WDM es una tecnología que combina múltiples longitudes de onda en una fibra monomodo para incrementar la capacidad de ancho de banda en una red. Se puede clasificar como Coarse WDM o Dense WDM, la tecnología Coarse WDM es más barata, ya que la separación entre canales (espacio entre las longitudes de onda) es grande, pero tiene un potencial de escalabilidad limitado. Muchos operadores eligen la tecnología CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) en el acceso a redes metropolitanas y empresariales para una variedad de clientes, servicios y protocolos.

Tecnología CWDM
La parrilla de longitudes de onda CWDM red está dentro del rango de 1270 y 1610 nm. Un espacio nominal de la longitud de onda central no inferior a 20 nm es necesario para utilizar los láseres “uncooled” y filtros de ancho paso de banda.

Para ser compatible con las actuales tecnologías de filtrado, se espera una variación global de longitud de onda fuente de ± 6-7nm.
Hay dos factores principales para la variación de longitud de onda:
•    Las tolerancias de fabricación.
•    Los láseres “uncooled”.

Esto provoca un desvío de longitud de onda con la temperatura (dentro del rango de temperatura del láser).
Las fibras monomodo convencionales muestran una atenuación significativa en torno a 1400 nm debido al pico de absorción del agua. En consecuencia, el número de canales CWDM utilizados se reduce a 12 canales —tres en el rango entre 1310 y 1350 nm y nueve entre 1450 y 1610 nm. Las distancias típicas (sin amplificar) de transmisión están en un rango entre 40 y 80 km, debido a las limitaciones de potencia de las fuentes láser “uncooled” (aproximadamente 4 dBm máximo) utilizadas en los sistemas CWDM y el aumento de las pérdidas causadas por la introduccion a las redes de más dispositivos pasivos (aumento/reducción de multiplexores, multiplexores/demultiplexores, y módulos de compensación de dispersión), especialmente para tasas de datos de 10-Gbit/s.

A veces, es conveniente ampliar las distancias de transmisión más allá de este rango, o mejorar los presupuestos del sistema eléctrico. Los amplificadores ópticos EDFA, que se utilizan comúnmente en los sistemas de transmisión DWDM, son poco prácticos porque su limitado perfil de ganancia de ancho de banda restringe su uso a sólo una pequeña parte del espectro de CWDM, mientras que DWDM cubre sólo la banda C&L.

Sin el uso de amplificadores, la inversión necesaria para una red CWDM es mucho más baja, lo que convierte en ventaja el tener múltiples puntos de acceso. Esta capacidad de ofrecer múltiples puntos de acceso (red regenerada) pone a la red CWDM en una posición ideal para las redes regionales o metropolitanas, ya que cubren la flexibilidad de agregar y quitar tráfico de usuarios en múltiples ubicaciones. Una red regenerada elimina el requisito de OSNR (Optical Signal to Noise Ratio) y la complejidad que causa, ayudando así a reducir el costo debido a la planificación de la red y los requisitos de prueba.

Métodos de prueba sobre una red CWDM
Hay diferentes maneras para probar una red CWDM, normalmente son:

•    Medidor de potencia (PM) en combinación con un filtro.
Un medidor de potencia estándar medirá la luz (todas) total en el detector dentro del rango detectable de su sensor, aproximadamente 850 a 1650nm. Como un sistema CDWM se compone de muchas longitudes de onda, un sólo medidor de potencia no es capaz de ofrecer todos los detalles, pero cuando se combina con un filtro CWDM el usuario puede comprobar la potencia de cada canal. La combinación del medidor de potencia y el filtro es el más barato de los métodos descritos aquí.

El método no permite poner a prueba la longitud de onda de un canal por lo que es imposible evaluar la longitud de onda del canal actual o el desvío según los estándares.

•    OCA (Analizador de Canal Óptico).
Un analizador de canal óptico podría describirse mejor como muchos detectores de potencia óptica alojados en una sola unidad con componentes ópticos fijos enviando los diferentes canales CWDM a los detectores.

•    OSA (Analizador de espectro óptico).
El analizador de espectro óptico tradicional es un instrumento de prueba mucho más complicado y más específico que los anteriores. Un analizador de espectro óptico una capacidades de prueba completas de DWDM y CWDM y normalmente es una unidad especializada con un coste mucho más alto y, que contiene elementos móviles. El analizador de espectro óptico ofrecerá los resultados de prueba más precisos de una red CWDM, además de ser más personalizable. Esto también tiene la desventaja de ser una solución más complicado de usar y mas cara.
Cada método varía en la complejidad, el margen de error posible, y los costes.

