, la mayor barrera para elservicio de longitud de onda extremo-a-extremo posiblemente se encuentre en elárea de la gestión de la red. Después demás de doce años, la interoperatividad ygestión de SONET/SDH han alcanzadoun cómodo nivel de madurez. Pocos ope-radores poseen el conocimiento y la ex-periencia para operar sistemas WDM enredes locales, y existen pocos estándaressobre cómo manejar mejor un circuito delongitud de onda sobre la red. A cortoplazo, los fabricantes suministrarán sis-temas de gestión propietarios para resol-ver estos problemas, pero deben alcan-zarse acuerdos dentro de la industria,considerando el tipo de información queha de supervisarse, la técnica utilizadapara crear los canales de servicios ópti-cos y la forma en que estos canales hande ser supervisados y controlados utili-zando sistemas de gestión de grandesoperadores, tales como NMA de Bellcorey OPS/INE. Nuevos operadores localescompetitivos serán capaces de imple-mentar estos nuevos servicios tan prontocomo no estén gravados por los sistemasde gestión existentes.

Dejando a un lado estos obstáculos,se espera que los servicios de longitudde onda aparezcan en aplicaciones em-

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Figura 8 - Prueba de campo Milán-Turín de 10 Gbit/s de Telecom Italia.


Revista de Telecomunicaciones de Alcatel – 3 er trimestre 1998

p resariales de ámbito local durante lospróximos doce a dieciocho meses. Encualquier caso, dentro de cinco años,productos WDM basados en anillo me-tropolitano con interfaces de datos di-rectos, pasarelas ópticas para gestionarla transición entre redes locales alta-mente transparentes de menores velo-cidades y redes troncales opacas o dealta velocidad fija, transconectores óp-ticos basados en fotónica para conmu-tar y encaminar servicios de longitudde onda, productos basados en anillob i d i reccional de capa óptica troncal,así como los necesarios sistemas degestión, estarán disponibles de manerageneralizada para el despliegue de unacompleta gama de servicios de longitudde onda.

Convergencia: eliminación de capas

La sustitución a gran escala de re g e n e-r a d o res SONET por ILAs ópticos es untemprano ejemplo del impacto que latecnología DWDM va a tener sobre elmercado SONET/SDH. Es cierto que elterminal SONET/SDH está evolucio-nando de ser simplemente un multiple-xor aislado a asumir funciones re l a c i o-nadas con datos adicionales, como es elcaso de encaminamiento IP. Del ladodel acceso, las centrales de conmuta-ción ATM, los enrutadores IP, la próxi-ma generación de portadores de bucledigital (NGDLC) y otros equipos deusuario final están asumiendo más ymás funciones de red con interfaces óp-

ticas protegidas. Del lado de la red, losfabricantes de equipos DWDM estánproporcionando conexiones directas aestas interfaces de datos ópticas y ase-gurando el suministro con tecnologíade restauración de la capa óptica. Encualquier caso, hay dos aspectos en es-ta cuestión: eliminación de equipos yeliminación de capas, tales como la ca-pa de transporte SONET.

De forma clara, en sentido amplio seestá eliminando, y continuará hacién-dose, equipo de la red. Mientras, la in-tegración de componentes nos permiteunir funciones de numerosos subsiste-mas en un único subsistema para hacerque los elementos de la red de trans-porte sean capaces de manejar mayore svelocidades en menores paquetes, per-mitiéndonos así la integración de red elmultiplicar los elementos de red en unaplataforma única. Se están diseñandot r a n s c o n e c t o res digitales con puertosópticos que soportan conmutación deanillos, mientras conmutadores ATM dee x t remo y enrutadores IP están ofre-ciendo directamente interfaces SONET.Al mismo tiempo, los elementos de re dSONET/SDH están proporcionando fun-cionalidad de enrutamiento ATM bási-co, así como interfaces de datos, comode redes de área local Ethernet.

De cualquier forma, la convergenciaa través de la eliminación de capas fun-cionales es más compleja. La re o p t i m i-zación de la red pública para tráfico dedatos determinará los resultados. Estotendrá que ocurrir para tráfico de datos

de voz por primera vez en el 2001. El IPtiene un ímpetu tremendo como vehí-culo de servicios, y la batalla se centraen sí será transportado sobre celdasATM para garantizar el suministro y lacalidad del servicio. En un futuro pre v i-sible, SONET/SDH permanecerá comoel mecanismo de empaquetamientomás adecuado para el transporte fiable.

Los analistas predicen que OC-48/SM-16 se está convirtiendo de hechoen el circuito gestionado de la red. In-cluso los fabricantes de enrutadores IP ytecnología DWDM norteamericanos quesolicitan la eliminación de la capa SO-NET por medio de la disponibilidad deinterfaces de capa IP a óptica dire c t o s ,están llevándolo a cabo por medio delsuministro de interfaces compatibles enel lado IP, y con conversión a un canalacorde con UIT en el lado DWDM. La ca-pa no ha sido eliminada, sólo re d i s t r i b u i-da. De manera similar, las capacidadesde la topología de anillo supervivientedel equipo SONET no están siendo eli-minadas, sólo redistribuidas en la capaóptica o en los transconectores digitales.

■ Conclusión

Al tiempo que la capa óptica surge co-mo soporte de servicios basados en lon-gitud de onda transportados sobre unared orientada a datos, se re q u i e ren nue-vas clases de elementos de red. En lared de acceso, los multiplexores de em-p resa de bajo coste con interfaces delongitud de onda directas se re q u e r i r á npara proporcionar conectividad a bajocoste al usuario final. Estos elementossoportarán interfaces ópticas de veloci-dades variables entre 100 Mbit/s a 2,5Gbit/s; cada longitud de onda será detrayectoria protegida. Puede esperarsela integración de algunas funcionesTDM, como capacidad de multiplexa-ción limitada VT/VC o STS, y supervi-sión de rendimiento de trayectoria SO-NET/SDH. En la red troncal, apare c e-rán nuevos ADMs ópticos soportandomultiplexación de inserción-extracciónen el ámbito de longitud de onda y ani-llos bidireccionales de cuatro fibras enla capa óptica, en tanto que el númerode longitudes de onda crecerá de 40 a100 y la velocidad por canal de 2,5Gbit/s a 10 Gbit/s y más allá. Dentro de

Figura 9 - La emergente red completamente óptica.BLSR - Anillo conmutado de línea bidireccionalUPSR - Anillo conmutado de pasarela unidireccional

cinco años serán factibles ADMs ópti-cos capaces de gestionar numerosos te-rabits de ancho de banda.

Allí donde se interconectan las re-des troncales y las de acceso, surgiránp a s a relas ópticas y transconectores fo-tónicos. Las pasarelas ópticas re e m p l a-zarán a los transconectores de bandaancha para gestionar la conversión det r a n s p a rente a opaco entre las redes deacceso y largo transporte, así como pa-ra gestionar la amplia gama de cargasútiles en los servicios de longitud deonda. Soportarán simultáneamente en-rutamiento basado en celdas y suma decargas útiles ATM o IP y servicios SMh e redados. De esta forma, longitudesde onda de menores velocidades proce-dentes de la red de acceso se combina-rán con canales UIT de alta velocidaden las redes de infraestructura. Final-mente, los transconectores ópticos fo-tónicos se utilizarán para proporcionar

restauración de volumen y agrupamien-to de longitud de onda, conmutación yenrutamiento, para maximizar la eco-nomía y eficacia de la red completa-mente óptica.

■ Referencias

1 J. Chesnoy, O. Gautheron, L. LeG o u r r i é rec, V. Lemaire: “Evolutionof WDM Submarine Systems To-wards Terabit/s Integrated Net-works”, Revista de Te l e c o m u n i c a c i o-nes de Alcatel, 3e r Tr i m e s t re 1998,págs. 184-191.

2 J-L. Beylat, M.W. Chbat, A. Jourdan,P. A. Perrier: “Field Trials of All-Opti-cal Networking based on Wa v e l e n g t hConversion”, Revista de Te l e c o m u n i-caciones de Alcatel, 3e r Tr i m e s t re1998, págs. 218-224.

3 F. Brillouet, F. Devaux, M. Renaud:“From Transmission to Processing:Challenges for New OptoelectronicDevices”, Revista de Telecomunicacio-nes de Alcatel, 3e r Tr i m e s t re 1998,págs. 232-239.

Roberto Castelli es Director deEstrategia de Producto en la sedecentral de la división de Sistemas deTransmisión de Alcatel en Vimercate,Italia.

Tim Krause es Director Senior deGestión de Línea de Productos paraRedes Ópticas dentro de la Unidadde Negocio de Redes Ópticas deAlcatel Network Systems,Richardson, Texas. EE.UU.


■ Introducción

La evolucion de los sistemas de trans-misión de línea desde los de canal úni-co, basados en la Multiplexación porDivisión en el Tiempo (TDM), a losmulti-canal, basados en la Multiplexa-ción por Division de Longitud de Onda(WDM), ha llevado a un importante au-mento de la anchura de banda soporta-da por la fibra óptica [1]. La capacidadtotal agregada que soporta una única fi-bra ha experimentado un gran aumentoen los seis últimos años, como se mues-tra en la Figura 1 que considera unavelocidad binaria por canal de 2,5Gbit/s. Este factor de crecimiento de 40tiene en cuenta solamente los sistemas

que llevan tráfico real de los usuarios yse espera que pronto dicho factor se in-c remente a 80.

Después de la primera generaciónde sistemas WDM para aplicaciones detransmisión punto-a-punto, hay un nú-mero de factores que han llevado al usode la longitud de onda como la entidada gestionar en el núcleo de los elemen-tos reconfigurables de re d :

• No se re q u i re sincronización entrelos tributarios, al contrario que en laRed Optica Síncrona / Jerarquía Di-gital Síncrona (SONET/SDH).

• Potencialmente, los equipos son detamaño mas pequeño y tienen mayoranchura de banda.

• La matriz de conexión interna es in-dependiente de la velocidad y delformato de la señal.

• Los mecanismos de protección y re s-tauración son eficientes y rápidospara grandes capacidades.

• Reducida carga de gestión de re d .

En este artículo se describe el estadoactual de las redes de transporte terre s-t re y su evolución para incluir una nue-va capa óptica, y se revisan los produc-tos Optinex de Alcatel que están dise-ñados para soportar varias arquitectu-ras de red, ofreciendo una mejora en laanchura de banda, en la flexibilidad yen la fiabilidad.

■ Evolución hacia la Capa Óptica

Actualmente, existen dos capas básicasen la red de transporte:

• Capa de servicios: Envía servicios alos usuarios finales.

• Capa SONET/SDH: Soporta un nú-mero de importantes funciones, in-cluyendo multiplexación por divi-sión en el tiempo desde las señalesde los tributarios eléctricos a las se-ñales de los agregados, transporte delas tramas normalizadas vía interfa-ces ópticos, conexión flexible a nivelde espacio y de tiempo, conmutaciónde protección de alta velocidadcuando ocurre un fallo en el equipo oen la planta de fibra, y eficientesequipamiento y gestión de re d .

FAMILIA DE PRODUCTOS OPTINEX

B. CLESCA Optinex es una nueva familia de productos ópticos de transmisión multicanal que incluye

desde sistemas de línea a distribuidores ópticos.

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Figura 1 - Evolución del número de canales (generalmente OC-48/STM-16) soportado poruna única fibra óptica para los sistemas de transmisión punto-a-punto.

Los nodos de red están basados en Multi-p l e x o res de Inserción-Extración (ADM)y Tr a n s c o n e c t o res Digitales (DXC). Con-secuentemente, las señales ópticas quese propagan a través de la fibra tienenque ser convertidas en señales eléctricasa las entradas de los nodos, procesadaseléctricamente, encaminadas de acuer-do con la topología de la red, de la matrizde tráfico y de la necesidad de los opera-d o res y, posteriormente, convertidas denuevo en señales ópticas antes de sertransmitidas a otros nodos.

La necesidad de una nueva tecnolo-gía y de una nueva capa en la parte su-perior de las dos capas existentes (verFigura 2) ha emergido como un re q u i-sito de las redes en continua expansión,del aumento de las demandas de anchu-ra de banda, del cada vez mas pesadotráfico SONET/SDH, que resulta cadavez mas dificil de gestionar, y de las re s-trinciones que presenta en la flexibili-dad de la oferta de servicios.

Mediante la introducción de losADMs ópticos Reconfigurables (R-OADM) y de los Tr a n s c o n e c t o res ópti-cos (OXC), se espera que esta evolu-ción no solamente haga un mejor uso dela capacidad de la fibra, sino tambiénque se proporcione una mayor flexibili-dad, un mayor nivel de restauración yde protección y una reconfiguración di-námica del transporte a nivel del espa-

cio y de la longitud de onda [2]. Ambascapas, la óptica y la SONET/SDH, llevana cabo funciones similares; sin embargola capa óptica manejará portadores óp-ticos (a 2,5 Gbit/s ó 10 Gbit/s) en vez dec o n t e n e d o res virtuales SDH (con unacapacidad de 155 Mbit/s o menor).

Con esta diferencia de granularidadd e c recerá el tamaño, la complejidad y elcoste de los nodos ópticos. Por ejemplo,las señales de tránsito de 2,5 Gbit/s pa-sarán a través de la matriz de conexiónóptica sin ser demultiplexada en el do-minio eléctrico. El equipo SONET/SDHimpone esta etapa de demultiplexacióndebido a que la tecnología eléctrica ac-tual de la matriz de conexión delADM/DXC solamente permite procesarseñales a la velocidad máxima de 155M b i t / s .

Esta diferencia de enfoque llevará auna reducción significativa en el tama-ño. Por ejemplo, el DXC de Alcatel másgrande tiene 4096 x 4096 puertos STS-1(51,8 Mbit/s), que corresponden a unaanchura de banda eficaz de 212 Gbit/s.Por el contrario, el distribuidor ópticode Alcatel para 128 x 128 puertos de 10Gbit/s, que corresponden a una anchurade banda eficaz de 1,28 Tbit/s, re q u e r i-rá solamente una quinta parte del nú-mero de bastidores. Puesto que las tec-nologías fotónicas están evolucionandorápidamente, en los próximos años se

esperan adicionales mejoras en el ta-maño (y coste) de dichos equipos.

■ Revisión de los ProductosOptinex de Alcatel

Hasta el momento se han desplegado encampo dos sistemas de línea WDM (elAlcatel 1610 OA para el mercado SO-NET y el Alcatel 1686 WM para el mer-cado SDH).

Estos sistemas ópticos de línea estándiseñados para la transmisión punto apunto de ocho señales de 2,5 Gbit/s so-b re una distancia de 640 km., o dieci-séis señales de 2,5 Gbit/s sobre una dis-tancia de 400 km. sin regeneración. Enlas entradas de ambos sistemas se usanA d a p t a d o res de Longitud de Onda deTransmisión (TWA): estas unidades re-transmiten las señales ópticas proce-dentes de los terminales SONET/SDHvía interfaces ópticos que emiten seña-les ópticas en la ventana de 1,3 µm o 1,5µm, con las características ópticas re-queridas para la transmisión WDM [1].Esto se lleva a cabo mediante la conver-sión óptica/eléctrica/óptica en el inte-rior de dichas unidades TWA .

En el caso del sistema Alcatel 1686WM, el Adaptador de Longitud de Ondade Recepción (RWA) se puede usar a lasalida del sistema para detectar con

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Figura 2 - Introducción de la capa óptica en la parte superior de la capas SONET/SDH y de servicios.



p recisión las señales ópticas que se hancorrompido por la propagación de la fi-bra y por el ruido del amplificador ópti-co. Si el lado receptor no se equipa conun RWA, cada salida del demultiplexa-dor de fibra se conecta directamente alinterfaz de recepción óptico de uno delos terminales SONET/SDH y, de estamanera, se recuperan las señales des-pués de la demultiplexación de longitudde onda

Un adicional sistema WDM de línea(Alcatel 1640 OM-WM) ofrece una ma-yor capacidad (hasta 400 Gbit/s) paraaplicaciones punto-a-punto, conjunta-mente con unas limitadas capacidadesm u l t i p u n t o - a - m u l t i p u n t o .

En una segunda fase se ofrecerá eldistribuidor óptico (Alcatel 1650 ON) yel multiplexor de Inserción-Extracción(Alcatel 1660 OR) que permitirá el en-caminamiento de longitud de onda enredes WDM.

Sistema de línea multi-canalAlcatel1640OM-WM

Alcatel 1640 es el nombre de una nuevaplataforma para los mercados SONET(OM) y SDH (WM). Este sistema de lí-nea está incluido en el catálogo Optinex,sumándose a los anteriores sistemas Al-catel 1610 OA y Alcatel 1686 WM. Dichosistema ofrece una mayor capacidad detransporte (40 canales proporcionandohasta 400 Gbit/s en una fibra: 40x2,5Gbit/s sobre 650 km., y 40x10 Gbit/s so-b re 430km.) y una limitada funcionali-dad de inserción-extracción óptica paraaplicaciones lineales. En lo que re s p e c t aal número de canales y distancia de fi-bra, el sistema Alcatel 1640 OM-WM está

diseñado para completar los productosAlcatel 1610 OA y 1686 WM.

Plan de longitud de onda de canalEn la Figura 3 se ejemplifica el plan delongitud de onda de canal del sistemaAlcatel 1640 OM-WM, también se mues-tra, para su comparación, el plan paralos sistemas Alcatel 1610 OA / 1686 WM.El nuevo plan de canal está de acuerdocon la red de frecuencias definidas enla Recomendación G.692 de la UIT- T[3], con una separación entre canalesde 100 GHz. Adicionalmente a las seña-les WDM, existe una señal de ControlAutomático de Nivel (CAN) que tieneuna longitud de onda de aproximada-mente 1545 nm [4] y permite que latransmisión WDM sea insensible vir-tualmente a la carga del canal. Estafunción, que ya está implantada en elsistema Alcatel 1686 WM, asegura queel Alcatel 1640 OM-WM pueda ser fácil yflexiblemente mejorado en términos denúmero de canales.

Adaptadores de longitud de onda detransmisión y recepciónLas señales ópticas no coloreadas sonmanipuladas por los adaptadores delongitud de onda de transmisión queadaptan las señales para la capa óptica.Su principal función es convertir la lon-gitud de onda desconocida, en el mar-gen de 1310 nm ó 1550 nm, a una longi-tud de onda fija que cumple con el plande canal del Alcatel 1640 OM-WM, me-diante el uso de la regeneración elec-trónica que incluye Retemporización,Reformateo y Retransmisión (3R) a 10y 2,5 Gbit/s (ó 2R, sin re t e m p o r i z a r, pa-ra velocidades inferiores a 2,5 Gbit/s).

Los TWAs y RWAs también ofrecen unnúmero de funciones opcionales confi-gurables mediante software. En primerl u g a r, estas funciones pueden añadir uncódigo de Corrección de Error en Recep-ción (FEC) a la señal para mejorar elmargen de potencia óptica alcanzable.Este FEC, que difiere de la codificacióndentro de banda usual que utilizan losc o m p e t i d o res, es el resultado de aplicarla experiencia de Alcatel en el campo delos sistemas de cables submarinos [5].Esto permite a Alcatel ofrecer un siste-ma con las mejores prestaciones de la in-dustria. En segundo lugar, es posiblecontrolar la calidad de la transmisión enla capa óptica, y entre el equipo SO-NET/SDH y los terminales WDM. Estafunción única permite al operador loca-lizar rápida y eficientemente un fallodentro de la re d .

Para poder interconectar el sistemaAlcatel 1640 OM-WM con los equiposSONET/SDH de Alcatel equipados coninterfaces ópticos coloreados [1], se hadesarrollado otro tipo de TWA / RWA concircuitos electrónicos que no son de al-ta velocidad. Todas las funciones opcio-nales de los adaptadores anteriores es-tán soportadas a nivel de equipo SO-N E T / S D H .

La Figura 4 muestra la partición delbastidor del Alcatel 1640 OM-WM paraun terminal bidireccional con una cargade canal de 40 señales WDM.

Amplificador óptico de doble etapa ycanal de supervisión ópticaEl amplificador óptico para el Alcatel1640 OM-WM ofrece funciones adiciona-les comparadas con el diseñado para elAlcatel 1610 OA/1686 WM. La Figura 5muestra el diseño del amplificador. Launidad básica está equipada con dosfuentes de bombeo internas de tipo se-miconductor que proporciona una po-tencia de salida de +14 dBm; no obstan-te, se puede requerir mas potencia ópti-ca, dependiendo del número de canales,de la velocidad binaria por canal y de lalongitud de la fibra entre dos terminalesde línea. En este caso, la potencia de sa-lida se puede aumentar hasta +20 dBmañadiendo unidades externas de bom-beo en el bastidor de línea, que aloja lasunidades de amplificación básicas. Con-secuentemente, los clientes no necesi-

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Figura 3 - Plan de longitudes de onda de los canales de los sistemas de transmisión WDMAlcatel1610 OA / 1686 WM y Alcatel1640 OM-WM, también se muestra la red de fre-cuencia/longitud de onda de la Recomendación G.692 de la UIT-T.

tarán pagar por todas las pre s t a c i o n e scompletas del amplificador cuando elsistema se ponga en servicio con unaconfiguración limitada.

Con independencia de este propósito(potencia y preamplificador dentro delos terminales, o de los amplificadore sde línea en los lugares de re p e t i c i ó n ) ,se usan las mismas unidades y el mismobastidor de línea. Desde el punto de vis-ta del cliente, esto supone una gransimplificación de la gestión de las uni-dades de re p u e s t o .

Otra característica notable de esteamplificador óptico es la posibilidad deacceso entre etapas que permite insertarfunciones ópticas adicionales (por ejem-plo, compensación de la dispersión cro-mática) en la línea sin afectar al margende potencia entre amplificadore s .

En el amplificador también se inclu-yen dos filtros ópticos para la extraccióne inserción del Canal Óptico de Supervi-sión (OSC). El OSC consiste en una lon-gitud de onda adicional que solamente

lleva información de gestión a las dife-rentes partes del sistema (canal de da-tos, hilo de órdenes de ingeniería, canalde servicio, servicio de mantenimiento ycomandos). El canal óptico de supervi-sión viaja a lo largo de la fibra simultá-neamente con las señales WDM. Su lon-gitud de onda de 1510 nm cumple con laRecomendación G.962 de la UIT-T [3].El OSC se extrae a la entrada del am-plificador y se inserta de nuevo en la lí-nea a la salida, asegurándose de estamanera que el OSC esté siempre dispo-nible cuando ocurra un fallo en el am-plificador o en la unidad de bombeo.

Función fija de inserción-extracciónópticaSe ha desarrollado un módulo que apro-vecha la ventaja que ofrecen los ampli-f i c a d o res Alcatel 1640 OM-WM de dis-poner de acceso entre etapas, permi-tiendo realizar funciones de inserción yextracción limitadas en el dominio ópti-co. El término limitado se re f i e re al nú-

mero de canales WDM que se puedenutilizar para encaminamiento (hasta 4de un total de 40 canales del multiple-xor WDM). Este módulo consiste en fil-tros ópticos y conmutadores ópticos es-paciales. El gestor de red se puede usarpara configurar remotamente este mul-tiplexor de inserción-extracción paracuatro longitudes de onda, re a l i z a n d otránsito, extracción o inserción.

Distribuidor óptico Alcatel 1650ON

Este producto (ON significa OpticalNetwork) proporcionará un control entiempo real para la restauración y re e n-caminamiento de la red, así como tam-bién la funcionalidad de un distribuidoróptico re c o n f i g u r a b l e .

La Figura 6 lista los tres tipos deconmutación en el dominio óptico en elcaso de un distribuidor óptico conecta-do a varias fibras WDM:

• La conmutación de fibra interconec-ta una fibra de entrada a una fibrade salida (o a varias fibras de salidacuando tiene lugar la operación demultidifusión) sin modificar el con-tenido de cada fibra WDM.

• La conmutación de longitud de ondapermite una mayor flexibilidad debi-do a que maneja las señales ópticasa nivel de longitud de onda: el tráfi-co procedente de cualquier fibra deentrada, soportada por cualquierlongitud de onda, se puede encami-nar a cualquier fibra o cualquiera delas fibras de salida usando la mismalongitud de onda.

• La conversión de longitud de ondahace un uso mas eficiente de la an-chura de banda óptica: dos señalesentrando en el distribuidor óptico,desde diferentes fibras de entrada,pero soportadas por la misma longi-tud de onda, pueden ser encamina-das a la misma fibra de salida.

A diferencia de lo que se muestra en laFigura 6, cada uno de los puertos deentrada y de salida de los distribuidore sópticos de Alcatel soportan un únicalongitud de onda. Por consiguiente, serequerirán unidades de demultiplexa-ción y multiplexación para conectar al

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Figura 4 - Configuración de un terminal de 40 canales para un sistema bidireccional deun par de fibras con una capacidad agregada por fibra de hasta 400 Gbit/s.



equipo fibras WDM. El diseño de la ma-triz ha sido optimizado para un tamañode 128x128, mejorable a 256x256.

De forma similar a su contrapartidaeléctrica, el distribuidor óptico consisti-rá en tres subsistemas como se muestraen la Figura 7: subsistema de entra-da/salida, subsistema de conmutación ysubsistema de control.

El subsistema de entrada/salida pro-porciona los interfaces ópticos/eléctri-cos/ópticos a la línea e interfaces conlas copias duplicadas del subsistemac o n m u t a d o r. Actualmente, se pre v é nvelocidades binarias de hasta 10 Gbit/spor canal único.

Dentro del subsistema conmutadorse realizan conexiones cruzadas entrelos puertos de entrada y salida en basea la longitud de onda. El conmutador sebasa en un diseño original de Alcatelque está siendo actualmente patentado.El dispositivo conmutador (o matriz de

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Figura 5 - Configuración del amplificador de doble etapa para el sistema Alcatel1640OM-WM.

Figura 6 - Tres tipos de conmutación óptica.


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conmutación) está duplicado para sa-tisfacer los requisitos de fiabilidad y demejora de prestaciones. El trayecto dela señal a través del dispositivo conmu-tador es óptico, sin ningún procesoeléctrico. La matriz sólo se equipa deacuerdo con la capacidad de puertos re-querida, minimizando de esta maneralos costes de la instalación inicial y delc recimiento futuro.

Otro requisito para un distribuidoróptico eficiente es la total conectividaden un modo estricto de no bloqueo. Lamatriz de conmutación del Alcatel 1650ON está diseñada para proporcionar nue-vas conexiones desde cualquier entradal i b re a cualquier salida libre, sin afectarde manera alguna a la calidad de lasconexiones existentes. La arquitecturaseleccionada para el OXC Alcatel 1650ON ofrece los tres tipos de conmutaciónóptica ilustrada en la Figura 6. M i r a n d oa la histora de los DXCs, se espera que elnúmero de puertos de entrada/salida re-queridos aumente muy rápidamente des-de el diseño actual (128x128 y 256x256)hasta al menos 1024x1024.

Finalmente, el subsistema de controlsupervisará todas las funciones de Ope-ración, Administración, Mantenimientoy Provisión (OAM&P) relacionadas conel transconector óptico.

Multiplexor óptico de inserción-extracción reconfigurable

El objetivo del Alcatel 1660 OR (OR sig-nifica Optical Ring) es ofrecer a las re-

des actuales de los operadores basadasen anillos un elemento óptico re c o n f i-gurable de red que proporcione unafuncionalidad similar a la de los ADMsSONET/SDH. Este producto se extende-rá por el catálogo de productos Optinex,haciéndolo totalmente consistente:

• El Alcatel 1640 OM-WM, para lasaplicaciones de transporte punto-a-punto con una limitada funcionali-dad de multiplexor de inserción-ex-tracción para configuraciones linea-les de re d .

• El Alcatel 1660 OR, para aplicacionesen anillo con una mayor conectividady subsistemas de protección de re d .

• El Alcatel 1650 ON, para distribu-ción óptica de un gran número depuertos entrada/salida con total co-n e c t i v i d a d .

La Figura 8 ilustra la funcionalidad de-seada del ADM reconfigurable: extrac-ción, extraer y continuar (una caracte-rística clave para interconexión de ani-llos), inserción y tránsito (con o sin in-tercambio de longitud de onda).

Las principales diferencias entreR-OADMs y OXCs son el tamaño de lamatriz, la conectividad de la misma y lossistemas de protección requeridos paralas aplicaciones de anillo. Todas estascaracterísticas han sido rigurosamenteevaluadas por Alcatel usando MADO,que es un demostrador de 3 nodos [2].

La Figura 9 muestra la configura-ción del R-OADM para su uso en un ani-llo de 4 fibras. La protección de red blo-quea los conmutadores y las señales dereencaminamiento en el caso de fallodel enlace. La matriz de conexión estáduplicada a efectos de fiabilidad y ade-cuación futura. En los subsistemas tri-butarios también se implementan algu-nas facilidades de protección.

Hablando en general, las matricesópticas de conexión de los OXCs o delos R-OADM encaminan señales ópti-cas. Los interfaces de transmisión/re-cepción se pueden utilizar en los extre-mos de la matriz, pero el núcleo de lamatriz es puramente óptica y transpa-rente a la velocidad binaria y al forma-to de la señal. Por ejemplo, un circuitoóptico de encaminamiento que fueseinicialmente diseñado para operación a2,5 Gbit/s se puede reutilizar con cana-les a 10 Gbit/s.

Como una primera etapa, se ha pla-nificado reutilizar el subsistema de con-trol de los DXCs y ADMs, permitiendo a

Figura 7 - Configuración del distribuidor óptico Alcatel 1650 ON.

Figura 8 - Principio y funciones del multiplexor óptico de inserción-extracción reconfigurable.

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Alcatel usar su valiosa experiencia conlos DXCs y ADMs SONET/SDH y ofre c e ra los clientes elementos ópticos re c o n f i-gurables que les sean familiares. El per-sonal experto de los operadores de re d ,los ingenieros de prueba, el personal demantenimiento y los operadores de lagestión encontrarán que esta similitudcon los actuales nodos SONET/SDH fa-cilitará la integración de la red y sim-plicará el despliegue de la misma.

