Publicado por: Departamento de Investigación y Desarrollo, Technologie Optic.ca Inc., octubre de 2025

Introducción

La comunicación por fibra óptica ha revolucionado las telecomunicaciones globales al ofrecer un ancho de banda masivo y baja atenuación a largas distancias. Sin embargo, una sola portadora óptica solo puede transmitir una cierta cantidad de datos antes de que se alcancen los límites fundamentales (como la no linealidad de la fibra y el ancho de banda del amplificador). La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) surgió como una solución: al enviar muchas señales en diferentes longitudes de onda (colores de luz) a través de la misma fibra, los ingenieros de red pueden multiplicar la capacidad de la infraestructura de fibra existente sin tender nuevos cables. En esencia, WDM trata diferentes longitudes de onda ópticas como canales de comunicación independientes que se copropagan en una fibra. Como se ilustra en la Figura 1 , múltiples fuentes ópticas que operan en longitudes de onda distintas se combinan primero mediante un multiplexor óptico (MUX), se transmiten simultáneamente a través de una sola fibra óptica y luego se separan nuevamente mediante un demultiplexor (DEMUX) en el extremo del receptor. Esta configuración fundamental permite la transmisión de datos en paralelo sobre el mismo medio a la vez que mantiene la independencia del canal y una diafonía mínima.

Los primeros sistemas WDM comenzaron con solo 2 longitudes de onda (p. ej., 1310 nm y 1550 nm), pero el moderno Dense WDM (DWDM) puede empacar docenas de canales en la misma fibra. Por ejemplo, la combinación de 40 canales puede multiplicar por cuarenta el rendimiento de una fibra. De hecho, los sistemas DWDM actuales admiten del orden de 80 a 100 longitudes de onda en la banda C, cada una a 10, 100 o más Gb/s, lo que produce totales de varios terabits por segundo. La tecnología WDM es en gran medida independiente del protocolo y puede transportar varios tipos de señales (SDH/SONET, Ethernet, etc.) en paralelo. Un sistema DWDM de 16 canales actúa esencialmente como 16 fibras virtuales, cada una capaz de transportar una señal como STM-16/OC-48 (~2,5 Gb/s): un ejemplo heredado que se utiliza aquí con fines ilustrativos, no como referencia definitiva o exclusiva. Esto aumenta drásticamente la capacidad; Por ejemplo, la multiplexación de 32 señales OC-192 (10 Gb/s cada una) a través de DWDM da un total de 320 Gb/s, y las demostraciones de investigación han llegado a más de 1 Tb/s en una sola fibra a fines de la década de 1990. En redes prácticas, WDM (especialmente DWDM en la banda de 1550 nm) ha sido fundamental para escalar enlaces ópticos de larga distancia y metropolitanos para satisfacer el crecimiento explosivo del tráfico de datos de Internet.

Si bien la tecnología WDM se centra en la multiplexación en el dominio de la longitud de onda, los investigadores también han recurrido a la multiplexación por división espacial (SDM) para superar aún más los límites de capacidad de la fibra. La capacidad de una fibra monomodo estándar se acerca a los 100 Tb/s (100 Tbit/s) debido a las restricciones no lineales del límite de Shannon [2] , lo que conlleva una posible "crisis de capacidad". Como se ilustra en la Figura 2 , el límite no lineal de Shannon surge del equilibrio entre la potencia de la señal óptica, el ruido de emisión espontánea amplificada (ASE) y las distorsiones no lineales, que en conjunto limitan las velocidades de información alcanzables en los sistemas de fibra.

Antes de alcanzar este límite, se desarrollaron diversas estrategias de multiplexación, como WDM, modulación coherente y codificación avanzada, para impulsar la eficiencia espectral y el rendimiento total. Sin embargo, como se muestra en la Figura 3 , incluso estas técnicas eventualmente se acercan a la región de saturación de la capacidad estándar de la fibra monomodo, lo que motiva la exploración de SDM como una solución innovadora [3] .

SDM ofrece nuevos canales paralelos mediante el uso de múltiples rutas espaciales en una sola fibra, ya sea con múltiples núcleos o modos. En los últimos años, los experimentos con SDM han alcanzado velocidades de datos de petabits por segundo. Por ejemplo, en 2025, una fibra de 19 núcleos transmitió 1,02 Pb/s a lo largo de 1808 km [5] . Este artículo presenta una breve descripción técnica de las tecnologías WDM (gruesa y densa) y SDM, describiendo sus principios operativos, componentes clave y bandas de fibra. También destaca los desafíos actuales —como el coste, la complejidad, la diafonía y la no linealidad— y las soluciones de ingeniería para abordarlos.

