Nadie compra un sistema de división de longitud de onda porque le guste la multiplexación. Lo compran porque un par de fibras tiene que transportar más servicios de los que permite el conducto hasta la torre, y porque excavar una nueva ruta cuesta más que todos los componentes pasivos del rack juntos. Esa presión recae en primer lugar sobre las piezas que se consideran productos básicos: cables de conexión, adaptadores, interfaces de conectores y marcos de distribución.
Qué cambian las tecnologías CWDM y DWDM más allá del transceptor
El CWDM distribuye hasta 18 canales en el rango de 1271 a 1611 nm en una cuadrícula de 20 nm, lo suficientemente amplia como para que los láseres no refrigerados mantengan la longitud de onda sin necesidad de un control activo de la temperatura. El DWDM aloja 40 canales en una cuadrícula de 100 GHz, o de 80 a 96 en una de 50 GHz, dentro de la banda C, y requiere componentes ópticos refrigerados y con longitud de onda bloqueada. Ambas cuadrículas están estandarizadas, por lo que un multiplexor compatible de un proveedor se alinea con un transceptor compatible de otro: la cuadrícula densa se define en UIT-T G.694.1 y la malla gruesa en UIT-T G.694.2.
La diferencia suele clasificarse como una cuestión relacionada con el transceptor. Sin embargo, también es una cuestión relacionada con la capa pasiva. Un multiplexador CWDM transmite una amplia franja del espectro por puerto y tolera variaciones moderadas en los componentes y un pulido normal de los conectores. Una rejilla de guía de onda en matriz DWDM debe separar canales situados a 0,8 nm de distancia, lo que convierte las pequeñas reflexiones y las caras de conexión sucias en penalizaciones medibles. La pérdida de retorno que un enlace CWDM ignora puede costarle a un canal DWDM su margen. UIT-T G.671 Vale la pena leerlo antes de realizar un primer pedido de DWDM, ya que presenta a los componentes ópticos como partes de un sistema de transmisión y no como hardware independiente.
CWDM vs DWDM: Comparación de especificaciones como punto de partida
| Parámetro | CWDM | DWDM |
|---|---|---|
| Espaciado entre canales | 20 nm | 100 GHz (0,8 nm) o 50 GHz (0,4 nm) |
| Coordenadas de cuadrícula | UIT-T G.694.2 | UIT-T G.694.1 |
| Banda de longitudes de onda | 1271-1611 nm (banda O a L) | Banda C, 1530-1565 nm; extensión de la banda L |
| Canales por par de fibras | Hasta 18 | 40 a 100 GHz, 80-96+ a 50 GHz |
| La tasa por canal en la práctica | De 1G a 25G, detección directa | De 100G a 800G, coherente |
| Alcance sin amplificación | Aproximadamente 80 km | Aproximadamente 120 km |
| Alcance con amplificación | No es práctico; el espectro es demasiado amplio para una sola banda de EDFA | 2,000 km y más allá con EDFA o Raman |
| Tecnología de filtrado | Filtros de película delgada, banda de paso ancha | Pilas AWG o TFF, banda pasante estrecha |
| Valor objetivo de pérdida de retorno del conector | 45-50 dB; el UPC suele ser aceptable | 55-60 dB; normalmente se requiere APC |
| Solicitud dominante | Fronthaul 5G, acceso metropolitano, campus | Interconexión de centros de datos, larga distancia, submarino |
Hay dos aspectos que impulsan la mayoría de los argumentos sobre adquisiciones. El objetivo de reflectancia es aquel que los compradores suelen subestimar, ya que un fallo en la reflectancia nunca se detecta en una simple prueba de pérdida de inserción. La discusión sobre el alcance con amplificación determina el presupuesto, ya que una implementación DWDM que eventualmente requiera amplificadores conlleva costos de EDFA, consumo de energía y espacio en el gabinete que una implementación CWDM nunca tiene. Si el horizonte de planificación es inferior a tres años y la distancia es menor a 40 km con 16 canales o menos, el CWDM es más económico casi siempre.