■ Conclusión

Como una siguiente etapa en el catálo-go Optinex, el Alcatel 1640 OM-WM o-f recerá 40 canales multiplexados, conuna capacidad por fibra de 400 Gbit/ss o b re una distancia de 430 km. entrepuntos de regeneración. Este equipo seo f rece en adición a los sistemas Alcatel1610 OA/1686 WM que estan diseñadospara aplicaciones en donde sea sufi-ciente un producto de capacidad x dis-tancia más pequeña. Se obtendrán unasp restaciones superiores de transmisiónmediante el uso de un único y potente

código de corrección de error FEC fuerade banda. El concepto de pago por lon-gitud de onda, seguido durante el dise-ño del Alcatel 1640 OM-WM, conduce aun significativo ahorro de coste, tantodurante el despliegue inicial como enp o s t e r i o res crecimientos en términosde capacidad.

Se están planificando equipos ópticosmás flexibles con la introducción del dis-tribuidor óptico Alcatel 1650 ON y el mul-tiplexor óptico de inserción-extracciónreconfigurable Alcatel 1660 OR. Es posi-ble diseñar el núcleo óptico de la matrizde conexión de manera que este subsis-tema, clave de dichas unidades reconfi-gurables, sea totalmente transparente ala velocidad binaria y al formato de lasseñales a ser encaminadas. Sin embargo,en los próximos años, se prevén algunosinterfaces ópticos/eléctricos/ópticos pa-ra fijar las señales ópticas que entran alequipo y proporcionar la posibilidad degarantizar y medir la calidad de la señal.Esta idea seguirá al despliegue de loselementos ópticos de red digitales u opa-cos, que serán más fáciles de gestionar.En otro orden de cosas, Alcatel realiza in-

tensos esfuerzos para investigar la trans-parencia óptica para el futuro de la capaóptica [6, 7].

El catálogo de producto Optinex es-tá dirigido a proporcionar nuevos ele-mentos ópticos de red re c o n f i g u r a b l e sque son flexibles, fiables, eficientes encoste y diseñados para cubrir las nece-sidades de las redes de hoy y del maña-na. Se ofrecerá una mejora en serviciosy sucesivos incrementos en términos decapacidad. Todos los productos Optinexobtendrán ventaja de la valiosa expe-riencia e historia de investigación, de-sarrollo y de la exitosa implantación delos equipos de SONET/SDH. La integra-ción de estos nuevos elementos ópticosde red dentro de los gestores de red deAlcatel facilitará y simplificará el des-pliegue, el mantenimiento y la gestiónde la re d .

Consecuentemente, la familia deproductos Optinex satisfará el constan-te incremento de la demanda para laprovisión, a coste competitivo, de an-chura de banda con una mayor capaci-dad, mayor flexibilidad y mejorada fia-bilidad y supervivencia.

Figura 9 - Configuración de un R-OADM para el despliegue en un anillo de 4 fibras.


■ Referencias

1 R. Castelli, T. Krause: “Tendencia delMercado y Evolución de los Sistemasde Transmisión ópticos” Revista deTelecomunicaciones de Alcatel, 3 e rTr i m e s t re 1998, págs. 165-175.

2 J. Dupraz, F-X. Ollivier, P.A. Perrier:“Una Nueva Capa Fotónica para Re-des de Banda Ancha”, Revista de Te-lecomunicaciones de Alcatel, 1 e rTr i m e s t re 1998, págs. 47-54.

3 Recomendación G.692 de la UIT- T,1 9 9 8 .

4 B. Clesca y otros: “Upper Limit andControl Scheme for Power per Chan-

nel in Optically-Amplified WDM Sys-tems”, Proceedings of the 22nd Eu-ropean Confonference on OpticalCommunication, volume 3, artículoWe P.31, págs.3.333-3.336; Oslo, No-ruega, 15-19, Septiembre 1996.

5 S.R. Barnes, J. Devos, P.M.Gabla, yB. Le Mouël: “150 Años de Sistemasde Cable Submarino - desde el Códi-go de Morse a la ciber- c o n v e r s a-ción”, Revista de Te l e c o m u n i c a c i o-nes de Alcatel, 1er Tr i m e s t re 1997,págs. 55-62.

6 J.-L. Beylat, M. Chbat, A. Jourdan,P.A.Perrier: “Pruebas de Campo deRed todo Óptica Basada en Conver-sión de Longitud de Onda”, R e v i s t a

de Telecomunicaciones de Alcatel,3er Tr i m e s t re 1998, págs. 218-224.

7 F. Brillouet, F. Devaux, M.Renaud:“Desde la Transmisión al Proceso:Retos para Nuevos Dispositivos Op-toelectrónicos”, Revista de Te l e c o-municaciones de Alcatel, 3er Tr i-m e s t re 1998, págs. 232-239.

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Bertrand Clesca es Jefe de Productode los Elementos ÓpticosReconfigurables de Red dentro de laDivisión de Sistemas de Transmisiónde Alcatel en Villarceaux, Francia.


EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS SUBMARINOSWDM HACIA REDES INTEGRADAS DE TERABIT/S

J. CHESNOYO. GAUTHERONL. LE GOURRIÉRECV. LEMAIRE

El sistema submarino Alcatel OALW160 de 160 Gbit/s es el siguiente paso para alcanzar

capacidades de fibra de terabit por segundo.

■ Introducción

La tecnología de multiplexación ópti-ca de longitudes de onda (WDM) se haestudiado, durante largo tiempo, en lamayoría de los laboratorios de investi-gación en telecomunicaciones, debidoa su enorme potencial para las aplica-ciones de transmisión y re c o n d u c c i ó nde señales. El mercado de los sistemasde telecomunicación submarina fue elprimero en apreciar y emplear lasgrandes cualidades ofrecidas por estatecnología en aumento de conectivi-dad y de capacidad. La División de Re-des Submarinas de Alcatel (SND) hacontribuído decisivamente para la in-troducción de la tecnología WDM en elmundo de las comunicaciones subma-rinas, liderando el mercado en variosaspectos técnicos de dicha tecnología.SND está fabricando e instalando susprimeras redes (Gemini, SEA-ME-WE3, Atlantis, China-US, etc.) emple-

ando la gran capacidad, conectividad yflexibilidad ofrecida por la gama deproductos OALW 16. Además, ofre c eactualmente la nueva familia OALW160 que posee una capacidad de 160Gbit/s por par de fibra y 10 Gbit/s, porlo que es adecuada para su uso en fu-turas re d e s .

■ Características de la RedActual con OALW16

Sistema 82,5 Gbit/s

La gama del producto OALW16 se des-cribe en detalle en otros apartados entérminos de diseño de línea (1, 2, 3) yproducto (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12).En este apartado se describen las ca-racterísticas del producto examinandovarias redes que lo incorporan (Gemi-ni, SEA-ME-WE3 y China-US) y anali-zando cómo verifica y satisface las ne-

cesidades de los clientes. La Figura 1muestra los principales elementos dela re d .

GeminiGemini es una red que une Londres yla ciudad de Nueva York. Consta dedos cables submarinos que cubren laseccion Atlántica de una red de tre sanillos entre ambas ciudades.

La red se diseñó en 1996 para satis-facer la necesidad de gran capacidad,unida a la de muy alta calidad y dispo-nibilidad. Además, tenía que desarro-llarse muy rápidamente. La Figura 2muestra la arquitectura de la red. De-bido a esta urgencia el sistema sub-marino tuvo que diseñarse e instalar-se utilizando la tecnología existente(5 Gbit/s) permitiéndose que pudieraser aumentada a 4x2,5 Gbit/s cuandoestuvieron disponibles los productosWDM. Después de esto, se re a l i z a r o nmedidas detalladas del cable más me-ridional que indicaban que podría so-portar un mayor número de longitudesde onda.

Hubo que alcanzar ciertos compro-misos para garantizar la posibilidad deuna ampliación futura y para cumplircon los cortos plazos de tiempo. La fi-bra utilizada en la primera sección te-nía una dispersión cromática de 0,6ps/nm/km. en vez de 2 ps/nm/km. queera el valor nominal de los sistemassubmarinos WDM vigentes en ese mo-mento. Esto limita la potencia de sali-da de los re p e t i d o res a aproximada-mente 7 dBm para un sistema conocho longitudes de onda, con lo que se

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Figura 1 – Productos de red submarina.

necesitan más re p e t i d o res que los queemplearía un sistema óptimo.

La configuración de la red está ba-sada en el multiplexor de inserción-extracción Alcatel 1664 SM con pro-tección de vía asociado con extraer- y -continuar (drop-and-continue) para co-nectar los diferentes anillos. La red ofre-ce una gran disponibilidad pues su me-canismo de protección es robusto fre n t ea numerosos fallos y opera a 50 ms, in-cluso para largas distancias.

SEA-ME-WE 3SEA-ME-WE3 incorpora todas las ca-racterísticas 8x2,5 Gbit/s ofre c i d a spor el sistema OALW 16. Además, sehan utilizado dos funciones funda-mentales diferentes a las empleadasen Gemini.

Primeramente, las conexiones sehan realizado utilizando unidades deramificación WDM, lo que posibilitaconectar un mayor número de ramas acada tronco. La Figura 3 muestra lasinstalaciones de conexión empleadasen el segmento 2 del sistema SEA-ME-WE 3. Se ha llevado a cabo la varia-ción de una a tres longitudes de onda,ramificaciones de las ramas y conexio-nes WDM entre las ramas.

En segundo lugar, la función E-OTDR (Extended Optical Time Do-main Reflectometry) permite re a l i z a rcomprobaciones de re f l e c t r o m e t r í aóptica en el dominio del tiempo de lalínea a través de los amplificadore sópticos y las unidades de ramificacióncuando la transmisión no está operati-

va, de forma que se puede detectarcon precisión cualquier defecto en elcamino óptico. La Figura 4 m u e s t r auna curva de atenuación calculadaempleando el equipo E-OTDR.

China-USEn este proyecto se ha estudiado cui-dadosamente la propagación. Actual-mente son factibles distancias detransmisión de hasta 12.000 km. sin re-generación para plantas submarinas.La viabilidad de utilizar tan largas dis-tancias se ha estudiado en experimen-tos a circuito cerrado. Para ultimar es-ta validación e integrar los equipos ded i f e rentes suministradores se estánllevando a cabo experimentos comple-tos con distancias de 10.000 km.

La Figura 5 muestra la importanciadel Equipo de Protección de Red(NPE) en una red transoceánica, don-de la capacidad es un parámetro fun-damental. El NPE incrementa la pro-tección estándar de 4 fibras MS-Spring,evitando el loopback en nodos adya-centes al fallo. Un protocolo muy sofis-ticado asegura que el tráfico se re e n c a-mine siempre desde el nodo original.

Otras característicasOtras características que no poseía elsistema OALW 16 y que si se empleanen estos contratos son las siguientes:

185

EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS SUBMARINOS WDM HACIA REDES INTEGRADAS DE TERABIT/S

Figura 2 – Protección red Gemini.

Figura 3 – Conectividad del segmento 2 del SEA-ME-WE 3; las líneas gruesas muestran laconectividad inicial, mientras que las líneas finas muestran las mejoras futuras.


• Un repetidor que ofrece la flexibili-dad necesaria para ser utilizadocon re p e t i d o res de otros suminis-t r a d o res. Esto es posible incluso siel método supervisor empleado porestos re p e t i d o res es diferente. Laflexibilidad del diseño interno delrepetidor de Alcatel permite lacompatibilidad con los métodos su-p e r v i s o res de compañías competi-doras usando componentes especí-ficos. Esto se ha llevado a cabo enColumbus III.

• Características NPE en el ADM(Multiplexador Inserción-Extrac-c i ó n )

• Un equipo de alimentación eléctri-ca en conjunción con unidades deramificación controladas eléctrica-mente y un sistema de control de laelectricidad forman, en su conjun-to, un sistema fácil de instalar y ro-busto ante fallos en los equipos oc a b l e s .

• Sistema de control de la red sub-marina (Alcatel 1354 SN) que com-bina el uso de tecnología WDM (laúnica completamente desarrolladaactualmente en Alcatel) para lo-grar la conectividad necesaria y elsistema de control de red submari-na y de equipos desarrollado por elAlcatel 1353 SH.

Evolución al sistema 16 x 2,5 Gbit/s

No sólo es la máxima capacidad jamásinstalada en sistemas de transmisión,sino que además la longitud del siste-ma (por encima de los 9.000 km.) con-lleva unos requisitos de estabilidad dela ganancia del amplificador y de com-pensación de la dispersión cromática,que son un desafío tecnológico consi-derable. Esta tecnología será utilizadapor primera vez en el sistema Sout-hern Cross.

Para conseguir la estabilidad ade-cuada de la ganancia se combina unafibra codopada con aluminio, un filtrode estabilización de la ganancia en elrepetidor y ecualizadores de bloque re-gularmente espaciados a lo largo de lalínea. Se consigue un ancho de bandade 16 a 18 nm (7 nm en el sistema 8x2,5Gbit/s) que es suficiente para 16 cana-

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Figura 4 – E-OTDR.

Figura 5 – Mecanismo de protección NPE.


les separados entre sí por 0,8 nm, y ha-ce posible llegar a más de 20 longitudesde onda. La Figura 6 muestra el anchode banda de un amplificador que em-plea fibra codopada con aluminio.

Para compensar la dispersión cro-mática de 16 canales espaciados 0,8nm a lo largo de 9.000 km., empleandouna fibra con dispersión 2 ps/nm/km. ala longitud de onda de 1560 nm, hayque insertar en el terminal hasta 480

km. de fibra sin dispersión. Esto supo-ne una enorme cantidad de dinero, vo-lumen y pérdidas. Quizás se podría evi-tar empleando retículas de Bragg. Es-tos dispositivos se han empleado satis-factoriamente para compensar la dis-persión cromática en distancias dehasta 9.000 km. Además ofrecen la po-sibilidad de compensar la dispersióncromática positiva y negativa, obte-niendo un mapa de dispersión cromá-

tica simétrico, tal como aparece en laFigura 7.

■ ¿Cuál es la Soluciónpara Redes Submarinasde Te r a b i t ?

Capacidad por longitud de onda

Transmisión por canal: 10 Gbit/sversus 5 Gbit/sLas discusiones más recientes sobresistemas submarinos de una capaci-dad global de 160 Gbit/s han suscitadodos cuestiones:

• La utilización de sistemas de 16 x10 Gbit/s o de 32x5 Gbit/s, amboscon la misma capacidad total.

• Si la conexión a tierra de los siste-mas se realizará en el futuro con2,5 ó 10 Gbit/s.

Varios factores han llevado a Alcatel aelegir la solución de 16x10 Gbit/s, jun-to con el acceso a 10 Gbit/s.

Tal como aparece en la Tabla 1, l o so p e r a d o res de telecomunicación estániniciando un nuevo periodo de expan-sión debido al cambio del sistemaSTM-16/OC-48 al STM-64/OC-192. Enel año 2000, cuando se desarrolle laprimera red submarina de 160 Gbit/s,la inversión en el sistema terre s t re de10 Gbit/s será mayor que con la actualtecnología de 2,5 Gbit/s (12).

Otro aspecto interesante para com-p render la situación actual es analizarla evolución del factor de granularidadsubmarino, que se define como el co-ciente entre la capacidad total trans-mitida por la fibra submarina y el flujode acceso en la conexión entre la re dt e r re s t re y submarina. Este factorcuantifica el paralelismo entre la evo-lución de los equipos submarinos y lasredes terre s t re s .

Debe decidirse para los sistemassubmarinos de 160 Gbit/s si se emplea-rá un factor de granulación igual, o sipor el contrario se incrementará muchoeste factor. Aunque la conexión del sis-tema submarino de 16x10 Gbit/s a la redterrestre sería a 10 Gbit/s (STM-64/OC-192), sin embargo, la utilizada para lossistemas de 32x5 Gbit/s seguiría siendo

187

Figura 6 – Ancho de banda de un amplificador submarino con fibra de erbio co-dopadacon aluminio.

Figura 7 – Mapa de dispersión cromática simétrica.


de 2,5 Gbit/s, ya que 5 Gbit/s no estáestandarizado; este último llevaría aun factor de hasta 64, como muestra laFigura 8.

La elección de la tecnología 16x10Gbit/s para los sistemas submarinos de160 Gbit/s, combinada con la conexiónde la red a los equipos terre s t res em-pleando 10 Gbit/s, ofrece ventajas fun-d a m e n t a l e s :

• Continuidad con la evolución delos equipos terre s t res: La elecciónde la misma tasa de transmisióne n t re los futuros sistemas terre s-t res y submarinos simplifica su a-coplamiento (como puede verse enel ejemplo Gemini) y es una buenaforma de construir una red globalencargada de proporcionar servi-cios de alta calidad a sus usuariosf i n a l e s .

• Facilidad de instalación y manteni-miento de las estaciones termina-

les: Un factor terre s t re - s u b m a r i n obajo evita la sobresaturación de lasestaciones submarinas. Para la mis-ma capacidad global, los sistemassubmarinos de 16x10 Gbit/s necesi-tan la cuarta parte de equipo deSDH/SONET que los sistemas 32x5Gbit/s. Esto lleva a un ahorro de es-pacio y de consumo eléctrico. Comola instalación y el mantenimientoson más fáciles, se producen aho-rros significativos.

Esta evolución de las redes submari-nas hacia la tecnología de 10 Gbit/scon una mayor capacidad, está orien-tada a proporcionar mejor servicio alusuario final creando una red globalbasada en un fuerte paralelismo entrelos sistemas submarinos y terre s t re s .

Como consecuencia de estas razo-nes, junto con la fortaleza de Alcatelen este campo, SND ha optado por elsistema 16x10 Gbit/s con acceso de 10Gbit/s para el OALW 160, el productopara la red de 160 Gbit/s.

■ Familia de Pro d u c t o sO A LW 64: Solución de16x10 Gbit/s para red de160 Gbit/s

La familia OALW 160 se ha diseñadopara ofrecer a los clientes la máximacapacidad disponible para una re dsubmarina. Este diseño optimiza lared terre s t re y la submarina en su con-

junto. Se ha guardado especial aten-ción al diseño de la línea, de formaque permita la transmisión transoceá-nica a 10 Gbit/s.

Descripción del sistema

El sistema OALW 160 ha heredado va-rias características y partes del dise-ño de la red del sistema OALW 16: elconducto del cable, el equipo de ali-mentación eléctrica, los sistemas dealojamiento del repetidor y de las uni-dades de ramificación, y el sistema decontrol de la red basado en el Alcatel1353 SH.

El sistema 16x10 Gbit/s se ha dise-ñado para permitir futuras salidascompatibles con el sistema de conecti-vidad, a partir de unidades de ramifi-cación de inserción/extracción, comoen el caso del OALW 16.

Sin embargo, el uso de conectivi-dad WDM produce dos restricciones alsistema WDM:

• Degradación de la SNR (Signal toNoise Ratio) en el tronco, ya que esaltamente complicado sumar unalongitud de onda en una unidad deramificación WDM en su nivel dec resta ideal.

• Es difícil distinguir con seguridadcon un filtro entre dos canales de10 Gbit/s con una separación delongitudes de onda de solamente0,8 nm y que han atravesado milesde kilómetros de re d .

Debido a estas restricciones, no se pre-vé la conectividad WDM para las pri-meras implantaciones del sistemaO A LW 160.

El desarrollo de este producto pasapor dos etapas técnicas. La Figura 9muestra el espaciado de los re p e t i-d o res en función de la longitud del sis-tema para diferentes capacidades y lasd i f e rentes etapas.

La primera etapa utiliza plantassubmarinas diseñadas para operar con16x2,5 Gbit/s, utilizando amplificado-res de 1480 nm y fibra de 50 µm≈. Enesta etapa, se emplean totalmente de-sarrolladas para construir wet plantscapaces de operar con 16x10 Gbit/s endistancias de hasta 4.000 km.

188

Figura 8 – Evolución del factor de granularidad terrestre-submarina.

OC-48 OC-192

1998 328 212

1999 411 365

2000 420 465

2001 442 490

2002 457 505

Tabla 1- Previsión de inversiones en inter-cambiadores SONET (millones de dólares).


La segunda etapa es un sistema de16x10 Gbit/s diseñado para distanciaspor encima de 7.500 km. Por lo queson necesarias fibras de gran secciónefectiva. La construcción de la wetplant comenzará a principios de 1999,el primer sistema estará listo para suutilización a mediados del año 2000.

En el futuro se podría aumentar elnúmero de longitudes de onda y re a l i-zar una protección tributaria de nuevat e c n o l o g í a .

Red

Protección de la redEn las redes de 16x10 Gbit/s puedenemplearse una gran variedad de meca-nismos de protección.

En las topologías de anillo, que sue-len ser las más frecuentes, se puedellevar a cabo la protección a nivel decamino (SNC-P) o a nivel de sección(MS-SPRing), y finalmente en el modoNPE. Tanto el SNC-P como el NPE ga-rantizan que, en caso de fallo de lared, se utilizará la ruta óptima. Laprincipal ventaja del sistema SNC-P essu corto tiempo de recuperación (50ms), mientras que el NPE permitetransportar tráfico extra fuera del an-cho de banda de protección.

En una red fabricada de anillos in-terconectados, se puede realizar un

mecanismo extraer y continuar parapermitir el tráfico en estas situaciones.

En las configuraciones punto-a-punto se puede proteger la línea conlos modos 1+1 ó 1:1.

Por último, pero no menos impor-tante, las redes basadas en una malladigital pueden protegerse medianteun mecanismo de restauración queoptimice el uso del ancho de banda aexpensas de un mayor tiempo de re c u-p e r a c i ó n .

Elementos de las redes de 10 Gbit/sAlcatel propone dos dispositivos parasu uso en redes de 10 Gbit/s:

• Multiplexor de inserción/extrac-ción Alcatel 1674 ESM: Está dota-do con cuatro tarjetas integra-doras STM-64 y una amplia gamade tarjetas tributarias, ofre c i e n d oaccesos protegidos 1+1 STM-1,STM-4 y STM-16. Este equipo escompacto y posee una buena re l a-ción de efectividad-coste, por loque se utiliza en muchas configu-raciones de re d .

• Transconector digital de Alcatel:consta de una gran malla de hasta1280 STM-1, con posibles accesosa nivel de 140 Mbit/s, STM-1, STM-4 y STM-16. En el caso de que loso p e r a d o res de telecomunicación

quisieran controlar el tráfico demenor granularidad (2, 34 ó 45Mbit/s), Alcatel les ofrece otrosproductos adecuados a sus necesi-d a d e s .

Diseño de la línea

El diseño de la línea de 16x10 Gbit/ses un aspecto clave del sistema OALW160. SND ha llevado a cabo experi-mentos pre l i m i n a res para las siguien-tes capacidades: funcionamiento deuna red de transmisión experimentalde 8x10 Gbit/s para un recorrido de6.000 km. y de un sistema de 16x10Gbit/s en un experimento a bucle ce-rrado de 7.000 km. El funcionamientode este último aparece reflejado en laFigura 9. Para los 6.000 km. se obtuvoun factor Q de aproximadamente 16dB, mientras que el sistema de 8x2,5Gbit/s consiguió un factor Q de 19 dBpara la misma distancia.

Esta gran diferencia de funciona-miento es debida a tres factores prin-c i p a l e s :

• La máxima potencia de salida porcanal para 6.000 km es de aproxi-madamente 1.5 dB, mientras quepara un sistema basado en canalesde 2,5 Gbit/s es de unos 0 dB porc a n a l .

• Aumento del ancho de banda debi-do al aumento del flujo de bits (6d B ) .

• Aumento de la degradación debidoa los efectos de propagación.

El funcionamiento de estos experi-mentos no ha logrado el nivel re q u e r i-do para conseguir una compatibilidadtotal con las instalaciones industria-les para distancias transoceánicas.Normalmente se necesita un margende más de 5 dB entre el experimento yel factor de Q requerido, pues en la rea-lidad se producen numerosos desajus-tes de la transmisión en la construc-ción, reparaciones o debido al enveje-cimiento, y hay que alcanzar el mar-gen de error estipulado (normalmentede 10-13).

Para obtener este margen necesa-rio de error se pueden utilizar tre smedidas en el diseño de la re d :

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Figura 9 – Espaciado de los repetidores para distintas capacidades.


• La realización de pumping en 980nm reduce el ruido del amplifica-dor en 1 dB y aumenta el factor Qen la misma cantidad.

• La fibra de 80 µm2 permitirá au-mentar la potencia de salida ópti-ma aproximadamente 2 dB, siem-p re que pueda limitarse el efectode cableado.

• El procesamiento FEC (ForwardError Correction) mejorado permi-te obtener unas relaciones de errorpor debajo de 10-13 para un SNR in-ferior a 9.5 dB, lo que corre s p o n d ea una mejora de 2 dB comparadacon el FEC actual.

Hoy en día, la utilización de modula-ción RZ (Return to Zero) en el trans-misor se considera la mejor manerapara minimizar los efectos adversos dela dispersión cromática. Todavía es unproblema el control de la propagacióna lo largo de distancias transoceánicas,su comprensión plena se producirá se-guramente en el futuro inmediato.

Algunos suministradores han expe-rimentado con sistemas de 5 Gbit/s ylos ofrecen argumentando que esta ca-pacidad se puede obtener incre m e n-tando los márgenes. Ya hemos mostra-do que esta solución es demasiadoineficiente a nivel de red para consi-derarla aceptable. Además el FEC me-

jorado elimina los últimos límites co-nocidos de la transmisión a 10 Gbit/s.

■ Conclusión

La familia de productos WDM de laSND está entrando actualmente en sutercera generación. La gama de pro-ductos de 16x2,5 Gbit/s es una evolu-ción menor del sistema actual OALW 16que ofrece un aumento de capacidad aun precio muy competitivo y en un cor-to espacio de tiempo. Este nuevo siste-ma se instalará en Southern Cross.

Continuando el éxito del sistemaO A LW 16 basado en 8x2,5 Gbit/s y su ex-tensión a 16x2,5 Gbit/s, SND está lan-zando un sistema de 16x10 Gbit/s, co-nocido como OALW 160. La nueva gamade productos 16x10 Gbit/s se está dise-ñando con la más moderna tecnología.O f recerá la máxima capacidad para re-des transatlánticas y transpacíficas.Aunque está basada en tecnologías detransmisión relativamente estándar(modulación RZ, FEC, etc.), cumplirácon los niveles de funcionalidad, dispo-nibilidad y características de la red, mi-nimizando, al mismo tiempo, el tamañode los equipos y los costes de la familiacompleta de productos OALW 160 aso-ciada con el equipo SDH terre s t re. Estasolución ya se ha propuesto para la re d

transatlántica TAT 14 y para la red deconexión entre Japón y USA.

■ Referencias

1 O. Gautheron y otros: “82,5 Gbit/sWDM Transmission over 6.000 kmwith Wavelength Add-and-Drop Mul-tiplexing”, Electronic Letters, volu-men 32, número11, 1996, pág. 1019.

2 O. Gautheron y otros: “Robustnessof WDM Submarine Tr a n s m i s s i o nto Degraded Conditions”, OFC’ 97,Dallas, EE.UU.

3 L. Prigent y otros: “82,5 Gbit/s WDMTransmission in a Tr a n s o c e a n i cNetwork”, NOC96, Heidelberg, Ale-mania, 1996.

4 L. Le Gourriérec y otros: “BranchingUnit Concept for WDM Connectivity “,Suboptic‘ 97, San Francisco, EE.UU.

5 C.D. Stark y otros: “Line Te r m i n a lEquipment Considerations forLong Haul WDM Transmission”, Su-boptic ‘ 97, San Francisco, EE.UU.

6 N.J. Hazell y otros: “Design consi-derations for optimised multi-wa-velength undersea repeaters”, Su-boptic ‘97, San Francisco, EE.UU.

7 V. Lemaire y otros: “The Alcatel Solu-tion for Emerging WDM SubmarineNetworks: Architecture and Design”,Suboptic ‘97, San Francisco, EE.UU.

8 C. De Maindreville y otros: “Subma-rine Network Management: Archi-tectural Issues”, Suboptic ‘ 97 SanFrancisco, EE.UU.

9 J . F. Libert y otros: “A New UnderseaCable for the New Millenium”, Su-boptic ‘ 97, San Francisco, EE.UU.

1 0 S. Hill y otros: “A Flexible PowerFeeding System for Subsea CableNetwork”, Suboptic ‘97, San Fran-cisco, EE.UU.

1 1 B. Le Mouël y otros: “From Point-to-Point Links to Networks Bene-

190

Figura 10 – Resultados del experimento de bucle cerrado para 16×10 Gbit/s.

fits to Customers and Technical So-lutions”, SubOptic’97.

1 2 The Insight Research Corporation,“ Telecom Backbone Networking”,P a r s i p p a n y, NJ, EE.UU., 1997.

1 3 J. Chesnoy y otros: “WDM Submari-ne Networking”, Alcatel Te l e c o m-munications Review, 1er trimestre1997, págs. 63-68.

J. Chesnoy es Director de Desarrollode Redes y Sistemas en RedesSubmarinas de Alcatel, Nozay,Francia.

O. Gautheron es responsable deldiseño de los productos de lasgamas que van de OALW 16 aO A LW 160.

L. Le Gourriérec está a cargo deldiseño de la arquitectura de la RedSubmarina. Es en la actualidad Dire c t o rdel Proyecto de Red de Southern Cro s s .

V. Lemaire es Director del Equipo deDiseño de Sistemas, dentro de laDivisión de Sistemas Submarinos,Nozay, Francia.

191


A1915 LMI: Módulo láser DWDM de alta velocidad.

FABRICACIÓN DE LÁSERES PARA APLICACIONES DWDM

G. MESQUIDAC. OGUEY

La revolución aportada por la técnica DWDM en lossistemas de telecomunicaciones sobre fibra no habría

tenido lugar sin disponer de los láseres apropiados.

■ Introducción

El campo de las comunicaciones so-b re fibra óptica ha conocido una seriede revoluciones tecnológicas en dife-rentes oleadas.

Después de la ya lejana del co-mienzo de la fibra de silicio en lasventanas de 1.300 a 1.500 nm paratransmitir a grandes y muy grandesdistancias; tras aquella de las fuentesláser de buenas prestaciones, fiables,y de coste razonable y, finalmente, dela más reciente de los amplificadore sópticos de fibra dopada en las re d e sde transmisión, hoy ya se pueden a-p reciar las primeras consecuenciasde la revolución del DWDM (multiple-xación densa por división de longitudde onda).