Fundamentos de WDM

Principio de funcionamiento

La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) permite que múltiples flujos de datos viajen a través de una única fibra óptica, asignándoles a cada uno un canal de longitud de onda distinto. Similar a un prisma, un multiplexor combina diversas longitudes de onda de luz en el transmisor, mientras que un demultiplexor las separa en el receptor. Cada longitud de onda se propaga de forma independiente con mínima interferencia cuando la fibra es lineal y gestiona la dispersión, lo que aumenta considerablemente la capacidad total sin añadir fibras. Las cuadrículas de longitud de onda estandarizadas garantizan la compatibilidad de canales entre sistemas. El espaciado estrecho DWDM (50-100 GHz, ≈0,4-0,8 nm) dentro de la banda C (1530-1565 nm) admite más de 80 canales. El CWDM emplea un espaciado más amplio (~20 nm) en el rango de 1270-1610 nm, ofreciendo hasta 18 canales con componentes más sencillos y económicos.

CWDM vs. DWDM: CWDM y DWDM se adaptan a diferentes necesidades de red. CWDM admite hasta 16-18 canales con una separación de aproximadamente 20 nm en las bandas O a L (1270-1610 nm). Su amplio espaciamiento permite el uso de láseres no refrigerados y filtros de banda ancha, lo que lo hace económico y tolerante a la deriva de longitud de onda. CWDM es ideal para enlaces de corta a media distancia, como redes de acceso, de campus o metropolitanas, donde la simplicidad y la rentabilidad son fundamentales. DWDM, en cambio, opera principalmente en las bandas C y L (1530-1625 nm) con un espaciamiento de canal estrecho (50-100 GHz, ≈ 0,4-0,8 nm), lo que permite entre 40 y 96 longitudes de onda por fibra, cada una con una capacidad de 10 a 400 Gb/s, alcanzando hasta 8 Tb/s. Se basa en láseres estabilizados por temperatura y filtros de alta precisión, pero ofrece máxima capacidad y alcance, lo que lo convierte en la tecnología principal para sistemas de comunicación submarinos y de larga distancia donde los recursos de fibra son escasos pero la demanda de ancho de banda es alta.

Multiplexores y filtros WDM: En la práctica, la WDM se basa en filtros ópticos que pueden combinar y separar longitudes de onda específicas. Diversas tecnologías se utilizan ampliamente:

• Filtros de película delgada (TFF): Son filtros de interferencia dieléctricos multicapa depositados sobre vidrio. Cada filtro transmite una banda de longitud de onda objetivo y refleja otras. Al conectar en cascada varios TFF, un módulo puede eliminar o combinar canales sucesivamente ( _λ₁ , _λ₂ , etc.), lo que lo convierte en la opción ideal para unidades CWDM o DWDM con un número reducido de canales (normalmente de 4 a 16 canales). Los multiplexores basados en TFF son compactos y rentables, aunque conectar en cascada muchos filtros introduce una pérdida de inserción acumulada, lo que limita la escalabilidad más allá de unos 16 canales. A pesar de ello, siguen siendo populares para módulos pasivos y filtros de adición/eliminación debido a su simplicidad y robustez.
• Redes de guías de onda en matriz (AWG): Una AWG es un circuito plano de ondas de luz que funciona como una red de difracción integrada. Utiliza una matriz de guías de onda con longitudes de trayectoria que aumentan progresivamente para crear interferencias dependientes de la longitud de onda en los puertos de salida. Esto permite la multiplexación o demultiplexación simultánea de docenas de canales (40–100 o más) con pérdida uniforme. Los dispositivos AWG constituyen la columna vertebral de los terminales DWDM en sistemas metropolitanos, centrales y submarinos. Están fijados a una red ITU específica, lo que los hace ideales para aplicaciones MUX/DEMUX estáticas, pero menos adaptables para multiplexores ópticos reconfigurables de inserción/extracción (ROADM).
• Rejillas de Bragg de Fibra (FBG): Una FBG consiste en variaciones periódicas del índice de refracción escritas dentro de una fibra óptica, reflejando una banda de longitud de onda estrecha mientras transmite otras. Combinada con un circulador óptico, una FBG puede añadir o eliminar canales individuales de forma selectiva. Estos dispositivos ofrecen una excelente selectividad espectral y una pérdida mínima, lo que los hace útiles para el filtrado de muesca, la ecualización de canal o funciones de adición/eliminación de canales limitados. Sin embargo, implementar muchas FBG para un gran número de canales es complejo, por lo que a menudo se combinan con AWG o filtros sintonizables.

