Crecimiento del negocio de transporte de datos al optimizar la red de fibra óptica actual

Por: Anderson Ruidiaz Sánchez, Gerente de Desarrollo de Negocios Centro América y Caribe de Padtec

Los datos de tráfico de Internet han ido en aumento desde su introducción en 1984 y este crecimiento ha sido exponencial durante los últimos veinte años. Este fenómeno está profundamente relacionado con la introducción y el uso cada vez mayor de aplicaciones de redes sociales, así como aplicaciones de streaming, juegos y en aplicaciones en la nube.

El Covid-19 ha impulsado este crecimiento aún más. Por ejemplo, según Microsoft, los usuarios mensuales han aumentado hasta un 775% para plataformas de videoconferencia como Microsoft Teams.

Algunas de las medidas para hacer frente a la Pandemia, como la cuarentena domiciliaria y el distanciamiento social, han llevado definitivamente a un repunte en el uso de las redes de telecomunicaciones, que al final del día se traducirá en una aceleración del CAPEX relacionado con la expansión de Capacidad de redes. Para adecuarse a la nueva realidad, esta expansión debe ser escalable, Resiliente, Eficiente y Automatizada. Según operadores de redes troncales globales y operadores regionales, las nuevas arquitecturas y la optimización de las redes de fibra óptica actuales son puntos clave a considerar para aportar flexibilidad y apoyar el crecimiento exponencial del tráfico.

Para satisfacer estas necesidades, la tecnología DWDM permite la implementación de soluciones de transporte independientemente de los escenarios de la red, como redes nacionales, submarinas, metropolitanas, acceso corporativo, interconexión de centros de datos y redes móviles backhaul.

Entonces, ¿qué tiene de interesante la tecnología DWDM?

DWDM son las siglas en inglés de Dense Wavelength Division Multiplexing, que es una tecnología que permite transmitir múltiples señales a través de un solo hilo de fibra óptica. Para evitar interferencias entre estas señales, cada una de ellas debe utilizar una frecuencia independiente. Dependiendo de la separación de frecuencias, la velocidad de transmisión de datos y el formato de modulación de cada señal, el sistema tendrá su capacidad total, que está directamente relacionada con la cantidad total de canales que se enviarán a través de la fibra óptica.

El nivel del formato de modulación es importante ya que existe una compensación por el uso del espectro entre la velocidad de transmisión y la distancia máxima alcanzada, por lo tanto, cuanto mayor sea el nivel del formato de modulación, mayor será la eficiencia espectral, por lo que el sistema tendrá velocidades de transmisión más altas, sin embargo, se presentará una penalización en la relación señal a ruido óptica (OSNR), y en consecuencia se lograrán distancias más cortas.

El ancho espectral total de la fibra óptica que podemos usar está limitado a la banda C de operación. Sin embargo, también hay iniciativas de algunos proveedores para usar una banda adyacente como la banda L; sin embargo, no son muy comunes en el mercado. Las frecuencias utilizadas en los sistemas DWDM están estandarizadas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T) a través de su recomendación G.694.1, que define las frecuencias centrales y el espaciado entre cada señal que deben tener los sistemas DWDM. La recomendación básica dividió el ancho espectral de la banda C en partes iguales, que eran de 50 ó 100 GHz, por lo que tenían una cuadrícula fija, lo que permitía agregar múltiples señales a través de la misma fibra. En el 2012 se introdujo la recomendación para la tecnología Flex grid, que permitía no solo tener una granularidad de 6.25GHz en la frecuencia central seleccionada para las portadoras, sino también tener un ancho variable en múltiplos enteros de 12.5GHz, con el fin de acomodar de manera flexible señales de diferentes anchos espectrales. En este punto, es importante introducir un concepto clave, que es la relación entre la velocidad de transmisión y el ancho espectral de la señal. Cuanta más información tenga la portadora óptica, más amplia será en el dominio de la frecuencia. Por ejemplo, podríamos tener tanto señales de 100Gbps que usan 37.5GHz del ancho espectral como señales de 400Gbps que usan anchos espectrales de 100GHz; sin embargo, esto dependerá del formato de modulación que se haya utilizado. Todos los proveedores de acuerdo con UIT-T G.694.1 deben seguir esta recomendación.

¿Qué sucede con las arquitecturas de transmisión?

Teniendo en cuenta la arquitectura de la imagen a continuación:

Este es un buen ejemplo de una necesidad actual dentro de una red de transporte óptico. Para esta solución, la arquitectura más básica consideraría multiplexores fijos, también conocidos como FOADM. Para implementar nuevos servicios en este tipo de arquitecturas, se deben realizar intervenciones físicas en cada sitio con el fin de realizar la conexión entre los multiplexores que conectan las direcciones oeste a este, por lo que más grande sea la red, mayores tiempos de aprovisionamiento tendrá, además de eso la intervención humana puede provocar interrupciones en el servicio. Por otro lado, dado que la red es totalmente pasiva y no tiene control sobre la potencia óptica por canal, tiene baja robustez frente a atenuaciones o eventos en la planta externa.

Si bien la arquitectura basada en multiplexores fijos tiene la ventaja de implicar un menor costo para el operador al inicio, traerá limitaciones a la red a medida que aumente la cantidad de información transmitida.

Para mitigar las limitaciones que presenta la arquitectura fija, es posible actualizar nuestras redes agregando equipos ROADM. De esta forma, es posible aprovisionar servicios entre cualquiera de los sitios sin necesidad de intervención manual, ya que el aprovisionamiento de las rutas ópticas se realiza de forma remota a través del sistema de gestión, reduciendo así los tiempos de aprovisionamiento de nuevos servicios, evitando la necesidad de de intervenciones manuales en la red y aumentando la robustez de la red ante atenuaciones o eventos en la fibra utilizando tecnologías como la ecualización automática.

ROADM, por sus siglas en inglés (Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexing), de hecho, permite agregar, eliminar o pasar a través cualquiera de las señales de espectro disponibles para cualquiera de las rutas de fibra óptica disponibles en el sistema. Este tipo de componentes tiene un mercado de aproximadamente 529 millones de dólares en 2017 y presenta una tasa de crecimiento anual compuesta del 12,1% de 2018 a 2025.

El aumento del consumo de datos es una consecuencia natural del mundo en el que vivimos hoy en día, debido a la motivación de las empresas de contenidos para acercar sus centros de datos al usuario final, lo que aumenta la demanda de redes metropolitanas por sus ventajas a niveles de control y flexibilidad que ofrece a la red.

Según Omdia, existe un aumento significativo en el uso de este tipo de enrutadores para escenarios metropolitanos, así como un aumento en el uso de enrutadores que son capaces de implementar soluciones de red flexibles, que al final del día permitirán implementar señales de diferentes velocidades de bits en nuestra infraestructura de transporte óptico.