Matrices de Conmutación Óptica OXC

Los OADM son elementos de red útil para manejar topologías de red simples, como la topología lineal mostrada en la figura 4.19 o topologías de anillo, y un número relativamente modesto de longitudes de onda. Se necesita un elemento de red adicional para manejar topologías más complejas y grandes cantidades de longitudes de onda, particularmente en ubicaciones de concentradores que manejan una gran cantidad de tráfico. Este elemento es la matriz de conmutación óptica (OXC). Veremos que, aunque se usa el término óptico, un OXC podría usar internamente un tejido óptico puro o un interruptor eléctrico. Un OXC también es el elemento de red clave que permite redes ópticas reconfigurables, donde las vías de luz se pueden configurar y eliminar según sea necesario, sin tener que ser aprovisionado estáticamente.

Considere un centro de oficinas centrales de grandes transportistas. Esta podría ser una oficina en una gran ciudad para proveedores de servicios locales o un nodo grande en una red de proveedores de servicios de larga distancia. Tal oficina podría terminar varios enlaces de fibra, cada uno con una gran cantidad de longitudes de onda. Varias de estas longitudes de onda podrían no necesitar ser terminadas en esa ubicación, sino que pasó a otro nodo. El OXC que se muestra en la Figura 4.23 realiza esta función. Los OXC funcionan junto con los elementos de red SONET / SDH, así como los enrutadores IP y los terminales WDM y los multiplexores de adición / extracción, como se muestra en la Figura 4.23.

Figura 4.23 Uso del OXC en la red. El OXC se ubica entre el equipo del cliente de la capa óptica y los OLT de la capa óptica.

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Por lo general, algunos puertos OXC están conectados a equipos WDM y otros puertos OXC a dispositivos de terminación, tales como SONET / SDH ADM, enrutadores IP o conmutadores ATM. Por lo tanto, el OXC proporciona un costo eficiente para el tráfico expreso que no termina en el centro, así como también recolecta el tráfico de los equipos conectados a la red.

Un OXC proporciona varias funciones clave en una red grande:

 Provisión de servicios. Un OXC se puede utilizar para aprovisionar lightpaths en una red grande de forma automatizada, sin tener que recurrir a la realización de conexiones manuales del panel de conexiones. Esta capacidad se vuelve importante cuando manejamos grandes cantidades de longitudes de onda en un nodo o con una gran cantidad de nodos en la red. También se vuelve importante cuando los caminos de luz en la red necesitan ser reconfigurados para responder a los cambios de tráfico. La operación manual de enviar a una persona a cada o fi cina para implementar una conexión de panel de parche es costosa y propensa a errores. Los OXC configurables a distancia se encargan de esta función.

 Protección. Proteger las trayectorias de la luz contra los cortes de fibra y las fallas de los equipos en la red está emergiendo como una de las funciones más importantes que se esperan de una conexión cruzada. La Matriz de conmutación óptica es un elemento de red inteligente que puede detectar fallas en la red y redirigir rápidamente trayectorias de luz alrededor de la falla. Las conexiones cruzadas permiten desplegar redes de malla verdaderas. Estas redes pueden proporcionar un uso particularmente eficiente del ancho de banda de la red, en comparación con los anillos SONET/SDH.

 Transparencia de tasa de bits. La capacidad de cambiar señales con tasas de bit arbitrarias y formatos de trama es un atributo deseable de OXC.

 Monitoreo de rendimiento, acceso de prueba y localización de fallas. Los OXC proporcionan visibilidad a los parámetros de rendimiento de una señal en los nodos intermedios. Por lo general, permiten que el equipo de prueba se conecte a un puerto de prueba dedicado donde las señales que pasan a través del OXC se pueden monitorear de una manera no intrusiva. El acceso de prueba no intrusivo requiere el puente de la señal de entrada. En el puente, la señal de entrada se divide en dos partes. Una parte se envía al núcleo y la otra parte está disponible en el puerto de acceso de prueba. Los OXC también brindan capacidades de bucle invertido. Esto permite que una vía de luz se bucle en los nodos intermedios con fines de diagnóstico.

 Conversión de longitud de onda Además de cambiar una señal de un puerto a otro, los OXC también pueden incorporar capacidades de conversión de longitud de onda.