Su impacto será aún ciertamentemás grande, ya que esta técnica, lan-zada hace dos años, se basa a su vezen tres importantes características delas tecnologías básicas puestas enmarcha en las revoluciones antesm e n c i o n a d a s :

• el formidable ancho de banda (va-rios teraherzios) de la fibra óptica,poco utilizado hasta entonces,

• la capacidad de los diodos láser pa-ra emitir a una longitud de ondap recisa, estable y con un ancho es-pectral muy re d u c i d o ,

• la transparencia de los amplifica-d o res de fibra a la velocidad de lí-nea y su propiedad de amplificaruniformemente varios canales a lav e z .

■ Conceptos Básicos de laTécnica WDM

La técnica WDM surgió de la idea deinyectar simultáneamente en la mis-ma fibra varios trenes de señales digi-tales a la misma velocidad de modula-ción, pero con una longitud de ondad i f e rente. Así se multiplexan en trans-misión n canales a una velocidad no-minal D, y se demultiplexa en re c e p-ción la señal global a una velocidadnxD en n canales nominales. La multi-plexación/demultiplexación es fre-cuencial y se basa en la asociación decada canal con una longitud de ondap recisa en transmisión.

Una norma de la UIT (Unión Inter-nacional de Telecomunicaciones) de-fine una serie de longitudes de ondaautorizadas en la ventana de transmi-sión entre 1528 y 1565 nm, y sólo en

esta ventana. Se normaliza también elespaciado en nanómetros o en giga-herzios entre dos longitudes de onda:200 GHz ó 1,6 nm, 100 GHz ó 0,8 nm,etc. Se dice que esta técnica es “den-sa” porque el espaciado utilizado esigual o inferior a 100 GHz.

Es en las redes de transmisión agran distancia donde los sistemas detransmisión con multiplexación delongitud de onda (WDM) ha comenza-do a probar todo su interés, en parti-cular en sistemas de transmisión dealta velocidad a 2,5 Gbit/s. Esta técni-ca permite aumentar la capacidad glo-bal de transmisión de la fibra instala-da conservando la infraestructuraexistente. Se transmiten 4, 8, 16 ó 32señales a 2,5 Gbit/s por la misma fibra,aumentando la velocidad nominal dela línea a 10, 20, 40 ó, incluso, 80G b i t / s .

192

El límite de proceso está ligado alposible número de fuentes de longi-tud de onda controladas en la ventanade transmisión.

Componentes básicos de estos sistemas

Las fuentes ópticas de transmisión co-mo las cabezas ópticas de láser y losa m p l i f i c a d o res ópticos se consideranlos principales componentes de lossistemas de transmisión:

• Una gama de diodos láser de longi-tudes de onda precisas y controla-das. Cada sistema funciona con suspropias especificaciones de longi-tud de onda, que se corre s p o n d e ncon un parte del total. El reto avencer para disponer de estos com-ponentes es de naturaleza tecnoló-gica (dominio del diodo láser y desu fabricación, estabilidad tempo-ral y térmica en longitud de onda,dominio de la fabricación de la ca-beza óptica y de su efecto sobre lascaracterísticas del diodo láser), eindustrial (fabricación y gestión delas diferentes nomenclaturas paracada longitud de onda, coste, apro-visionamiento, tiempos del ciclo defabricación y tiempo de entre g a ) .Estos módulos láser pueden modu-larse directamente a 2,5 Gbit/s -es

el caso del Alcatel 1915 LMI de Al-catel Optronics- o emitir en conti-nuo conjuntamente con un modu-lador óptico externo (por ejemplo,Alcatel 1905 LMI).

• Una familia de amplificadores confibra dopada que permite compen-sar las pérdidas de inserción debi-das a la multiplexación/demulti-plexación y aumentar las longitu-des de transmisión, suprimiendolas estaciones repetidoras. La ar-quitectura de los amplificadore stiene la ventaja de presentar unaganancia plana en una gran bandade longitudes de onda. De hecho,los 8, 16, 32, etc., canales paralelosse amplifican de igual manera encada estación amplificadora de lí-nea, lo que hace que haya una cali-dad uniforme en toda la transmi-sión. Estos amplificadores WDMforman parte de la familia Alcatel1920 OFA .

La Figura 1 muestra un esquema típi-co donde se ilustra la utilización deestos componentes en la re d .

Los componentes menos críticoscomo las cabezas ópticas de re c e p-ción, o los componentes pasivos cuyafabricación y control son delicados( m u l t i p l e x o res y demultiplexores) noson objeto de un desarrollo especialen este artículo.

■ El Auge de WDM

En el espacio de unos pocos años, latécnica DWDM ha pasado del estadode curiosidad de laboratorio al de undeseo real expresado por la mayor par-te de los operadores de larga distanciaa m e r i c a n o s .

Esta apertura es el resultado de unaconcatenación de diferentes elemen-tos. En primer lugar, hay un fuerte im-pulso del mercado en forma de una de-manda insaciable de ancho de banda,debido al creciente fenómeno de Inter-net, lo que no se esperaban la mayorparte de los observadores industriales.Además, el crecimiento del deseo decomunicación de las empresas, asocia-do a una demanda siempre mayor deredes de gran fiabilidad, ha llevado aalgunos operadores a considerar, cadavez con más atención, las redes de ani-llo del tipo SONET/SDH (SynchronousOptical NET work/Synchronous DigitalHierarchy), altamente fiables y segu-ras, que son también particularmenteansiosas de ancho de banda.

También, jugando con el hecho deque es aún demasiado cara -y a vecesimposible- la simple instalación de unnuevo cable de fibra óptica, el uso delDWDM en los sistemas punto-a-puntose ha revelado como una alternativaparticularmente eficaz y económicapor la creciente capacidad que ofre c e

193


Figura 1 - Utilización de componentes WDM en una línea de transmisión.


al utilizar la fibra ya instalada. Por úl-timo, es evidente el hecho de que estatécnica goza de una popularidad cadavez mayor entre los usuarios.

Redes de larga distancia en transmisión punto-a-punto

Se trata de la aplicación más desarro-llada ya que, desde 1995, las redes de

larga distancia de fibra óptica instala-das en los Estados Unidos, a lo largo dela última década, han conocido doscambios importantes en su infraes-tructura técnica: el despliegue de lanorma SONET y la emergencia de latecnología WDM.

Desde hace tres años, la penetra-ción de la WDM en la red de larga dis-tancia de Estados Unidos no ha parado

de cre c e r, como se muestra en el es-quema de la Figura 2: la cantidad demillas instaladas en WDM no hace si-no doblarse cada año, con unas pre v i-siones para el primer trimestre de1999 similares al total de 1998.

El diagrama típico de un sistemaDWDM desplegado en una configura-ción punto-a-punto entre los elemen-tos de la red SONET a OC-48 (normaSONET para 2,5 Gbit/s) muestra cla-ramente la asignación funcional deciertos canales para proteger la re d(Figura 3).

Redes locales y metropolitanas

Internet cuenta en la actualidad conmás de cien millones de usuarios entodo el mundo, accediendo a 1,6 millo-nes de nodos. Cada vez más, el deseode ancho de banda afecta a las re d e sde acceso secundarias y, en particular,a las redes metropolitanas. El esque-ma, que consiste en transmitir a 2,5Gbit/s entre los nodos de estas re d e slocales y, en ciertos casos, desplegarOC-48 hasta las empresas y centros denegocios, es cada día más evidente. LaFigura 4 muestra estas nuevas arqui-t e c t u r a s .

Redes de cables submarinos

La técnica WDM aporta de forma in-contestable dos importantes mejorasa las redes submarinas de fibra óptica:el crecimiento de la capacidad graciasa una instalación fácil y flexible de laslongitudes de onda suplementarias enlos terminales terre s t res y, por otro la-do, una mayor facilidad de funciona-miento de la red, gracias a la capaci-dad de encaminamiento de las dife-rentes longitudes de onda utilizadaspor esta técnica. Así, en las unidadesrepetidoras sumergidas, se puede a-justar y regular el tráfico de informa-ción transmitido, efectuar operacio-nes de inserción/extracción de laslongitudes de onda, y reconfigurar lasarquitecturas ya instaladas.

Estas redes internacionales, enpleno y rápido desarrollo, constituyenen la actualidad los mejores ejemplospara los sistemas WDM más evolucio-nados. No es extraño oir hablar de la

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Figura 2 - Millas de fibra instalada utilizando WDM en Estados Unidos.

Figura 3 - Diagrama típico de un anillo SONET a 2,5 Gbit/s.


factibilidad en el laboratorio de siste-mas DWDM de cuatro fibras quemuestran una capacidad de más de500 Gbit/s sobre miles de kilómetros.

■ Tecnologías Claves

El principal reto de un fabricante defuentes de emisión láser, en un campotan evolutivo como el de WDM, es re a-lizar las apuestas industriales perti-nentes. Para ello, Alcatel Optronics sebasó, en un principio, en el análisis de-tallado de los deseos expuestos por losclientes. Este análisis se basa en losdos principales requisitos del sistema:

• la emisión continua asociada a unamodulación externa,

• la modulación directa del compo-n e n t e .

Estos requisitos pueden ser de nuevosegmentados en la respuesta que Alca-

tel Optronics quiere aportar a los de-seos específicos de aplicación de susclientes y para minimizar las limita-ciones debidas a la multiplexación delongitud de onda.

Un análisis global de esta segmen-tación ha llevado naturalmente a Alca-tel Optronics hacia una estrategia deproducción basada en una filosofía de

procesos funcionales tecnológicos, queya ha dado sus frutos durante la indus-trialización de los diodos láser BRS(estructura láser de cinta enterrada).

La traducción de este método hallevado a satisfacer las especificacio-nes y limitaciones asociadas con la al-ta velocidad y la multiplexación de lalongitud de onda utilizando un chip de

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Figura 4 - Penetración del WDM en las redes metropolitanas.

Tabla 1 - Características requeridas para cumplir los requisitos de los sistemas WDM.

Modulación Externa Modulación Interna

Funcionamiento continuo del láser Modulación directa

Fibra con polarización constante Velocidad de 2,5 Gbit/s

Posibilidad de fuerte potencia Débil chirp (aumento de la línea espectral en modulación)

Ajuste de longitud de onda (para Espectro moduladocubrir especificaciones de cliente)


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láser genérico –base indispensable enlas prestaciones del producto– y a re s-ponder a la especificidad de las aplica-ciones buscadas mediante una arqui-tectura de módulo láser genérica.

Esta filosofía se puede resumir enlas Tablas 1 y 2.

Los límites de este método están re-lacionados con la necesidad de ajustede las longitudes de onda de los módu-los láser.

En este caso, un método de proce-sos funcionales tecnológicos permiteresponder a la demanda de multiple-xación de longitud de onda. Este mé-todo se construye sobre la base de:

• Un diodo láser genérico optimizadopor ajuste longitud de onda y modu-lación a alta velocidad.

• Una cabeza óptica genérica paradisponer de una total flexibilidad,necesaria en las aplicaciones de losc l i e n t e s .

■ Fabricación de Diodos Láser

El dominio de la producción del láseres una de las claves del éxito para unfabricante que pretenda jugar un pa-pel preponderante en la DWDM. Alca-

tel Optronics ha sabido capitalizar lostrabajos y los avances logrados en loscuatro últimos años gracias a la uniónde sus equipos de desarrollo industrialy a los importantes éxitos de los equi-pos de investigación del CRC (Centrode Investigación Corporativo). Uno delos frutos concretos de estos progra-mas es un láser construido sobre la es-tructura BRS (Figura 5) a partir de unsubstrato de fosfuro de indio (InP).

Esta estructura, cuya facilidad deproducción es una ventaja decisiva, hapermitido desarrollar un procedimien-to de fabricación muy homogéneo so-b re obleas de dos pulgadas (5,14 cm.)de diámetro. Este procedimiento re ú n eexcelentes prestaciones y fuertes re n-dimientos globales, lo que lleva a la ob-tención de una tasa elevada de éxito delos láseres en cada oblea.

El sencillo procedimiento de fabrica-ción elegido para realizar esta estructu-ra láser, junto al domino estadístico delos procedimientos (MSP), garantizaunos rendimientos elevados y permitenp redecir con gran precisión la distribu-ción de la longitud de ondas en estos lá-s e res. La longitud de onda de los lásere sestá fijada por la red de la estructuraDFB (realimentación distribuida) L aFigura 6 muestra la distribución delongitud de onda de los láseres obteni-dos en veinte obleas consecutivas.

Esta distribución se mide en re l a-ción con la banda atenuada de laoblea, valor de la longitud de onda tec-nológica que permite regular la ganan-cia de red grabada en el chip láser.

A ambos lados de la banda atenuadase obtiene una longitud de onda que si-gue un reparto bimodal con cerca del42% de su población por debajo y el58% por arriba del valor buscado. Esteresultado práctico está en perfecta co-r respondencia con las distribucionescalculadas. Los dos grupos de lásere sno presentan ninguna diferencia decomportamiento tanto en el ámbito delas características ópticas como dele n v e j e c i m i e n t o .

Se pueden obtener láseres de longi-tud de onda intermedia ajustando lige-ramente la temperatura de funciona-miento de los láseres del grupo 1 de 25ºCa 35ºC (tasa de variación de la longitudde onda de 0,1 nm/ºC).

Aplicaciones Multiplexación en longitudde onda

CW (corriente continua) Cobertura completa de la y/o 2,5 Gbit/s ventana de 1550 nm

Potencia débil o fuerte Espaciado (100/50 GHz)

Tipos de fibra Orientada a sistema

Férula o conectores Fiabilidad

Tabla 2 - Análisis de la demanda del mercado.

Figura 5 - Láser de cinta enterrada (BRS).

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Este método permite asegurar unatotal cobertura de la longitud de ondae n t re 1528 nm y 1565 nm, gracias a es-te ajuste de temperatura y a un buenrecubrimiento de todas las obleas. To-das las pruebas practicadas muestranque esta ligera diferencia de tempera-tura no afecta ni al comportamientodinámico ni a la fiabilidad del láser.

Cada oblea se trata con una etapade red DBF bien determinada paraasegurar una diferencia de la longitudde onda de Bragg de unos -20 nm re s-

pecto al pico principal de ganancia. Laelección de este valor se corre s p o n d econ un muy buen compromiso entrelas altas prestaciones a gran velocidady un buen rendimiento DBF en el mar-gen de temperatura considerado.

La retícula de la red se calcula uti-lizando la fórmula lineal:

λ banda atenuada = 2 neff x Λ retícula

La Figura 7 muestra que este cálculopermite obtener la longitud de onda de

la placa a 1 nm del valor previsto. Gra-cias al seguimiento estadístico de losresultados de fabricación y a un mejorcontrol del índice efectivo neff, se hanaportado mejoras que permiten obte-ner la longitud de onda deseada en lafabricación de la oblea con una pre c i-sión de 0,3 nm a 25°C.

■ Estabilidad de Longitud deOnda, un Factor Crucial

Además de la limitación de ajuste delongitud de onda, los sistemas DWDMtienen que garantizar la estabilidadde esta longitud de onda durante todosu funcionamiento. Para verificar éstose han realizado numerosas pruebasde envejecimiento con láseres de dife-rentes obleas, que cubrían toda la ga-ma de longitudes de onda del dominioe s p e c t r a l .

Para aportar a los clientes las res-puestas deseadas se han efectuado dostipos de pruebas, la primera con co-rriente constante y la segunda con po-tencia constante (supervisión en la par-te trasera). Hay que hacer notar que laspruebas de potencia constante amplifi-can ligeramente la deriva aparente dela longitud de onda de los láseres.

La Figura 8 permite ilustrar la de-riva medida a 40ºC de láseres someti-dos a una prueba a 100ºC y 200 mA, du-


Figura 6 - Distribución de la longitud de onda en 20 obleas referenciadas con respecto a la banda atenuada.

Figura 7 - Reparto de la longitud de onda en función del grating DFB.


rante 5.000 horas de funcionamiento.Las diferencias, aunque poco fluctuan-tes, se deben esencialmente a las im-p recisiones de las medidas.

La Tabla 3 reúne los resultados ob-tenidos en numerosas pruebas de po-tencia constante.

En todos los casos, los re s u l t a d o spermiten garantizar una deriva de lalongitud de onda que no supera nuncalos 0,02 nm/año a la temperatura def u n c i o n a m i e n t o .

■ Tecnologías de Montaje

Al igual que para el diodo láser, el mé-todo industrial de crear procesos fun-cionales tecnológicos elementales, yaperfectamente dominado, ha sido re-

conducido para el montaje de los mó-dulos. Se han considerado tres gran-des apartados:

• acoplamiento de doble óptica dis-c reta que permite la inserción deun aislante,

• apilamiento de las diferentes piezaspor abrasamiento sin flujo,

• ensamblado de las diferentes partesópticas usando soldadura con láserYA G .

La realización del módulo sigue last res grandes etapas siguientes:

• Primero, se coloca la óptica quepermite focalizar el haz del láser. Sefija por soldadura YAG con la ayudade las piezas mecánicas adecuadas,

una de las cuales sirve también desoporte del láser y del fotodetectorde supervisión (Figura 9).

• El apilado (Figura 10) es la siguien-te etapa y consiste en apilar y fijarpor abrasamiento sin flujo el termoe-lemento refrigerador y el conjuntoláser/fotodetector y la primera lenteen la cápsula. A ésto le sigue el ce-rramiento hermético por soldaduraYAG.

• La última etapa, consiste en colocarf rente al encapsulado (equipado conuna ventana transparente a la longi-tud de onda de funcionamiento) lasegunda lente y el aislante óptico,así como la fibra (Figura 11). E s t aes la etapa más compleja ya que ne-cesita varios controles x-y (para lasegunda lente y el aislante), x-y-zpara la fibra e, incluso, uno angularsi se trata de una fibra que mantienela polarización. Esta etapa permane-ce sin embargo perfectamente con-trolada y nos permite además ajus-tar muy precisamente la potencia deacoplamiento apropiada.

La soldadura YAG pone todos estos dife-rentes módulos solidarios en la cápsula.

Tras estas etapas de montaje, el mó-dulo sufre una serie de pruebas elec-troópticas y otras que permitan garan-tizar la estabilidad del acoplamiento,

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Tipo de prueba Duración en horas Cambio de lalongitud de onda

53°C / 4 mW 8.000 < 0,04 nm

53°C / 8mW 7.000 < 0,06 nm

80°C / 4 mW 5.500 < 0,02 nm

Tabla 3 - Resultados de las pruebas de potencia constante.

Figura 8 - Evolución de la longitud de onda a 40ºC durante las pruebas de gran duración.

Aplicación Potencia acoplada disponible

Modulación directa a 2,5 Gbit/s de 4 mW a 10 mW

Modulación externa con de 4 mW a 25 mWpolarización de fibra constante

Modulación analógica de 25 mW a 50 mW

Tabla 4 - Gama de potencias disponibles para los módulos de emisión.

así como sus prestaciones ópticas. Alfinal, estas pruebas se complementa-rán por una medida de la tasa de error,con y sin fibra, de dispersión cromática(200 km.), para garantizar la capaci-dad de funcionamiento del módulo a2,5 Gbit/s.

En la actualidad, esta familia de mó-dulos satisface los numerosos deseosde los clientes en una amplia gama deniveles de potencias acopladas. La Ta-bla 4 muestra un resumen de esta co-bertura para diferentes aplicaciones.

Todos estos productos se han some-tido a pruebas de cualificación queresponden a la norma Bellcore TR-N W T-000468 (para aplicaciones de in-terior/exterior). Las diferentes prue-bas realizadas permiten garantizaruna tasa de fallos inferior a 200FITS

( F a i l u res In Time: un FIT equivale aun fallo en 109 horas) en quince años.

E n t re los principales ensayos efec-tuados sobre el módulo se encuentranlas pruebas cíclicas de temperatura de-40ºC a +70ºC (a 2ºC/min) durante 500ciclos. Los resultados obtenidos mues-tran que la eficacia de acoplamientovaría menos de ±8% del valor nominal,una prueba de la buena estabilidad deeste módulo.

La segunda prueba importante deesta norma es la que se corre s p o n d econ el almacenamiento durante largotiempo a 70ºC. Los resultados muestranque durante 200 horas la eficacia deacoplamiento permanece entre el -5% yel +8% del valor nominal.

■ Despliegue Industrial deAlcatel Optro n i c s

Todo la anterior ha mostrado como Al-catel Optronics domina perfectamentetodos los aspectos de la fabricación del á s e res destinados a aplicacionesDWDM. Nuestra empresa continúa per-feccionando los medios industrialesque permiten adaptar la fabricación ala progresiva y creciente demanda.Además, Alcatel Optronics permanece

expectante frente a cualquier evolu-ción tecnológica como, por ejemplo, lamejora de las características intrínse-cas de sus productos y la fabricación denuevas generaciones de sistemas conuna velocidad más elevada (10 Gbit/s).

Alcatel Optronics dispone de casiun millón de láseres en la forma deobleas ya validadas y dispuestas a utili-z a r. Se ha realizado un gran esfuerzopara mejorar la capacidad de montajede los módulos como se muestra en laTabla 5.

En año y medio, esta capacidad seha multiplicado por cinco hasta llegar a500 piezas por semana, a finales de1997. Una nueva ampliación de la capa-cidad está en marcha y debe permitiren los meses siguientes producir cercade 1.000 cabezas ópticas por semana.

En paralelo, se ha hecho un esfuer-zo importante para reducir los tiemposdel ciclo de fabricación y adecuarlos ala demanda de los clientes. La consti-tución de los stocks produce láseres so-b re apoyo semi-elaborados, selecciona-dos por longitud de onda, ha permitidoreducir a la mitad estos tiempos del ci-clo efectivo y garantizar el acortamien-to del tiempo de entre g a .

■ Tendencias y evolución

Las previsiones más audaces en elcampo de la optoelectrónica nunca pa-recen adaptarse a la realidad. Las ex-periencias en el campo de las comuni-caciones sobre fibra óptica desde haceveinte años así lo confirman.

A las primeras instalaciones de sis-temas de 4x2,5 Gbit/s en el año 1996,le han seguido la puesta en marcha desistemas de 16x2,5 Gbit/s en 1997, y ya

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Figura 9 - Operación de montaje de la óptica primaria.

Figura 11 - Montaje de la segunda lente y del aislante óptico.

Figura 10 - Operación de montaje.


está planificado el despliegue de lasgeneraciones de 32x2,5 e, incluso,40x2,5 Gbit/s en 1998 y 1999 sobre unaúnica fibra ¡Y esto es sólo la punta deli c e b e r g !

La elección de longitudes de ondao f recidas al usuario no cesa de cre c e r :la tecnología de semiconductores su-pera sus límites y, apenas después dehaberse validado industrialmente unposible espaciado de los “colores” láserde 50 GHz (0,4 nm), ya se osa citar lacifra mágica de los 25 GHz.

En paralelo, la ventana de transmi-sión en la que las fuentes de láser serealizan, y en la cual los amplificado-res presentan una ganancia plana, au-menta cada día. La banda de 30 nm ac-tualmente utilizada pasará próxima-mente a 60 nm, ¡y se espera llegar amás de 1.600 nm!

Puede así imaginarse que un fabri-cante de componentes de emisión esta-rá capacitado, muy pronto, para propo-ner un catálogo con 200 longitudes deonda a 2,5 Gbit/s, y no es impensableque Alcatel Optronics sea uno de losprimeros en hacerlo.

Otra evolución importante está enmarcha: los fabricantes de sistemasp revén realizar redes WDM a una velo-cidad base TDM (multiplexación pordivisión temporal) de 10 Gbit/s, en lu-gar de 2,5 Gbit/s. En efecto, están apa-reciendo componentes ópticos a 10Gbit/s que asocian fuentes láser y mo-dulación externa (integrando de hecholas dos funciones) y serán pronto re a l i-zados a las longitudes de onda pre c i s a srequeridas por los sistemas WDM.

Nadie duda entonces que las gran-des autopistas de la comunicación del

año 2005 serán multicolores a veloci-dades en línea de varias decenas de te-rabits/seg, y que el DWDM, tras su usoen las vías de acceso secundarias deciudades y bucles locales y después dehaber ganado los favores del trata-miento óptico de la información (enru-tamiento y transconexión), se pre p a r a-rán para su última etapa: ¡multiplicarlos canales coloreados distribuidos ala b o n a d o !

Ciertos pensadores, o profetas, se co-mienzan a familiarizar con los Petabit/s(=103 Terabit/seg = 106 Gigabit/seg) ...¡pero mantienen sus pies sobre la tierra!

Aún quedan varios retos tecnológi-cos importantes a vencer antes de lle-gar a este punto. Nuestros centros deinvestigación están inmersos en estat a rea. Alcatel Optronics, por su parte,se prepara activamente para vencer losretos industriales asociados a estasnuevas generaciones de productos.

200

Capacidad semanal Fecha

100 piezas/semana 2º trimestre de 96



800 piezas/semana 3er trimestre de 98

Tabla 5 - Incremento de la capacidad de ensamblaje de módulos desde 1996.

Guy Mesquida está actualmentea cargo del Marketing yComunicaciones Estratégicas enAlcatel Optronics, Nozay, Francia.

Claude Oguey es Director deFabricación en Alcatel Optronics,Nozay, Francia.


CABLES ÓPTICOS AVANZADOS PARACOMUNICACIONES DE BANDA ANCHA

J.P. BONICELP. GAILLARDG. ORCELB. OVERTON

Las claves para el éxito en el mercado de las fibras ópticas son diseños innovadores

y tiempos cortos de desarrollo.

■ I n t ro d u c c i ó n

En los próximos cinco años, se esperaque la demanda global de cables de fi-bra óptica crezca entre un 15 y un 20%por año. En 1997, se instalaron 36 mi-llones de kilómetros de fibra, un 21%de crecimiento respecto al año ante-rior [1]. Por ejemplo, varios grupos in-dustriales y consorcios se han anima-do, al abrirse un mercado competitivoen los países del oeste de Europa, a co-menzar la construcción de nuevos pro-yectos y redes troncales basados en fi-bra. Como resultado de este ola deconstrucciones, en 1997, Europa Occi-dental experimentó un crecimiento endemanda de cables de fibra óptica del31%. La demanda de cables de fibraóptica en los mercados de telefonía lo-cal, TV por cable y comunicaciones dedatos continúa creciendo, sumándosea la demanda de los mercados exis-tentes de telecomunicación para largadistancia. La expansión de los merca-dos de telecomunicación en EuropaCentral, Lejano Oriente y Latinoaméri-ca está contribuyendo también al cre-cimiento dinámico de esta industria.

A medida que avanzan las tecnologí-as, los cables de fibra óptica se estánusando cada vez más en Redes de Acce-so con fibra en el bucle de abonado(FITL) e Híbridas Coaxial-Fibra (HFC).Cuando se resuelvan los problemas ac-tuales de altos costes de equipos y deinstalación, será posible remplazar elc o b re por fibras ópticas hasta la casa delabonado (FTTH). Como consecuencia,

se demandarán cables con re l a t i v a m e n-te pocas fibras, como cables de distribu-ción y cables de abonado (hasta 6 fibraspor cable).

A nivel internacional, 12 de los prin-cipales operadores de telecomunicacio -nes están trabajando juntos, en coope-ración con Alcatel y otros fabricantes deequipos de telecomunicación, en la es-pecificación de una Red Global de Acce-so de Servicios (FSAN, Full Service Ac-cess Network), un nuevo tipo de redque tendrá un elevado mercado en grannúmero de países en un futuro cercano.

Los cables de fibra óptica se insta-lan directamente enterrados (en con-ductos subterráneos) o aéreos (en pos-tes). Para asegurar una instalación co-r recta, se presta considerable atencióna las propiedades mecánicas del cable,tales como resistencia a tracción, re-sistencia al impacto, aplastamiento,torsión, flexión y plegado cíclicos (enentornos calientes y fríos). Ta m b i é nson importantes aspectos ambientalestales como capacidad del cable pararesistir a la humedad, sustancias quí-micas y otras condiciones atmosféricaso subterráneas. Los nuevos re q u i s i t o sdel cable incluyen resistencia a roedo-res, termitas, aguas residuales, aguasalada, vapor, vibraciones causadas porel viento, ráfagas de disparos, fuego,agentes químicos y otros entornos hos-tiles. Es también responsabilidad delfabricante de cable el asegurar que to-dos sus componentes funcionaran deforma fiable durante todo el periodo devida útil, teniendo en cuenta el enveje-

cimiento natural, los factores ambien-tales y los ciclos de temperatura.

Los materiales tienen un papel cla-ve en la producción de cables robustosde fibra óptica. Para proteger la fibrade vidrio, se seleccionan varios mate-riales y combinaciones de ellos. Los po-límeros hacen posible la fabricación decables con un amplio rango de caracte-rísticas; a medida que el mercado cre-ce, se están convirtiendo en un compo-nente clave, cada vez más competitivoy global. Entre las características dese-ables del cable, se incluyen la re d u c-ción en el tiempo de preparación, aho-rros significativos en el uso de mano deobra, eliminación de la necesidad deproductos químicos para la limpiezadel cable, manejo reducido de los tubosa m o r t i g u a d o res, y mayor flexibilidaden términos de disponibilidad de fibras(de 1 a 432 fibras).

Los cables deben ser también sufi-cientemente robustos para cumplir lasnormativas industriales y un amplioabanico de requisitos de cliente, inclu-yendo protección del cable re s i s t e n t een entornos extremos, re c u b r i m i e n t o so protecciones con resistencia a corro-sión y bobinas con longitudes de hasta10 Km., sin empalmes por fabricación.

■ Diseño de Cable Óptico

Cuando diseñan cables ópticos, los in-genieros del nuevo Centro mundial deCompetencia de Cables de Fibra ópti-ca (OFCCC) de Alcatel en Clare m o n t ,

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Carolina del Norte, tienen en cuentanumerosos parámetros, como los mos-trados en la Figura 1. El diseño de ca-bles ópticos re q u i e re laboratorios concapacidades avanzadas y competitivasen los campos de materiales, procesa-miento del cable, diseño y modelado decable, aplicaciones, fiabilidad y prue-bas. Hasta hace poco, los diseños decable se producían en estrecha colabo-ración con los laboratorios de investi-gación de los clientes; pre p a r á n d o s e ,al mismo tiempo, las especificacionesdel cable. Ahora el mundo está cam-biando rápidamente, según van apare-ciendo nuevos operadores en el merca-do. Los clientes ya no desean verse in-volucrados en los detalles técnicos, si-no que desean probar nuevos diseñosen lugar de dedicarse a establecer susespecificaciones. Tan pronto como seanuncian los avances tecnológicos, yestán disponibles en el mercado, loso p e r a d o res están dispuestos a com-prarlos. Este cambio está ayudando aimpulsar la innovación.

