CWDM frente a DWDM: 4 diferencias cruciales que debe conocer

Introducción al multiplexado por división de longitud de onda (WDM)

El CWDM, o multiplexación por división de longitud de onda gruesa, es un tipo de multiplexación que suele ser necesaria para la transmisión óptica a corta distancia. Otra opción disponible es el DWDM (multiplexación densa por división de longitud de onda) — es otro tipo de tecnología que utiliza diferentes longitudes de onda de luz para combinar varios flujos de información en una sola fibra óptica y permite la transmisión de información a distancias mucho mayores.

Antes de entender realmente qué es el WDM, empecemos por explicar qué son las longitudes de onda.

Comprender las longitudes de onda

Para comprender las longitudes de onda, veamos primero la tecnología que se utiliza: se llama fibra óptica. En esta tecnología, el portador de la señal es la luz o, para ser más precisos, la radiación electromagnética.

La longitud de onda es necesaria para medir la distancia entre dos fotones en un haz de luz, mientras que la frecuencia se necesita para determinar el intervalo de tiempo entre dos señales. Cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la frecuencia y, por lo tanto, se necesita menos tiempo entre las señales.

Esto significa que las características de frecuencia y longitud de onda pueden utilizarse para determinar las limitaciones físicas del procesamiento de señales. Por lo tanto, no es posible utilizar equipos cuyas dimensiones sean inferiores a la longitud de onda.

En la fibra óptica se utilizan láseres para la transmisión de datos a grandes distancias, y comprender esto es clave para el diseño de sistemas de fibra óptica.

Resumen del multiplexado por división de longitud de onda (WDM)

En la tecnología WDM, el proceso se lleva a cabo mediante el uso de un multiplexor (selector de datos) para combinar diferentes flujos de datos y convertirlos en las longitudes de onda correspondientes. Tras la transmisión de estas longitudes de onda, se demultiplexan en el lado del receptor, donde se convierten en flujos de datos.

Esto significa que, mediante WDM, es posible transmitir diferentes señales por una sola fibra, utilizando diferentes colores de luz. Gracias al uso de esta tecnología, es posible aumentar el volumen de datos que se pueden recibir o enviar. Además, esta tecnología permite la transmisión bidireccional.

Los distintos colores de la luz se definen en función de la longitud de onda y la frecuencia. La longitud de onda determina la distancia entre dos picos de la onda. La frecuencia mide el número de ciclos de la onda.

Dependiendo del material utilizado, las características de velocidad pueden variar de forma insignificante o significativa. Para realizar mediciones precisas de la velocidad, se utilizan características idénticas de longitud de onda y frecuencia. Ahora que hemos comprendido cómo funciona el WDM, pasemos a otras explicaciones.

Introducción a la tecnología CWDM

La tecnología CWDM se basa en el mismo principio que el WDM y transmite diferentes señales por una sola fibra mediante luz de distintos colores.

Hasta 2002, esta tecnología no contaba con parámetros de medición concretos y abarcaba diversas configuraciones de canales. Sin embargo, la Unión Internacional de Telecomunicaciones ha estandarizado en cierta medida esta tecnología, y ahora abarca longitudes de onda en el rango de 1 270 nm a 1 610 nm, con un paso entre canales de 20 nm.

La longitud total del trayecto óptico para esta tecnología es de 60 km para una señal con una velocidad de 2,5 Gbit/s. En esta norma, los requisitos de frecuencia tampoco eran demasiado estrictos.   

Entender la tecnología DWDM

Al igual que la CWDM, la tecnología DWDM funciona según el principio de transmitir diferentes señales por una sola fibra mediante luz de distintos colores.

El ancho de banda estándar de esta tecnología se extiende desde los 1 530 nm hasta los 1 625 nm (bandas C y L), lo que permite transmitir 40, 88, 96 o 160 canales por una sola fibra.

Para albergar un mayor número de canales, esta tecnología utiliza un intervalo más estrecho entre las longitudes de onda. Esto significa que la anchura de cada canal es de tan solo 0,8 nm. La tecnología CWDM utiliza un rango más amplio, por lo que los canales están más separados entre sí. La DWDM permite alojar un mayor número de canales y transmitir más datos a través de un solo cable de fibra óptica.

La tecnología DWDM también utiliza un EDFA, que ayuda a amplificar las señales. Con el EDFA se pueden amplificar varias señales al mismo tiempo. Muchas organizaciones prefieren la DWDM, ya que permite transmitir un mayor volumen de datos y no requiere la sustitución de otros equipos de red. Además, el EDFA desempeña un papel decisivo en la amplificación de diferentes señales.

En general, la tecnología DWDM permite minimizar los costes gracias al uso del mismo equipo de red.

CWDM frente a DWDM: 4 diferencias principales

Ambas tecnologías son ideales para la transmisión de información a largas distancias y ayudan a optimizar el rendimiento, pero existen algunas diferencias entre ellas que analizaremos en detalle en la siguiente parte del artículo.

