Transcript Switches y Enrutadores Ópticos

Oscar Andrés Prada Velandia
Dorfell Leonardo Parra Prada
Daniel Andrés Sierra García

La
Introducción
fibra óptica nos ofrece una
solución a la demanda de
transmisión de datos a grandes
velocidades.
La demanda de tráfico en las redes de
telecomunicaciones está experimentando
un crecimiento espectacular, lo cual
provoca
que
gran
parte
de
la
infraestructura de red instalada quede
obsoleta rápidamente y sea necesaria su
sustitución por tecnologías fotónicas
que permitan un mayor ancho de banda.

CONCEPTOS:
Enrutadores
Switches
Una
red óptica consiste de
routers de longitud de onda y
nodos que están interconectados
de a pares por fibras ópticas.
Una
red ruteada en longitud de
onda totalmente óptica es aquella
red que trasporta datos de un
lugar a otro sin necesidad de una
conversión optoelectrónica.

Routers de longitud de onda:
Routers
no reconfigurables.
Routers
reconfigurables
independientes de la longitud de onda.
Router
reconfigurable selectivo en
longitud de onda.
La
tecnología
MEMS
(microelectromechanical systems)
básica consiste en espejos móviles
que enrutan los haces de luz de
acuerdo con sus destinos. Otras
estructuras
más
complicadas
pueden
incluir
también
conmutadores
de
fibra
y
moduladores.
CONMUTADORES ÓPTICOS
BASADOS EN MEMS
* 2D MEMS
* 3D MEMS
OSw (Optical Switches)
* O-E-O
* O-O-O
Routers Ópticos
* O-E-O
* O-O-O
OCDMA (optical code-division multiple access), no
requieren ningún tipo de sistema de gestión del
tiempo o la frecuencia. OCDMA funciona de forma
asíncrona, sin un control centralizado, y además no
se producen colisiones de paquetes. Como
consecuencia de ello, los sistemas OCDMA se
caracterizan por unas latencias inferiores a las de
TDMA o WDMA. Adicionalmente, dado que no se
necesita asignar de forma individualizada los slots
de tiempo y frecuencia (longitud de onda) a cada
usuario, se consigue una mejora de prestaciones con
la multiplexación.
OCDMA es la mejor opción para el despliegue de
redes ópticas de área local de alta velocidad.
Red OCDMA de 2 usuarios
WDM
(wavelength division multiplexing). El
concepto de WDM consiste en utilizar las dos
ventanas de transmisión, la de 1300 nm y la de 1550
nm , a la vez.
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).
DWDM es una técnica de transmisión por fibra
óptica. La misma involucra el proceso de multiplexar
varias longitudes de onda diferentes sobre una sola
fibra óptica.
Otras
técnicas de demultiplexación óptica de
señales OTDM de alta velocidad son: TOAD, UNI,
NLWG o NOLM.
Optical
Circuit Switching (OCS), que se caracteriza por su
simplicidad de operación y administración, además de que no
requiere la conversión de longitud de onda, para la utilización
completa de la red.
OPTICAL
PACKET SWITCHING (OPS), Es una técnica donde los
paquetes que llegan son conmutados ópticamente sin ser
convertidos a una señal eléctrica.
OPTICAL
BURST SWITCHING (OBS), combina las mejores
características de OCS y OPS, siendo un buen balance entre
ambas y comercialmente más viable que OPS en un futuro cercano.
OPTICAL
CROSSCONNECT (OXC), Elemento de una red que
conmuta las señales ópticas de los puertos de entrada a los
puertos de salida. Estos elementos son usualmente insensibles a
las longitudes de onda.
Dispositivos fotónicos multi-función para
implementar funcionalidades de puerta lógica
y flip-flop en redes ópticas de conmutación de
paquetes.
Permita
actuar
como
puerta
lógica
reconfigurable (NOT, AND, XOR, OR) o flipflop. Para ello se propone el uso de
interferómetros
Mach-Zehnder
con
amplificadores ópticos de semiconductor
(SOA-MZI).
Genera un pulso a su salida sólo en el caso de
que ambas direcciones coincidan. Este pulso
óptico se utiliza posteriormente como señal de
control para el subsistema de inserción de nueva
cabecera y el flip-flop óptico. La nueva cabecera
puede generarse a partir del pulso óptico
mediante la utilización de divisores ópticos y
líneas de retardo de múltiplos de la duración de
bit.
Por otro lado, el flip-flop óptico se encarga de
alimentar el conversor de longitud de onda con
una señal de onda continua a determinada
longitud de onda.
Efecto
termo-óptico, Consiste básicamente en emplear
calor para activar el mecanismo de conmutación. La mayoría
de los dispositivos existentes en esta categoría enrutan las
señales ópticas sobre un plano 2D al igual que ocurre con
los MEMS
Cristales
líquidos, Se han desarrollado conmutadores de
pequeña escala (1x2, 2x2 ó 1x8) basados en cristales
líquidos que operan a altas velocidades de conmutación.
Los tiempos de conmutación se sitúan en torno a 1-4 ms,
siendo muy adecuados para aplicaciones de protección y
restauración de red, así como test remoto de fibras,
OADMs de pequeña escala y monitores de longitud de onda.
Efecto
acusto-óptico, Consiste en dos fibras fusionadas formando una
forma parecida a una "X". Los núcleos de estas fibras se configuran para
permitir que longitudes de onda específicas se desplacen de una a otra
fibra cuando se aplican ondas acústicas. Por otro lado, otro de los
conmutadores se basa en dos cristales que vibran a determinadas
frecuencias. Cambiando la frecuencia de vibración, cada cristal desvía la
luz con un cierto ángulo. Uno de los cristales controla el movimiento
horizontal mientras que el otro proporciona control vertical, de tal
forma que el haz puede dirigirse a una coordenada X-Y específica de la
salida.
Conmutadores
electroholográficos,
Presentan
una
estructura consistente en una matriz de cristales. Las longitudes de onda
que entran por la línea inferior se separa en diferentes columnas y cada
una de ellas puede dirigirse hacia cualquier fibra de salida. Por su parte,
cada cristal integra una red de difracción de Bragg holográfica que,
cuando se le aplica una tensión, desvía una longitud de onda a un
determinado puerto de salida. Adicionalmente, si la tensión aplicada se
atenúa entonces disminuye la potencia óptica de la señal, mientras que si
se elimina todas las longitudes de onda lo atraviesan.
Flip-Flops Ópticos basados en Interferómetros Mach-Zehnder
Activos con Realimentación, Tesis Doctoral, Raquel Clavero Galindo,
Universidad Politécnica de Valencia, 2007.
Diseño de Protocolos sobre Redes Ópticas de Conmutación de
Ráfagas, Maria Engracia Guillamón Bagán, Universidad Politénica de
Catalunya, 2005.
Electrónica y Comunicaciones, estado [en linea], revista #219,
2007, enlace:
http://www.cypsela.es/revista/revistas_anteriores/revista_219/articulos/art3.html
DISEÑO DE TOPOLOGÍAS LÓGICAS EN REDES WDM CON
ENCAMINAMIENTO POR LONGITUD DE ONDA, González Fernando,
Estado [en línea], 2007, enlace:
http://www.coit.es/pub/ficheros/siemens_eb94bef6.doc?PHPSESSID=4171659579
b6be14e199331b3c923e85.