■ Fibras Ópticas

Las fibras ópticas son el componenteprincipal de cualquier cable óptico. Elgrupo de Investigación y Desarrollo delCentro de Competencia de Fibras ópti-cas de Alcatel en Conflans, Francia, yC l a remont, Carolina del Norte, han de-sarrollado procesos que permiten fa-bricar fibras monomodo y multimodode calidad mundial, cumpliendo todasellas, e incluso superando, los re q u i s i-tos industriales. Una característica im-portante es su compatibilidad para em-palmes con fibras de otros fabricantesimportantes, permitiendo que losclientes puedan mezclar cables de Al-catel con los de otros proveedores.

El crecimiento de las instalacionesde fibras ópticas para telecomunica-ciones, TV por cable, redes de servi-cios y otras aplicaciones ha aumenta-do la importancia de la fiabilidad y lafacilidad con la que pueden manipu-larse las fibras. Actualmente, una vezinstalado un cable de fibra óptica se

espera que pueda ser usado durantedécadas. Consecuentemente, la fibra yel cable deben ser robustos, fiables ycapaces de ser manipulados re p e t i d a-mente. El sistema exclusivo de Alcatelpara recubrimiento de fibras AFC3cumple todos estos requisitos [2,3,4].

El sistema para recubrimiento defibras AFC3 proporciona un vínculoúnico entre el recubrimiento protectory la superficie de la fibra, dando unaresistencia sin precedentes a la fibra.Esta característica se asegura y, enmuchos casos, se mejora, durante lasrigurosas pruebas de laboratorio re a l i-zadas bajo condiciones ambientalesseveras que duplican la larga duracióndel producto instalado. Fibras mono-modo con el sistema de re c u b r i m i e n t oAFC3 garantizan al usuario una fibrafuerte con prestaciones fiables ahora yen el futuro.

E n t re los principales beneficios delsistema de recubrimiento AFC3 se en-c u e n t r a n :

• P restaciones mecánicas sin pre c e-dentes, incluyendo:- aumento con el tiempo de re s i s-tencia a tracciones,- la mejor prestación de fatiga está-tica de la industria- valores de fatiga dinámica por en-cima de 20, tanto al principio comocon el paso del tiempo.

• Mayor resistencia a la atenuaciónque aumenta a bajas temperaturas.

• Excelente capacidad de estira-miento mediante métodos mecáni-cos o herramientas de estrusión enc a l i e n t e .

El sistema de recubrimiento de fibrasAFC3 consiste en dos capas de re c u-brimiento de acrilato diseñadas de for-ma especial. La capa de re c u b r i m i e n t opróxima a la fibra se hace con materialde bajo módulo, que proporciona unacolchamiento suave para proteger lasuperficie de la fibra de cualquierfuerza de micro-flexión. La segundacapa, hecha con materiales de mayormódulo, proporciona fuerte protec-ción externa. Esto asegura la flexibili-dad de la fibra, al mismo tiempo que laprotege contra la fatiga mecánica y laexposición ambiental.

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Figura 1 - Parámetros que deben considerarse al diseñar cables.

La primera capa se aplica inmedia-tamente después de extraer la fibra,c reando una barrera entre la superfi-cie del cristal original y cualquier con-taminante externo, así como del me-dio ambiente. El sistema de re c u b r i-miento no ataca la superficie del cris-tal, sino que la protege de la humedady de otras condiciones medio-ambien-tales que pueden reducir la re s i s t e n-cia de la fibra y su periodo de fiabili-dad. Por encima de todo, asegura alusuario la resistencia, prestaciones yfiabilidad de la fibra a largo plazo.

Como se muestra en la Figura 2,las fibras que se re c u b ren usando elsistema AFC3 manifiestan un valor,d e s t acado por la industria, de fatigaestática (ns) de 36, que supera am-pliamente el requisito industrial de ns= 20, así como el valor ns de otras fi-bras comerciales.

Alcatel ha introducido re c i e n t e-mente su nuevo proceso de re c u b r i-miento ColorLock [5], que añade uncolor permanente y brillante para la fi-bra óptica monomodo (ver Figura 3) .Este proceso innovador integra el co-lor en el recubrimiento de fibrasAFC3, reemplazando el método tradi-cional de aplicar color a la superficiede la fibra recubierta. Debido a que elcolor de la fibra es ahora una parteintegrante del recubrimiento, siemprees consistente, distinguible y depen-diente, además de proporcionar un ex-celente funcionamiento con los siste-mas de fusión para empalmes de De-tección e Inyección Local (LID).

Una utilidad adicional del sistemaColorLock es que suprime el paso detintado en la producción del cable; eli-

mina la capa de tinta, intensifica elrendimiento y la fiabilidad de la fibraó p t i c a .

Las tasas de transmisión más altasy los tramos más largos de transmisiónsin re p e t i d o res están conduciendo arequisitos cada vez más estrictos enlas características de transmisión delas fibras, tales como atenuación y dis-persión. Incluso cuando se opera conuna dispersión de longitud de ondacercana a cero, los sistemas de trans-misión pueden verse afectados por ladiseminación de las pulsaciones cau-sadas por la Dispersión del Modo dePolarización (PMD). PMD es una pro-piedad de las fibras ópticas re s u l t a n t ede la bi-refringencia residual en la fi-bra después de su fabricación. Aunque

a las fibras de telecomunicación se lesllame monomodo, de hecho el modofundamental (o mono) consiste en dospolarizaciones mutuamente indepen-dientes que propagan en ángulos per-p e n d i c u l a res el uno respecto al otro.Esta característica se puede usar parahacer fibras de mantenimiento de lapolarización, en las que hay un eje rá-pido y un eje lento ortogonal. Debido aque los índices refractarios efectivos alo largo de ambos ejes son muy dife-rentes, no hay casi cambio de energíae n t re los dos modos de polarización.Una pulsación de luz emitida a lo lar-go del eje rápido llegará a un re c e p t o rdistante antes que el pulso lanzado alo largo del eje lento.

Las fibras monomodo para teleco-municación sólo tienen una pequeñab i - refringencia; la fuerza de la bi-re-fringencia (diferencia entre los índi-ces refractarios efectivos) y las orien-taciones de los ejes rápido y lento va-rían de un modo aleatorio a lo largo dela fibra y de una fibra a otra. Por con-siguiente, la energía se intercambiae n t re los dos modos (un proceso cono-cido como acoplado de modos). Unapulsación emitida a lo largo de los ejesrápido y lento al principio de la fibra,más que separarse en dos pulsacionesd i f e rentes que se alejan una de la otra,permanece como una sola pulsaciónque gradualmente se difunde según sei n c remente la distancia de propaga-ción. Esta diseminación se ve afectadapor la aleatoriedad de la bi-re f r i n g e n-cia en la fibra, por lo que la dispersiónde la pulsación se incrementa con laraíz cuadrada de la distancia, más quelinealmente con la distancia, tal y co-mo ocurre con el caso de la dispersióncromática. Es más, la naturaleza esta-dística del PMD implica que, cuandoun enlace está formado por una conca-tenación de fibras, el PMD para el en-lace completo tiene relación con lacuadratura media del PMD de las fi-bras individuales, más que con la me-dia lineal. Esto simplemente quieredecir que el coeficiente del PMD setrata como una desviación estándarpara la diseminación de las pulsacio-nes, y la varianza resultante de la dis-tribución es la suma de las varianzasde todas las fibras.

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Figura 2 - Valor ns de fatiga estática.

Figura 3 - Fibra óptica coloreada usandoel proceso ColorLock de Alcatel.

CABLES ÓPTICOS AVANZADOS PARA COMUNICACIONES DE BANDA ANCHA


Los diseños de cables de fibra ópti-ca de Alcatel han demostrado que pro-porcionan a las fibras ópticas un entor-no libre de presiones, que nunca debe-rían causar un incremento del PMD delas fibras cableadas. Para garantizarlas mejores prestaciones del sistema,deberán seleccionarse las fibras quetengan el PMD intrínseco más bajo. Elcontrol exacto del proceso asegura quelas fibras ópticas de Alcatel poseen unPMD con una cuadratura media menorde 0,1 ps/km, líder en la industria.

■ Diseño y Materiales del Cable Actual

Alcatel ha desarrollado una gamacompleta de cables ópticos para satis-facer las necesidades de los difere n t e sclientes y aplicaciones.

Aplicaciones para los cables de telecomunicación y de CATV

La mayoría de los cables de telecomuni-cación y de CATV se instalan bajo elsuelo; bien enterrados dire c t a m e n t e ,bien tirados, o metidos en conductos.Algunos se diseñan para instalacionesa é reas en postes alejados unos de otros.

Los diseños principales usados enplanta externa son:

• cable con tubo amortiguador suelto • mazo de fibras en tubo central, co-

nocido como cable Unitubo • cintas en tubo central, conocido co-

mo cable Unicinta• cable de núcleo ranurado• cable encintado con núcleo ranurado

Los clientes quieren cables que poseanlas siguientes características:

• instalación en conductos, enterradao aére a

• f l e x i b i l i d a d• accesibilidad a las fibras en tubos

sueltos o cintas• cables limpios para mejorar los pro-

cedimientos de empalme• alta compatibilidad con accesos en

tramos medios para cables con tu-bo amortiguador suelto, Unitubo yde cinta.

Alcatel ha mejorado sus cables ópticosexistentes, y está desarrollando unanueva gama de cables ópticos teniendoen cuenta la evolución de los merca-dos de telecomunicación y de CATV y,en particular, el desarrollo de Redesde Área Metropolitana (MAN) y las re-des ópticas de acceso.

Los materiales convencionales paratubos amortiguadores sueltos son po-liamida (nylon 12) y Polibutileno Te-refalato (PBT). Recientemente, se hahecho bastante popular en el mercadoestadounidense un copolímero nuclea-do de polipropileno y polietileno [6].

El Material Avanzado de Amortigua-ción de Alcatel ABM2 (7) ofrece unaflexibilidad, resistencia de enroscado ycompatibilidad medio-ambiental supe-r i o res. No sólo permite un acceso mássencillo en tramos medios que los an-t e r i o res, ya que elimina la necesidadde tubos de direccionamiento en losc i e r res (caja de empalme), sino quetambién simplifica el enrollado y el ac-ceso a las fibras, incluso a bajas tem-peraturas y en cerramientos pequeñoscon bordes dentados.

ABM2 ha conseguido un gran éxitoy ha ayudado a intensificar el papel deliderazgo de Alcatel en la industria delcable de fibra óptica. Se utiliza en lamayoría de los productos de cables deA l c a t e l .

Cable con tubo amortiguador suelto El cable con tubo amortiguador sueltoes el producto principal de la línea. Eneste diseño, los tubos amortiguadore sse enrollan alrededor de un MiembroResistente Central (CSM). El CSM es-tá formado por filamentos hechos decristal-E injertados en resina eposypara proporcionar resistencia al cablemientras se dobla, así como re s i s t e n-cia a la contracción a bajas temperatu-ras. Otros miembros resistentes inclu-yen hilos de poliester y/o arámida paramejorar las propiedades de doblado,flexión y elasticidad de los cables. Loshilos de poliester y de arámida tam-bién se usan como cabos de agarre pa-ra abrir cables en el campo.

Los diseños de los cables sin blindajecon un CSM de acero o dieléctrico pue-den usarse tanto en aplicaciones en con-ductos como en aplicaciones aére a s .

Los cables blindados (ver F i g u r a4) se utilizan para aplicaciones en lasque se requiera enterrar el cable. Lacinta de blindaje es una cinta de aceroondulada, recubierta de copolímero,que se aplica sobre la cobertura inte-r i o r. Se aplican componentes diluidos(poli-aceites de bajo peso molecular)s o b re los tubos amortiguadores, y en-t re el blindaje y las envolturas interio-res y exteriores para prevenir la entra-da de agua.

Los materiales de las cubiertas in-t e r i o res y exteriores son típicamentepolietilenos de varias densidades (esd e c i r, polietilenos de densidad alta,media baja y baja lineal), dependiendode la aplicación y de los requisitos deusuario. La resistencia a los rayos Ul-tra-violeta (UV) se consigue añadien-do negro de carbón a los componentes,a l rededor del 2.5% de su peso.

Los cables EZ Prep de tubo amorti-guador suelto de Alcatel (ver F i g u r a5) eliminan la tarea laboriosa de lim-pieza de los tubos amortiguadores an-tes de acceder a las fibras (4). Se apli-can cubiertas impermeables con formacontra-helicoidal (alternativamenteen el sentido de las agujas del reloj y

204

Figura 4 - Cable con tubo suelto de dobleblindaje usando el material tubo amort i g u a-dor ABM2; puede incluir de 2 a 432 fibras.

en el sentido contrario) sobre el nú-cleo del tubo amortiguador ABM2 pa-ra evitar la entrada de agua. Los mate-riales innovadores para bloquear el pa-so del agua se pueden quitar en cual-quier lugar de un modo rápido y senci-llo, reduciendo de un modo significati-vo los costos de mano de obra. Estoscables disponen del mismo diseño ro-busto que los cables de tubo suelto re-lleno de Alcatel.

Cables Unitubo, Unicinta y con núcleoranuradoOtro tipo de diseño de cables es el detubos con amortiguador central. Las fi-bras ópticas están protegidas dentrode un tubo único de amortiguaciónque mantiene la integridad mecánica yóptica de las fibras y las protege de latensión excesiva causada por el estira-miento, la temperatura o las cargas devibración. Las fibras se pueden atarcon hilos de colores para facilitar laidentificación (Unitubo) o se puedenproveer como una cinta (Unicinta),que es un conjunto de 12 fibras fabri-cadas como una matriz (9). Las cintasse apilan en un tubo central (hasta216 fibras en 18 cintas) para elevar almáximo la densidad de la fibra, mi-nimizar el tamaño del cable, mejorarla capacidad de manipulación del ca-

ble y agilizar el empalme de las fibras(ver Figura 6). Estas característicasdan como resultado un cable de menortamaño y un abaratamiento de los cos-tes de despliegue de la re d .

Los cables de cinta con el núcleoranurado (ver Figura 7) que incorpo-ran 4, 6 ó 12 cintas de fibra se usanprincipalmente en Europa y Asia (9).

Cable encintado con tubo suelto El cable encintado con tubo suelto de432 fibras combina un tamaño re d u c i-do del cable con la facilidad de mani-pulación durante su instalación. Lasfibras ópticas están alineadas en cin-

tas de 12 fibras, con 6 cintas apiladasen cada tubo amortiguador. Entonceslos tubos amortiguadores se re t u e r c e na l rededor del miembro de la fuerzacentral (ver Figura 8) .

Cable ADSS y aéreo figura 8 El cable auto-soportado figura 8 de Al-catel, con una cantidad de fibras en-t re 2 y 216, es ideal para las instala-ciones aéreas. El elemento de apoyoincorporado (ver Figura 9) re d u c elos tiempos y costes de instalación.Aunque el miembro de apoyo es unaparte integrante del re c u b r i m i e n t odel cable, permite soportar, agarrar,s u j e t a r, tirar y tensar el cable. La ins-talación es rápida y sencilla si se usanlas herramientas y métodos estándarde instalación del figura 8.

Alcatel ha desarrollado tambiénuna amplia gama de cables Auto So-portados totalmente Dieléctricos(ADSS) para ser usados cuando losclientes prefieran cables sin metal.

Cables ópticos de Alcatel

Los tubos amortiguadores y las cintasde tubo amortiguador de Alcatel se re-tuercen usando un sistema de osci-lación invertida (se retuerce alter-nando en el sentido de las agujas delreloj y en el contrario). Los cables seretuercen del modo SZ para facilitarel acceso en tramos medios.

Alcatel ha desarrollado una técni-ca de marcado llamada Depósito deOscilación Invertida (ROL) que sitúade una manera clara y exacta las loca-

205

Figura 5 - Los cables con tubo amort i g u a d o rsuelto EZ Prep usan tubos amort i g u a d o r e sABM2 y cubiertas impermeables sobre elnúcleo para prevenir la entrada de agua.

Figura 7 - Corte transversal de un cable de cinta de núcleo ranurado de alta capacidad(400 fibras) con 10 cintas de 8 fibras en cada hendidura.

Figura 6 - Los cables Unicinta puedenalbergar hasta 216 fibras en 18 cintas.



lizaciones de los cambios (por ejemplo,los puntos de cambio de sentido del re-torcido) para identificar el lugar apro-piado para abrir la envoltura del cable.

La línea de productos EZ Prep de Al-catel combina todos los beneficios dela tecnología más avanzada de cables yfibras para el desarrollo de cables conp restaciones superiores para teleco-municaciones y aplicaciones CAT V:

• Las fibras Alcatel tienen un PMDintrínseco muy bajo, que se mantie-ne gracias al diseño del cable.

• AFC3 es el único recubrimiento dela fibra que mejora con el tiempo laresistencia a tracción de la fibra.

• Beneficio: El cable de fibra ópticaque se instala hoy estará incluso me-jor protegido dentro de cinco años.

• El recubrimiento ColorLock integralos colores de las fibras en la capasecundaria de recubrimiento duran-te la fabricación, consiguiéndose undiámetro exterior de 245±10 micro-nes (estándar industrial: 250±15micrones); la tensión de las fibrasestá probada al 100% con un 1% (100kilopondios por pulgada cuadrada).

• B e n e f i c i o : Los colores de la fibra semantienen claros y consistentes pa-ra siempre. La eliminación de lascapas externas irre g u l a res de tintareduce el riesgo de microflexión, es-pecialmente a bajas temperaturas.

• Se diseñan cintas específicas de fá-cil pelado para los accesos en tra-mos medios.

• B e n e f i c i o : Se permite el acceso acada fibra oscura sin cortar ni per-turbar las fibras activas.

• Los tubos amortiguadores ABM2son particularmente flexibles y re-sistentes al re t o r c i m i e n t o .

• B e n e f i c i o : menor riesgo de dañosgravosos a las fibras; proporcionaun cable fácil de manejar para apli-caciones de alta densidad en entor-nos re d u c i d o s .

• Los avanzados hilos absorbentes deagua EZ Prep, que se hinchan y se-llan dejando fuera la humedad, re-emplazan los compuestos tradicio-nales de rellenado del cable.

• B e n e f i c i o : Ya no se gasta tiempo re-emplazando los compuestos inun-dados y sucios.

• Las marcas ROL señalan de una ma-nera clara y exacta las localizacio-nes de los cambios.

• B e n e f i c i o s : Elimina conjeturas ymaximiza la longitud de la fibra dis-ponible para empalmes en tramosmedios.

• La herramienta de pelado para ac-ceso a la fibra abre los tubos de for-ma sencilla cuando se re q u i e re unaentrada en tramos medios o añadirenlaces en rutas no planeadas.

• B e n e f i c i o s : Elimina procesos labo-riosos para apertura de tubos, pro-porcionando un acceso a las fibrasfácil y seguro.

Tendencias futuras en el diseño decables ópticos para telecomunica-ción y aplicaciones CATV

Alcatel está mejorando constantemen-te las prestaciones de los cables y fi-bras para proveer productos mejores ymás fiables. En particular, Alcatel estádesarrollando cables que simplificanla instalación, especialmente en el ca-so de cables pequeños para redes deacceso, y cables voluminosos para re-des troncales en MANs o redes de ac-ceso. A continuación se dan algunose j e m p l o s :

• Los cables de tubo flexible Flextube(ver F i g u r a 1 0) son una familia decables completamente nueva en laque las fibras tienen un espacio libremuy limitado en un microtubo, loque permite reducir el tamaño delcable. Estos cables ligeros y de pe-queño diámetro son ideales para ins-talación posterior en conductos pe-queños. Usar tales cables en obraspequeñas (reutilizando conductosexistentes) permite a los operadore sreducir significativamente el costode instalar cables nuevos en áre a su r b a n a s .

• El cable Uniflex es una evoluciónimportante del diseño del cableUnitubo (ver Figura 11). Las ven-tajas son las mismas que las del ca-ble microtubo. Estos cables estándiseñados para albergar un númerode fibras relativamente bajo, gene-ralmente menos de 48 fibras.

• Los grandes cables Unicinta (verFigura 12) son una evolución delos diseños existentes, pero con elcambio fundamental de dividirse encintas de 24 fibras. Este diseño pro-porciona una densidad muy alta defibras, alcanzando 1,5 fibras por mi-límetro cuadrado en el corte trans-versal del cable.

• Los grandes cables de núcleo ranu-rado (ver Figura 13) son una evo-lución del diseño existente de 400fibras. Se están considerando dosdiseños: usar una cinta de 4 fibras yaumentar el número de ranuras, ousar una cinta de 12 fibras y menosr a n u r a s .

206

Figura 8 - Un cable encintado con tubosuelto de alta capacidad combina grancantidad de fibras (hasta 432 fibras) conun pequeño tamaño, lo que facilita sumanipulación durante la instalación.

Figura 9 - Corte transversal de un cablefigura 8.

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Figura 10 - Corte transversal de un cableFlextube de 24 fibras.

Figura 12 - Corte transversal de un cableUnicinta de 576 fibras.Cables para aplicaciones especiales

Alcatel ha desarrollado, fabricado e ins-talado una amplia gama de cables paraaplicaciones especiales, incluyendo:

• cables sin halógeno, resistentes alfuego

• cables sin metal, resistentes a losr o e d o res

• cables resistentes a las termitas • cables ópticos para la industria pe-

troquímica • cables para uso en condiciones pe-

ligrosas (vapor, humedad, hidróge-no, petróleo)

• cables para sistemas de alcantari-llado (túneles y cubetas de desa-güe) en ciudades grandes

• cables para enlaces de larga distan-cia que puedan desplegarse en sur-cos hechos en la superficie de lasc a r re t e r a s .

A continuación se describen dos ejem-plos con más detalle:

• El cable de fibra óptica de Alcatelpara ambientes hostiles se diseñapara ser instalado en lugares dondelos cables normales de fibra ópticaserían inapropiados (ver F i g u r a s14 y 15). Una barrera de cobre co-sida/soldada protege las fibras ópti-cas de condiciones externas arries-gadas, incluyendo vapor y otras hu-medades, hidrógeno, petróleo yotros productos químicos, y de roe-d o res. Ondulando la barrera de co-b re se consigue un cable más flexi-ble para instalaciones subterráneasy enterradas.

• El cable de Alcatel para instalacio-nes en zanjas de carreteras es de só-lo 8 mm de diámetro, aunque incor-pora 60 fibras. Se puede instalar enuna zanja de sólo 30 mm. de profun-didad y 10 mm. de anchura, re d u-ciendo considerablemente el costode las obras civiles y de la instala-ción del cable (ver Figura 16). Yase han instalado más de 1.000 km.de este cable.

Cables para aplicaciones aéreas enlas líneas de alto voltaje

Alcatel ha desarrollado una gama decables para aplicaciones aéreas. Sepueden clasificar en tres grandes fa-m i l i a s :

• Líneas Ópticas Te r renas (OPGW):Dos diseños básicos usando un nú-

Figura 11 - Corte transversal de un cableUniflex de 12 fibras. Figura 13 - Corte transversal de un cable de núcleo ranurado de 600 fibras.



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cleo ranurado de aluminio con o sinun tubo soldado también de alumi-nio y un tubo soldado de acero ino-xidable totalmente relleno [10, 11,12, 13].

• Cable Auto-Soportado To t a l m e n t eDieléctrico (ADSS): Dos diseños,usando una estructura de tubosuelto o una estructura Unitubo. Sedebe seleccionar cuidadosamenteel material de la envoltura según elvoltaje transportado por las líneas,de manera que no haya ningún ries-go de descargas [14,15,16].

• Cables Adosados ópticos Aére o s(OAAC): Dos diseños básicos usan-do una técnica de enlazado o unaenvolvente.

El desarrollo de cables aéreos re q u i e remuchas pruebas. Además, todo el uti-

llaje suministrado al cliente debe es-tar totalmente cualificado.

■ C o n c l u s i ó n

Alcatel ha desarrollado una amplia ga-ma de cables de fibra óptica para pro-veer las diferentes necesidades de susclientes. En todos los casos, se hapuesto el énfasis en analizar las apli-caciones de los clientes para asegurarque Alcatel puede proveer los produc-tos más deseables.

Ideas innovadoras, fre c u e n t e m e n t edesarrolladas en asociación con losclientes, combinadas con cortos periodosde desarrollo, son las claves del éxito.Nuestra experiencia en el diseño y fabri-cación de fibras ópticas y cables ópticos,y nuestra habilidad para integrar estosproductos a nivel mundial, son los fun-damentos de nuestros desarrollos de ca-bles ópticos fiables y de alta calidad paraun amplio abanico de aplicaciones.

Como nuestros clientes demandansoluciones globales de forma cre c i e n t e ,tenemos que proveer no sólo cables óp-ticos, sino también los componentesasociados y, en algunos casos, la inge-niería de instalación. Las unidades deCables y Componentes de Alcatel estánya preparadas para proveer esta nece-sidad emergente.

■ R e f e r e n c i a s

1 Basado en contribuciones pre s e n t a-das por R.Mack y C.Xu, KMI Corpo-ration, al 20th Newport Confere n c eon Fiberoptics Markets, Octubre2022, 1997.

2 B.Overton, A.Lopez, S. Reddy: “Corre-lating the Material Properties of Fi-ber Optic Coatings with the Stre n g t hand Reliability of the Coated Pro-duct”, Proceedings, National FiberOptic Engineers Conference, 1994.

3 B.Overton: “The Effects of CoatingCharacteristics on the Determina-tion of the Dynamic Fatigue Parame-ters for Optical Fibers”, Proceedings,National Fiber Optic Engineers Con-f e rence, 1995.

Figura 15 - Corte transversal de un cable resistente al vapor.

Figura 16 - Instalación de un cable pequeño, de alta densidad de fibras, en una zanja deuna carretera.

Figura 14 - Las fibras están protegidas pormateriales especiales, incluyendo un tuboondulado y soldado de cobre.

Comparison”, Proceedings, Interna-tional Wi re and Cable Symposium,1 9 9 3 .

1 1 J - P. Bonicel, O. Tatat, U. Jansen, G.Couvrie y otros: “Lightning StrikeResistance of OPGW”, Proceedings,International Wi re and Cable Sym-posium, 1995.

1 2 C. Bastide, O. Tatat, T. Ve r h a e g e :“New Effective Method to CalculateTemperature Increase During ShortCircuit OPGW Cables”, Proceed i n g s ,International Wi re and Cable Sym-posium, 1997.

1 3 J - P. Bonicel, O. Tatat, R. Girbig, G. Hog:“ O P G W, Do they Creep Differe n t l y ” ,Proceedings, International Wi re andCable Symposium, 1997.

1 4 D. Keller, O. Tatat, R. Girbig, M.Adams, R. Bohme, C. Larsson: “Designand Reliability Considerations forLong Span. High Voltage, ADSS Ca-bles”, Proceedings, International Wi reand Cable Symposium, 1995.

1 5 D . K e l l e r, D.Benzel, J-P. B o n i c e l ,C.Bastide, F.Davidson: “ContinuedInvestigations of ADSS Designs andReliability Considerations With Res-pect to Field Voltage Tracking, andCable Installation Practices”, Proce-

edings, International Wi re and Ca-ble Symposium, 1997.

1 6 H.G.Haag, G.Hog, U.Jansen: “LW L -Phasenseilanwendungen Bei DerDeutschen Bahn”, Signal and Draht,1 9 9 7 .

Jean-Pierre Bonicel es elresponsable de Producto de laLínea de Productos de AlcatelTelecom en Europa, localizada enC l i c h y, Francia.

P. Gaillard es Director Adjunto delC e n t ro de Competencia de FibraÓptica de Alcatel en Clare m o n t ,C a rolina del Norte, EE.UU.

Gerard Orcel es ingeniero de laLínea de Productos de Fibra Ópticatrabajando en diseño dep ro f o rmas, CVD, y en el desarro l l ode tecnologías de recubrimiento ytrazado de fibras en el Centro deCompetencia de Fibra Óptica deAlcatel en Conflans, Francia.

Bob Overton es el responsable delG rupo de Tecnologías deRecubrimiento en el Centro deCompetencia de Fibra Óptica deAlcatel en Claremont, Carolina delN o rte, EE.UU.

4 “Generic Requirements for OpticalFiber and Fiber Optic Cable”, docu-mento de Bellcore GR-20-CORE.

5 C. Hutton, B.Overton: “Optical FiberDual Coating with Built-in Colour”,Proceedings, National Fiber OpticEngineers Conference (NFOEC),1 9 9 7 .

6 H.M. Yang, J.D. Holder, C.W. McNutt:Patente US, Nº 5, 574, 816 (1996).

7 M. Adams, J. Holder, C. McNutt, O. Ta-tat, H.M. Yang: Buffer Tubes The NextGeneration, IWCS, 1995, pág. 16.

8 P. Gaillard, C. McNutt, J. Holder, A.Bouvard, O. Tatat: “Significant Im-provement of Loose Tube CableSpliceability Based on New CableDry Design”, IWCS, 1996, pág. 353.

9 J - P. Bonicel, D. Keller, G. Kylen, G. Pa-ternostro, C.G. Berthelsen, C. Lasne:“An International Development onRibbon Technology and Evaluation ofApplicability to National Specifica-tion”, Proceedings, International Wi reCable Symposium, 1992, pág. 2531.

1 0 J - P.Bonicel, C.G.Cortines, J.C. Delo-mel, G. Hog, S. Pouilly, O. Tatat, P. E .Zamzow: “Optical Ground Wi re AWorldwide Technical Survey and

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IMPACTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE FIBRAEN LA TRANSMISIÓN POR WDM

A. BERTAINAJ-L. BEYLATS. BIGOM. W. CHBAT

En los sistemas de transmisión terrestre por WDM,funcionado a 10 Gbit/s, se necesita diseñar cada

enlace para cumplir las limitaciones físicas.


