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El concepto de super-channel, o super-canal está asociado a velocidades superiores a los 100 Gbps. ¿Por qué se necesitan velocidades tan elevadas? Porque el tráfico en Internet crece, y crece y parezca que no tenga límite. Cada vez son más los usuarios y cada vez son más los contenidos. Además cada vez son más las diferentes formas y lugares desde los que podemos acceder a Internet. La explosión del video, en concreto los formatos de alta definición y los smartphones, tablets y demás dispositivos con sus posibilidades infinitas hace que las necesidades de ancho de banda sean inconmesurables. Ni hablemos de cuando lo que se conoce como Internet de las Cosas y todo lo que se engloba bajo el concepto de La Nube sean una realidad palpable.

Esta explosión es una oportunidad clara para los proveedores de servicio, los que mejor sepan captar las experiencias de los usuarios en este entorno dinámico in extremis, serán los que capturen más mercado. Claro, estos proveedores de servicio tienen que estar preparados para que sus redes escalen de manera dramática, y por supuesto minimizando los costes capitales y operacionales, de manera que el precio del Gbps sera el mínimo posible.

El punto de partida para esta revolución se encuentra en las redes de transporte, pilares de las comunicaciones de larga distancia.

Para emprender este camino, los mecanismos de transmisión óptica DWDM deben también adaptarse a las nuevas necesidades. El concepto de supercanal es una nueva aproximación a las promesas de capacidad que el DWDM puede ofrecer ante el incremento creciento del tráfico.

¿Qué es un Supercanal?

DWDM  es una tecnoogía que permite que en una sola fibra óptica viajen en paralelo varias portadoras ópticas, de manera que el uso de dicha fibra es mucho más eficiente, ya que en lugar de un único canal de información, se transmitirán muchos más (cada portadora óptica es un canal).

Se trata de una tecnología ampliamente desplegada y que ahora se encuentra en el entorno de los 100 Gbps por cada portadora óptica. Pero con las espectativas en cierne de crecimiento exacerbado, puede que esta capacidad no sea capaz de asumirlas. Hay que incrementar el ancho de banda sin incrementar la complejidad operacional.

En respuesta a la pregunta, ¿qué vienen despues de los 100 Gbps?, aparece el supercanal como la mejor posicionada. El supercanal es una evolución del DWDM en la que varias portadoras ópticas se combinan para crear una señal de línea compuesta de la capacidad deseada, y que se provisiona de una sola vez. Por supuesto, para el cliente, el uso de supercanales es algo transparente.

Implementando Super-Canales

A día de hoy no se disponen de estándares para implementar super-canales. Además, aspectos tales como el número de portadoras, las velocidades de las mismas, incluso si deben ser portadoras contiguas o no, y el nivel de integración de componentes, son temas que están totalmente abiertos.

Existen dos opciones de implementación obvias para desarrollar transpondedores de una única portadora que funcionen a velocidades por encima de los 100 Gbps. Una es transmitir más símbolos de modulación por segundo y la otra es codificar más bits por símbolo de modulación. Incluso una combinación de ambos.

Incrementar el número de bits por símbolo implica incrementar la eficiencia espectral, y eso no siempre es fácil ni puede pagarse el precio que puede costar.

La tecnología de los super-canales añade una tercera opción, la posibilidad de manejar múltiples portadoras como si fuera una sola.

La importancia de la integración fotónica

Los super-canales permiten una capacidad de 1 Tbps DWDM provisionada de una sola vez sin penalizaciones en la eficiencia espectral y con el mismo alcance óptico que el de los transpondedores de 100 Gbps coherentes actuales.

Es evidente que un super-canal de 10 portadoras necesita establecer 10 componentes ópticos en una tarjeta de línea. Implementando este tipo de interfaz usando componentes ópticos discretos podría ser totalmente inviable.

