En el mundo de las comunicaciones por fibra óptica, la selección de la longitud de onda de la luz es similar a la sintonización de radiofrecuencia y la selección de canal. Solo seleccionando el canal correcto se puede transmitir la señal con claridad y estabilidad. ¿Por qué algunos módulos ópticos tienen una distancia de transmisión de tan solo 500 metros, mientras que otros pueden abarcar cientos de kilómetros? El misterio reside en el color de ese haz de luz; más precisamente, en su longitud de onda.
En las redes de comunicación óptica modernas, los módulos ópticos de diferentes longitudes de onda desempeñan funciones completamente distintas. Las tres longitudes de onda principales, 850 nm, 1310 nm y 1550 nm, conforman la estructura fundamental de la comunicación óptica, con una clara división del trabajo en cuanto a distancia de transmisión, características de pérdida y escenarios de aplicación.
1.¿Por qué necesitamos múltiples longitudes de onda?
La causa principal de la diversidad de longitudes de onda en los módulos ópticos reside en dos desafíos principales en la transmisión por fibra óptica: la pérdida y la dispersión. Cuando se transmiten señales ópticas en fibras ópticas, se produce una atenuación (pérdida) de energía debido a la absorción, la dispersión y la fuga del medio. Al mismo tiempo, la velocidad de propagación desigual de los diferentes componentes de longitud de onda provoca el ensanchamiento del pulso de la señal (dispersión). Esto ha dado lugar a soluciones multilongitud de onda:
•Banda de 850 nm:Opera principalmente en fibras ópticas multimodo, con distancias de transmisión que normalmente varían de unos pocos cientos de metros (como ~550 metros), y es la principal fuerza para la transmisión de corta distancia (como dentro de los centros de datos).
•Banda de 1310 nm:exhibe características de baja dispersión en fibras monomodo estándar, con distancias de transmisión de hasta decenas de kilómetros (como ~60 kilómetros), lo que la convierte en la columna vertebral de la transmisión de media distancia.
•Banda de 1550 nm:Con la tasa de atenuación más baja (aproximadamente 0,19 dB/km), la distancia de transmisión teórica puede superar los 150 kilómetros, lo que lo convierte en el rey de la transmisión de larga distancia e incluso de ultra larga distancia.
El auge de la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) ha incrementado considerablemente la capacidad de las fibras ópticas. Por ejemplo, los módulos ópticos bidireccionales de fibra única (BIDI) logran la comunicación bidireccional en una sola fibra mediante el uso de diferentes longitudes de onda (como la combinación de 1310 nm y 1550 nm) en los extremos de transmisión y recepción, lo que ahorra significativamente recursos de fibra. La tecnología más avanzada de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) puede lograr espaciados de longitud de onda muy estrechos (como 100 GHz) en bandas específicas (como la banda O de 1260-1360 nm), y una sola fibra puede soportar docenas o incluso cientos de canales de longitud de onda, lo que aumenta la capacidad total de transmisión a niveles de Tbps y libera al máximo el potencial de la fibra óptica.
2.¿Cómo seleccionar científicamente la longitud de onda de los módulos ópticos?
La selección de la longitud de onda requiere una consideración exhaustiva de los siguientes factores clave:
Distancia de transmisión:
Distancia corta (≤ 2km): preferiblemente 850nm (fibra multimodo).
Distancia media (10-40 km): adecuado para 1310 nm (fibra monomodo).
Larga distancia (≥ 60 km): se debe seleccionar 1550 nm (fibra monomodo) o utilizar en combinación con un amplificador óptico.
Requisito de capacidad:
Negocio convencional: Los módulos de longitud de onda fija son suficientes.
Transmisión de alta capacidad y alta densidad: Se requiere tecnología DWDM/CWDM. Por ejemplo, un sistema DWDM de 100G que opera en la banda O puede admitir docenas de canales de alta densidad de longitud de onda.
Consideraciones de costos:
Módulo de longitud de onda fija: el precio unitario inicial es relativamente bajo, pero es necesario tener en stock varios modelos de longitud de onda de piezas de repuesto.
Módulo de longitud de onda sintonizable: la inversión inicial es relativamente alta, pero a través del ajuste del software, puede cubrir múltiples longitudes de onda, simplificar la gestión de repuestos y, a largo plazo, reducir la complejidad y los costos de operación y mantenimiento.
Escenario de aplicación:
Interconexión de centros de datos (DCI): las soluciones DWDM de alta densidad y bajo consumo son habituales.
Fronthaul 5G: con altos requisitos de costo, latencia y confiabilidad, los módulos bidireccionales de fibra única (BIDI) diseñados de grado industrial son una opción común.
Red de parque empresarial: Dependiendo de los requisitos de distancia y ancho de banda, se pueden seleccionar módulos CWDM o de longitud de onda fija de baja potencia y distancia media a corta.
3. Conclusión: Evolución tecnológica y consideraciones futuras
La tecnología de módulos ópticos continúa evolucionando rápidamente. Nuevos dispositivos, como los conmutadores selectivos de longitud de onda (WSS) y el cristal líquido sobre silicio (LCoS), impulsan el desarrollo de arquitecturas de redes ópticas más flexibles. Las innovaciones dirigidas a bandas específicas, como la banda O, optimizan constantemente el rendimiento, por ejemplo, reduciendo significativamente el consumo de energía del módulo a la vez que se mantiene un margen suficiente de relación señal-ruido (OSNR) óptica.
En la construcción de redes futuras, los ingenieros no solo necesitan calcular con precisión la distancia de transmisión al seleccionar las longitudes de onda, sino también evaluar exhaustivamente el consumo de energía, la adaptabilidad térmica, la densidad de despliegue y los costos de operación y mantenimiento durante todo el ciclo de vida. Los módulos ópticos de alta confiabilidad, capaces de operar de forma estable a decenas de kilómetros en entornos extremos (como -40 °C de frío extremo), se están convirtiendo en un soporte clave para entornos de despliegue complejos (como estaciones base remotas).
Hora de publicación: 18 de septiembre de 2025