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¿Qué son las tecnologías de multiplexación?
En la comunicación por fibra óptica, la multiplexación es una técnica clave utilizada para mejorar la capacidad de la infraestructura de red de fibra existente. Permite enviar varias señales separadas por el mismo canal de comunicación, lo que conduce a una mejor utilización del canal. Con la multiplexación, varias señales pueden coexistir en el mismo medio de transmisión aprovechando diferentes parámetros o dimensiones. Esto permite que las señales se transmitan simultáneamente sin interferirse entre sí. Las principales tecnologías de multiplexación utilizadas en la actualidad son la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), la multiplexación por división de tiempo (TDM), la multiplexación por división de frecuencia (FDM) y la multiplexación por división de código (CDM). Estas tecnologías se estudiarán en detalle.
Multiplexación por división de longitud de onda
La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es una técnica utilizada en redes ópticas para aumentar el ancho de banda mediante la combinación de múltiples señales portadoras ópticas en una sola fibra utilizando diferentes longitudes de onda. Cada señal en una longitud de onda específica es independiente de cualquier protocolo o velocidad, lo que permite la comunicación bidireccional a través de una única fibra. Esto simplifica la red al crear una red de fibra óptica virtual, lo que reduce la necesidad de múltiples fibras y disminuye los costes de la red.
Hay dos tipos de sistemas WDM: Multiplexación por División de Onda Gruesa (CWDM) y Multiplexación por División de Onda Densa (DWDM). Tanto CWDM como DWDM utilizan múltiples longitudes de onda en una sola fibra, pero difieren en el espaciado de las longitudes de onda, el número de canales y la capacidad de amplificar las señales. En un sistema WDM, las señales ópticas se combinan en un extremo de la fibra y se separan en diferentes canales en el otro extremo.
Multiplexación por división en el tiempo
La multiplexación por división en el tiempo (TDM) es un método que consiste en dividir varias señales en franjas horarias y luego transmitirlas en la secuencia de estas franjas. En el ámbito de la comunicación óptica, la multiplexación óptica por división de tiempo (OTDM) es una forma específica de TDM que aprovecha la precisión temporal de los pulsos ópticos para multiplexar señales ópticas.
La OTDM combina varios canales ópticos de baja velocidad de bits dentro de un periodo de reloj eléctrico, lo que aumenta la velocidad de transmisión. Cada señal se envía segmentando el marco temporal en franjas horarias, cada una de las cuales se destina a una señal de mensaje. Al asignar cada canal de baja velocidad a una posición específica en función del tiempo, el sistema funciona de forma sincronizada. Por consiguiente, OTDM logra la multiplexación de múltiples señales segmentando temporalmente e intercalando varios canales ópticos.
Normalmente, la anchura del pulso óptico se reduce para acomodar más canales dentro del periodo de reloj fijo. Esta reducción de la anchura de pulso también puede minimizar la diafonía entre canales debido a la mayor capacidad de velocidad binaria. Sin embargo, una anchura de pulso más corta puede provocar una dispersión significativa a medida que la señal recorre distancias más largas. Para contrarrestar este efecto de dispersión en OTDM, se emplean técnicas como el uso de pulsos limitados por transformación y la compensación de la pendiente de dispersión para mitigar los problemas de dispersión y optimizar la calidad de la señal.
Multiplexación por división espacial (SDM)
La multiplexación por división espacial (SDM) es una tecnología que aprovecha las dimensiones espaciales para transmitir simultáneamente varios flujos de datos a través de canales espaciales paralelos. Este método suele emplearse en sistemas como el MIMO (Multi-Input Multi-Output), que utiliza varias antenas tanto en el extremo emisor como en el receptor. El procesamiento de señales MIMO ya se utiliza ampliamente en los sistemas de transmisión óptica coherente, en particular con la multiplexación por división de polarización (PDM) sobre fibras monomodo estándar.
Mediante la aplicación de estrategias que implican fibras multinúcleo y multimodo, se cree que SDM puede permitir la transmisión a larga distancia y velocidades de datos de alta velocidad. La tecnología SDM abre una nueva vía para aumentar la capacidad de los sistemas de transmisión por cable óptico. En los últimos años, los investigadores están estudiando la integración de SDM en cables ópticos submarinos para aumentar la capacidad de transmisión.
Conclusión
En conclusión, este artículo ha analizado las tres principales tecnologías de multiplexación utilizadas en la comunicación óptica: Multiplexación por División de Longitud de Onda (WDM), Multiplexación por División de Tiempo (TDM) y Multiplexación por División Espacial (SDM). Estas tecnologías son esenciales para una transmisión de datos eficaz. La siguiente comparación rápida puede ayudarle a entender la diferencia entre las distintas tecnologías de multiplexación.
La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es la tecnología de multiplexación más utilizada en las comunicaciones ópticas. Cada una de estas técnicas tiene sus propios puntos fuertes y limitaciones, por lo que a menudo se recomienda combinar varias técnicas en las redes de fibra óptica para lograr un rendimiento óptimo de la transmisión.