Donde cada red se destaca: fronthaul, acceso metropolitano e interconexión
| Escenario de implementación | Luz típica | Número de canales | Cuadrícula que se adapta | Enfoque en la capa pasiva |
|---|---|---|---|---|
| Fronthaul 5G desde la cima de la torre, de la AAU o la RRU a la DU | 0,5-10 km | 4-16 | CWDM pasivo | Puentes dúplex LC aptos para uso al aire libre, adaptadores sellados, asa de tracción |
| Anillo de acceso al metro | 10-40 km | 8-18 | CWDM | ODF para montaje en rack, campos de conexión etiquetados, control del radio de curvatura |
| Red troncal de campus o de empresa | 1-10 km | 4-8 | CWDM | Troncos de red troncal MPO, casetes de derivación LC, control de polaridad |
| Interconexión de centros de datos | 10-120 km | 16-96 | DWDM | LC y MPO de alta densidad, troncales de baja pérdida, caras finales APC |
| Larga distancia y submarino | De 120 km a más de 2 000 km | 40-96+ | DWDM amplificado | Bandejas de empalme, conectores de baja reflectancia, control estricto de la pérdida en los empalmes |
Lee esa tabla como un mapa que muestra dónde se ubica la factura pasiva. El trabajo de fronthaul y metro está dominado por ensamblajes para uso al aire libre y hardware de rack, donde los retos son las condiciones climáticas, el alivio de tensión y la facilidad de mantenimiento en alturas. El trabajo de interconexión está dominado por la densidad y la limpieza, donde el reto es encajar 96 canales en un estante sin doblar nada más allá de su radio mínimo.
Cómo la capa pasiva establece el margen del enlace WDM
Comienza el cálculo en el multiplexor en lugar de en el transceptor. Un multiplexor CWDM de película delgada aporta de 2.5 a 4 dB, una rejilla de guía de onda en matriz DWDM de 3 a 6 dB, y eso ocurre antes de que se conecte siquiera un conector. Cada par de conectores LC o SC tiene entonces un costo de aproximadamente 0,15 a 0,30 dB en buenas condiciones; un paso a través de un ODF agrega dos puntos de acoplamiento más, y un cable que se pasa por una esquina estrecha del gabinete agrega una pérdida por macrocurvatura que ninguna hoja de datos predice con precisión. Un tramo DWDM modesto con cuatro pares acoplados, un campo de conexión y dos empalmes puede consumir de 8 a 10 dB antes de contar la atenuación de la fibra. Si el total pasivo supera aproximadamente los 6 dB, replanifica la ruta en lugar de comprar un módulo de mayor potencia. El método probado se encuentra en nuestro Guía para el cálculo del presupuesto de pérdida de inserción.
Acabado del conector, calidad de la fibra y estructura del cable
El pulido es la decisión pasiva más trascendental en una instalación DWDM, y por lo general la toma quien realiza el último pedido de los puentes. Las caras finales UPC presentan una ligera curvatura abombada y reflejan una fracción de la señal directamente hacia el transmisor. Las caras de los conectores APC están pulidas en un ángulo de ocho grados, por lo que la reflexión sale del núcleo en un ángulo amplio y nunca regresa. En una red de baja densidad, esa diferencia es solo un elemento más de la lista. En una red de alta densidad, determina si un canal se mantiene dentro de su margen de error a medida que la ruta envejece.
| Elemento de especificación | Enlace CWDM | Enlace DWDM | ¿Por qué existe esa diferencia? |
|---|---|---|---|
| Pulido de conectores | Se aceptan habitualmente los códigos LC/UPC o SC/UPC | Se prefiere LC/APC o SC/APC | Una cara final en ángulo desvía los reflejos lejos de la fuente, en lugar de que regresen hacia el interior del núcleo |
| Pérdida de retorno | 45-50 dB | 55-60 dB | Un par reflectante puede elevar el umbral mínimo de error de un canal DWDM, incluso cuando la pérdida de inserción parece estar en orden |
| Calidad de la fibra troncal | G.652.D con pico de agua suprimido | G.652.D, G.654 para tramos largos | Los canales CWDM de banda media no pueden transmitirse por fibra óptica heredada de pico alto de agua |
| Fibra insensible a la flexión | G.657.A1 en espacios reducidos | Estantes interiores G.657.A1 o A2 | Pérdidas por macrocurvatura acumuladas a lo largo de numerosas vueltas en un panel denso |
| Diámetro exterior del puente | 2,0 mm para densidad, 3,0 mm para manejo en el campo | 2,0 mm en estantes de alta densidad | El diámetro de la cubierta determina la densidad de las vías y el nivel de protección contra aplastamiento que ofrece un cable |
| Limpieza de las caras finales | Revisa y limpia cada vez que te sirvas un mate | Revisa y limpia en cada parada, sin excepciones | La contaminación que un puerto CWDM no detecta dispersará la luz dentro de un puerto DWDM |
La fibra es casi igual de importante. Ambas redes asumen una propagación monomodo hasta UIT-T G.652, y en CWDM, los canales del centro de la rejilla cercanos a los 1383 nm son los que ponen en riesgo a los cables antiguos con un pico de humedad elevado, así que pide el certificado del cable antes de dar por hecho que funcionará el plan completo de 18 canales. En cuanto a los puentes, la cubierta de 2,0 mm ofrece mayor densidad de enrutamiento, mientras que la de 3,0 mm resiste mejor la manipulación en el campo; la interfaz es la misma conector LC o el cuerpo de SC, en cualquier caso, y nuestro cable de conexión de fibra óptica monomodo El rango abarca ambos extremos de un puerto WDM en UPC y APC.
