Evolución de las redes de transporte de fibra óptica

2. Evolución de las redes de transporte de fibra óptica

Las primeras señales se enviaron a través de un sistema de prueba de campo de fibra óptica en el año 1977. Pocos meses mas adelante empresas como General Telephone and Electronics (GTE) transmitieron a una velocidad de 6 Mb/s, American Telephone & Telegraph (AT&T) a una velocidad de 45 Mb/s, y la Oficina de Correos de Reino Unido a 8.3 Mb/s. Estas empresas lograron transmitir trafico telefónico en tiempo real utilizando fibras multimodo.

A lo largo de los últimos 40 años el desarrollo de los sistemas de fibra se ha dividido en cuatro grandes etapas de transmisión:

• La primera era, llamada "era de la regeneración", abarcó desde 1977 hasta 1995. Durante este período, se utilizaban sistemas de regeneración de señales para compensar la pérdida de calidad de la señal a medida que se transmitía a través de distancias largas en las fibras ópticas.
• La segunda era, conocida como "era de los sistemas gestionados por dispersión amplificada", tuvo lugar entre 1995 y 2008. En esta etapa, se introdujeron los sistemas de dispersión amplificada para aumentar la capacidad de transmisión de datos a través de las fibras ópticas.
• La tercera era, denominada "era de los sistemas coherentes amplificados", comenzó en 2008 y continúa hasta la actualidad. Durante este período, se adoptaron los sistemas coherentes que utilizan técnicas avanzadas de modulación y demodulación para mejorar la eficiencia y la calidad de la transmisión de datos a través de las fibras ópticas amplificadas.
• La cuarta era, conocida como "era de la multiplexación por división espacial", se encuentra en una fase de investigación activa desde 2008. En esta etapa, se están explorando tecnologías de multiplexación que permiten transmitir múltiples señales a través de diferentes modos de propagación dentro de una sola fibra óptica, lo que podría aumentar aún más la capacidad de transmisión de datos.

2.1. La era de la regeneración

En la era de la regeneración los primeros sistemas de transmisión de fibra óptica dependían de la regeneración de la señal en cada tramo de la fibra. La capacidad de estos sistemas se veía limitada por la velocidad de interfaz de los transceptores, es decir, la velocidad binaria neta que podía soportar. Los avances en las velocidades de los transceptores fueron lentos tanto en sistemas comerciales como en experimentos de investigación.

En la figura se muestra la mejora de aproximadamente un 20% anualmente, lo que equivale a un aumento de 0.8 dB por año en términos de capacidad. Este ritmo de mejora se ha mantenido durante más de tres décadas. Por otro lado, los avances en la investigación han sido más lentos, con un aumento anual del 14%.

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En 1989, se introdujo el primer sistema comercial de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) con dos longitudes de onda regeneradas optoelectrónicamente, cada una con una velocidad de 1.7 Gb/s. Sin embargo, los avances posteriores se limitaron a aumentar la velocidad de datos de 1.7 Gb/s a 2.5 Gb/s.

Los primeros sistemas ópticos de transmisión submarina desplegados a través del Océano Atlántico (TAT8) y el Océano Pacífico (TPC3) a finales de los años 80 eran sistemas regenerados que funcionaban a una longitud de onda de 1.3 µm y transportaban 280 Mb/s en cada par de fibras. Posteriormente, los sistemas TAT9 y TPC4 fueron los primeros en utilizar una longitud de onda de 1.55 µm, con el doble de capacidad que los sistemas anteriores, pero aún requerían regeneración optoelectrónica.

2.2. La era de los sistemas gestionados por la dispersión amplificada

En esta era se logro un avance significativo en la transmisión óptica de datos gracias a la invención de los amplificadores ópticos prácticos, en particular, el amplificador óptico de fibra dopada con Erbio (EDFA). Esta nueva tecnología en su momento cambió las reglas del juego y permitió el desarrollo de sistemas rentables de multiplexación por división de longitud de onda (WDM).

Es importante destacar que la invención del EDFA por sí sola no habría sido suficiente para el rápido crecimiento de la capacidad de los sistemas comerciales y de investigación, fue la combinación de un amplificador óptico junto con el amplificador EDFA lo que dio lugar a la tecnología EDFA.

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