CA P Í T U L O 4 . DE S A R R O L L O D E L O S O B J E T I V O S

 Multiplexación y arreglo personal. Los OXC típicamente manejan las señales de entrada y salida a velocidades de línea ópticas. Sin embargo, pueden incorporar capacidades de multiplexación y preparación para cambiar el tráfico internamente en granularidades mucho más pequeñas, como STS-1 (51 Mb / s). Hay que tener en cuenta que esta multiplexación por división de tiempo tiene que hacerse en el dominio eléctrico y realmente es multiplexación SONET / SDH, pero incorporada en el OXC, en lugar de en un cuadro SONET / SDH separado.

Un OXC se puede dividir funcionalmente en un núcleo de conmutador y un complejo de puerto. El núcleo del interruptor alberga el interruptor que realiza la función de conexión cruzada real. El complejo portuario alberga tarjetas de puerto que se utilizan como interfaces para comunicarse con otros equipos. Las interfaces de puerto pueden o no incluir convertidores ópticos a eléctricos (O / E) u ópticos a eléctricos a ópticos (O / E / O).

4.3 Efectos de degradación de la señal en un Sistema WDM

Para entender el análisis que se va a desarrollar, partiremos por el esquema básico de WDM y su funcionamiento (ver figura 4.24). Analizando y evaluando las diferentes pérdidas y problemas que se presentan en los componentes a altas tasas de transferencia, desde los láseres (transmisores) hasta los foto-receptores respecto a la información contenida en el haz de luz. Asimismo, estudiar las pérdidas presentes en la fibra monomodo. Incluyendo los efectos lineales y no lineales, como también los tipos de modulación que más convienen para transmisiones a velocidades superiores a 10 Gbps, más exactamente 40 Gbps que mitiguen los efectos en WDM al máximo.

4.3.1 ¿Cómo funciona WDM?

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El transmisor acepta la entrada en la forma de un láser estándar. Así la longitud de onda de cada señal de entrada es mapeada en una longitud de onda WDM (λi). Posteriormente, se combinan las

distintas señales por medio de un multiplexor que condensa todas las señales en una sola señal óptica distribuyéndola a través de la fibra. Por causa de las grandes distancias, se presentan degradaciones en la señal como pérdida de la potencia, por lo que es necesario el uso de amplificadores ópticos. En el transcurso de la transmisión hasta el receptor, efectos provenientes de las imperfecciones de la fibra. Pueden mitigarse por medio del control en el espaciado de canales, tolerancia en la longitud de onda y los niveles de potencia. Donde, cada λ debe ser espaciada de las demás cierta frecuencia, con el objetivo de evitar la interferencia intercanal. Los multiplexores anexionan una funcionalidad, permitiéndoles actuar como un filtro pasa bandas óptico para cada canal, evitando la diafonía (crosstalk) presente en sistemas WDM con canales vecinos, al limitar el ancho espectral de un formato de modulación. Después de la transmisión por los diferentes tramos de fibra óptica y amplificadores ópticos, los canales se disocian por medio de los demultiplexores ópticos (ROADM), para que cada receptor detecte el canal que le corresponde, cada longitud de onda es recibida por un fotodetector, y de igual manera que se mapeo en la entrada, la señal se mapea de acuerdo a lo requerido por el sistema. Análogamente, los demultiplexores actúan como filtros pasa banda ópticos al suprimir las interferencias correspondientes (generados por amplificadores ópticos y canales vecinos) [65] [67] [68].

En adición, Cada portadora óptica forma un canal (óptico) que podrá ser tratado independientemente del resto de canales que comparten el medio y que engloban gran variedad de tráfico. En otras palabras, para llevar a cabo la comunicación entre transmisor y receptor por medio de fibra óptica, son necesarios los siguientes elementos: moduladores, codificadores, amplificadores, regeneradores, demultiplexores, multiplexores y foto receptores. Más aún, la versatilidad de WDM para enviar información síncrona, asíncrona, analógica y digital, le han dado un soporte para el manejo de grandes redes que requieren un empalme, en cuanto a la compatibilidad con tecnologías (SONET) [65] [68].