Trunking MPO/MTP en bastidores WDM de alta densidad
Cuando un rack tiene más de unas pocas docenas de puertos WDM, los puentes dúplex individuales dejan de tener sentido. Monomodo Cables de conexión de fibra óptica MPO/MTP Los cables que transportan 8, 12 o 24 fibras se extienden una sola vez desde el bastidor hasta el estante, y los casetes de derivación los distribuyen en pares LC en la cara del multiplexor. El tronco se instala una sola vez y nunca se modifica, por lo que los puertos que transportan longitudes de onda activas no se vuelven a conectar cada vez que se cambia la capacidad. Hay dos detalles que determinan si esto funciona. Utiliza conectores MPO de baja pérdida o de calidad superior, ya que un par MPO suma la pérdida de todas las fibras que contiene de una sola vez. Define la polaridad antes de ordenar el primer tronco, ya que las convenciones de «key-up» y «key-down» difieren entre los proveedores y un tronco con la polaridad invertida se detecta durante la puesta en servicio, no en el muelle de carga.
Cuadros de distribución y terminación de longitudes de onda
Un ODF hace mucho más en una red WDM que simplemente ordenar los cables. Es donde se reclassifican los puentes de colores, donde se reemplaza un cable dañado sin tocar el multiplexor y donde un técnico puede aislar una longitud de onda para realizar pruebas mientras el resto sigue funcionando. Eso solo funciona si el bastidor se diseña con holgura. Presupuesta aproximadamente el doble del número de puertos que necesites al inicio, respeta el radio de curvatura en cada ruta de enrutamiento y etiqueta por longitud de onda en lugar de por posición física, ya que las posiciones cambian con cada actualización. Un bastidor dimensionado para el límite máximo del plan de canales cuesta poco más que uno dimensionado para el tráfico del primer día, y nuestro Armario de distribución de fibra óptica ODF La gama va de 12 a 144 núcleos.
Limpieza, pruebas y disciplina presupuestaria
La mayoría de las fallas de WDM que se detectan en el campo no se deben a fallas de los componentes. Se trata de caras de conexión contaminadas, un par invertido o una ruta pasiva con un presupuesto insuficiente. Inspecciona y limpia cada punto de acoplamiento antes de ensamblarlo, incluyendo los puentes terminados de fábrica, ya que el polvo del transporte es un problema real. Una prueba de pérdida de inserción a 1310 nm no dice mucho sobre un canal de 1550 nm en una ruta APC, así que mide la pérdida y la reflectancia por canal en la longitud de onda de interés y guarda los valores en el registro de la instalación. Fluke Networks ofrece una guía práctica para armar ese presupuesto, y vale la pena que adaptes tu hoja de aceptación a ese formato.
Plan de acción para la ampliación de la capacidad: tres fases
Planea la capa pasiva con anticipación, incluso si los transceptores solo llegan en la primera fase. Esta secuencia evita que cada etapa invalide a la anterior.
Fase 1: capacidad desde el primer día, de 0 a 12 meses
- Implementa la cuadrícula que se ajuste al número actual de tramos y canales.
- Pide conjuntos APC en cualquier lugar donde más adelante se vaya a instalar un servicio de red de alta densidad.
- Instala el marco con el doble del número de puertos de lanzamiento y con un tendido protegido.
Fase 2: aumento de la densidad, de 12 a 30 meses
- Agrega troncales MPO/MTP de modo único cuando el número de puentes dúplex se convierta en un problema para el gabinete.
- Especifica conectores de baja pérdida en los nuevos troncales, en lugar de mezclar diferentes calidades a lo largo de una misma ruta.
- Vuelve a establecer el punto de referencia del registro de pérdidas según la obra terminada, canal por canal, antes de agregar amplificadores.
Fase 3: ampliación del rango de longitudes de onda, más allá de los 30 meses
- Rellena los canales restantes de la malla gruesa antes de considerar un cambio de malla en tramos de menos de 40 km.
- Vuelve a definir solo las rutas que requieran reflectancia de malla densa.
- Vuelve a verificar el radio de curvatura y la protección contra aplastamiento en cada ruta afectada durante la ampliación.
Ambas redes están bien desarrolladas y son ampliamente accesibles, por lo que la decisión rara vez tiene que ver con el suministro. Se trata de adaptar la red a la distancia y, luego, dejar que la capa pasiva soporte la carga para la que fue diseñada. Los compradores que siguen ese orden correctamente pasan los siguientes cinco años agregando longitudes de onda en lugar de tener que rediseñar los gabinetes.