Aplicación de los divisores ópticos en las redes ópticas modernas

Las redes ópticas han revolucionado las telecomunicaciones, proporcionando una transmisión de datos fiable y de alta velocidad a largas distancias con pérdidas mínimas. En estas redes, los divisores desempeñan un papel crucial en la dirección y gestión de las señales luminosas. Los divisores son dispositivos ópticos pasivos que dividen o combinan señales ópticas, y los hay de varios tipos: divisores de potencia, divisores desiguales y divisores de multiplexación por división de longitud de onda (WDM). Cada tipo sirve para aplicaciones específicas y permite un uso eficiente de la infraestructura óptica. Exploremos las funciones, aplicaciones y ventajas de los divisores de potencia, los divisores asimétricos y los divisores WDM en redes ópticas.

 

Divisores de potencia (también llamados "divisores ópticos") son dispositivos que dividen una señal óptica en varias señales de salida de igual intensidad. Las relaciones de división suelen ser uniformes, como 1:2, 1:4, 1:8 y hasta 1:32. Existen otras relaciones de división, pero suelen ser más caras y tienen aplicaciones limitadas. Existen otras relaciones de división, pero suelen tener un coste más elevado, ya que sus aplicaciones son limitadas. La potencia de la señal de entrada se distribuye uniformemente entre cada salida, razón por la cual los divisores de potencia se utilizan habitualmente en redes ópticas pasivas (PON) y aplicaciones de fibra hasta el hogar (FTTH) en las que una única fibra óptica procedente de una oficina central se divide en varias ramas, cada una de las cuales conduce a distintos abonados. Los divisores de potencia permiten esta ramificación al tiempo que garantizan que cada abonado reciba la misma calidad de señal. En los despliegues FTTH, los divisores de potencia pueden gestionar hasta 32 o incluso 64 salidas desde una única entrada, lo que reduce significativamente la cantidad de infraestructura necesaria para suministrar banda ancha a múltiples hogares o empresas. Son bidireccionales, lo que significa que pueden dividir señales que viajan en ambas direcciones. Sin embargo, la contrapartida es la intensidad de la señal; cada división conlleva una cierta pérdida de señal, que debe tenerse en cuenta en el diseño de la red.

Divisores desigualesLos divisores ópticos, a veces también denominados divisores de tomas o divisores no equilibrados, distribuyen una señal óptica en varias salidas con distintos niveles de potencia. Los divisores se etiquetan con su relación de potencia, como 90/10 o 70/30. Este tipo de divisor suele ser útil en redes en las que determinados destinos de salida requieren una señal más potente que otros, como en redes híbridas de fibra coaxial (HFC) o en ubicaciones con fibra limitada.

La salida óptica de menor potencia se intercepta en un punto más cercano a la fuente, mientras que la señal de mayor potencia se propaga a un punto más alejado. Suelen instalarse varios divisores desiguales en serie para una gestión eficaz de la potencia en segmentos de red grandes o espaciados de forma variable.

Otra aplicación habitual es la monitorización de redes. Los divisores desiguales permiten derivar una pequeña parte de la señal y enviarla al equipo de monitorización sin afectar significativamente a la integridad de la señal principal. Esta aplicación es muy útil en los centros de operaciones de red (NOC), donde se requiere una monitorización continua para evaluar el rendimiento de la red.

Divisores de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) son divisores especializados que se utilizan para separar o combinar señales ópticas en función de su longitud de onda. A diferencia de los divisores de potencia y desiguales, los divisores WDM funcionan multiplexando o demultiplexando señales a diferentes longitudes de onda, lo que permite que varios canales de datos compartan un único cable de fibra óptica sin interferencias.

Los divisores WDM son esenciales en las comunicaciones de fibra óptica de largo recorrido, redes metropolitanas y centros de datos, donde es necesario un gran ancho de banda. En estas aplicaciones, los divisores WDM separan o combinan señales en diferentes longitudes de onda, lo que permite que una sola fibra óptica transporte varias señales simultáneamente. Esto aumenta drásticamente la capacidad de las fibras ópticas, lo que convierte a WDM en una tecnología fundamental para entornos de red de alta demanda.

Existen dos tipos de WDM utilizados habitualmente en las redes:

• CWDM (WDM gruesa): La tecnología CWDM admite menos canales (normalmente de 4 a 18), pero es más rentable e ideal para aplicaciones de corta distancia, como las redes metropolitanas.
• DWDM (WDM denso): La tecnología DWDM admite un mayor número de canales (hasta 80 o más), lo que la hace adecuada para redes de larga distancia y gran capacidad. La DWDM exige un control más estricto de la separación entre canales, lo que aumenta los costes pero permite un mayor caudal de datos.

Los divisores WDM admiten la transmisión bidireccional en la misma fibra, lo que aumenta la eficiencia del uso de la fibra. Son ideales para el crecimiento escalable de la red, ya que pueden añadirse longitudes de onda adicionales según sea necesario sin necesidad de tender nueva fibra. Los divisores WDM se identifican como una solución potencial para utilizar las redes PON como soporte del sistema fronthaul 5G con el divisor desplegado en el lado de la unidad de antena activa (AAU). Sin embargo, requieren una gestión cuidadosa de la longitud de onda y equipos precisos para evitar interferencias entre canales.

Conclusión

El uso de divisores de potencia, divisores desiguales y divisores WDM permite una mayor flexibilidad y eficacia en la gestión de redes ópticas. Cada tipo de divisor cumple funciones específicas que atienden a las demandas de las telecomunicaciones modernas, desde el simple acceso residencial de banda ancha hasta las sofisticadas infraestructuras de centros de datos.

A medida que las redes ópticas siguen evolucionando y creciendo, la comprensión de las aplicaciones de estos divisores permite a los ingenieros de redes maximizar el rendimiento, minimizar los costes y soportar la transmisión de datos a alta velocidad en distintos entornos de red. Con una planificación y aplicación cuidadosas, los divisores seguirán siendo un componente fundamental para optimizar la capacidad y fiabilidad de las comunicaciones ópticas en los próximos años.