En los próximos años, el crecimiento delos servicios existentes y la introduc-ción de otros nuevos hará crecer signi-ficativamente el tráfico en las redes detelecomunicaciones [1]. Algunos servi-cios, tales como la telefonía tradicio-nal, crecerán lentamente, mientras quelos servicios más nuevos, tales como latelefonía móvil, el tráfico de datos y deimágenes, se extenderán muy rápida-mente. Los servicios futuros variaránmucho en términos de capacidad de ca-nal requerida (por ejemplo, la veloci-dad binaria), de ocupación de canal(tráfico continuo o intermitente), de laduración de la conexión, del tiempo deestablecimiento de la misma y de suf re c u e n c i a .

Durante la pasada década, el avan-ce de la técnica de las fibras ópticasha tenido un impacto considerable enlas redes de telecomunicaciones, ayu-dando a mitigar los cuellos de botelladel ancho de banda de transmisión yreduciendo significativamente los cos-tes relacionados con la distancia. Lasfibras ópticas ya se utilizan amplia-mente en redes de transmisión de lar-ga distancia y con velocidad binariaalta, en las cuales los operadores na-cionales están desplegando mezclasde redes ópticas Synchronous DigitalHierarchy(SDH) y Synchronous Opti-cal NETwork (SONET) [2], funcio-nando a 2,5 Gbit/s (STM-16/OC-48)s o b re fibras ópticas estándar. No obs-tante, la demanda futura anticipada

de capacidad de información re q u e r i-rá canales de producción que vayandesde varios cientos de Gbit/s a unospocos Tbit/s, al comienzo del próximosiglo. Las comunicaciones ópticas tra-tarán este espectacular aumentousando la multiplexación por divisiónde longitud de onda (WDM) para me-jorar las redes de transporte exis-tentes. Además, haciendo un uso efi-ciente de sus principales propiedades,tales como la longitud de onda, la téc-nica de fibras ópticas hará posible enel futuro la introducción de esquemasde enrutamiento totalmente ópticos[ 3 ] .

La WDM se basa en multiplexar va-

rios canales modulados, utilizando ca-da uno una longitud de onda portadorad i f e rente, sobre la misma fibra. De es-ta forma, el canal de producción totales simplemente la suma de las veloci-dades binarias de los canales indivi-duales. Cualquier limitación de la pro-pagación por fibra producidos por losefectos lineales en la fibra, tal como laGroup Velocity Dispersion (GVD) y laPolarization Mode Dispersion (PMD),sólo está relacionada con la velocidadbinaria de cada canal individual.

Actualmente se están ofre c i e n d opor los fabricantes de equipos de tele-comunicación sistemas de transmi-sión por WDM con velocidades de ca-

210

Figura 1 - Tres métodos para incrementar la capacidad del sistema.

211

nal individual de 2,5 Gbit/s, mientrasque ya están apareciendo sistemas deN10 Gbit/s [4]. La mejora de la re dque se necesita para alcanzar el in-c remento anticipado en el total delcanal de producción se puede obtenerutilizando tres métodos difere n t e s( v e r Figura 1). El primero consisteen incrementar la velocidad binariadel canal (Figura 1a). Aparte de lanecesidad de tecnologías electrónicasde alta velocidad, el inconveniente deeste método es la limitación impuestapor la GVD y por la PDM. Ambas re s-tringen la distancia de propagación,la cual decrece con el cuadrado de lavelocidad del canal. El segundo méto-do (Figura 1b) consiste en añadirmás canales y empaquetarlos muyjuntos, ocupando el mismo ancho debanda óptico. En este caso, el re n d i-miento del sistema está limitado porvarios efectos no lineales en la fibraóptica [5], como se indica más abajo,y por la dificultad de la selección decanal (multiplexión y demultiple-xión). El tercer método (Figura 1c)consiste en expandir el ancho de ban-da útil añadiendo más canales altiempo, lo cual asegura una separa-ción de canales relativamente grande.No obstante, esto re q u i e re amplifica-d o res ópticos de banda ancha quepuedan tratar varias decenas de cana-les muy separados (una ventana totalde amplificación de alrededor de 40nm). A pesar de la activa investiga-ción en este área, la tecnología de es-tos amplificadores está todavía en suscomienzos. Además, el re n d i m i e n t ode estos sistemas estará físicamentelimitado por otro efecto no lineal, co-nocido como difusión de Raman esti-mulada, cuyo impacto será más gran-de en cuanto aumente el ancho debanda total ocupado.

De esta forma, aumentado el totaldel canal de producción de los siste-mas de transmisión por WDM se haráf rente al menos a dos obstáculos ma-y o res: los efectos tecnológicos y físi-cos en la fibra. Este artículo se ocupade estos últimos. Se puede fácilmenteargumentar que los efectos físicos queafectan a la transmisión de la señalóptica dependen en su mayor parte de

las características propias de la fibra:atenuación, GVD, PMD y grado de nol i n e a l i d a d .

■ Tipos de Fibras

Las infraestructuras de transmisiónexistentes usan cuatro tipos de fibras,todos las cuales tienen prácticamentela misma pérdida, de 0,20 a 0,21dB/km. En primer lugar, difieren en sucaracterística GVD, como se muestraen la Figura 2. La GVD es el fenóme-no por el que los componentes espec-trales individuales de una señal sepropagan a diferentes velocidades,dando lugar a desplazamientos acu-mulados temporales con la distancia,lo cual al final causa errores y distor-siones de los pulsos. Estos efectos per-judiciales son proporcionales a la raízcuadrada de la velocidad binaria. LaGVD se caracteriza por el parámetroD, el cual se puede asumir como line-al con longitud de onda para una bue-na aproximación:

D = D’ (λ− λ 0)

donde D’ y λ0 son re s p e c t i v a m e n t ela pendiente de dispersión y la longi-tud de onda de dispersión cero. Son lascaracterísticas de una fibra concre t a .

Históricamente, la Fibra estándar

Single Mode (SMF, RecomendaciónG.652) fue la primera utilizada en lasredes y aún permanece como la másexpandida, re p resentando alre d e d o rdel 85% de toda la fibra en el mundo.Durante algún tiempo, la SMF ha cum-plido con todos los requisitos de trans-misión, principalmente porque la pér-dida baja ha sido el único problema.No obstante, el incremento de la velo-cidad binaria ha tropezado con losefectos cromáticos de la dispersión a10 Gbit/s y a velocidades superiore s ,ya que la SMF tiene una alta disper-sión cromática D de 17 ps/nm. km. a1.550 nm, si no se añaden elementosc o m p e n s a d o re s .

Para superar estas limitaciones deGVD se diseñó un nuevo tipo de fibracon GVD cero (λ0), conocida como fi-bra con dispersión desplazada (DSF,Recomendación G.653). Hasta ahora,ha sido utilizada en primer lugar enconexiones con islas y penínsulas,usando frecuentemente enlaces sub-marinos. Aunque la DSF ha demostra-do que es muy adecuada para los sis-temas de transmisión simple de canal,no es compatible con la WDM. Esta in-compatibilidad se puede explicar porla no linealidad Kerr, esto es, la de-pendencia lineal del índice de re f r a c-ción de la fibra en la potencia de canalinyectada. El sílice, el principal com-ponente de las fibras, tiene uno de los

Figura 2 - Características de la dispersión de la velocidad de grupo de las fibras disponibles.

IMPACTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE FIBRA EN LA TRANSMISIÓN WDM


212

también deben tenerse en cuentaotros dos fenómenos no lineales cuan-do se enjuicia totalmente el re n d i-miento de un sistema basado en laN Z D S F. Estos también provienen de lano linealidad Kerr. En el primer efec-to, conocido como automodulación defase (SPM), la fase óptica de un canalse modula proporcionalmente a supropia potencia instantánea. La SPMa p a rece como un ensanche del espec-tro del canal, ya que se generan nue-vas frecuencias ópticas. No obstante,después este efecto inicialmente afec-ta a la fase de señal; éste no afecta a ladetección de intensidad en el re c e p t o rfinal, a menos que la dispersión cro-mática no sea cero. En efecto, la inte-racción de la SPM y la GVD da lugar aun complicado proceso de conversiónfase a intensidad durante la propaga-ción. Dependiendo de la GVD, la SPMpuede ser o bien beneficiosa, dandolugar a la compresión de impulsos, operjudicial, dando lugar posiblementea una irrecuperable desintegración delos impulsos ópticos.

El segundo efecto no lineal a consi-derar es la modulación de fase cruza-da (XPM). Como en la SPM, este fenó-meno se manifiesta por sí mismo comouna alteración de la fase óptica de uncanal, la cual se traduce en distorsio-nes de intensidad mediante la GVD.No obstante, como contraste con laSPM, es un efecto multicanal, por elcual la modulación de fase de un canalse induce mediante la intensidad de laseñal en el canal o canales vecinos. Deesta forma, depende de las velocida-des relativas de los canales que inte-raccionan, es decir, de la GVD. La másbaja la GVD (y por tanto la difere n c i ade velocidades de canal), la más altala interacción entre canales. No obs-tante, en GVD igual a cero, no hay con-versión fase a intensidad. Conse-cuentemente, no es un tema fácil eva-luar el impacto del XPM y de los otrosfenómenos relacionados con Kerr.

Basándonos en las consideracionesdescritas arriba, podemos afirmar quees esencial una herramienta de simu-lación para pre d e c i r, con una pre c i-sión razonable, el rendimiento detransmisión de los sistemas perjudica-dos tanto por no linealidades de canal

más bajos coeficientes de no lineali-dad (n2) de cualquier material óptico.Sin embargo, las distorsiones de señalinducida Kerr pueden existir a poten-cias razonables (unos pocos dBm) enla fibra a causa de las grandes distan-cias recorridas y el confinamiento deenergía. Este confinamiento se carac-teriza por el área efectiva de la fibraAeff: la más pequeña Ae f f, la mayor pa-ra las no linealidades (Ae f f = 50 µm2para la DSF).

Varios efectos, generalmente per-judiciales, resultan de las no lineali-dades Kerr. En la DSF, la limitaciónmás severa es la generación de pro-ductos de intermodulación entre lasportadoras de un múltiplex, un fenó-meno inherente a la WDM llamadomezcla de cuatro ondas (FWM). Enuna fibra no lineal que porte dos ot res canales de WDM, la FWM puedec rear frecuencias adicionales (cono-cidas como productos de intermodula-ción) si una cierta condición de adap-tación de fases se cumple, esencial-mente si la dispersión relativa entrelos canales es bastante baja. Asumien-do que los canales de WDM estánigualmente separados, las longitudesde onda de los productos de intermo-dulación coinciden con las longitudesde onda de otros canales, creando asíuna indeseable diafonía dentro de lab a n d a .

Un sencillo camino para evitar laFWM consiste en la reducción de la a-daptación de fases entre canales. Paraalcanzar esto, debe incrementarse ladispersión relativa entre canales veci-nos, por lo que deben viajar a velocida-des de grupo muy diferentes, esto es,deben colocarse fuera de la longitudde onda cromática cero. Para lograrlose han diseñado nuevos tipos de fibras,conocidas como fibras de dispersióndesplazada Non-Zero (NZDSF). E s t a stienen una dispersión baja, pero nocero, en la ventana espectral del Am-plificador de Fibra Dopada de Erbio( E D FA), que está típicamente entre 2y 6 ps/nm.km. Las fibras NZDSF son dedos tipos con dispersiones positivas ynegativas, llamadas aquí NZDSF+ yNZDSF–, re s p e c t i v a m e n t e .

Aunque las limitaciones causadaspor la FWM son significativamente

simple, como por no linealidades decanal múltiple. Además, dado el grannúmero de parámetros involucradosen la transmisión por WDM sobre dife-rentes tipos de infraestructura de fi-bra, y la dificultad de aislar los efectosfísicos individuales para evaluar suimpacto en el rendimiento del siste-ma, un método basado exclusivamenteen experimentos no es factible. A con-tinuación se considera el uso de unaherramienta de simulación para estu-diar el rendimiento de la transmisiónde un sistema de WDM con un canalde producción de 320 Gbit/s sobre laNZDSF+ y la NZDSF–.

En el transmisor, 32 canales de 10Gbit/s, decorrelacionados aleatoria-mente, separados en 100 GHz aparteson generados con velocidades de on-da que van de 1535.04 nm (canal 1) a1559.78 nm (canal 32). La línea detransmisión está formada por cincotramos de 100 km. de largo con ungran presupuesto de potencia de 28 dBpor tramo para cumplir con los re q u i-sitos del campo. Las características delas fibras analizadas (en todos losejemplos de este artículo) se re s u m e nen la Tabla 1; estas se corre s p o n d e ncon las fibras comerciales típicas. Hayque hacer notar que los nuevos tiposde NZDSF, con áreas efectivas másgrandes o con dispersiones más gran-des que la primera generación deN Z D S F, se han suministrado muy re-cientemente. Estos tipos no se hanconsiderado aquí. Las simulaciones noconsideran el ruido del amplificadorpara calcular solamente las limitacio-nes resultantes del GVD y los efectosKerr no lineales. No obstante, la po-tencia por canal en la salida del am-plificador se estableció a +5 dBm paracumplir el requisito mínimo re l a c i ó nseñal ruido (SNR) al final de la casca-da del amplificador óptico.

Para evaluar la calidad de transmi-sión, utilizamos el criterio de penali-zación de potencia. En general, seconsidera que un valor de más de 3 dBes inaceptable. La Figura 3 m u e s t r alas penalizaciones del sistema en laque incurren todos los canales en elre c e p t o r, incluyendo no linealidadescruzadas (multicanal) u otras (canalsimple). En el caso de la NZDSF, se

Figura 3 - Rendimiento de la transmisión simulada de un múltiplex de 32x10 Gbit/s sobreNZDSF y NZDSF+, sin compensación GVD.

Tabla 1 - Parámetros típicos de fibra usados en todas las simulaciones.

213

ensanche de impulsos perjudiciales alfinal del enlace.

Los efectos PMD son comunes a to-dos los tipos de fibras a velocidades bi-narias altas. No obstante, las fábricasde fibras han mejorado sus productosal extender estas infraestructuras ba-sadas en las fibras actuales las cualesno sufren más el PDM a 10 Gbit/s. Enconsecuencia, a esta velocidad binaria,la PMD es sólo crítica en infraestruc-turas más antiguas, formadas en prin-cipio por SMF. En tales infraestruc-turas, la velocidad de canal debe limi-tarse a 2,5 Gbit/s o se deben utilizartécnicas de compensación PMD. Noobstante, estas técnicas están todavíaen desarrollo. También deben estu-diarse otras limitaciones inherentes ala infraestructura de fibra.

Los sistemas basados en DSF sonprobablemente los más difíciles demejorar utilizando la WDM a causa delas fuertes no linealidades cruzadasque les afectan, especialmente FWM,como se discutió arriba. Se han ideadovarias soluciones para evitar las limi-taciones FWM. Un modo eficiente esutilizar una separación de canal desi-gual, de forma que ningún producto deintermodulación caíga sobre un canalexistente [6]. No obstante, esta solu-ción limita la ocupación espectral delcanal y por tanto eventualmente el nú-mero de canales transmitidos, reduce laflexibilidad de asignación de canal ycomplica la gestión de canales en lasredes WDM.

Otra forma de limitar la FWM sebasa en la condición de adaptación defases mencionada previamente. Estacondición muestra que los productosde intermodulación son fuertementedependientes de la polarización de loscanales. En particular, se ha demos-trado que girando 90° la polarizaciónde los canales adyacentes en el trans-misor se puede reducir significativa-mente la FWM. No obstante, la polari-zación de los canales alternativos per-manece paralela, de esta forma los co-r respondientes productos de intermo-dulación son todavía altos. Además, laconfiguración de polarización en eltransmisor no se puede mantener através de la línea de transmisión, deforma que al final la FWM re a p a re c e .

puede ver que las penalizaciones enmulticanal son siempre mayores de 8dB, mientras que las penalizacionesen canal simple exceden en 5 dB. Porcontra, utilizando la NZDSF+, latransmisión por canal simple es posi-ble ya que las penalizaciones son me-n o res de 2 dB, debido al efecto benefi-cioso de la SPM en el régimen anóma-lo de dispersión. Sin embargo, las nolinealidades cruzadas aumentan deuna forma prohibitiva las penalizacio-nes del sistema.

Como conclusión, tanto la NZDSF,como la SMF o la DSF no se puedenutilizar como un medio de “caja negra”para transportar información a más de100 Gbit/s a 500 km., lo que significaque la fibra ideal de WDM para aplica-ciones terre s t res probablemente tieneque ser aún desarrollada. No obstante,todos estos tipos de fibras se han des-plegado con alto coste en infraestruc-turas de todo el mundo. El hacer fre n-te a las limitaciones físicas de todas

las infraestructuras existentes, desdela más antigua SMF a la más re c i e n t eN Z D S F, es así un importante reto paratodos los suministradores de sistemasya que estas pueden tener un serio im-pacto en el diseño del sistema.

■ Tomando lo Mejor de lasInfraestructuras Existentes

En un esfuerzo para mejorar las infra-estructuras existentes, una caracte-rística de todas las fibras debería sertomada en cuenta: su PMD. Ya que lasfibras tienen perfiles circulares, losmodelos tienden a olvidar el hecho deque la luz es un factor. Este métodogeneralmente es verdad, pero talesimperfecciones alteran la composiciónó geometría local de la fibra durantesu fabricación, los dos componentesde polarización del campo eléctricopueden viajar a velocidades difere n t e sde una forma aleatoria, causando el



La forma más práctica de reducir laFWM sobre la DSF es romper la condi-ción de adaptación de fases con unaGVD distinta de cero. Para alcanzaruna dispersión cromática distinta decero utilizando la DSF, la mejor técni-ca es trabajar con longitudes de ondafuera de la tradicional ventana EDFA .Esto equivale a cambiar la DSF por suNZDSF equivalente, lo que implicaque nos estamos quedando con las li-mitaciones de la NZDSF. Estas limita-ciones deben ser tratadas, y se estu-dian más abajo. Recientemente, sehan realizado unos pocos experimen-tos de laboratorio a cerca de 1.580 nm.Estos experimentos re q u i e ren el desa-rrollo de nuevos amplificadores ópti-cos, pero este método aparece como lasolución más factible para mejorar losenlaces instalados basados en la DSF.

E n t re los tres métodos indicadosarriba, los seleccionados afectarán de-finitivamente al diseño del transmisor,a los filtros y posiblemente a los re p e-t i d o res en línea. Las limitaciones físi-cas involucradas son específicas a laDSF y el sistema tendrá que ser dise-ñado de acuerdo con esto.

Ahora consideraremos infraestruc-turas basadas en la SMF, lo cual estálejos de las fibras más comúnmenteusadas en las infraestructuras exis-tentes. La principal limitación de laSMF se origina en su alta GVD (17 ps/nm.km. a 1.550 nm), por lo que es ne-cesaria una técnica para la compensa-ción de la dispersión. El principio bá-sico es utilizar dispositivos con unaGVD de signo opuesto al de la fibra.Estos dispositivos incluyen mallas re-t i c u l a res Bragg, las cuales añaden unretraso que depende de la longitud deonda; pueden ser de banda ancha (pa-ra compensar a todos los canales si-multáneamente) o una serie de ma-llas re t i c u l a res de banda estre c h a(una por cada canal). Aunque prome-tedoras, las mallas re t i c u l a res Braggaún no han mostrado su eficiencia co-mo compensadores de GVD en siste-mas WDM de 10 Gbit/s y, por tanto, nopuede considerarse como una tecnolo-gía madura.

Otra opción es la fibra de compen-sación de la dispersión (DCF). Esta fi-bra tiene una dispersión alta (típica-

mente de 80 a 100 ps/nm.km), de estaforma solamente en una longitud deuna quinta parte de la SMF se com-pensa totalmente la GVD acumulativas o b re la línea de transmisión. La DCFgeneralmente se suministra en módu-los correspondientes a una cantidaddada de GVD para la instalación en lasposiciones del terminal y del re p e t i d o r.Como sus pérdidas son equitativamen-te altas (típicamente 0,6 dB/km), sedebe ajustar el presupuesto de energíapara mantener SNRs aceptables al fi-nal de la línea. Hay que hacer notarque normalmente no es posible sumi-nistrar compensación GVD idénticapara todos los canales en un múltiplexgrande, ya que la propia dispersión de-pende de la longitud de onda (ver F i-gura 2). Esta dependencia, que se ca-racteriza por la pendiente de disper-sión D’, se re f i e re como una dispersiónde tercer orden. De esta forma, paratransmitir multiplexadores que se ex-tienden a varias decenas de nanóme-tros, los módulos DCF no sólo compen-sarían idealmente el GVD de la SMF,sino también su pendiente, la cual tie-ne un signo positivo. Para evitar esteproblema, algunos DCFs comercialesdisponibles muestran una pendientenegativa, la cual es suficientementealta para cancelar completamente ladispersión de tercer orden.

Cuando se utiliza la gestión de ladispersión, se pueden alcanzar distan-cias de 500 km. y más, pero las no li-nealidades Kerr en la SMF y en la DCFtiene interacción con la GVD local pa-ra distorsionar los impulsos ópticos,perjudicando así el rendimiento de latransmisión. Con respecto a esto, laDCF no es favorable ya que tiene uncoeficiente no lineal más alto y uná rea efectiva más baja. Es importantetener en cuenta que, como re s u l t a d odel efecto Kerr, la compensación dedispersión perfecta no hace posible latransmisión ilimitada, sin hacer casode cualquiera de las consideracionesde ruido de amplificador. En particu-l a r, la posición de los módulos de com-pensación GVD, los cuales forman par-te del llamado mapa de dispersión,afecta fuertemente al rendimiento dela transmisión, el cual aumenta con lavelocidad binaria.

La eficiencia de la gestión de la dis-persión se ilustra en un experimentode transmisión de 32x10 Gbit/s sobre500 km. de SMF, utilizando sólo tre sa m p l i f i c a d o res ópticos de gananciaplana en línea [7]. La Figura 4 m u e s-tra un esquema de la preparación. Eltransmisor WDM está formado por 32l á s e res de onda continua con longitu-des de onda que van de 1535.04 nm a1559.76 nm (indicados como canales 1a 32) con una separación de fre c u e n-cia de 100 GHz. En la salida del trans-m i s o r, la potencia del canal se estimu-la a +5 dBm. La línea de transmisiónestá formada por cuatro tramos largosde SMF de 125 km. separados por am-p l i f i c a d o res diseñados para liberaruna ganancia plana (30 dB) dentro deun ancho de banda de 25 nm. La F i g u-ra 4 también muestra el espectro óp-tico en la salida del transmisor y en laentrada del re c e p t o r. Los mínimosSNRs (con una resolución de ancho debanda 0,1 nm) son de 28 dB en la sa-lida del amplificador impulsor y de22,5 dB en la entrada del re c e p t o r.

La compensación de la dispersiónse alcanza incorporando secciones deDCF en los amplificadores, utilizandouna configuración especial de dos eta-pas para minimizar el impacto de lapérdida en la DCF sobre la SNR. LasDCFs tienen una dispersión media de80 ps/nm.km a 1.550 nm, una pendien-te de dispersión de entre 0,126 y+0,085 ps/nm2. km y una atenuaciónde entre 0.39 y 0.56 dB/km. El mapa dedispersión para los canales 1, 17 y 32se muestra en la Figura 5. Las simu-laciones numéricas mostraron que es-te mapa proporciona un buen re n d i-miento de transmisión para todos los32 canales. El efecto de la pendientede dispersión puede verse claramentea partir de la separación de las tres lí-neas, que corresponden a los tres ca-nales considerados.

En este experimento se considera-ron dos configuraciones:

( a ) una DCF no adicional en el re c e p-t o r

( b ) una sección de 9 km. adicional dela DCF introducida en la mitad dela longitud de onda más larga delm ú l t i p l e x .

214

El último tipo de fibra a investigares la NZDSF. La Figura 3 mostró quela NZDSF no podría utilizarse como unelemento de caja negra a 10 Gbit/s. Es-ta figura también muestra que los ca-nales más fuertemente penalizadosson los que experimentan la disper-sión más alta (números altos de canalpara la NZDSF+; números bajos de ca-nal para la NZDSF–). Esto sugiere queaunque estas infraestructuras tienenuna GVD baja, la cual es no obstantedemasiado alta, la gestión de la dis-persión podría mejorar significativa-mente la calidad de la transmisión. Acontinuación, simulamos la transmi-sión a 320 Gbit/s sobre 5.100 km. utili-zando esta técnica y comparamos losresultados con los obtenidos utilizan-do la SMF.

Investigamos tres configuracionesi n v o l u c r a d a s :

• Fibras de transmisión NZDSF+(con fibras de compensación DCF)

• Fibras de transmisión NZDSF (confibras de compensación SMF)

• Fibras NZDSF+ y NZDSF sobre tra-mos alternativos.

Los parámetros de la fibra se mues-tran en la Tabla 1, los cuales están re-lacionados con las fibras de primerageneración NZDSF más comunes. Lalínea de transmisión es como la que sedescribe en la simulación de arriba,con la diferencia de que los amplifica-d o res sin ruido incorporan cantidadesgraduables de fibra compensada. Serealizó un análisis sistemático de losmapas de dispersión que utilizan estasconfiguraciones basado en cuatro va-riables: la dispersión residual, y lascantidades de compensación de la dis-persión en el transmisor, en el re c e p-tor y en los re p e t i d o res. En cada caso,la potencia óptica por canal variabaen el rango de 5 a 11 dBm, dando untotal de alrededor de mil simulacio-n e s .

Las principales conclusiones de es-te estudio son que, en las tres configu-raciones, el mejor rendimiento de losmapas de dispersión siempre incluyeuna cantidad significativa de la com-pensación en línea. Esto previene ladestrucción irrecuperable de impulsos

215

Se puede obtener buen re n d i m i e n t oen todos los canales sin ajuste especí-fico de canal, como se demostró en latransmisión a 320 Gbit/s. No obstante,cuando la DCF se inserta antes que elreceptor se obtiene una clara mejora,como se muestra en la configuración(b). La Figura 6 muestra los diagra-mas en ojo para los canales 17 y 32 en0 km. como re f e rencia, y para las con-figuraciones (a) y (b) después de 500km. Se puede ver que, en el caso delcanal 17, no hay cambios substancia-les entre las configuraciones (a) y

Figura 4 - Preparación del experimento de transmisión de 320 Gbit/s.

Figura 5 - Mapa de dispersión utilizado en el experimento de transmisión de 320 Gbit/s.

(b), mientras que hay una mejora evi-dente para el canal 32.

Este experimento muestra como deineludible y, sin embargo efectiva,puede ser la gestión de la dispersióncuando se mejoran infraestructurasbasadas en la SMF. No obstante, conesta técnica es necesario tener encuenta la pérdida introducida por losmódulos de compensación y, por tanto,el mapa de dispersión, cuando se cons-truye el sistema. El diseño del trans-m i s o r, del receptor y de los re p e t i d o re sdepende en gran medida de ello.



216

cuando se acumula una excesiva dis-persión a lo largo del enlace. De estaforma, mapas que confían únicamenteen la pre o post-compensación nuncasuministran un rendimiento óptimode transmisión. Otra conclusión esque la dispersión residual óptima esdistinta de cero y depende de la fibra.Por último, se encuentra que la tole-rancia de los mapas a los efectos Kerrdebe ser mejorada cuando la NZDSF+y la NZDSF se utilizan como tramos al-ternativos. En efecto, alternando laNZDSF se suministra una compensa-ción en línea inherente, así no hay ne-cesidad de fibra compensada en losa m p l i f i c a d o res en línea. En conse-cuencia, la longitud total de la fibra y,por tanto, los perjuicios no linealesacumulativos, son también más bajos.

La Figura 7 muestra la penaliza-ción del sistema como una función denúmero de canal con potencia de +7

dBm por canal, obtenido con el mapacon mejor rendimiento, involucrandoalternativamente NZDSF+/NZDSFcon pre y post-compensación. Comoen la Figura 3, las penalizaciones sehan evaluado con y sin interaccionesWDM entre canales. En la configura-ción multicanal auténtica, se ve que elrendimiento supone una clara mejoracomparado con el esquema no com-pensado de NZDSF de la Figura 3,mostrando la eficiencia de la técnicade gestión de la dispersión. No obstan-te, el impacto de las no linealidadescruzadas es elevado.

Para comparar, se hizo simultánea-mente un estudio sistemático de lagestión de la dispersión con la SMFs o b re la misma línea de transmisión.Los resultados del mapa con mejorrendimiento se muestran en la F i g u r a7 . Las penalizaciones de canal simpleson muy similares sobre la SMF y la

N Z D S F. No obstante, cuando se tomanen cuenta las no linealidades cruza-das, la transmisión sobre la NZDSF dalugar a penalizaciones significativa-mente más altas. Varios factores pue-den explicar este resultado. En parti-c u l a r, la NZDSF de primera genera-ción tiene un área efectiva más pe-queña (55 µm2) que la de la SMF (80µ m2). Además, los fenómenos de limi-tación relacionados con la WDM, prin-cipalmente XPM y FWM, se re d u c e nfuertemente cuando la dispersión lo-cal es alta, como es el caso de la SMF.

Resumiendo, los sistemas basadosen SMF están limitados principalmen-te por la no linealidad de canal sim-ple, lo cual se mantiene en la verifica-ción de la gestión apropiada de la dis-persión. Por contra, los sistemas queutilizan la NZDSF están limitadosprincipalmente por no linealidadescruzadas, las cuales son significada-mente más difíciles de evitar. Esto su-g i e re que el primer tipo de sistema esmás flexible para la provisión de capa-cidades más altas, al añadir más cana-les y reducir la separación espectral.


Independientemente del tipo de fibrainvolucrada, la física de la propaga-ción óptica ha llegado a ser un proble-ma principal. Ninguna de las fibrasdisponibles ampliamente cumplen contodos los requisitos para una fácil me-jora a los sistemas Terabit/s. Si se tie-nen que instalar nuevos tipos de fi-bras, se tienen que investigar fibrascon áreas efectivas más grandes, cond i f e rentes valores de GVD y/o con pen-dientes de dispersión bajas. No obs-tante, tales características mejoradasno se alcanzarían a costa de una ate-nuación alta.

