ROADM en las Redes de Nueva Generación

Publicado: 24 agosto, 2011 en Tecnología
Etiquetas:, , ,

El término de ROADM, Multiplexor Óptico Reconfigurable de Extracción e Inserción puede tener diferentes significados dependiendo del contexto. Puede hacer referencia a un módulo óptico que se integra en un circuito, o puede ser un pequeño subsistema que se integra en un bastidor, con una interfaz de usuario básica para configurar y supervisar el dispositivo. En otros casos, un ROADM puede hacer referencia a una plataforma de red completa que incluye tanto el hardware como el software y que ocupan un bastidor al completo.

Independientemente del contexto, un ROADM, grande o pequeño, es un subsistema que permite una configuración dinámica de cómo se extraen, se insertan o se dejan pasar las longitudes de onda que componen la luz que se transmite por la fibra óptica.  Cada longitud de onda llevará una información diferente, siendo canales de información lógicos que se transportan simultáneamente por el mismo portador físico, una fibra óptica.

Las primeras generaciones de ROADM se fabricaron usando bloqueadores de longitud de onda o tecnología PLC (Planer Lightwave Circuit). Las nuevas generaciones de ROADM utilizan módulos WSS (Wavelength Selective Switch), es decir, un conmutador selectivo de longitudes de onda. Mediante avances significativos en cuanto a la integración de funcionalidades, los ROADM se pueden instalar a día de hoy ocupando realmente poco espacio, y con los consiguientes ahorros de costes y de energía. Pero aún estos aspectos se pueden seguir mejorando.

El WSS es realmente el corazón de los nuevos ROADM. Actualmente, se implementan con elementos de cristal líquido sobre Silicio (LCoS) o bien como microsistemas electromecánicos de espejos (MEMS), que dirigen o atenúan cada longitud de onda. Los MEMS aportan velocidades de conmutación realmente elevadas, del orden de los milisegundos, pero generan elevadas pérdidas de inserción. LCoS proporciona gran estabilidad pero aumenta los tiempos de conmutación, especialmente a bajas temperaturas.

 La función principal de un WSS es conmutar de manera independiente cada una de las M longitudes de onda entre un puerto común y uno de los N puertos de conmutacion, controlando la atenuación para cada una de ellas. Los WSS más comunes son aquellos con N=2,4,5,8 o 9 puertos de conmutación, aunque se pueden empezar a encontrar WSS con hasta 23 puertos de conmutación. La mayoría de los WSS actuales actúan sobre la rejilla ITU de 100 GHz o 50 GHz, en la banda C o L. En la figura se muestra un WSS de 1×4

Algunos WSS tienen integrados los aisladores y filtros de paso en una sola dirección, en otros casos los dispositivos son bidireccionales, con lo que los puertos de entrada y salida dependerán de la aplicación en concreto.

Con algunos WSS es posible dividir la intensidad de una longitud de onda dada y enroutarla hacia mas de un puerto de conmutación simultáneamente. Pero dividir la luz en el WSS para conseguir un multicast óptico complica el sistema que gestiona la potencia. Teniendo en cuenta que en la mayoría de las arquitecturas en las que se puede incluir los WSS disponen de manera inherente de un multicast óptico, el realizarlo dentro del propio WSS aporta poco valor.

Los WSS pueden tener sus puertos de acceso coloreados o no coloreados. Un puerto coloreado implica que el puerto de acceso físico (de extracción o inserción) se asignan a una longitud de onda específica, es decir, cada puerto de acceso deja pasar sólo un color. Esto significa que una vez que se ha establecido la conexión física de la fibra entre un transceptor y un puerto de acceso de un ROADM, la longitud de onda asignada al transceptor no se puede modificar de manera dinámica o remota.

Los puertos no coloreados dejan pasar cualquier longitud de onda, permitiendo el enrutado de dichas longitudes de onda a un transceptor que puede ser modificado dinámica y remotamente. Para puertos de inserción, esto significa que los transmisores deben ser completamente sintonizables. Los ROADM con puertos no coloreados se llaman ROADM no coloreados, o colorless. Pero existen muchas arquitecturas mediante las que podemos conseguir ROADM no coloreados, a base de reemplazar demultiplexores por 1:N WSS, o conectando un divisor pasivo a un conjunto de filtros sintonizables, y el multiplexor reemplazado con un combinador pasivo que se conecte a un transmisor sintonizable. Cada una de estas arquitecturas tienen sus ventajas e inconvenientes y debe ser el operador que despliega los ROADM el que analice cual es la arquitectura que optimiza sus funcionalidades. Uno de los aspectos que varía de una a otra son las pérdidas de inserción, que afectan al presupuesto óptico total y por lo tanto a los alcances de la señal.