 Usando PIC, Circuitos Fotónicos Integrados, uno en transmisión y otro en recepción, las 10 portadoras podrían implementarse en una única tarjeta de línea compacta, consumiendo menos potencia que 10 transpondedores discretos.

Los PIC aportarían a la ingeniería de los super-canales lo que la integración electrónica aportó en su momento a las CPU multi-core. Los PIC eliminarían las limitaciones de la complejidad de los componentes ópticos y permitiría que la ingeniería correcta fuera aplicada. Si quieres saber algo más sobre los PIC pincha aquí

Flexibilidad es la clave para el éxito de los super-canales

Los supercanales deben ser extremadamente flexibles en una serie de parámetros:

  • ¿Qué tipo de modulación debería usar?
  • ¿Cual es la mejor manera de optimizar la eficiencia espectral y el alcance
  • ¿Qué espaciado deben tener las portadoras?
  • ¿Cual debería ser la anchura total de un super-canal?

Un super-canal ideal  debería permitir seleccionar todos estos parámetros mediante software. De manera que el operador pudiera escoger, en el momento de la provisión, la combinación óptima de parámetros para cada circuito.

El concepto de rejilla flexible, parece que es una opción que no se podrá descartar para obtener velocidades en torno a 1 Tbps de manera eficiente, y eso implica que será imprescindible que el espaciado y la anchura de los canales sea dinámico y configurable por SW. El horizonte temporal de disponibilidad no va más allá de los 4 años.

Puedes encontrar un interesante Whitepaper con mucha más documentación en Super-Channels DWDM Transmission Beyond 100 Gbps

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Empecemos por el principio, o casi. Una fibra óptica puede llevar una única señal ocupando todo el espectro de frecuencias. Esto se llama interfaces Blanco/Negro o grises. Normalmente, en los sistemas de transmisión se utiliza una tecnología que se denomina WDM, Multiplexación por divisón en longitud de onda. Esta tecnología lo que hace es dividi el espectro en una serie de canales ópticos, equivalentes y equiespaciados, y se llaman interfaces coloreados. Para que nos entendamos, lo que sucede en los sistemas WDM es como lo que sucede un día lluvioso en el que sale el sol. La luz blanca del sol, que aunque lo veamos amarillo, su luz es blanca, al atravesar las gotas de lluvia se difractan obteniendo los siete colores del arcoiris. Cada canal óptico  de un sistema WDM sería un color. Pero todos los colores ocupan el mismo espacio, por decirlo de alguna manera. En los sistemas WDM, dependiendo de la rejilla que se utilice caben mas o menos colores. Actualmente se pueden conseguir 40, 80 o 160 canales ópticos separados entre si 100 GHz, 50 GHz o 25 GHz respectivamente. Los sistemas que se usan normalmente son de 100 GHz y de 50 GHz, es decir que en una fibra pueden ir 40 u 80 longitudes de onda, canales ópticos o colores.

La velocidad de 100 Gbps cabe en un canal de 50 GHz, pero para velocidades superiores a los 100Gbps este canal se queda pequeño, en cambio el canal de 100 GHz se queda grande. ¿Cual es la solución? Pues lo que parece que va a cuajar  es lo que se está denominando Gridless, aunque de manera incorrecta, y también Rejilla Flexible, mucho mas acertado. Consiste básicamente en que el espectro se trocea en pedazos de un tamaño determinado. Ese tamaño tiene toda la pinta que va a ser 12.5 GHz. Cada canal, dependiendo de la velocidad que lleve y de la distancia que se deba alcanzar podrá utilizar una modulación u otra, y podrá utilizar tantas rodajas del espectro como sea necesario. Señales de 100 Gbps podrán utilizar 4 rodajas y señales de 400 Gbps 6 rodajas, señales de 10 Gbps podrían ocupar 1 o 2 rodajas. Es decir, seríamos mucho mas eficientes a la hora de asignar el espectro según las necesidades de cada operador. Se podría meter mas información por la misma fibra, y eso siempre mola…