1. Comparación de la capacidad de transmisión

CWDM es una tecnología que permite la transmisión bidireccional simultánea de datos. La principal diferencia entre estas tecnologías radica en que CWDM utiliza señales láser que se diferencian en intervalos de 20 nm.

CWDM admite 18 canales y longitudes de onda a partir de 1 610 nm. Otra diferencia entre estas dos tecnologías radica en el «intervalo cromático». Con DWDM se puede transmitir un mayor volumen de datos; sin embargo, su coste es considerablemente más elevado. Esto se debe a que esta tecnología requiere el uso de un diseño de láser más preciso.

La tecnología DWDM admite más canales que la CWDM. Esta tecnología permite una mayor densidad de empaquetamiento de señales, lo que permite transmitir datos a una velocidad de 100 Gbit/s.

2. Principales diferencias entre los componentes

En cuanto a los componentes de la tecnología CWDM, los principales son el módulo de derivación/inserción, el multiplexor/demultiplexor y el módulo de derivación/paso. El primer componente es el multiplexor/demultiplexor, necesario para combinar diferentes canales en una sola fibra.

El componente de derivación/inserción proporciona dos puertos de interfaz locales. Este componente es necesario para crear una red en anillo operativa incluso durante interrupciones en el servicio. La función de derivación/paso consiste en extraer determinados canales de la fibra para que otros puedan pasar a través de otros nodos de la red. Con este componente se pueden crear conexiones «punto a punto».

Pasemos ahora al componente DWDM, que consta de un multiplexor/demultiplexor (Mux/Demux), un transpondedor, un módulo óptico de inserción/derivación y un amplificador óptico. Analicemos el proceso de transmisión con más detalle:

• El enrutador recibe el flujo de datos, que a continuación se envía al transpondedor.
• La señal recibida se modula a una longitud de onda y, a continuación, se envía al multiplexor (Mux) para formar la señal óptica.
• A continuación, los amplificadores ópticos ayudan a amplificar la señal para que los datos se transmitan a mayores distancias.
• El OADM es necesario para eliminar o añadir flujos de bits. Para aumentar el alcance de la señal, se pueden utilizar amplificadores adicionales.
• A continuación, la señal llega al demultiplexor (Demux) y se divide en longitudes de onda individuales. Estas se transmiten a través de un transpondedor y, posteriormente, se convierten antes de llegar a su destino final.

3. Casos de uso típicos y ámbitos de aplicación

Los escenarios de uso más comunes de CWDM están relacionados con las redes de televisión por cable. Esta tecnología permite minimizar las interferencias y mejorar la calidad de la señal.

El CWDM también se utiliza en dispositivos de transmisión y recepción, como los módulos ópticos SFP y GBIC. Estos sistemas utilizan longitudes de onda estandarizadas para la transmisión multiplexada. El uso de CWDM pasivo no requiere energía eléctrica. La aplicación de CWDM se considera una opción más económica y es una solución excelente para dispositivos de transporte y enrutamiento óptico.

En cuanto al uso estándar de DWDM, resulta especialmente necesario para aplicaciones con alta capacidad de transmisión, a largas distancias y con altos estándares de seguridad.  Las empresas que más se benefician de esta tecnología son las que operan en el sector de la televisión por cable y las telecomunicaciones.

Además, el DWDM se utiliza en centros de datos de «colocación» y en centros de datos en la nube a hiperescala. Esto se debe a que esta tecnología permite combinar diferentes servicios para arrendatarios independientes.

4. Ventajas y beneficios de cada tecnología

El CWDM se considera una opción más sencilla en cuanto a gestión y despliegue, ya que requiere un menor número de componentes ópticos. Además, el uso de esta tecnología permite minimizar los costes, ya que utiliza un intervalo más amplio entre las longitudes de onda.

Los sistemas CWDM suelen utilizar 8, 16 y 32 canales, mientras que los de DWDM utilizan 96 canales. Por eso, la elección de la tecnología es una cuestión bastante individual, y no todo el mundo tiene que pagar de más por canales que no necesita.

El coste de CWDM puede ser considerablemente menor, sobre todo gracias al uso de láseres DFB y filtros ópticos, que son simplemente más baratos. La modernización de este sistema también se considera muy económica.

La principal ventaja del DWDM es su capacidad para transmitir enormes volúmenes de información a distancias bastante largas. Además, esta tecnología se puede implementar en la fibra óptica ya existente. En esta tecnología no hay interferencias entre canales, lo que permite transmitir diferentes tipos de información.  

Conclusión: La elección entre CWDM y DWDM  

DWDM y CWDM son tecnologías diferentes, pero no deben considerarse competidoras. Ambas son igualmente importantes y necesarias en las redes ópticas. Por ello, ambas tecnologías se utilizan en los sectores empresarial y público, en aplicaciones para centros de datos y en el sector sanitario.