Tecnología de fondo del Analizador de Canal Óptico
El analizador de canal óptico se basa en un monocromador, sin partes móviles. El principio del monocromador se basa en el hecho de que la luz se difracta en sus componentes espectrales (haces de luz) por una red. Una red de difracción es un espejo con ranuras en su superficie. Las direcciones de estos haces de luz depende de la distancia entre la red y la longitud de onda de la señal. Finalmente los haces serán recibidos por el detector de matriz.
El elemento de detección permite una medición y procesamiento casi en paralelo. A medida que el analizador de canal óptico está trabajando en la tecnología de potencia óptica, es posible diseñarlo sin partes móviles a un precio razonable en una unidad portátil de campo. Este concepto y diseño proporciona una prueba de red CWDM más rápida que cualquier analizador de espectro óptico y permite una sola conexión para medir la potencia y longitud de onda en los 18 canales de CWDM, y controlar su desvío en el tiempo.

El analizador de canal óptico y sus Aplicaciones
Efecto de la temperatura sobre CWDM
Para una evaluación de acceso a una red CWDM es esencial controlar los parámetros y valores de la capa física para los enlaces punto a punto o con estructura de anillo.

Como este tipo de láser va a través de filtros, que no son planos, un desvió de longitud de onda sería visto como una cuestión de potencia, no un problema de longitud de onda. Por lo tanto, es crucial para poder medir ambos, la potencia y longitud de onda, determinar o prevenir la causa de la problemática.

Como se mencionó anteriormente, el efecto de la temperatura en los láseres CDWM es observable debido a la ancha tolerancia de longitudes de onda y la posibilidad de utilizar láseres “uncooled” que varían con la temperatura. Además, la salida del láser CDWM se verá afectada por cualquier variación en la temperatura.
Los canales más afectados por el desvío de la longitud de onda son el canal 18 y el canal 1 por el desvió de salida de potencia. En otras palabras, podemos observar que los diferentes canales se ven afectados de manera diferente con el cambio de temperatura.

Este comportamiento puede ser fácilmente controlado y mostrado con el analizador de canal óptico, ya sea a través de todos los canales o de un canal individual, ver Figura 1 y Figura 2.

a)                                         b)

c)                                        d)

Figura 5. Indicadores de alarmas en las diferentes pantallas del analizador de canal óptico: a) Pantalla normal de gráficos; b) Pantalla normal de tabla; c) Pantalla de gráfico de desvío; d) Pantalla de desvío de canal 1.

Prueba de conformidad en la red de acuerdo a la Recomendación ITU-T G.695
La recomendación UIT-T G.695 proporciona los parámetros de capa física para interfaces CDWM mono y multicanal. El objetivo es permitir que varios sistemas CWDM compatibles de varios proveedores se puedan configurar en una estructura de punto a punto o anillo. Sólo los interfaces no amplificados  multicanal son considerados por esta recomendación.

Para facilitar la comprobación de la conformidad de la red CWDM con la Recomendación UIT-T G.695n, Anritsu ha desarrollado un instrumento de prueba específico para CWDM, llamado Network Master Optical Channel Analyzer (OCA). El analizador de canal óptico Network Master, es un equipo de campo modular diseñado para medir la potencia y longitud de onda en los 18 canales de CWDM, y para controlar su desvío en el tiempo. Viene en un formato portátil pequeño, ligero y resistente, este instrumento fácil de utilizar está muy bien adaptado para ayudar a los técnicos de campo en la instalación, mantenimiento y solución de problemas de redes de acceso CWDM.
Proporciona una visión global de todos los canales de CWDM presentados en un gráfico o una tabla en ventana, en la gran pantalla del equipo, que se complementa con direntes funciones de desvío para permitir una caracterización de los canales a largo plazo, el analizador de canal óptico Network Master permite la medición rápida y fiable de los parámetros de la red CWDM en todos los ambientes. La interfaz del software ha sido cuidadosamente desarrollada para facilitar la cualificación de los enlaces CWDM, y casi no necesita preparacion para caracterizar una red CWDM.
Los umbrales de alarma para todas las configuraciones definidas en la Recomendación UIT-T G.695 se almacenan en el equipo facilitando el tipo de pruebas PASA/FALLA. La Figura 3 muestra la interfaz del menú [Ajustes/Alarmas], para activar los umbrales de alarma apropiados en el punto de medida de referencia de la red CWDM..

El código de aplicación de la red en pruebas puede ser seleccionado en el menú [Ajustes/Alarmas] del analizador de canal óptico.

