Transmisión Bidi - Introducción, aplicaciones, contras y pros

La transmisión bidireccional (BiDi) se refiere a la capacidad de enviar y recibir datos a través de un único cable de fibra óptica en ambas direcciones simultáneamente. Esta técnica es especialmente valiosa en las comunicaciones por fibra óptica, ya que duplica la capacidad de la infraestructura de fibra existente sin necesidad de cables adicionales.

La transmisión BiDi se consigue mediante el uso de componentes ópticos especializados que pueden separar las señales luminosas que viajan en direcciones opuestas. He aquí cómo funciona con más detalle:

¿Cómo funciona la transmisión BiDi?

Transmisión:

Los datos se convierten en señales luminosas mediante un láser o un LED. En un sistema BiDi, cada extremo del enlace de fibra utiliza una longitud de onda diferente para la transmisión. Esto permite distinguir las señales entre sí cuando van y vienen por la misma fibra. La siguiente ilustración muestra las diferencias en la transmisión BiDi;

Propagación:

Las señales luminosas se propagan por el cable de fibra óptica, llevando los datos a su destino. A pesar de viajar por el mismo medio físico, las señales de diferentes longitudes de onda no interfieren entre sí de forma significativa.

Recepción:

En el extremo receptor, los filtros ópticos o dispositivos WDM separan la luz entrante en función de su longitud de onda. A continuación, el receptor convierte la señal luminosa en datos. Cada extremo del enlace recibe la longitud de onda que su transceptor está diseñado para detectar, lo que garantiza la recepción de los datos correctos.

Componentes clave de los sistemas de transmisión BiDi

Dispositivos de multiplexación por división de longitud de onda (WDM):

La transmisión BiDi suele basarse en la tecnología WDM, concretamente en la utilización de dos longitudes de onda de luz diferentes para las dos direcciones de comunicación. Por ejemplo, puede utilizarse una longitud de onda (1310 nm) para enviar datos y otra (1550 nm) para recibirlos en la misma fibra.

Transceptores BiDi:

Se trata de transceptores especializados diseñados para soportar la comunicación bidireccional a través de una única fibra. Cada transceptor puede transmitir datos en una longitud de onda y recibir datos en otra longitud de onda. Los transceptores BiDi se emparejan para que cada extremo del enlace de fibra transmita y reciba en longitudes de onda complementarias.

Tecnologías BiDi maduras

Las tecnologías BiDi maduras están integradas en diversos equipos de red y ofrecen soluciones en toda una gama de velocidades de datos para adaptarse a diferentes escalas y aplicaciones de red. A continuación se describen algunas de las opciones BiDi más comunes:

1G BiDi:

Suelen utilizarse para comunicaciones de corta a media distancia dentro de una red de área local (LAN) o en redes de campus. Suelen implantarse en redes de pequeñas empresas o empresas para una transmisión eficaz de datos.

10G BiDi:

Ofrece velocidades de datos superiores, adecuadas para centros de datos, redes empresariales y backhauls de proveedores de servicios. Las soluciones BiDi de 10G admiten distancias mayores que las de 1G, lo que las hace adecuadas para redes de área metropolitana (MAN) o incluso algunas conexiones de larga distancia.

25G, 40G, & 100G BiDi:

Se trata de opciones avanzadas que proporcionan un ancho de banda significativamente mayor y están diseñadas para satisfacer las demandas de los centros de datos modernos, las grandes empresas y las redes troncales de alta velocidad. Resultan especialmente beneficiosas en situaciones en las que el alto rendimiento de los datos y la eficiencia del ancho de banda son fundamentales.

Ventajas de la tecnología BiDi

• Rentabilidad: La tecnología BiDi reduce la necesidad de cables de fibra adicionales, cuya instalación puede resultar costosa y compleja, especialmente en zonas densamente pobladas o de difícil acceso.
• Mayor capacidad: Al permitir la comunicación bidireccional simultánea en una sola fibra, BiDi duplica eficazmente la capacidad de la red sin infraestructura física adicional.
• Simplicidad y escalabilidad: El despliegue de módulos BiDi simplifica la arquitectura de la red y facilita su ampliación o reducción en función de la demanda.

Desventajas de la tecnología BiDi

• Los sistemas BiDi dependen de una división precisa de la longitud de onda para separar las señales de envío y recepción. Para ello se necesitan láseres y filtros precisos y estables de longitud de onda específica, que pueden ser más sensibles a las fluctuaciones de temperatura y requerir mecanismos de control de temperatura más sofisticados.
• Existe un riesgo potencial de interferencia óptica entre las señales ascendentes y descendentes si las longitudes de onda no están correctamente aisladas, lo que puede degradar la calidad de la señal.
• La actualización de los sistemas BiDi puede ser más compleja que la de los tradicionales, ya que los nuevos componentes deben seleccionarse cuidadosamente para garantizar la compatibilidad con las longitudes de onda y los equipos BiDi existentes.
• Diagnosticar y resolver problemas en un sistema BiDi puede ser más complejo debido a la transmisión simultánea de señales en ambas direcciones en una sola fibra.
• Las ópticas BiDi pueden ser más caras que las ópticas unidireccionales tradicionales debido a su complejidad y a la necesidad de un control preciso de la longitud de onda.

Tecnología BiDi - Aplicaciones comunes

La transmisión BiDi se utiliza en diversas aplicaciones, entre ellas:

• Redes de fibra hasta el hogar (FTTH), donde maximiza la eficiencia del despliegue de fibra hasta las residencias individuales.
• Interconexiones de centros de datos, donde el espacio y los recursos de fibra son escasos.
• Redes de área metropolitana (MAN) y redes de área extensa (WAN), donde puede aumentar considerablemente la capacidad de la infraestructura de fibra existente.

Consideraciones para la implantación de BiDi

• Longitudes de onda: La transmisión BiDi utiliza dos longitudes de onda diferentes, normalmente una para la comunicación ascendente y otra para la descendente. Es importante asegurarse de que los equipos de ambos extremos de la fibra admiten las longitudes de onda correctas para un funcionamiento adecuado.
• Compatibilidad: Los dispositivos de red (como conmutadores y enrutadores) deben ser compatibles con los transceptores BiDi. Es fundamental comprobar que el equipo es compatible con los estándares BiDi específicos y las velocidades necesarias para su red.
• Distancia y presupuesto: La distancia a la que deben transmitirse los datos y el presupuesto disponible son consideraciones clave. Las soluciones BiDi de mayor velocidad (como 40G y 100G) pueden ser más caras, pero son necesarias para requisitos de larga distancia y alta capacidad.

Conclusión

En conclusión, la tecnología BiDi ofrece una forma flexible y rentable de aumentar la capacidad de las redes de fibra óptica. Con opciones que van de 1G a 100G, hay soluciones BiDi disponibles para una amplia gama de escenarios de red, desde configuraciones de pequeñas empresas hasta centros de datos a gran escala y redes de área metropolitana.