Antes de recurrir a la instalaciónde nueva fibra, aunque se ha mejoradomucho, los operadores de red pre-f i e ren cancelar el coste de sus infraes-tructuras internas. La gestión de ladispersión, en particular, ofrece unosmedios muy eficientes para mejorarsistemas basados en la SMF, y tambiénse necesitan usar en la NZDSF. En to-dos los casos, los sistemas de alta ca-

Figura 6 - Diagramas en ojo a 0 km y 500 km, con y sin DCF extra en el receptor para lamitad de la longitud de onda más larga del múltiplex.

pacidad no se pueden diseñar sin unp reciso conocimiento de las caracte-rísticas físicas de la fibra a conectar.


1 “Performance of the Te l e c o m m u n i-cations Sector up to 2010 underD i f f e rent Regulatory and MarketOptions”, Analysis Publications, f e-b rero 1992.

2 “Synchronous Digital Hierarchy”,I T U - T, Recomendaciones G.707,G.708, y G.709, Ginebra, Suiza,1 9 8 8 .

3 A. Jourdan, M. Chbat, P. A . P e r r i e r, J-L.Beylat: “Field Trials of All-OpticalNetworking Based on Wa v e l e n g t hConversion”, Revista de Te l e c o m u-

nicaciones de Alcatel, 3e r t r i m e s t re1998, págs. 218-224.

4 J. Adler, R. Castelli, T.Krause: “Mar-ket Trends and Evolution for Opti-cal Transmission Systems”, R e v i s t ade Telecomunicaciones de Alcatel,3e r t r i m e s t re 1998, págs. 165-175.

5 A.R. Chraplyvy: “Limitations on Light-wave Communications Imposed byOptical-Fiber Nonlinearities”, J o u r-nal of Lightwave Te c h n o l o g y, v o l u-men 8, pág. 1548, 1990.

6 F. Forghieri, R.W. Tkach, A.R. Ch-r a p l y v y, D. Marcuse: “Reduction ofF o u r- Wave Mixing Crosstalk inWDM Systems Using Unequally-Spa-ced Channels”, IEEE Photon. Te c h-nology Letters, volumen 6, págs.754-756, junio 1994.

7 S. Bigo, A. Bertaina, M.W. C h b a t ,S.Gurib, J.Da Loura, J-C.Jacquinot,J.Hervo, P.Bousselet, S.Borne, D.Ba-yart, L.Gasca, J-L.Beylat: “320 Gbit/s(3210 Gbit/s WDM) Tr a n s m i s s i o nover 500 km of Conventional Single-Mode Fiber with 125 km AmplifierSpacing”, Proceedings of the 23r d E u-ropean Conference on Optical Com-munications, volumen 5, págs. 17-20,Edimburgo, septiembre 1997.

Figura 7 - Rendimiento de la transmisión simulada de un múltiplex de 32x10 Gbit/s sobreSMF o NZDSF+/NZDSF– alternadas con gestión de la dispersión óptima.

217


Alain Bertaina trabaja comoingeniero en la Unidad de RedesFotónicas del Alcatel AlsthomCorporate Research Center enMarcoussis, Francia.

Jean-Luc Beylat es jefe de la Unidadde Redes Fotónicas y Director deproyecto de Redes y SistemasÓpticos en el Alcatel AlsthomCorporate Research Center deMarcoussis, Francia.

Sébastien Bigo está a cargo de lastécnicas de transmisión WDM en laUnidad de Redes Fotónicas deAlcatel Alsthom Corporate ResearchCenter en Marcoussis, Francia.

Michel W. Chbat fue jefe delAdvanced Te rrestrial Tr a n s m i s s i o nR e s e a rch Group dentro de la PhotonicNetworks Unit del Alcatel CorporateR e s e a rch Center en Marc o u s s i s ,Francia. Ahora, es director dep roducto para tecnologías avanzadasen Alcatel Network Systems,R i c h a rdson, Texas, EE.UU.

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PRUEBAS DE CAMPO DE REDES ÓPTICASBASADAS EN CONVERSIÓN DE LONGITUD DE ONDAJ-L. BEYLATM.W. CHBATA. JOURDANP.A. PERRIER

Recientes pruebas de campo de redes ópticas basadas en la conversión de longitud de onda han

confirmado la promesa de esta técnica.


El gran crecimiento previsto del tráfi-co asociado con las nuevas aplicacio-nes tales como los servicios on-line, latelefonía móvil y los futuros serviciosmultimedia, ya se está haciendo re a l i-dad. A su vez, la nueva situación estádisparando un crecimiento proporcio-nal en los requisitos de capacidad delas redes de transmisión de medio ylargo alcance. Para satisfacer esta de-manda, la capacidad de los sistemasde transmisión punto-a-punto se está

aumentando, muy significativamente,con la introducción de la WDM (mul-tiplexación por división de la longitudde onda). Recientes anuncios de pro-ductos proponen capacidades por fi-bra de más de 100 Gbit/s divididos so-b re 64 longitudes de onda.

Sin embargo, las funciones de en-rutamiento como la multiplexación deinserción/extracción y la transcone-xión, aún se realizan a una velocidadrelativamente baja, 155 Mbit/s delSDH/SONET (jerarquía digital síncro-na/Synchronous Optical NETwork), lo

que hace que el número, tamaño y, portanto, el coste de los nodos de enruta-miento sea bastante irreal si la pre v i s-ta transmisión sub-terabit/s se desple-gase en toda la red. Para evitar unaexplosión en el coste del enrutamien-to, es esencial introducir una nuevacapa que pueda enrutar señales de al-ta velocidad (típicamente de 2,5 ó 10Gbit/s) para configuración y re s t a u r a-ción. La fotónica, y especialmente elWDM, que emplea la dimensión de lalongitud de onda, es un fuerte candi-dato para la implementación de estacapa, que debería ser independientede las capas electrónicas cliente, co-mo se muestra en la Figura 1 [ 1 ] .

Se re q u i e re una serie de nuevoselementos de red para crear una re dóptica; se basan más o menos en susequivalentes electrónicos y se adaptana lo específico de la óptica. Alcatel es-tá realizando la investigación y el de-sarrollo de un conjunto de dichos ele-mentos de red, que incluyen [2]:

• OADMs (multiplexores ópticos deinserción/extracción) fijos y semi-flexibles, que proporcionan accesopermanente y controlable a una ounas pocas longitudes de ondat r a n s m i t i d a s .

• FXCs (transconectores ópticos defibra), que podrían ser usados paraaprovisionamiento automático delas fibras y restauración de re d .

• OXCs (transconectores ópticos delongitud de onda) para enruta-miento del nivel de longitud de on-da. La traducción de longitud deFigura 1 - Arquitectura estratificada de la red de transporte.

onda es una facilidad adicional detales sistemas, que los hace estric-tamente sin bloqueo.

Estos elementos de red se basan enuna serie de tecnologías ópticas deá reas tales como la conmutación espa-cial, el filtrado y enrutamiento de lon-gitud de onda, y la traducción de lon-gitud de onda, en las que Alcatel ha al-canzado resultados significativos [3].

La madurez de algunas de estas tec-nologías ha llevado a que el centro deinvestigación de Alcatel coordine unconsorcio europeo dentro del marcodel programa de investigación ACTS(Advanced Communications Te c h n o-logies and Services) para probar lafactibilidad de sistemas y redes ópti-cas a gran escala, tanto en el laborato-rio como en el campo de aplicación.

■ P royecto OPEN del ACTS

El consorcio OPEN (red óptica paneu-ropea) del ACTS consta de re p re s e n-tantes de cinco operadores europeos:F T-CNET de Francia, Belgacom deBélgica, Telenor de Noruega, Te l e d a n-mark de Dinamarca, y CSELT de Italia.Además, hay un fabricante de equipos(Alcatel) y cinco universidades euro-peas: Universidad de Essex (ReinoUnido), Universidad Técnica de Dina-marca, Universidad de Gante (Bélgi-ca), ETH-Zurich de Suiza, y Sintef De-lab, de Noruega. El proyecto se inicióen septiembre de 1995 y está pre v i s t oque dure tres años.

La red óptica paneuropea está dise-ñada para interconectar importantesciudades del continenete mediante u-na malla de fibras ópticas de alta ca-pacidad transconectadas en nodos fo-tónicos transparentes, empleando ma-sivamente el WDM, tanto para trans-misión como para enrutamiento [4].La velocidad mínima soportada por es-ta red sería de 2,5 Gbit/s (STM-16/OC-48). El principal elemento de la re dque se está estudiando para que cum-pla este concepto es un WT- O X C(transconector óptico traductor delongitud de onda) estrictamente sinbloqueo, basado en una tecnologíacompletamente óptica. Además de las

numerosas actividades de laboratorio,el concepto se está probando implan-tándolo en un prototipo de red que seprobará en dos configuraciones decampo en las redes de los operadore sp a r t i c i p a n t e s .

■ A rquitectura del WT- O X C

La Figura 2 muestra la arquitecturadel nodo WT-OXC seleccionado parala implantación y las pruebas de cam-po. La arquitectura es del tipo broad-cast-and-select, que significa que laslongitudes de onda entrantes se difun-den a todos los puertos de salida, cadauno de los cuales selecciona la apro-piada longitud de onda de entrada.Sus principales ventajas son su inhe-rente adaptabilidad a aplicacionesmultidistribución, y el hecho que nore q u i e re un transmisor sintonizable,ya que no es aún una tecnología muymadura. Esta arquitectura tambiénminimiza el tamaño de los conmuta-d o res espaciales.

La conmutación se realiza en tre setapas seguidas:

• Etapa de conmutación espacial:donde todo el agrupamiento de lon-

gitudes de onda de las fibras de en-trada significativas se seleccionande acuerdo a la tabla de enruta-miento reconfigurable de los puer-tos de salida,

• Etapa de selección de longitud deonda: donde se extrae la longitudde onda apropiada entre las otras,de acuerdo a la tabla de enruta-miento re c o n f i g u r a b l e ,

• Etapa de traducción de longitud deonda: donde la longitud de onda noespecificada del puerto de entradarelevante se convierte sistemática-mente a la longitud de onda re s e r-vada en la fibra de salida para unpuerto de salida dado.

El empleo sistemático de los traducto-res de longitud de onda afecta a lasp restaciones del nodo de difere n t e sf o r m a s :

• Como la conectividad es mayor queen los transconectores sin traduc-ción de longitud de onda (ya que to-das las longitudes de onda de en-trada se pueden conectar a todaslas longitudes de onda de salida),existe un coste adicional asociadocon el mayor número de elementosde conmutación.

219

Figura 2 - Arquitectura de difusión y selección del WT-OXC.

PRUEBAS DE CAMPO DE REDES ÓPTICAS BASADAS EN CONVERSIÓN DE LONGITUD DE ONDA


fibra G.652 para diferentes capacidadesdel nodo. No se ha observado ningunaevolución significativa hasta una capa-cidad de nodo de 640 Gbit/s.

■ Implantación y Prestaciones del Pro t o t i p ode un WT- O X C

Estos resultados tan atractivos se tie-nen que confirmar en pruebas de cam-po. Un prototipo de WT-OXC se montóen el Centro de Investigación Corpora-tiva de Alcatel. Este prototipo es re-p resentativo de un sistema con cuatropuertos de entrada/salida con cuatrolongitudes de onda por puerto y unacapacidad de 2,5 Gbit/s por longitudde onda. Sin embargo, está subequipa-do de acuerdo con las necesidades delas pruebas y entra en un bastidor delequipo (Figura 4). Incorpora facilida-des de inserción/extracción.

Se implantó también la proteccióndel equipo compartido mediante untrayecto de tránsito de reserva a travésdel WT-OXC sintonizado a una longi-tud de onda de reserva diferente entrecualquiera de las cuatro longitudes deonda utilizadas en los múltiplex detrabajo. Así, en el caso de un fallo decualquier placa en el transconector(por ejemplo, conmutador, filtro, con-vertidor de longitud de onda), se pue-de usar un trayecto de reserva a una

• La traducción de longitud de ondaemplea una arquitectura estricta-mente sin bloqueo, por lo que seoptimiza la utilización de los re c u r-sos (del 10 al 30% de ganancia, de-pendiendo de la conectividad dered, esquema de protección y ma-triz de tráfico) y se facilita la asig-nación de recursos y la escalabili-dad de la re d .

• La regeneración parcial de la señalasociada con el proceso de conver-sión de longitud de onda mejora lap restación física del nodo, y hastacuánto se puede ampliar la re d .

Se han elegido avanzados componentesdesarrollados por el Centro de Investi-gación de Alcatel basados en tecnolo-gía SOA (amplificador óptico de semi-c o n d u c t o res InP) para implantar elprototipo WT-OXC del proyecto OPEN.En particular, la etapa de conmutaciónespacial se basa en puertas ópticas di-señadas para operación multi-longitudde onda; se integran en arrays de cua-tro puertas por módulo [3].

Los conversores de longitud de on-da ópticos, basados en efectos de de-plexión de portadora en los SOAs inte-grados en la configuración interfero-métrica, se han utilizado para la etapade traducción de longitud de onda [3].Estos dispositivos presentan propieda-des de conformado de onda parcial deamplitud de pulso que mejora la ro-bustez y cascabilidad del sistema fre n-te a la acumulación del ruido.

■ Dimensiones del ÚltimoW T-OXC CompletamenteÓ p t i c o

Antes de definir un prototipo para laspruebas de campo del proyecto OPEN,se realizaron una serie de actividadesexperimentales y de modelado de la-boratorio para evaluar las pre s t a c i o-nes de la arquitectura WT-OXC y de latecnología InP. La cascabilidad re q u e-rida por tales sistemas y su compatibi-lidad con las grandes distancias detransmisión para crear grandes re d e stambién debe ser tenida en cuenta.

La Tabla 1 muestra los re s u l t a d o sdel modelado que indican el número

máximo de OXCs que se pueden poneren cascada, mientras se mantiene elBER (tasa binaria de errores) necesa-rio, relativo al tamaño de estos trans-c o n e c t o res para una velocidad de ca-nal de 2,5 Gbit/s. Una longitud de 320km. de la fibra óptica terre s t re másusada (Recomendación G.652) se in-serta entre los transconectores; la ges-tión de dispersión cromática se basaen la utilización del DCF (fibra quecompensa la dispersión). Las pre s t a-ciones del WT-OCX se comparan conlas de un transconector convencional,que sólo proporciona enrutamiento delongitud de onda sin traducción delongitud de onda.

La Tabla 1 resalta la importancia delas propiedades de conformado de ondade un convertidor de longitud de ondatotalmente óptico. Sin conformado deonda, la capacidad del nodo en condi-ciones reales de la red debería limitarsea menos de 100 Gbit/s, principalmentecomo resultado de la acumulación delruido en los sistemas de enrutamiento ytransmisión. Con conformado de onda,las prestaciones del nodo son indepen-dientes de la capacidad hasta nivelesque se aproximan a 1 Tbit/s.

Estos resultados de modelado tienenque confirmarse experimentalmente,como se ejemplifica en la Figura 3 q u emuestra la calidad de la señal medidatras una cascada experimental de cua-tro WT-OXCs separados por 320km. de

220

Tabla 1 - Número máximo de cascadas de transconectores para diferentes capacidades auna velocidad de canal de 2,5 Gbit/s.

Tamaño del transconector Número de nodos en cascada(capacidad)

Transconector de Transconector de traducción de enrutamiento de

longitud de onda longitud de onda

4 × 4, 4 longitudes 20 12de onda (40 Gbit/s)



32 × 32, 32 longitudes 2 2de onda (2 Tbit/s)

longitud de onda diferente para asegu-rar la continuidad del servicio.

El prototipo incluye facilidades pa-ra supervisar el estado del transconec-t o r. En particular, una placa de super-visión compartida por todos los puer-tos de entrada y salida proporciona in-formación sobre la longitud de onda,potencia y relación óptica señal-ruidoen cada canal. Un LEM (gestor de ele-mento de red) controla y supervisa lasd i f e rentes placas, así como la interfazcon el NM (gestor de red) que ha sidoimplantado por los operadores de re dque participan en el proyecto OPEN.Aunque aún no cumple con las normasTMN (Red de Gestión de las Te l e c o-municaciones), esta interfaz soportalas funciones de gestión de configura-ción, detección de fallos y supervisiónde las pre s t a c i o n e s .

Las primeras evaluaciones de labo-ratorio del prototipo han probado lasbuenas prestaciones de esta tecnolo-gía. Las pruebas de diferentes configu-raciones en términos de distancias detransmisión y número de transconec-t o res en cascada, utilizando largas se-cuencias binarias pseudoaleatorias,muestran que la penalización de lasensibilidad de detección en todas lasconfiguraciones probadas fue de unos

1,5 dB con un BER de 10-10, indicandoque la calidad de la señal era más o

menos independiente del número decascadas en el nodo. Además, se hanregistrado BERs mejores de 10-12.

Se encontraron también toleran-cias a las variaciones de la señal deentrada para cumplir las especifi-caciones: una variación de la potenciade entrada de más de 6dB fue fácil-mente tolerada por el WT-OXC, asegu-rando así alguna flexibilidad re s p e c t oa las condiciones de campo. Gracias alas facilidades de conformado de ondade los convertidores de longitud de on-da ópticos, se toleraron pobres re l a c i o-nes ópticas señal-ruido sin una degra-dación de las prestaciones, incluso enfuncionamiento en cascada (por deba-jo de los 13 dB en 1 nm, compatiblecon la infraestructura de campo).

■ Pruebas de Campo deO P E N

Las pruebas de campo se diseñaronpara probar que el concepto OPEN deuna red de transporte completamente

221

Figura 3 - Cascada experimental de WT-OXCs para diferentes capacidades de nodo a unavelocidad de canal de 2,5 Gbit/s.

Figura 4 - Placa de conversión de longitud de onda y WT-OXC montado en bastidor.



óptica es aplicable a las diferentes in-fraestructuras de fibra existentes, entérminos de edad, atenuación, espa-ciamientos de amplificadores y tipo defibra (G.652 y G.653). Además, laspruebas de campo difirieron ligera-mente en términos de tipo de tráfico(tramas SDH o pseudoaleatorio) y sis-tema de gestión (velocidad, demostra-ción rápida de restauración). Sin em-bargo, el mismo equipo (WT-OXC ya m p l i f i c a d o res de línea) se usó en am-bas pruebas.

La primera prueba de campo tuvolugar entre Noruega y Dinamarca utili-zando las infraestructuras proporcio-nadas por Telenor y Teledanmark; lasegunda prueba unió Francia y Bélgicautilizando las infraestructuras deFrance Telecom y Belgacom.

■ Prueba de Campo N o r u e g a - D i n a m a r c a

Configuración

La primera prueba de campo se plani-ficó para finales de 1997 y uniría Osloen Noruega con Thisted en Dinamar-ca, a través de una combinación de ca-bles ópticos terre s t res y submarinos,como se muestra en la Figura 5.

Un terminal de línea WDM en Oslogenera tráfico pseudoaleatorio a 2,5Gbit/s sobre cuatro canales. Alimentauna línea de transmisión G.652 de 350km. hasta Arendal, donde está situadoel prototipo WT-OXC. Arendal estáunido a la costa danesa a través de dosrutas alternativas, cruzando cada unade ellas el mar sobre un cable sin re-p e t i d o res de 140 km. fabricado con fi-bra de dispersión desplazada (G.653).En la ruta oriental, se insertó en Hjo-rring un multiplexor óptico de inser-ción/extracción, donde acaba el cablesubmarino para supervisión. Hjorringse une, a su vez, con Thisted por 180km. de fibra terre s t re G.652. En la ru-ta occidental, se equipó un enlace deretorno a Arendal desde Kristiansandpara demostrar la cascada WT- O X C .La dispersión cromática de la fibra te-r re s t re se compensaba parcialmente( s o b re el 40%) utilizando fibra que

compensa la dispersión. Sin embargo,esta fibra era de una generación bas-tante antigua con una atenuación me-dia bastante alta, y el espaciado medioe n t re amplificadores era bastantegrande (83 km.). Consecuentemente,se requerían grandes ganancias dea m p l i f i c a d o res. El equipo en Oslo,Hjorring y Thisted fue suministradopor los operadores escandinavos. To d ala red se controlaba por un sistema degestión de red centralizado, que fueusado para crear las diferentes confi-

guraciones y medir las pre s t a c i o n e sdel sistema.

Resultados

Se probaron seis importantes configu-raciones de red, presentando distan-cias de transmisión de hasta 1.000 km.en fibras combinadas terre s t re s / s u b-marinas, y cascadas de uno a tres WT-OXCs. La calidad de transmisión fueestablecida en Thisted, utilizando me-didas lineales del factor Q basadas en

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Figura 5 - Esquema de la prueba de campo Noruega-Dinamarca.

Figura 6 - Medidas del factor Q obtenidas en las seis configuraciones de prueba Noruega-Dinamarca, con una cascada de hasta tres WT-OXCs sobre distancias de hasta 1.009 km.

evaluaciones del BER. En estas seisconfiguraciones, los factores Q van de9,7 a 12 (Figura 6, [5]), garantizán-dose así una excelente calidad detransmisión (en principio bien por de-bajo de 10-15). Las medidas re a l e s ,que se limitaron en duración, pro-baron que el BER era mejor que 10-11.Aunque las longitudes de onda elegi-das estaban cerca de la longitud de on-da sin dispersión de los cables subma-rinos, no se observó ninguna penaliza-ción en la mezcla de las cuatro ondasresultante sobre dichos enlaces debi-do al espaciado de canal re l a t i v a m e n-te grande (400 GHz).

Además, las evaluaciones tras laprueba han mostrado que la avanzadatecnología de semiconductores delW T-OXC no se ha degradado en un pe-ríodo de seis meses, tanto en condicio-nes de campo como de laboratorio,probando así su fiabilidad.

■ Prueba de Campo F r a n c i a - B é l g i c a

Configuración

La segunda prueba de campo une París,en Francia, con Bruselas, en Bélgica,utilizando las infraestructuras de cablet e r re s t re (G.652) de France Telecom yBelgacom. La Figura 7 muestra la con-figuración de prueba.

Un terminal de cuatro longitudesde onda en París alimenta un enlacede transmisión de 150 km. con Amiens,donde se encuentra un conmutador defibras de barras cruzadas 2x2. El WT-OXC se localiza en Lille, y el transco-nector optomecánico 2x1 está en Bru-selas. Se ha equipado una topología detransmisión triangular entre Amiens,Lille y Bruselas para demostrar las fa-cilidades de restauración y las configu-raciones de bucle en torno al nodo deLille. El perímetro de este triángulo esde unos 450 km. Aunque el espaciadomedio de los amplificadores es más pe-queño que en la primera prueba decampo (64 km.) y la atenuación de lafibra inferior, la distancia entre los no-dos es significativamente superior(hasta 450 km.) y las pérdidas re l a c i o-

nadas con la compensación de la dis-persión son más altas. Es posible, utili-zando esta configuración, demostrar lacascada de hasta cuatro WT-OXCs, asícomo de dos transconectores optome-cánicos y conmutadores de fibra, juntoa la transmisión sobre una distanciamáxima de unos 1.700 km. En estaprueba, los transmisores se alimentancon tramas STM-16; las pre s t a c i o n e sde BER se evalúan utilizando los octe-tos B del SDH.

De nuevo, ha sido desarrollado unsistema de gestión centralizado parala configuración del sistema y el análi-sis de las prestaciones. Sin embargo,además de la prueba anterior, se opti-mizó el software para probar la rápida(menos de 100 ms) restauración de lared en caso de un fallo simulado.

Resultados de la instalación

La prueba se montó en marzo de 1998.Tras numerosas pre-pruebas de lasconfiguración de prueba en el labora-torio, se realizaron medidas inicialesde calidad sobre una serie de configu-

raciones durante el periodo de instala-ción, como se muestra en la Figura 8.Estas configuraciones incluían hastacuatro WT-OXCs en cascada y una dis-tancia total de transmisión de hasta1.700km. Se midieron BERs inferiore sa 10-12 durante este periodo.


El concepto de WT-OXCs totalmenteópticos, que proporcionen funcionesde encaminamiento de servicio trans-p a rente sobre canales de alta veloci-dad, se ha estado estudiando durantelos últimos años en el Centro de Inves-tigación Corporativo de Alcatel. Se hapropuesto e implantado una arquitec-tura óptima usando tecnología avanza-da totalmente óptica. La capacidad fí-sica para crear redes de tamaño y ca-pacidad significativas basadas en di-chos transconectores ha sido probadaen estudios de laboratorio.

En el marco del proyecto europeoOPEN del ACTS, la estrecha coopera-ción con cuatro importantes operado-

223

Figura 7 - Configuración de la prueba de campo Francia-Bélgica.

Figura 8 - Sensibilidad de detección con un BER de 10-9 para diferentes configuracionesde la prueba Francia-Bélgica.


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res de redes europeos ha llevado a ladefinición y puesta en marcha de dosconfiguraciones de prueba, para probarla madurez de dichas tecnologías en es-te campo. Los resultados de la primeraprueba y los primeros informes de lasegunda tienden a confirmar esta ma-d u rez. Estos logros son especialmentemás significativos en dichas pruebas yaque es la primera vez que se han pro-bado los transconectores traductore sde longitud de onda totalmente ópticosen condiciones re a l e s .

A corto plazo, un sistema de gestiónmás sofisticado, que cumplirá con lasnormas TMN, se adaptará para trabajarcon el prototipo WT-OXC. En 1999, estáp revista una nueva prueba de campo,conjuntamente con France Telecom yBelgacom, formando parte de un nuevoproyecto del ACTS llamado PELICAN.La topología más compleja de estaprueba hará posible ir más allá de la va-lidación física del concepto para de-mostrar funciones de gestión de re dmás ricas, en particular con respecto alas facilidades de restauración. Estanueva prueba también incluirá pruebasfísicas de las tecnologías a 10 Gbit/s.

Estas actividades están abriendo elcamino a la introducción de las redes detransporte de alta capacidad, basadas enun tecnología óptica, para enfrentarse ala tremenda cantidad de tráfico generadopor las nuevas aplicaciones multimedia.


1 A. Fioretti y otros: “Application ofOptical Tr a n s p a rency to the Te l e-communications Core Networks”,Proceedings of the InternationalSwitching Symposium, B e r l í n ,Abril 1995, pág. 67.

2 A. Jourdan y otros: “Key BuildingBlocks for High-Capacity WDM Pho-tonic Transport Networks”, publicadoen Journal of Selected Areas in Com-m u n i c a t i o n s , número especial sobreHigh Capacity Transport Networks,mediados de 1998.

3 F. Brillout, F. Devaux, M. Renaut:“From Transmission to Processing:Challenges for New OptoelectronicDevices”, Revista de Te l e c o m u n i c a-ciones de Alcatel, 3e r t r i m e s t re 1998.

4 M. Chbat y otros: “Toward Wi d e -Scale All-Optical Tr a n s p a rent Net-working: the ACTS Optical Pan-Eu-ropean Network (OPEN) Project”, apublicar en Journal of Selected Are-as in Communications, número es-pecial High Capacity Tr a n s p o r tNetworks, mediados de 1998.

5 L. Berthelon y otros: “A Cross-BorderWDM Networking Field Trial withAll-Optical Wa v e l e n g t h - Tr a n s l a t i n g

Crossconnects”, Technical Digest ofOptical Fiber Communication (OFC)C o n f e r e n c e , 1998, paper PD26.


J-L. Beylat es Manager del Proyectode Redes y Sistemas Ópticos en elDepartamento CRC de SistemasÓpticos y de la Unidad de RedesFotónicas en el Centro deInvestigación de Alcatel enMarcoussis, Francia.

Michel W. Chbat es Manager deProducto para TecnologíasAvanzadas en Alcatel NetworkSystems en Richardson, Texas,EE.UU.

Amaury Jourdan es el líder de unGrupo de Investigación sobreSistemas de Conmutación yEnrutamiento Ópticos y ManagerAdjunto de la Unidad de RedesFotónicas en el Centro deInvestigación de Alcatel Alsthom enMarcoussis, Francia.

P.A. Perrier es Manager de Pro d u c t opara Tr a n s c o n e c t o res de FibraÓptica en la División de Sistemas deTransmisión de Alcatel Telecom enR i c h a rdson, Texas, EE.UU.

de banda requerido en cada hogarc rezcan gradualmente, excediendomás adelante las capacidades delADSL y el módem de cable. En los ho-g a res, a menudo, residen varios usua-rios que se abonarán a una gran cestade servicios y siempre desearán unamejor calidad.

La evolución de la red de acceso a-punta a una provisión de servicios debanda ancha con un alcance superior a150 km. Para salvar tales distancias, se

instalarán redes de alimentación ópti-cas, que utilizan una amplia gama detécnicas de multiplexación (TDMA,WDMA, CDMA) y también ofrecen nue-vas funcionalidades en términos de en-caminamiento y protección de multi-plexación por división de la longitud deonda (WDM). Además, las técnicas óp-ticas avanzadas prometen ofrecer re-ducciones de coste a través de su mejo-rada fiabilidad, facilidad de gestión ymayor flexibilidad.

SOLUCIONES ÓPTICAS PARA LA RED DEACCESO

G. EILENBERGERTH. PFEIFFERI. VAN DE VOORDEP. VETTER

Los laboratorios de investigación están desarrollando avanzadas tecnologías ópticas que

ofrecen mayores capacidades y más alta flexibilidad en la red de acceso.


La creciente demanda de servicios debanda ancha requerirá la introducciónde tecnologías ópticas en la red de ac-ceso. El ADSL (bucle de abonado digi-tal asimétrico) y el módem de cablehacen posible un despliegue inicial delos servicios de banda ancha sin exce-sivas inversiones en infraestructura.En cualquier caso, es de esperar quela penetración de abonados y el ancho

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Figura 1 - Arquitectura de red de acceso.


Según los requerimientos de los di-f e rentes operadores, se desarrollaránd i f e rentes tecnologías de fibra híbri-das para el último kilómetro, tales co-mo Fiber To The Building/Cabinet(FTTB/Cab, fibra hasta el edificio/ca-jetín) con cable de bajada de par tre n-zado, coaxial de fibra híbrido (HFC)con cable de bajada coaxial, radio defibra híbrida (HFR) con un cable debajada inalámbrico (Figura 1). En al-gunos casos, las redes de fibra hasta elhogar (FTTH), basadas en arquitectu-ras de red óptica pasiva (PON), tam-bién pueden ofrecer una solución com-petitiva en coste. Por medio de unaconfiguración en estrella pasiva, unaserie de usuarios pueden compartir lamisma red de transporte y terminaciónde línea en el nodo de acceso.

