Podcast #174: Introducción a DWDM y a fibra

El Santo Grial de las redes de transmisión es el ser capaz de transmitir unas cantidades ingentes de información, cada vez más, y las tecnologías que nos ofrecen eso van evolucionando.

Al principio con un cable serie nos servía, luego cables coaxiales y posteriormente fibras ópticas. En cuanto a la parte lógica hemos tenido X25, Frame Relay, ATM o redes directamente Ethernet.

Hoy voy a hablar de DWDM, que es una tecnología que se aplica directamente a la luz como método de transporte. Las posibilidades que nos ofrece DWDM son enormes, pero no estamos hablando del típico protocolo de redes de datos, sino de una tecnología más física donde  todo lo que vaya encima de DWDM básicamente nos da exactamente igual.

Hoy además, es un capítulo un poco especial porque quiero empezar dando las gracias a todos los que estáis al otro lado del micrófono. Este podcast está como finalista en los premios de la Asociación Podcast de España, y estoy muy  contento básicamente porque no recuerdo haberlo comentado por aquí nada, así que muchos de vosotros os habéis enterado que eso existe, habéis ido a donde hubiera que ir y habéis votado por el podcast. Para mi eso es un premio enorme pues veo que todo el tiempo que le dedico a esto al final tiene su fruto y no es sólo satisfacción personal, sino que hay vida al otro lado del micro, algo que por otra parte ya se por el grupo de Telegram.

Así que muchísimas gracias, de verdad por esta buena sensación.

Bueno, no voy a seguir con esto, así que vamos al grano que hoy he venido aquí a hablaros de DWDM y no de podcasts, que seguro que os parece super interesante, peo no es el objetivo del día.

Cuando hablamos de DWDM estamos hablando principalmente de dos cosas, de luz y de fibra óptica, así que lo que tenemos que hacer es conocer ambos elementos, la luz y la fibra óptica, como veis, poco tiene que ver con otros temas ya tratados en el podcast.

Obviamente, además tendremos que conocer todos aquellos aspectos intrínsecos al DWDM.

Lo primero es saber qué es la luz, así en general. La luz es una onda electromagnética que puede viajar por el vacío a unos 300.000km/s, obviamente en el vacío, si esa transmisión se hace en un medio más denso la velocidad bajará. Esto es importante porque la velocidad de luz se trata como una constante y realmente no lo es, es dependiente del medio, es constante si hablamos de transmisión en el vacío.

Luego tenemos dos conceptos que son muy importantes también, la reflexión y la refracción. La refracción es el cambio de dirección al cambiar de medio si entra de forma oblicua, seguramente todos habéis hecho el experimento de meter un lápiz en un vaso de agua y ver como parece que el lápiz ya no es recto. El otro concepto es la reflexión, en el que la luz rebota al cambiar de medio, puede rebotar de forma especular (en el mismo angulo con el que incide) o difusa, en todos los ángulos (superficie rugosa).

El concepto de reflexión también pasa con el sonido y es extremadamente importante a la hora de grabar podcasts, con esto os quiero decir que son conceptos bastante genéricos.

En el caso de la reflexión tenemos una situación muy especial que se produce en el momento en el que el ángulo de incidencia es superior al angulo crítico, y la reflexión al cambiar de medio es total y la onda de luz no es capaz de entrar en el nuevo medio ya que la onda se refleja completamente.

Esto os lo cuento porque en fibra óptica nos interesa siempre que la luz vaya conducida dentro de la fibra ¿verdad?, es decir, nos interesa que la reflexión interna sea total.

En cuanto a la fibra óptica tenemos que conocer que tenemos dos tipos de fibras, las monomodo, que son aquellas en las que la luz va conducida por el centro, un centro muy fino y claro, al no haber reflexiones se llega a una distancia mayor.

Por otro lado tenemos las fibras multimodo, con un núcleo más ancho en las que las diferentes señales de luz van rebotando dentro del cable. Estas fibras pueden ser de indice escalonado donde el núcleo tiene una densidad y las ondas van rebotando con su índice de reflexión estándar y luego las que tienen el núcleo con índice gradual, el cual está formado por diferentes anillos con distintas densidades, lo cual hace que la luz se vaya curvando haciendo que la reflexión sea menor.

Con esto ya sabemos un poco de luz y de fibra, no somos grandes expertos, pero por lo menos sabemos lo básico del funcionamiento del cable y la luz.

Ahora vamos a ver qué es eso del DWDM, que por cierto viene del inglés Dense Wavelength Division Multiplexing, que significa multiplexado denso por división en longitudes de onda.

DWDM podríamos definirlo como una técnica de transmisión de señales ópticas sobre fibra óptica en la que utilizamos diferentes frecuencias, o portadoras ópticas de diferente longitud, en un solo cable.

A cada portadora o señal independiente la llamaremos color y gracias a la FDM (Multiplexación por División de Frecuencia) seremos capaces de descomponerla.

Ahora recordad ese típico prisma de cristal que ponemos a la luz solar y obtenemos un arcoiris. El funcionamiento es ese. Tenemos una luz compuesta, la blanca, que podemos descomponer en diferentes frecuencias, o colores, o lambdas, y tenemos un prisma en los dos extremos de la transmisión.

En DWDM al hablar de los emisores y detectores tenemos que tener en los dos extremos conversores que convertirán la señal eléctrica en óptica y al revés, estos dispositivos se llaman transceptores, en la parte de transmisión se utilizará o LED o láser, dependiendo de cada instalación y en la parte de recepción se tiene que funcionar al revés, es decir, tiene que llegar la luz y descomponerse. Esto se hace con unos detectores de luz llamados PIN (Positive Intrinsic Negative) o APD (Avalanche Photodiode). Los PIN funcionan al revés que los LED, sin embargo los APD son parecidos a los PIN, pero con una ganancia de potencia.

Una de las cosas más graciosas es saber cómo de hace la multiplexación y la demultiplexación de la luz en DWDM. Hay varias técnicas como la del prisma que antes os he contado, la de la difracción, el uso de filtros para quedarnos sólo con la señal que queremos, hay muchísimas formas de hacerlo y lo normal, aunque parezca triste, es que no tengáis ni idea de cómo lo hace vuestro equipo de DWDM, a no ser que busquéis ese dato concreto.

Pues os lo podéis encontrar de dos formas, la primera es el la que habéis contratado (o tirado) una fibra oscura y la ilumináis con un equipo de DWDM porque necesitáis muchas conexiones o necesitáis más ancho de banda del que podéis conseguir de una forma barata, que es con un 10G o un 40G ethernet, eso sería lo más barato.

La otra opción es que contratéis a un proveedor una fibra de un lado a otro, pero en vez de contratar una fibra oscura que vale muy caro, contratáis una lambda, que es mucho más barato, en ese caso el DWDM es del proveedor y a vosotros lo que os dan en la posibilidad de transmitir por ese enlace un 10G, un 40G o lo que sea.

Actualmente se pueden conseguir 40, 80 o 160 canales ópticos separados entre si 100 GHz, 50 GHz o 25 GHz respectivamente.

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