Todos los ajustes de las alarmas para el conjunto de códigos de aplicación del UIT-T G.695 c se pueden ver en el menú [Ajustes/Alarmas] del analizador de canal óptico, seleccionando el botón “Power Alarms” o “Wavelength Alarms”. Los valores máximo y mínimo tolerados se muestran en formato de tabla, como se puede ver en la figura 4. Se puede optar por cambiar estos límites de alarma, para ser más o menos restrictivos que el estándar ITU-T. Esto se puede hacer directamente en las tablas mostradas en la Figura 4.

Basados en este menú de alarmas, se puede optar por comparar el rendimiento de la red CWDM con los valores objetivo definidos en las Recomendaciones UIT-T, o definir sus propios criterios, en función de su arquitectura y su objetivo.
Los indicadores de color rojo se mostrarán entonces en cada gráfica y cada tabla, de acuerdo con los valores límite de potencia y longitud de onda recomendados por la UIT-T G.695, como podemos ver en la Figura 5.

Anteriormente, se simuló un canal fuera de los valores objetivo, de acuerdo al código de aplicación B-1D2-C8S1, en el inicio de la prueba, con un exceso de potencia de 7 dBm en una longitud de onda central de 1544,0 nm, fuera de la banda permitida para el canal 1551nm CWDM. Los valores detectados de potencia del canal  y longitud de onda tanto aparecen en color rojo tanto en la pantalla gráfica como en la tabla del analizador de canal óptico. También se muestran en estado de alarma en el comienzo de la prueba de desvío, y podemos ver en las pantallas de desvío del analizador, que el canal se va fuera de las zonas de alarma después de un período, debido, por ejemplo, a los cambios ambientales. Con estas intuitivas pantallas, el analizador OCA puede dar una imagen completa de una red CWDM, tanto de forma instantánea como en función del tiempo, para facilitar la puesta en marcha y la solución de problemas de del enlace.

Conclusión
Como las redes CWDM son cada vez son más comunes, los datos que transportan no sólo son más importantes, sino también mucho más críticos. Los estándares están diseñados para permitir la flexibilidad en los componentes críticos de la red, que permiten a los elementos de la red ser más rentables, que es lo que se requiere en las redes metropolitanas y regionales. Las pruebas en estas redes han sido históricamente evitadas por su coste y complicadas usando la tecnología del analizador de espectro óptico, por lo que muchos han adoptado la metodología de prueba del medidor de potencia más el filtro. Anritsu ha introducido la herramienta adecuada para la instalación y mantenimiento de redes CWDM, haciéndolo mucho más barato que con el analizador de espectro óptico y eliminando las complejidades heredadas en el método de filtro de medidor de potencia.

MT9090A Network Master
El nuevo Analizador de canal Óptico MT9090A de Anritsu (figura 6) finalmente responde a esta necesidad, proporcionando todas las características y el rendimiento necesarios para la instalación y mantenimiento de redes de CWDM en un conjunto de pruebas modular y compacto. Éste ofrece un incomparable valor y facilidad de uso, sin comprometer el rendimiento. El MT9090A proporciona una visión general de los niveles de potencia y longitud de onda de los 18 canales CWDM, a simple vista, con una fácil comparación de los indicadores de PASA/FALLA. También permite la  caracterización a largo plazo con varias funciones de desviación.

El MT9090A con el módulo MU909020A es una herramienta esencial para las redes CWDM. Su facilidad de uso, precio bajo, velocidad de medición, robustez y tamaño lo convierten en el producto perfecto para las pruebas de campo CWDM.

Características principales:
•    Herramienta específica para la instalación, puesta en marcha y resolución de problemas de redes CWDM.
•    Vista rápida y precisa de todos los canales CWDM y desviación en el tiempo del canal.
•    Totalmente compatible con los estándares UIT-T G.695 y G.694.2.
•    Valores límite pre-almacenados o definidos por el usuario para pruebas PASA/FALLA.
•    Operación de medida de potencia con medida total de potencia incidente.
•    Tiempos cortos de arranque y calentamiento, y larga duración de la batería, para la caracterización rápida en campo de las redes CWDM.
•    Alta resolución, pantalla ancha de color de fácil lectura en interiores o exteriores.
•    Construcción robusta y sellada que proporciona años de servicio en los entornos más difíciles.
•    La plataforma modular asegura el máximo rendimiento de la inversión.
•    Diseño compacto y ligero para una portabilidad máxima en el campo.
•    Alto rendimiento a un coste bajo.

Autor: Juergen Rummelsberger (Anritsu)

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