Este artículo analiza los difere n t e senfoques de las redes de acceso ópti-cas que actualmente se encuentran enestudio dentro del Centro de Investi-gación Corporativo de Alcatel.

■ T D M / T D M A

Red óptica pasiva ATM

Para aplicaciones en PONs, actual-mente la solución más madura y efec-tiva en coste para compartir el anchode banda de un canal óptico es la divi-sión por multiplexación del tiempo(TDM)/acceso múltiple por divisióndel tiempo (TDMA). En una red ópticapasiva ATM (APON), el modo de trans-f e rencia asíncrono se utiliza como for-mato de transporte. La implantaciónde una solución ATM pura, para servi-cios de banda ancha re s i d e n c i a l e s ,o f rece numerosas e importantes ven-tajas, tales como infraestructura e in-terfaces independientes de la aplica-ción, completo soporte de la multiple-xación de servicios y calidad de per-cepción de los servicios.

Como se muestra en la Figura 2, lared APON ha sido especificada para co-nectar hasta 64 unidades de red óptica(ONUs) a una terminación de línea(LT) sobre una distancia máxima de 20km. El factor de división y la distanciaalcanzables en la actualidad se encuen-tran limitados por la cantidad de poten-

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cia total de la PON, que es cercano a 30dB. Esto se corresponde, por ejemplo,con un factor de división de 32 sobre 10km. o una división de 16 sobre 20 km.Un ancho de banda descendente de 622ó 155 Mbit/s, y un ancho de banda as-cendente de 155 Mbit/s, son comparti-dos de manera flexible entre las ONUsconectadas. El sistema puede desple-

garse sobre una configuración FTTH, enla cual la ONU se localiza en las instala-ciones del abonado o en un FTTCab,donde la ONU se aloja dentro de una ca-bina en la vía pública y el tramo final decaída hasta el usuario está soportadopor enlaces de cobre de alta velocidad,tales como ADSL o VDSL (línea digitalde abonado de muy alta velocidad).

Figura 2 - Arquitectura APON.

Figura 3 - Retraso en el acceso al medio experimentado por los servicios de velocidadvariable impulsada, en función de la tasa de sobrereserva.

cance de la red de acceso se incre-mentará de manera significativa. Ade-más, al estar el coste del nodo de con-mutación determinado sobre todo porlas tarjetas de línea, el número de ac-cesos debe ser minimizado. En conse-cuencia, se necesita una red de accesoque multiplexe un gran número deabonados sobre una terminación de lí-nea simple.

Un posible método para crear tal redde acceso de gran alcance y alta divisiónes reemplazar la central telefónica localpor una cascada de divisores pasivos óp-ticos, dando como resultado el así llama-do SuperPON (Figura 4). La arquitectu-ra perseguida presenta un factor de divi -sión óptico de 2.048 y un alcance de 100km. Como el APON convencional, utilizaun sistema de transporte ATM. La direc-ción descendente distribuye 2,5 Gbit/s,en tanto que la dirección ascendentecomparte 311 Mbit/s.

Al aumentar significativamente lacantidad de potencia de esta red, se in-troducen amplificadores ópticos paracompensar las altas pérdidas. Una im-portante ventaja que conlleva el usara m p l i f i c a d o res ópticos en lugar de dis-positivos electrónicos es la transpare n-cia al formato de datos y a la velocidad.Es más, se facilita la mejora de capaci-dad usando técnicas WDM.

Los amplificadores de fibra dopa-das con erbio (EDFA) se utilizan en la

d i rección descendente, igual que enlas redes HFC. En la dirección descen-dente, los amplificadores ópticos des e m i c o n d u c t o res (SOAs) ofrecen unmejor soporte para la transmisión pormodo impulsivo. Un SOA tiene una rá-pida respuesta, de manera que la se-ñal no se corrompe por el lento esta-blecimiento de la ganancia causadapor los cambios bruscos de la potenciade entrada. Además, los SOAs puedenponerse rápidamente en marchacuando pasa un paquete ATM y desco-nectarse el tiempo restante para re d u-cir la acumulación de ruido proceden-te de los amplificadores ópticos ascen-dentes en las derivaciones paralelas.

Un modelo de laboratorio ha de-mostrado la factibilidad del SuperPON[3]. Este modelo mostró la transmi-sión a 2,5 Gbit/s a través de tres eta-pas EDFA en la dirección descendentey transmisión de modo impulsivo através de cuatro etapas SOA en la di-rección ascendente. La conmutaciónde apagado/encendido de los SOAs fuecontrolada por el dispositivo de ali-mentación avanzado de una actividadde detección. Se insertaron atenuado-res ópticos con pérdidas equivalentesa una división total de 2.048 ONUs yun alcance de 85 km. Simulaciones te-óricas han mostrado que son posiblesm a y o res distancias con etapas ampli-ficadoras adicionales.

La implantación de la transmisiónascendente sobre un sistema TDMAimplica algunas cuestiones técnicas,tales como la ecualización de la dis-tancia de las diferentes ONUs hacia elnodo de acceso y la recuperación de lafase y amplitud de los impulsos subsi-guientes en el nodo de acceso. El ac-ceso de la ONU al canal común ascen-dente es arbitrado por un protocolo decontrol de acceso al medio (MAC). Losprotocolos estáticos MAC convencio-nales asignan el pico del ancho debanda cuando se establece la cone-xión. Una multiplexación más eficien-te se logra por medio de nuevos algo-ritmos MAC dinámicos, que aprove-chan la velocidad variable o impulsivai n h e rente a algunos tipos de conexión.La Figura 3 muestra un APON con 10ONUs sobre un vano de 10 km. Hay do-ce fuentes de velocidad variable(VBR) por ONU, con un pico de veloci-dad de 10 Mbit/s, una velocidad mediade 1 Mbit/s y un tamaño medio de losimpulsos de 10 células AT M .

Durante los pasados años, se han lle-vado a cabo numerosas pruebas de cam-po con sistemas APON: Bermudas (con100 abonados, en 1994), Reino Unido(prueba IMS de BT, con 2.500 hogare sconectados con APON y ADSL, en 1995),Bélgica (prueba de Tectris, con 50 abo-nados, en 1996), y Francia (prueba Ar-m o r, con 100 abonados, en 1996).

El APON ha sido identificado porun grupo internacional de operadore sen la iniciativa de red de acceso deservicio total (FSAN) como la tecnolo-gía óptica más adecuada para FTTx acorto plazo [2]. Es de esperar que lasespecificaciones comunes acordadaspor el grupo FSAN reduzcan el coste,como resultado de las economías deescala, y aceleren el despliegue de tec-nologías ópticas en las redes de accesode banda ancha.

SuperPON

La evolución a largo plazo del corazónde la red es previsible que conduzca auna considerable reducción del núme-ro de nodos, ya que el coste de la con-mutación de la red disminuye, al tiem-po que el tamaño de los conmutadore sse incrementa. En consecuencia, el al-

227

Figura 4 - Evolución de APON a SuperPON.

SOLUCIONES ÓPTICAS PARA LA RED DE ACCESO


Aunque el SuperPON es un concep-to a largo plazo, algunas de sus carac-terísticas pueden utilizarse con an-terioridad. Un APON de 2,5 Gbit/s pue-de suministrar suficiente ancho debanda a dispositivos ONU con un grannúmero de puntos VDSL. Ta m b i é npuede usarse una capacidad extra decanal descendente para funcionalida-des de difusión de vídeo digital (DVB)y nuevos servicios de alto ancho debanda. La integración de un amplifi-cador óptico en cada dirección detransmisión de un APON ya puede in-c rementar el factor de división hastacerca de 256 y mejorar la comparti-ción de costes del nodo de acceso.

■ CDMA Óptico para Redesde Alimentación de AltaC a p a c i d a d

Las tecnologías basadas en TDMA paramultiplexación del canal ascendenteson sólo adecuadas para estructurasde redes punto-multipunto porque sere q u i e re un preciso entrelazado de lospaquetes en el re c e p t o r, así como larealineación de las fases de reloj depaquete a paquete. Esto limita el cau-dal ascendente total producido en lared hasta cerca de 1 Gbit/s. De cual-quier forma, las técnicas asíncronas,como el acceso múltiple por divisiónde código óptico (O-CDMA) y el acce-so múltiple por división del ancho debanda (WDMA), que no dependen dela multiplexación temporal, ofre c e nmayor flexibilidad para la arquitectu-ra de la red y mejores re n d i m i e n t o s .Las redes multipunto-multipunto es-

228

tán soportadas, así como las re d e smultipunto-punto. Al operar los cana-les ópticos individuales indepen-dientemente unos de otros, las veloci-dades del canal pueden ser mayore sque en los sistemas basados en TDMA.La capacidad de encaminamiento óp-tico de los sistemas WDMA hace queeste enfoque sea incluso más flexible.

El número de canales simultáneosen una red basada en O-CDMA o WDMAestá limitado a menos de 100, pero lavelocidad del canal puede establecerseen cientos de Mbit/s o incluso Gbit/s,con WDMA convirtiendo estas técnicasen apropiadas para su uso en las sec-ciones de alimentación de redes de ac-ceso ópticas, especialmente en re d e shíbridas coaxial-radio, fibra/ADSL o fi-bra/VDSL. El factor de compartir másde un millar para usuarios re s i d e n c i a-les en estas redes compensa el incre-mento del coste de componentes, cuan-do se compara con las técnicas de bajavelocidad TDMA, que también son can-didatas para aplicaciones FTTH.

El CDMA es bien conocido por suutilidad en la eliminación del ruido deentrada en sistemas de transmisióneléctricos por cable, así como de lasi n t e r f e rencias multitrayectoria en sis-temas de comunicaciones móviles.También ha sido propuesto [4] parasu utilización en redes ópticas multiu-suario asíncronas de alta velocidad enel área de acceso. En adelante, exami-namos un sistema CDMA óptico basa-do en la codificación en el campo de laf recuencia óptica [5] y pre s e n t a m o slos resultados experimentales que sehan logrado con un sistema de labora-torio utilizando filtros ópticos simples.

La velocidad del transmisor es de 155Mbit/s, en tanto que las capacidadesde las redes concebidas iguales o su-p e r i o res a los 5 Gbit/s.

El principio operativo se ilustra enla Figura 5. Los transmisores emitenespectros ópticos periódicamente es-tructurados de ancho de banda quehan sido generados, por ejemplo, fil-trando el espectro de salida de un dio-do emisor de luz (LED), utilizando unfiltro Fabry-Perot. El alcance de es-pectro libre (FSR) de los filtros es mu-cho más pequeño que el ancho del es-pectro fuente. Cuando se transmitendatos binarios, la potencia de salidafiltrada por el LED es modulada comoun todo por los datos. En el re c e p t o r,otro filtro (Mach-Zehnder) es sintoni-zado con el mismo FSR dando el máxi-mo de transmisión de la energía ópticaa través del filtro re c e p t o r. Cada trans-misor en la red tiene asignado su pro-pio FSR individual que sirve de códigoen el sistema. Las ventajas de este en-foque residen en la simplicidad de losfiltros ópticos y, lo que es más impor-tante, en los relajados requisitos de to-lerancia sobre el valor absoluto de losFSR de los filtros. Como se muestra ala derecha de la Figura 5, sólo es ne-cesario sintonizar el filtro receptor deuno de los picos en la línea de sintoni-zación para relajar los requisitos sobreabsoluta exactitud del filtro (en la F i-gura 5 la potencia óptica recibida estrazada como una función de Rx =1 / F S R R x ) .

Ha sido implantado y probado un sis-tema de transmisión experimental queaplica esta técnica. Consta de ochotransmisores, cada uno operando a 155

Figura 5 - Principio de codificación de espectro utilizando fuentes de banda ancha y filtros ópticos con espectros de transmisión periódica.

cho de espectro sólo necesitan ser es-pecificados aproximadamente. Otrasinvestigaciones detalladas se re f i e re na la optimización de componentes( a m p l i f i c a d o res y filtros ópticos) y alos límites del sistema.

Las simulaciones numéricas indi-can que el número de transmisores si-multáneos en la red puede ser incre-mentado aún más si se utilizan fuen-tes con líneas estrechas múltiples yfiltros re c e p t o res Mach-Zehnder. Enuna configuración como ésta, el exce-

so de ruido inducido por la interacciónde las señales procedentes de los dis-tintos transmisores es minimizado, loque da como resultado redes de hasta32x155 Mbit/s, con BER de menos de10-9 por cada transmisor.

Otras configuraciones de red tam-bién han sido analizadas teóricamente,mostrando que la capacidad de red to-tal alcanzable para una calidad dadade transmisión crece en proporción in-versa al número de transmisores en lared. Esto convierte el enfoque O-CDM A

Mbit/s, y de un receptor sintonizable(Figura 6). El espectro de transmisiónestá generado por LEDs de 155 nm fil-trados ópticamente por filtros Mach-Zehnder. Las señales son combinadaspor un combinador pasivo 8:1 y amplifi-cadas ópticamente utilizando EDFA debanda ancha. Las señales ópticas setransmiten a lo largo de 20 km. de fibramonomodo (SMF). La dispersión cro-mática de este tipo de fibra degrada se-riamente la calidad de la señal comoconsecuencia de la extrema anchura(60 a 70 nm) del espectro transmisoróptico. Una corta longitud de la fibra decompensación de dispersión (DCF)ayuda a regenerar el conformado de lasseñales antes de la detección. En el re-ceptor, un filtro Fabry-Perot sintoniza-ble se utiliza para seleccionar la señaldeseada. Un sistema receptor diferen-cial elimina las señales procedentes deotros transmisores.

Se están investigando caracterís-ticas esenciales del enfoque O-CDMAutilizando este equipo de pruebas. Es-to incluye la operación independientey asíncrona de los diferentes transmi-s o res mostrando una tasa de errore sbinarios (BER) de más de 10-10 paraocho transmisores simultáneos con155 Mbit/s por transmisor (Figura 7)y asignación variable de velocidad en-t re los transmisores en la gama de 1 a200 Mbit/s. Se están utilizando dife-rentes tipos de fuente en paralelo en lared; su longitud de onda central y an-

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Figura 6 - Configuración de red utilizada para transmisión de 8x155 Mbit/s sobre 20 km de fibra monomodo estándar.

Figura 7 - Medida del BER para cada transmisor en un sistema de 8x155 Mbit/s, operan-do asíncronamente sobre una red de fibra de 20 km (ver Figura 6).



en especialmente adecuado para apli-caciones de alimentación donde el nú-mero de ONUs es considerablementemenor que en las redes FTTH.

■ Técnicas WDM para la Redde Acceso

Las técnicas de transmisión WDM ac-tualmente están siendo introducidas so-b re las infraestructuras de fibra exis-tentes para satisfacer las crecientes de-mandas de ancho de banda en las re d e scentrales. Durante los próximos años,los nodos de enrutamiento WDM tam-bién serán introducidos para hacer re a-lidad las redes de transporte WDMt r a n s p a rentes. En la red de acceso, lastécnicas WDM serán introducidas pri-mero en arquitecturas de red de accesohíbridas para proporcionar la re q u e r i d acapacidad en la sección de alimenta-c i ó n .

Una cuestión clave hoy en día se re-fiere a la transferencia de las técnicasde las redes centrales a la red de acce-so, no sólo para utilizar la flexibilidadde WDM y sus efectivos esquemas deprotección óptica, sino también para so-portar algunos nuevos escenarios quehan hecho posible formatos de señalesespeciales en la red de acceso:

• La multiplexación de longitud de on-da y la transparencia óptica puedenutilizarse básicamente para trans-portar diferentes formatos de señal(digital, subportadora, analógica, mi-croondas, etc.) para permitir la mul-tiplexación de otros servicios incom-patibles sobre una fibra sencilla y lle-var a cabo canales hacia atrás debanda ancha.

• Sencillos principios de enrutamientoWDM pueden emplearse para la ges -tión económica de los flujos de tráfi-co dinámicamente variables respec-to a requisitos de usuario y servicio.Es más, la WDM proporciona un es-quema de direccionamiento eficien-te para la selección de las particio-nes de la red de acceso y de los gru-pos de usuarios (por ejemplo, el di-reccionamiento de pico-células enlas redes de radio).

• Los rápidos esquemas de protección

óptica hardware, a su vez basados encanales de longitud de onda de re-serva y esquemas de conmutación deprotección automática, pueden ofre-cer soluciones económicas al proble-ma de supervivencia en las redes deacceso.

La funciones relativas pueden ser imple-mentadas con la ayuda de nodos de en-rutamiento de acceso óptico (OAN), pe-queños nodos que van desde funcionesde selección-enrutamiento de longitudde onda pasivos hasta nodos re c o n f i g u r a-bles con capacidad de traducción de lon-gitud de onda (Figura 1). No obstante,en tanto que el enrutamiento WDM to-talmente óptico de las señales de bandabase binarias y digitales está bien de-mostrado para transconectores ópticos(OXC) en el corazón de la red, el princi-

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pal acento en la red de acceso puede es-tar en el enrutamiento totalmente ópticode señales digitales de subportadorasmoduladas en multiniveles, como las se-ñales de modulación de amplitud enc u adratura (QAM), que están siendo em-pleadas extensamente en las redes dedistribución de banda ancha actuales.

Los componentes de enrutamientototalmente ópticos a utilizarse en losOANs, tales como filtros, conmutado-res espaciales multiplexores de longi-tud de onda y convertidores, son bienconocidos a partir de aplicacionesOXC con señales digitales binarias enel corazón de la red. De los componen-tes pasivos no se espera que causenproblemas adicionales con la degrada-ción de las señales digitales multinivelni incluso con las analógicas. Las ca-racterísticas de transferencia de los

Figura 8 - BER de una trayectoria a través de un OAN con 64 señales QAM.

componentes activos basados en semi-c o n d u c t o res, sin embargo, general-mente son no lineales, imponiendo asíespeciales requisitos de linealidad pa-ra evitar la distorsión y la diafonia en-t re canales [6].

Se han llevado a cabo experimentosiniciales de laboratorio re p r o d u c i e n d ouna completa trayectoria a través deun OAN totalmente óptico incorporan-do multiplexación WDM, conmutaciónespacial y traducción de longitud deonda; se enrutaron 64 señales QAMjunto con señales binarias digitalescon una pequeña penalización de sólo1,5 dB (Figura 8). Estos prometedo-res resultados pueden abrir el caminoa la extensiva utilización de técnicasWDM en las futuras redes de acceso debanda ancha.


Se espera para los próximos años un des-pliegue a gran escala de fibras para FTT-Cab/FTTB y, en algunos casos, FTTH. Elsistema APON, que ha sido experimenta-do en numerosas pruebas de campo,puede utilizarse como una tecnologíainicial para soportar esta evolución. Alargo plazo, las tecnologías ópticas avan-zadas serán empleadas no sólo en el co-razón de las redes, sino también en re-des de acceso de gran ancho de banda.

El alcance extendido y los factore sde división de las SuperPONs harán po-sible reducir considerablemente el nú-mero de nodos de conmutación. Esteconcepto se persigue principalmente en

las aplicaciones FTTH y podría suminis-trar decenas de Mbit/s a cada usuario.El CDMA óptico es un nuevo esquemade acceso múltiple adecuado para re d e sde alimentación de arquitectura arbi-traria con velocidades en el entorno delos cientos de Mbit/s por ONU. Las tec-nologías WDM no sólo pueden ampliarla capacidad de ancho de banda por ca-nal hasta Gbit/s, sino también facilitarla gestión flexible y la multiplexación ded i f e rentes formatos de señal en la sec-ción transporte de una red de acceso.


1 R.Hoebeke y otros: “PerformanceImprovement of ATM PON in Multi-service Enviroments by means ofDynamic MAC Protocols”, NOC´98,M a n c h e s t e r, Junio de 1998.

2 Gx-FSAN Full Service Access Net-work, Proceedings of the 3r d Wo r k s-h o p , Venecia, 22 de Marzo de 1998.

3 I. Van de Voorde y otros: “Evaluationof a SuperPON Lab Demonstrator”,ECOC ´97, Edimburgo, págs. 3.331-3.334.

4 G.J. Penock y otros: “Multi-gigabitper second Demonstration of Photo-nic Code-Division Multiplexing”,Electronics Letters, volume 33, 1997,págs 2141-2142.

5 Th. Pfeiffer y otros: “High SpeedOptical Network for Asynchronous

Multi-user Access Applying Perio-dic Spectral Coding of BroadbandSources”, Electronics Letters, v o l u-me 33, 1997, págs. 2141-2142.

6 G. Eilenberger y otros: “Cascadabi-lity of Tr a n s p a rent WDM RoutingNodes using Regenerating Wa v e-length Conversion Components”,ECOC´96, Oslo, págs 1.35-1.38.

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G e rt Eilenberger es líder deproyecto para arquitecturas deredes ópticas en el Departamentode Sistemas ópticos del Centro deInvestigación Corporativo deAlcatel en Stuttgart, Alemania.

Thomas Pfeiffer es líder deproyecto para la aplicación detecnologías fotónicas en redes deacceso ópticas en el Departamentode Sistemas Ópticos del Centro deStuttgart, Alemania.

Ingrid Van de Voorde es líder deproyecto para SuperPON y FTTHen el Departamento de Acceso aRedes del Centro de InvestigaciónCorporativo de Alcatel enAmberes, Bélgica.

Peter Vetter es manager deproyecto para acceso óptico en elDepartamento de Acceso a Redesdel Centro de InvestigaciónCorporativo de Alcatel enAmberes, Bélgica.


DESDE LA TRANSMISIÓN AL PROCESO:DESAFÍO PARA LOS NUEVOS DISPOSITIVOSOPTOELECTRÓNICOS

F. BRILLOUETF. DEVAUXM. RENAUD

Los nuevos dispositivos optoelectrónicos posibilitaránla construcción de redes ópticas con gran capacidad

de tráfico operando a altas velocidades.


Debido a que el tráfico está aumen-tando exponencialmente, las tecnolo-gías ópticas están obligadas a desem-peñar un papel de mayor importanciaen las redes futuras de telecomunica-ción. Los sistemas de transmisión ba-sados en la Multiplexación por Distri-bución de Longitud de Onda (WDM)se están orientando hacia velocidadesdel orden de los varios cientos deGbit/s. La próxima frontera es la trans-misión a velocidad del Terabit (1Tbit/s =1000 Gbit/s) que se alcanzarámediante una combinación de WDM yTDM (Multiplexación por Distribuciónen el Tiempo). Tales velocidades deinformación necesitarán re c e p t o res yt r a n s m i s o res de muy alta velocidad.

Después de estas tecnologías, la intro-ducción de dispositivos ópticos en lared deberá hacer posible el manejo detráfico de Tbits/s con el objetivo pues-to en una red totalmente óptica (verFigura 1)

Muchas tecnologías ópticas ya sehan abierto camino en las redes, gra-cias principalmente a WDM. Actual-mente se están probando un cierto nú-mero de sistemas que utilizan concep-tos muy avanzados tales como funcio-nes para agre g a r / retirar longitudes deonda y transconectores ópticos (1). Elhecho de que tal red óptica transpa-rente sea posible o no, depende engran parte de una nueva generaciónde dispositivos optoelectrónicos queincluyen dispositivos ópticos de en-caminamiento, como conmutadores y

re g e n e r a d o res ópticos. El Centro deInvestigación Corporativo de Alcatelestá valorando tanto el potencial co-mo las limitaciones de estos dispositi-vos ópticos clave.

■ Transmisores y Receptoresde Alta Velocidad deTr a n s m i s i ó n

El próximo objetivo: los 40Gbit/s

La tecnología WDM ofrece una manerade aumentar significativamente lasp restaciones de las líneas de transmi-sión ya instaladas con fibra óptica. Me-diante la utilización de longitudes deonda entre los 1530-1560 nm, espacia-das 100 nm, es posible que una fibratransporte más de 40 canales. Las me-joras en las prestaciones de los Ampli-f i c a d o res de Fibra óptica (OFA) estánampliando el rango de frecuencia altriple (más de 100 GHz). En paralelo,el espaciamiento entre longitudes deonda se está estrechando hasta los 50nm. Este incremento tan significativoen la capacidad de información estápotenciado aún más por el incre m e n t ode la velocidad básica de bit mediantela utilización de la técnica TDM. Lossistemas WDM a 10 Gbit/s (un incre-mento 4 veces mayor) constituyen ac-tualmente la configuración líder encualquier sistema de reciente instala-ción. Debido a que el incremento decapacidad se beneficia de las mejorasen WDM y TDM, el próximo objetivo seespera que sea el sistema de 40 Gbit/s.

Figura 1 - Vista de una red totalmente óptica basada en transmisores y receptores de altavelocidad, dispositivos ópticos de encaminamiento y regeneradores ópticos.

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Los principales elementos necesa-rios para conseguir este objetivo son:

• El coste de la electrónica que au-menta con la velocidad. Sin embar-go, el perfeccionamiento de la tec-nología microelectrónica continúareduciendo este coste para una ve-locidad dada de operación

• Los requisitos de la Dispersión delModo de Polarización (PMD) quese hacen más exigentes a mayore svelocidades de operación, impi-diendo que la velocidad de la mis-ma alcance los 10 Gbit/s en cone-xiones troncales que utilicen fibrasde gran PMD. Sin embargo, se espe-ra que aparezcan técnicas de com-pensación. Se han desarrolladonuevas fibras en paralelo que ofre-cen una mejora en PMD en un altoorden de magnitud.

• Una precisa compensación de ladispersión y una relación mejoradaSeñal-Ruido (SNR) que conduci-rán a nuevos diseños de sistemascon fibra.

Emisores a 40 Gbit/s

En el lado emisor, la modulación ex-terna es la forma correcta de controlarlos chirp (transitorios de fre c u e n c i ae n t re los niveles binarios de una señalóptica, tal como se ha demostrado enla propagación sobre fibras de disper-sión positiva a 2,5 y 10 Gbit/s).

Los moduladores basados en InP re-lajan los requerimientos de margen di-námico del voltaje de los circuitos deataque (Vpp=2-3V), comparado con elvoltaje que requieren los moduladoresde LiNbO3 (4-5V). Ésto representa unaventaja significativa para el diseño delcircuito de ataque electrónico a esta ve-locidad. Además, este tipo de modula-dor puede ser integrado junto al láser,eliminando la necesidad de una fibrapara mantener la polarización con suspérdidas de acoplamiento asociadas.

Se pueden utilizar dos tipos de mo-d u l a d o res para codificación óptica:

• M o d u l a d o res de Electro-Absorción(EA): Estos moduladores operan através de un desplazamiento al rojodel borde de absorción cuando se

les aplica un voltaje de polariza-ción. Se ha construido una estruc-tura compacta de 100µm de largo,con una anchura de banda de 35GHz, a 3 dB, y se ha integrado conun láser de potencia de salida de 0dBm (Figura 2). Este dispositivoes un derivado de un producto a 10Gbit/s que está disponible comer-cialmente en Alcatel Optronics.

• M o d u l a d o res Interferométricos deMach-Zehnde (M-Z) (configura-ción estándar de moduladores LiN-bO3): En esta configuración, unvoltaje aplicado a un brazo del in-terferómetro induce un desplaza-miento de fase (a través del efectoelectro-óptico) que lo convierte enuna modulación de amplitud a lasalida del modulador. Este modula-dor opera con una mayor desinto-nía espectral entre el modulador yel láser (diferencia de fre c u e n c i aóptica entre el láser y el pico de fo-toluminiscencia del modulador).Consecuentemente, los modulado-res M-Z muestran una baja sensibi-lidad a la longitud de onda de en-trada. Como ejemplo, un modula-dor M-Z construido con InP y pro-bado a 10 Gbit/s sobre fibra están-dar ofrecía unas prestaciones simi-l a res (sensibilidad de -29 dBm so-b re una distancia de transmisión de130 km.) utilizando la misma pola-rización y voltaje pico a pico

(Vpp=2V), a través de toda la gamade longitudes de onda de Amplifica-d o res de Fibra óptica (OFA). Tal re-sultado hace que este dispositivoresulte muy atractivo para su utili-zación en WDM.

• Además ya se ha integrado un láserde 10 Gbit/s con su modulador M-Z.(ver Figura 2b)

• La ampliación del funcionamientohasta los 40 Gbit/s re q u i e re una es-tructura de electrodo en guía deonda. Con tecnología de InP, el di-seño de una concordancia específi-ca en las velocidades de ondas eléc-tricas/ópticas, asociado a una re s-puesta electro-óptica más potente,conduce a dispositivos más cortos,típicamente 0,2 cm., comparadoscon los 8 cm. con LiNbO3. En dispo-sitivos cortos, el deficiente apare a-miento residual tiene un efecto me-nor sobre la deriva del voltaje deataque, de modo que un voltaje deataque de 2 V constituye un objeti-vo realista sobre InP, comparadocon los 4,5 sobre LiNbO3. Los re s u l-tados pre l i m i n a res sobre InP de-muestran un ancho de banda eléc-trico de 35 GHz.

Dos enfoques a la multiplexaciónen el tiempo

Las señales ópticas a 40 Gbit/s puedengenerarse mediante Multiplexación

Figura 2 - Estructuras integradas de moduladores de láser: (a) Moduladores de Electro-Absorción, y (b) Modulador de Mach-Zehnder.

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DESDE LA TRANSMISIÓN AL PROCESO: DESAFÍO PARA LOS NUEVOS DISPOSITIVOS OPTOELECTRÓNICOS


Eléctrica por División en el Ti e m p o(ETDM), de forma similar a las gene-ración de señales a 2,5 Gbit/s y 10Gbit/s. También pueden generarsemediante entrelazado óptico de tra-mas de impulsos a 10 Gbit/s utilizandoMultiplexación Óptica por División enel Tiempo (OTDM). En ambos tiposde moduladores se obtiene corriente-mente una Relación de Extinción(ER) entre los estados ON y OFF delorden de los 10 dB, satisfaciendo losrequisitos del formato ETDM. Sin em-bargo, los requisitos de la ER se dis-paran por encima de los 30 dB en elcaso del formato OTDM, necesitandoun modulador de doble etapa pore j e m p l o .