Otro aspecto a tener en cuenta son los grados del ROADM. Un ROADM de dos grados posee dos direcciones, Este y Oeste, y se usan normalmente en topologías de anillo. Los ROADM que poseen más de dos grados se denominan de manera genérica multigrado y son ideales para topologías de malla. Actualmente se manejan cifras de 9+1 y subiendo. De manera general, un ROADM de grado N puede implementarse usando N Nx1 WSS con cada WSS sirviendo a un grado dado, mientras que adicionalmente se pueden usar WSS para las funciones de puertos de acceso no coloreados.

Los puertos de los WSS también pueden ser sin dirección, es decir, se puede acceder a todos los puertos de salida desde el puerto de entrada sin que haya ningún tipo de bloqueo. Si no disponen de esta funcionalidad, una longitud de onda concreta sólo podría conmutarse hacia un único puerto de salida.

Los ROADM también pueden tener puertos sin contención, es decir, se permite que varias señales de entrada estén sintonizadas a la misma longitud de onda siempre que salgan por diferentes puertos.

Cuando un ROADM dispone de puertos no coloreados, sin dirección y sin contención se denominan CDC ROADM (Contentionless, Directionless, Colorless)

Conseguir ROADM no coloreados, sin dirección y sin contención requiere múltiples WSS, multiplexores, demultiplexores, divisores y conmutadores ópticos. El coste y tamaño de estas soluciones puede hacerlas prohibitivas para la mayoría de las redes. Lo que realmente se necesita es una nueva clase de WSS que nos permitiera que cualquier longitud de onda o combinación de ellas pudieran ser conmutadas entre cualquier puerto de entrada y cualquier puerto de salida, sin ningún tipo de restricciones ni limitaciones en la reutilización de longitudes de onda. Para realizar un CDC ROADM, cada puerto debería asumir el papel de puerto de acceso (extracción o inserción) o puerto de enlace(entrada o salida)

Una interesante consideración para adoptar CDC ROADM es que las redes están evolucionando hacia la conmutación de paquetes, por lo que el modelo de transporte tiene que adaptarse a este nuevo paradigma, donde las tecnologías de paquetes orientadas a conexión, como MPLS-TP o PBB-TE se usan para aplicar ingeniería de tráfico. De esta manera se aprovecha totalmente la ventaja de la agregación de paquetes y la multiplexación estadística, lo cual puede reducir significativamente el número de longitudes de onda que se necesitan para cubrir las demandas de tráfico.

CDC ROADM permite la reconfiguración automática de los circuitos ópticos. Sin embargo, cuando se configura un circuito óptico, se añade un nuevo servicio o se hablita una nueva ruta como parte de una red de restauración o balanceo de carga, puede que el nuevo circuito no sea viable desde el punto del presupuesto óptico y necesite una regeneración. Desde luego siempre es deseable escoger un camino que no necesitara de dicha regeneración, pero no siempre es viable por las limitaciones de OSNR, dispersiones residuales, efectos de polarización, etc. En estos casos, el CDC ROADM es óptimo

El último gran avance en los WSS son los dispositivos con ancho de banda flexible. En  Gridless. La revolución óptica puedes ver mas detalles. Este tipo de WSS permitiría velocidades por encima de los 100 Gbps.

Por lo tanto, los ROADM ideales para las Redes de Nueva Generación serían los CDC Gridless ROADM, sin color, sin dirección, sin contención y sin rejilla. Para bajar a la realidad e implementar la solución óptima, el operador de la red tendrá que realizar su análisis pertinente, porque no en todas las redes se necesitarán todas las funcionalidades, y lo que es más importante, no todas las funcionalidades se necesitarán al mismo tiempo

 

 

Anuncios
comentarios
  1. joe dice:

    Hola!!!. Quería decirte que comparado a los artículos filosóficos, y aunque yo no tenga formación técnica sobre telecomunicaciones, estos se me aparecen como caminos anchos. Los otros, los que se prestan al estudio o al simple razonamiento, son madejas en las que a poco que desenredes te encuentras con tu propia vida. Me encanta el contraste entre ambos lenguajes. Dale caña.

  2. Gracias joe, hoy estás que lo tiras!!!!

  3. Fabricio dice:

    Excelente 10! muchas gracias.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s