Receptor de 40 Gbit/s

En el lado re c e p t o r, se han potenciadolas prestaciones del detector PIN a 40Gbit/s mediante su integración con unAmplificador Óptico Semiconductor(SOA) en un módulo receptor (F i g u r a3). Este módulo receptor tan compac-to (2x1x1 cm3), con una sensibilidadde -31,4 dB a 10 Gbit/s, presenta unaanchura de banda de 40 GHz y un mar-gen dinámico en la potencia de entra-da mayor de 30 dB. En las aplicacionesWDM, un filtro sintonizable insertadoe n t re el SOA y el detector reduce elruido de entrada y puede seleccionarla longitud de onda que se desea de-tectar dentro de un rango de 20 nm.

■ Componentes ópticos paraI n t e r c o n e x i ó n

Las tecnologías ópticas se utilizaron i-nicialmente para potenciar la capaci-dad de los enlaces punto-a-punto. Sinembargo las técnicas WDM se estánexplotando actualmente para su utili-zación en las redes ópticas. Las re d e sde transporte ópticas WDM basadas enuna combinación de Multiplexores Óp-ticos para Insertar/Extraer (OADMs)longitudes de onda y Tr a n s c o n e c t o re sÓpticos (OXC), que utilizan encamina-m i e n t o y conmutación ópticos, seránnecesarias para proporcionar una ca-pacidad y flexibilidad suficientes parasatisfacer el enorme incremento detráfico previsto en los próximos años.En este contexto, existe una gran de-manda de componentes ópticos paraencaminamiento y conmutación. Ade-más de los dispositivos terminales co-mo láseres y re c e p t o res, hay una nece-sidad de dispositivos procesadores deluz tales como amplificadores ópticos,c o n m u t a d o res espaciales ópticos, con-v e r t i d o res ópticos de longitud de onday filtros ópticos.

Los componentes diseñados parasu utilización en las redes ópticas, de-ben cumplir con una serie de re q u i s i-tos sobre prestaciones, incluyendo laindependencia respecto a la polariza-ción, un gran ancho de banda ópticocompatible con el rango de OFA, unapérdida de inserción baja y una trans-

p a rencia respecto a la velocidad de bit(por lo menos hasta un cierto valor).El coste constituye también un factorimportante que favorece las estructu-ras genéricas tolerantes respecto alproceso que sean compatibles con laintegración. Un SOA puede operar envarios regímenes adecuados a diversasaplicaciones que hacen a este disposi-tivo especialmente atractivo. En régi-men lineal se le puede utilizar comoun amplificador óptico o pre - a m p l i f i-cador (tal como se ha mostrado ante-riormente) o como puertas ópticas; sepuede explotar el régimen de satura-ción para conversión y selección delongitud de onda. Los SOAs apare c e nentonces como elementos clave (4)para conmutación espacial, conver-sión de longitud de onda o selecciónde la misma, tal como se ilustra en laFigura 4.

Se puede utilizar la integración -bien híbrida o bien monolítica- de losSOAs con la adecuada circuitería enguía de onda pasiva para proporcionarfunciones de encaminamiento y de pro-ceso. Obsérvese que la conmutación es-pacial también es posible a través delencaminamiento de longitudes de ondautilizando el bloque selector de longi-tudes mostrado en la Figura 4c.

Ya se han utilizado dos de estos dis-positivos basados en SOAs (conmutado-res espaciales basados en puertas SOAde ganancia controlada –clamped– yc o n v e r t i d o res de longitud de onda to-talmente ópticos) en pruebas de cam-po en el modo Transconector Óptico yap resentado en otro artículo de estenúmero (5).

Receptor de 40 Gbit/s

Hoy en día, la mayoría de los sistemasque explotan la conmutación espacialutilizan conmutadores electromecáni-cos debido a que es la tecnología másmadura. Sin embargo, esta tecnologíap resenta un escaso potencial de inte-gración y su velocidad de conmutaciónestá limitada a los milisegundos. Losc o n m u t a d o res termo-ópticos de polí-mero, que presentan un alta capaci-dad de integración pero una velocidadlimitada de conmutación, podríano f recer una solución alternativa cuan-Figura 3 - Módulo receptor SOA-PIN.

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do se resuelva el problema de la diafo-nía. Los conmutadores espaciales ba-sados en SOAs presentan una re l a c i ó nde extinción alta (>50 dBs) combina-da con un conmutación rápida; tam-bién son los únicos dispositivos deconmutación que proporcionan un ga-nancia en lugar de pérdidas.

Mientras que los SOAs convencio-nales generan diafonía en operaciónmulti-longitud de onda, los SOAs deganancia controlada (CG-SOAs) gene-ran una diafonía escasa, incluso cuan-do existen un gran número de canales.Ya se han fabricado módulos SOA deganancia controlada, con una ganan-cia típica, fibra a fibra, de 14 dBs, va-riaciones de ganancia por debajo de1dB en el rango 1550-1560 nm, veloci-dades de conmutación inferiores al na-nosegundo y sensibilidad a la polariza-ción por debajo de 0,5 dB. También sehan fabricado módulos que incorporanestructuras de cuatro dispositivos CG-SOA (ver Figura 5) como un paso pre-liminar hacia una integración a mayorescala. Se ha conseguido una unifor-midad de prestaciones excelente en y

e n t re los dispositivos de la estructuray también entre los módulos, lo quemuestra un potencial significativo pa-ra esta tecnología.

Recientemente, se han fabricadoestructuras de hasta ocho CG-SOAscon características uniformes y una

anchura de banda óptica hasta los 60nm, a 3 dBs. Los siguientes pasos haciauna integración a mayor escala re q u e-rirán una combinación de la integra-ción monolítica para producir las es-tructuras de SOAs, guías de onda pasi-vas de SiO2 de bajas pérdidas y el pro-

Figura 5 - Fotografía de un módulo con una estructura de cuatro CG-SOA sobre su tarjetaelectrónica, tal como se utiliza en el proyecto OPEN (6,7).

Figura 4 - Matriz de conmutación espacial, convertidor de longitud de onda totalmente óptico y selector de longitud de onda aprovechan-do la tecnología SOA como un elemento genérico de construcción.

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ceso flip-chip (chip invertido) autoali-neado para encapsulado.

La Figura 6 muestra un conmuta-dor espacial de 8x8 e ilustra como am-bas tecnologías pueden combinarsepara realizar tales dispositivos. Con-m u t a d o res espaciales a una escala ma-yor pueden reutilizar bloques de estetipo organizados en arquitecturas tipoClos, Benes u otras.

Convertidores de longitud de ondatotalmente ópticos

La conversión óptica se realiza nor-malmente mediante conversión opto-

electrónica (detección y re-emisión deotra longitud de onda) y cuenta conelectrónica de ataque de alta veloci-dad para conseguir señales binarias dealta velocidad. Los convertidores delongitud de onda totalmente ópticos,que no necesitan electrónica de altavelocidad, serían muy atractivos, espe-cialmente para alta velocidad. Sólo sepueden concebir tales dispositivos simantienen, o incluso mejoran, la cali-dad de la señal.

Los requisitos clave para todos losc o n v e r t i d o res de longitud de onda to-talmente ópticos incluyen la transpa-rencia respecto a la velocidad binaria,

insensibilidad a la polarización, capa-cidad de conversión ascendente y des-cendente de longitud de onda, mejorade la ER para permitir re a l i z a c i o n e sen cascada y capacidad de sintoniza-ción en un amplio margen de longitu-des de onda. Las estructuras interfero-métricas que utilizan una modulacióncruzada de fase en los SOAs puedensatisfacer todos estos requisitos. Enp a r t i c u l a r, ofrecen la posibilidad deuna mejora sustancial de la ER (típi-camente una salida de ER>10dB parauna ER de entrada >7dB, junto conuna reducción en la distribución delruido óptico).

Estos dispositivos proporcionan loque se denomina regeneración 2R (Re-amplificar y Re-conformar la señal) yello mejora de forma considerable lacalidad de la misma y permite estruc-turas cascadas para transmisión. En laFigura 7a se ilustra el principio de laoperación para un convertidor interfe-rométrico tipo MachZehnder. La señalde entrada modulada en amplitud aco-plada a un brazo del dispositivo Mach-Z e h n d e r, modula la ganancia y la fasede la salida de la sonda de Onda Con-tinua (CW). Esta modulación en fasese transforma en una modulación deamplitud mediante el interferómetro.También, debido a que las propagacio-nes de la entrada y las señales conver-tidas se contrarrestan en el dispositi-vo, no se necesita un filtro óptico paraseleccionar la longitud de onda de laseñal convertida a la salida del dispo-sitivo. En principio, la conversión a lamisma longitud de onda es por lo tan-to posible. Se ha conseguido obtenerexcelentes características hasta los 10Gbit/s (Figura 7b) en el rango de lon-gitudes de onda de los 1530-1560 nm.

Por otra parte, se ha demostradocon los interferómetros de Michelsonla operación a mayor velocidad (hastalos 40 Gbit/s). Sin embargo estos dis-positivos no son compatibles con unaoperación sin filtros y consecuente-mente no pueden convertir a la mismalongitud de onda. La operación de con-tra-propagación estará finalmente li-mitada en velocidad de conversión porel tiempo de tránsito. Recientementese han realizado estructuras Mach-Zehnder especiales, que permiten una

Figura 6 - Tecnologías para fabricar de forma modular y escalable grandes estructuras deconmutación basados en SOAs (matrices de SOA, montajes sobre SiO2, montaje en flip-chip e interconexión con cable de cinta flexible).

Figura 7 - (a) Fotografía de un convertidor de longitud de onda totalmente óptico y el princi-pio de operación de la contra-propagación, y (b) medida de la Tasa Binaria de Errores (BER) ydiagrama de ojo de una señal convertida a 10 Gbit/s. La penalización en sensibilidad queresulta de la conversión de longitud de onda es solamente de 0,2 dB a un BER de 10-9.

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operación sin filtros en un modo deoperación de co-propagación (supe-rando las limitaciones por tiempo detránsito) y abriendo la posibilidad develocidades de conversión en el rangode los 80 Gbit/s (en el modo de co-pro-pagación la señal del PIN y la onda dela señal CW se propagan en la mismad i re c c i ó n ) .

Al contrario que los dispositivos op-toelectrónicos, estos convertidores ne-cesitan una potencia de ataque apro-ximadamente constante e indepen-diente de la velocidad binaria.

■ Regeneración Óptica

Debido a que la demanda de mayore svelocidades binarias aumenta cons-tantemente, la regeneración de las se-ñales ópticas es una opción a conside-r a r. En lugar de una conversión optoe-lectrónica seguida por proceso elec-trónico, los re g e n e r a d o res se podríanconstruir con dispositivos solamenteópticos. Como nuevo campo de inves-tigación, se están explorando y eva-luando actualmente muchas ideas deeste tipo.

La necesidad

A la regeneración se la ha consideradodesde hace mucho tiempo como la úl-tima solución para superar los límitesde la transmisión, solamente adecua-da para los agotados sistemas con co-b re. Sin embargo, hoy en día, la de-manda para velocidades binarias ma-y o res está creciendo constantementey el mercado está sacando adelantenuevas tecnologías. Primero el núme-ro de canales WDM estará limitado fi-nalmente por el ancho de banda ópti-co de los amplificadores de fibra, in-cluso aunque aquella se haya amplia-do. La velocidad binaria por canalWDM debería alcanzar los 10 ó los 40Gbit/s. En este contexto, los re g e n e r a-d o res deberían proporcionar un cami-no sencillo para actualizar los siste-mas básicos de 3,5 Gbit/s. Segundo, latransmisión WDM debería permitir re-des ópticas, en las que los datos per-manecen en el dominio óptico desdeun extremo al otro de la línea. Se es-

pera, sin embargo, que la distorsión yel ruido se vaya acumulando a medidaque la señal se propague a través delos varios enlaces y nodos. Los re g e n e-r a d o res en la redes ópticas deberíanno sólo incrementar la longitud de lat r a n s p a rencia, sino también facilitarel problema del interfaz a la red y lamonitorización de la señal, elementosnecesarios para la gestión de re d

Regeneración 2R

El grado de regeneración se calificanormalmente por el número de Rs quetenga: 1R significa sencillamente Re-amplificación; 2R significa 1R más Re-Modelado (Reshaping) de la señal y3R significa 2R más Re-temporización,éste es el último tratamiento re j u v e-n e c e d o r. Los amplificadores de fibraóptica son excelentes re g e n e r a d o re sópticos 1R. La conformación de señalse realiza mediante un dispositivo nolineal, tal como se muestra en la F i g u-ra 8. En la práctica, la transmisión no

lineal se puede conseguir optoelectró-nicamente mediante la asociación deun modulador Mach-Zehnder con unfotodiodo de alta velocidad, tal comose muestra en la Figura 8.

Para esta configuración los fotodio-dos y los moduladores MachZehnderintegrados con láseres monocromáti-cos están siendo cualificados para 10Gbit/s. Se está investigando tambiénla ampliación hasta los 40 Gbit/s (vertambién la sección sobre Tr a n s m i s o-res y Receptores de alta velocidad bi-n a r i a ) .

La figura muestra que la longitudde onda se genera localmente y puede,por lo tanto, cambiarse. Resulta quelos mejores candidatos para conver-sión de longitud de onda (descrito enel párrafo anterior) son los re g e n e r a-d o res 2R. El dispositivo totalmenteóptico, que se muestra en la Figura 7,realiza la misma función que el re g e-nerador optoelectrónico 2R anterior,pero es más compacto y se espera quedisipe menos potencia.

Figura 8 - La conformación de una señal óptica distorsionada y con ruido (inferior izquierda)se ha realizado mediante un dispositivo óptico no lineal, para el cual la potencia óptica desalida no es proporcional al nivel de potencia de la entrada (arriba a la izquierda). Se podríaconseguir la transmisión no lineal mediante un interferómetro de Mach-Zehnder (en la figura).

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Regeneración 3R

La regeneración 2R es efectiva para las u p resión de ruido y la conformaciónde la señal distorsionada por fenóme-nos tales como la dispersión cromáticay dispersión del modo de polarización.Sin embargo, en la práctica, los re g e-n e r a d o res no ideales 2R estrechan oensanchan las señales ópticas de No-Retorno a Cero (NRZ) y conduce a uncerramiento lateral del diagrama deojo (fluctuación de fase) afectando alas prestaciones de forma negativa. Porlo tanto, la tercera R, que significa Re-temporización resulta necesaria.

La regeneración 3R re p resenta ungran desafío para el proceso óptico, yse están investigando actualmentemuchas soluciones (6,7). Se han iden-tificado varias configuraciones tal co-mo se muestra en la Figura 9.

El regenerador totalmente óptico(Figura 9 parte superior) es de hechouna adaptación del regenerador eléc-trico al mundo óptico. Cada bloquepuede reemplazarse con un bloqueequivalente a su homólogo eléctrico.La señal óptica se divide en dos par-tes. La primera de ellas se conecta co-mo entrada al dispositivo de re c u p e r a-ción de reloj, el cual emite un tre nlimpio de impulsos ópticos, que estáninterrumpidos o no mediante un dis-positivo de decisión en función de lasegunda parte de la señal óptica.

Podemos imaginar en el futuro undispositivo del tipo mostrado en la F i-gura 10. La circuitería pasiva re a l i-zándose sobre una base de SiO2/Si quealberga los dispositivos activos autoa-lineados. Toda la regeneración del re-loj se podría realizar mediante un lá-ser autopulsante sintonizable (7). Laconmutación de los impulsos podríarealizarse utilizando un dispositivoMachZehnder totalmente óptico, talcomo se ha descrito anteriormente.En el presente caso la señal óptica di-gital se divide de nuevo en dos, la pri-mera se conecta como entrada a laprimera rama de control que conectael dispositivo, mientras que la segun-da rama se retrasa un tiempo, fijadopor la velocidad de bit, entra en la se-gunda rama y desconecta el Interferó-metro. En este caso, el tiempo de con-

mutación sólo necesita ser menor queel tiempo de bit.

Hasta ahora la regeneración 3R pa-recía fácil de implantar sobre señalesópticas RZ (por ejemplo, pulsadas). Sinembargo, el código NRZ es el formatoestándar para los sistemas de transmi-sión terrestres y la mayor parte de enla-ces submarinos. La conversión de RZ aNRZ puede realizarse fácilmente puestoque consiste principalmente en un en-sanchamiento del impulso. La opera-ción inversa -NRZ a RZ- resulta más di-fícil. Actualmente proyectamos mues-

trear la señal NRZ con un tren de im-pulsos ópticos. La integración monolíti-ca de un amplificador semiconductor yun interferómetro tipo MachZehndertambién serviría como un regenerador

Otros regeneradores 3R

La regeneración 3R puede re a l i z a r s ede varias formas. Este par de solucio-nes resulta bastante atractivo.

Primero, el regenerador optoelec-trónico (en el medio de la Figura 9)se basa en un efecto de reducción de la

Figura 9 - Se han identificado tres arquitecturas posibles para la regeneración 3R de seña-les ópticas; se muestran dispositivos eléctricos y ópticos en colores naranja y azul respecti-vamente.

Figura 10 - Concepción futurista de un regenerador 3R totalmente óptico, realizado con dispo-sitivos de proceso totalmente ópticos montados sobre una base de silicio con sus guías deonda de dióxido de silicio.

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fluctuación de fase, debido a la propa-gación no lineal en la fibra. En la prác-tica se podría construir un dispositivode regeneración de reloj y un modula-dor óptico, todo en una pequeña cáp-sula utilizando tramos cortos de fibra.La única funcionalidad de este re g e n e-rador 3R consiste en que la longitud deonda de salida es, de hecho, la mismaque la longitud de onda de la entrada.En realidad, utilizando sólo este tipode re g e n e r a d o r, la regeneración WDM3R se realizaría simultáneamente,aunque independientemente, a todoslos canales. Ésto presentaría una ven-taja clave al considerar la tendenciahacia un mayor número de canales (de20 a 80 canales planeados).

Segundo, se ha propuesto un nuevoregenerador electrónico tal como semuestra en la parte inferior de la F i-gura 9. Está basado en un filtrado pu-ramente digital y en un oscilador noenganchado. Está configuración, aun-que probablemente limitada a 10Gbit/s, debería permitir una flexibili-dad en la velocidad de bit, bien basadaen múltiplos de la velocidad básica debit, o una completa flexibilidad. Ta lt r a n s p a rencia podría considerarse im-portante cuando se espera que varíe lavelocidad de bit, bien durante un tiem-po corto, como en las redes totalmenteópticas, o sobre periodos largos detiempo tal como ocurre al actualizarun sistema de transmisión.


Mas allá de la tecnología actual, se es-tá demostrando, a nivel de investiga-

ción, una nueva generación de compo-nentes optoelectrónicos operando am a y o res velocidades de bit (40 Gbit/s ysuperior), ofreciendo un nivel más altode transparencia (mediante utilizaciónde conmutación óptica, conversión delongitud de onda óptica, filtrado de lon-gitudes de onda y regeneración óptica2R y 3R). Alcatel está utilizando estainvestigación para evaluar la factibili-dad de estas nuevas ideas y valorar supotencial y sus limitaciones para utili-zarlos en sus nuevos productos.


1 J-L. Beylat, M. Chbat, A. Jourdan,P.A. Perrier: “Field Trials of All-Op-tical Networking Based on Wa v e-length Conversion”, Revista de Te-lecomunicaciones de Alcatel, 3ert r i m e s t re 1998, págs. 218-224.

2 B.Clesca y otros: “2.5Gb/s 1291kmTransmission over Non-Dispersion-Shifted Fiber using an IntegratedElectro-Absorption Modulator/DFBModule”, ECOC’95.

3 D. Lesterlin y otros: “124km Tr a n s-mission over Standard DispersionFiber at 10Gb/s with Low DrivingVoltage Integrated Laser Modula-tor”, OFC’96.

4 M. Erman: “System Demonstrationsand Assessment of Optical Swit-ching in Broadband Networks”,Photonic Networks: Advances inOptical Communications, Springer-Verlag 1997; Editor Giancarlo Prati.

5 ACTS 066 project OPEN, OpticalPan European Network, led by Alca-tel Alsthom Research.

6 ACTS 305 project REPEAT, led byAlcatel Alsthom Research.

7 Heinrich Hertz Institut, Berlin, andAlcatel Alsthom Research: thre e - y e-ar collaboration under re s e a r c ha g re e m e n t .

F. Brillouet es el responsable delg rupo de Fuentes Integradas, quef o rma parte del proyecto Módulosde Componentes Ópticos en elD e p a rtamento de SistemasÓpticos del Centro deInvestigación Corporativo deAlcatel en Marcoussis, Francia.

F. Devaux es el responsable delg rupo de Fotodetectores yDispositivos de Proceso Ópticos,que forma parte del pro y e c t oComponentes y Módulos Ópticosen el Departamento de SistemasÓpticos del Centro deInvestigación Corporativo deAlcatel en Marcoussis, Francia.

M. Renaud es el responsable delg rupo de Componentes paraI n t e rconexión y Conmutación, quef o rma parte del pro y e c t oComponentes y Módulos Ópticosen el Departamento de SistemasÓpticos del Centro deInvestigación Corporativo deAlcatel en Marcoussis, Francia.

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Alcatel Telecommunications Review – 1st Quarter 1998

■ Multiplexación por División de Longitud deOnda (WDM)

En WDM, varias señales (o canales)son transportadas simultáneamentes o b re una fibra, pero en diferentes lon-gitudes de onda. Cada canal es, por re-gla general, Multiplexado por Divisiónen el Tiempo (TDM). La capacidad deun sistema WDM está más en funcióndel número de longitudes de onda quepor la velocidad del canal TDM. Cuan-do los canales están estrechamente es-paciados (100 GHz o más bajo) se de-nomina Multiplexación por Disión deLongitud de Onda Densa (DWDM). Unespaciado de 100 GHz ha sido estanda-rizado por la UIT.

■ Amplificación Óptica

Los amplificadores ópticos son utiliza-dos para amplificar las señales ópticasy vienen a ser los equivalentes a losa m p l i f i c a d o res electrónicos. Los am-p l i f i c a d o res ópticos más habitualmen-te utilizados están basados sobre fi-bras ópticas especiales, las cuales sondopadas con erbio (Amplificador deFibra Dopada con Erbio, o EDFA). Laenergía se proporciona usando unafuente óptica de muy alta energía (de-nominada Pump láser). Los EDFA spueden facilitar altas cotas de amplifi-cación, pero inherentemente produ-cen ruido. La característica más atrac-tiva de los EDFAs es que son transpa-rentes a la velocidad y pueden ser uti-lizados para diferentes longitudes deonda. Son sin duda una de las más im-portantes tecnologías para WDM.

■ Regeneración 3R

Con el fin de preservar la calidad de latransmisión sobre largas distancias po-dría ser necesario reestablecer la señalutilizando la regeneración 3R para laque la señal sea retemporizada, re m o-

delada y reamplificada. Esto contrastacon los amplificadores ópticos (comose explica más arriba) los cuales re g e-neran la señal junto con el ruido. Poresta razón, es habitual referirse a laE D FA como un dispositivo 1R.

■ Redes Ópticas Pasivas yActivas

Las Redes Ópticas Pasivas, o PONS,son redes en las cuales todas las fun-ciones entre la central y el abonadoson totalmente pasivas, esto significaque ninguna de las funciones electro-ópticas re q u i e re energía eléctrica. Enorden a preservar la seguridad de losabonados se emplean la división delongitud de onda y/o la multiplexaciónpor división de código. En contraste,las redes activas continene equipa-miento en los tramos intermedios quere q u i e ren energía eléctrica.

■ Redes Totalmente Ópticas

Normalmente, el concepto de re d e sópticas se re f i e re a las redes basadasen fibra que interconectan elementostales como Tr a n s c o n e c t o res Ópticos(OXC) o multiplexores ópticos de in-serción-extracción. Una red óptica noimplica necesariamente que los foto-nes puedan viajar dentro de la red sinrealizar la conversión óptico-electró-nica pertinente. Sin embargo, cuandoeste es el caso, la red se denomina RedCompletamente Óptica.

■ Multiplexores Ópticos deInserción/Extracción

Un OADM es un componente de la re dque permite un enlace de transmisiónWDM para insertar/extraer señales óp-ticas, sin realizar la conversión de lacorriente fotónica en una señal eléc-trica. La inserción y la extracción sonrealizadas por filtros ópticos o demul-

t i p l e x a d o res. Un OADM puede ser tan-to configurable como no-re c o n f i g u r a-ble, en el primero de los casos, se ne-cesita el uso de conmutadores ópticos.

■ Transconector Óptico

Los OXC son hoy día elementos funda-mentales de las redes de telecomuni-caciones, permitiendo a los operado-res gestionar sus redes y cubrir riguro-sos objetivos de calidad y servicio. Enel caso de las redes ópticas, los trans-c o n e c t o res ópticos son funcionalmen-te requeridos. Frente a un OADM, unOXC tiene varias fibras de entrada, ca-da una de ellas transportando un canalWDM, y varias fibras de salida quetransportan también canales WDM.Tres funciones de transconexión sonlas más habitualmente consideradas:conmutación de fibra, conmutación delongitud de onda y conversión de lon-gitud de onda.

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AABM2 Material Avanzado Amortiguación de

AlcatelACTS Servicios y Tecnologías de

Comunicaciones AvanzadasADM Multiplexador Inserción/Extracción ADSL Bucle de Abonado Digital AsimétricoADSS Cables auto-soportados Totalmente

DieléctricosALC Control de Nivel AutomáticoAN Nodo de AccesoAPOLT Terminación de Línea Óptica Pasiva AT MAPON Red Óptica Pasiva ATMAPONT Terminación de Red Óptica Pasiva AT MATM Modo de Transferencia AsíncronoBBB Banda AnchaBER Tasa de Error por Bit BLSR Anillo Conmutado de Línea Bidire c c i o n a lCCATV Televisión por CableCC Centro de competenciaCDMA Acceso Múltiple por División de CódigoCG-SOAs SOAs de Ganancia ControladaCO Central de OficinaCP Instalación de UsuarioCPN Red en Instalación de UsuarioCSM Miembro Resistente CentralCW Onda ContinuaDDCF Fibra Compensación DispersiónDFB Retorno DistribuidoDSF Fibra con Dispersión DesplazadaDVB Difusión de Vídeo DigitalDWDM Multiplexación por División de

Longitud de Onda DensaDXC Transconector Digital EEDFA Amplificador de Fibra Dopada con ErbioEA Electro-AbsorciónE-OTDR Extended Optical Time Domain

ReflectometryER Tasa de ExtinciónETDM Multiplexación Eléctrica por División

en el TiempoETSI Instituto Europeo de Estándares de

TelecomunicacionesFFEC Corrección de Errores en RecepciónFIT Fallos en TiempoFITL Fibra en el BucleFR Frame RelayFSAN Red de Acceso a Servicios CompletosFSR Alcance Espectro LibreFTTB/Cab Fibra a edificio/cajetínFTTH Fibra en el HogarFWM Mezcla de Cuatro OndasFXC Transconector Óptico de FibraGGVD Group Velocity DispersionHHFC Híbrido Fibra/CoaxialIILA Amplicador en LíneaIP Internet/ProtocolLLED Diodo Emisor de LuzLEM Gestor de Elemento LocalLID Detección e Inyección LocalLIM Módulo de Interfaz de LíneaLT Terminación de LíneaMMAN Red de Área MetropolitanaMSP Protección de Sección MúltipleM-Z Mach-ZehnderNNB Banda EstrechaNGDLC Portador de Bucle Digital de Próxima

GeneraciónNM Gestor de RedNPE Equipamiento de Protección de Red

NRZ No Retorno a CeroNZDSF Fibra de Dispersión Desplazada Non-ZeroOOAAC Cables Adosados Ópticos AéreosOADM Multiplexor Óptico de

Inserción/ExtracciónOAM&P Operaciones de Administración,

Mantenimiento y AprovisionamientoOAN Nodo de Acceso ÓpticoO-CDMA Acceso Óptico Múltiple por División de

CódigoOFA Amplificador de Fibra ÓpticaOFCCC Centro de Competencia de Cable de

Fibra ÓpticaONU Unidad de Red ÓpticaOPEN Red Paneuropea ÓpticaOPGW Cable Óptico EnterradoOSC Canal de Supervisión ÓpticaOTDM Multiplexación Óptica por División de

TiempoOXC Transconector ÓpticoPPBT Polibutileno TerafalatoPDH Jerarquía Digital PlesiócronaPMD Dispersión del Modo de PolarizaciónPON Red Óptica PasivaPOTS Servicio Telefónico Básico TradicionalQQAM Modulación de Amplitud en CuadraturaQoS Calidad de ServicioRRGW Pasarela ResidencialR-OADM ADM Óptico ReconfigurableROL Depósito Oscilación InvertidaRWA Adaptador de Longitud de Onda de

RecepciónRZ Retorno a ceroSSDH Jerarquía Digital SíncronaSEA-ME-WE 3 Sudeste Asiático-Medio Oriente-

Europa OccidentalSMF Fibra en Modo SimpleSND División de Redes Submarinas (Alcatel)SNR Tasa Señal RuidoSOA Amplificador Óptico SemiconductorSONET Red Óptica SíncronaSPM Modulación en AutofaseSTS Señal Síncrona de TransporteTTDM Multiplexación por División en el

TiempoTDMA Acceso Múltiple por División en el

TiempoTMN Red de Gestión de TelecomunicacionesTWA Adaptador de Longitud de Onda de

TransmisiónUUIT Unión Internacional de

TelecomunicacionesUPSR Anillo Conmutado de Pasarela

UnidireccionalUV UltravioletasVVBR Velocidad VariableVC Contenedor VirtualVDSL Línea Virtual de Abonado de muy Alta

VelocidadVT Tributario VirtualWWAN Red de Área AmpliaWDM Multiplexación por División de

Longitud de OndaWDMA Acceso Múltiple por División de

Longitud de OndaWT-OXC Transconector Óptico Traducción de

Longitud de OndaXXPM Modulación de Fase Cruzada3R Resincronizado, Reformateado,

Retransmitido

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