En general, la elección de la tecnología de filtrado WDM depende del diseño del sistema: número de canales, espaciamiento y flexibilidad. Los TFF son compatibles con módulos CWDM compactos, los AWG alimentan sistemas DWDM de alta capacidad y los FBG proporcionan un filtrado preciso. Todos deben garantizar un alto aislamiento de canal (30-50 dB) y una baja pérdida de inserción para minimizar la diafonía y mantener la integridad de la señal.

Ventanas de transmisión de fibra y bandas de longitud de onda

Las fibras de sílice monomodo modernas presentan "ventanas de transmisión" de baja pérdida que abarcan las bandas O, E, S, C y L de telecomunicaciones. En la práctica, el diseño del sistema asigna los servicios a estas bandas según la pérdida, la dispersión y la disponibilidad del amplificador (p. ej., EDFA en C/L, opciones Raman hacia S). Para obtener más información sobre el historial de cada banda, las cifras de pérdida y la cobertura del amplificador, consulte nuestro artículo en línea sobre las bandas de transmisión de fibra. La Figura 4 ilustra la curva de atenuación de la fibra con las regiones O-L sombreadas y el pico de agua de 1383 nm que históricamente limitaba la banda E.

Al planificar canales WDM, los ingenieros eligen bandas y espaciamientos para equilibrar capacidad y rendimiento. CWDM típicamente coloca 8 o 16 canales de ~1270 nm a 1610 nm, cubriendo ampliamente O a L. Las primeras implementaciones de CWDM a menudo omitían el pico de agua de ~1383 nm a menos que se usara fibra de bajo OH (G.652.D). DWDM concentra canales en C (y L) porque allí existen ecosistemas de amplificadores maduros. El estándar ITU-T G.694.1 define cuadrículas de frecuencia DWDM (p. ej. ancladas a 193,10 THz con incrementos de 50 o 100 GHz). En sistemas de cuadrícula fija, cada canal tiene una frecuencia/longitud de onda central designada y una tolerancia estricta (la deriva del láser debe controlarse dentro de ~0,01 nm). Los filtros y DEMUX deben tener roll-offs agudos para evitar la superposición. Más recientemente, han surgido redes flexibles y redes “sin redes”, donde los canales pueden ocupar un ancho de banda variable (especialmente para supercanales de 400G+), pero eso está más allá de nuestro alcance actual.

A medida que el tráfico de datos sigue aumentando, los investigadores están investigando la WDM multibanda, esencialmente utilizando todas las bandas de fibra disponibles (O a L, posiblemente más una ventana de 850 nm) para maximizar la capacidad de la fibra. Esto requiere múltiples tipos de amplificadores (por ejemplo, amplificadores Raman para banda S, TDFA para S, EDFA para C/L, etc.) y es un área activa de I+D. Un sistema completamente multibanda podría utilizar teóricamente ~10 THz o más del espectro (la banda C ofrece ~4,5 THz, C+L ~9 THz, añadiendo S podría dar ~13–14 THz). En experimentos de laboratorio, la transmisión a través de O+E+S+C+L se ha demostrado en fragmentos, pero el despliegue práctico dependerá de soluciones de amplificadores económicas en esas bandas. En cualquier caso, explotar más longitudes de onda y bandas es un pilar del escalamiento de la capacidad de la red óptica.

Más allá del WDM: multiplexación por división espacial (SDM)

Tras alcanzar los límites prácticos de la multiplexación por división de longitud de onda (MLD), el siguiente paso importante para aumentar la capacidad de la fibra es transmitir múltiples flujos de datos paralelos a través de canales espaciales separados dentro de la misma fibra, un concepto conocido como Multiplexación por División Espacial (MLD). La fibra monomodo convencional (MLD) solo admite un canal espacial, mientras que la MLD introduce N canales independientes que pueden operar en paralelo. Estos canales pueden implementarse principalmente mediante fibras multinúcleo (MCF) y fibras multimodo (FMF), a menudo en combinación con la MLD y la MLD, lo que resulta en una ganancia de capacidad multiplicativa. La MLD se ha convertido en un enfoque prometedor para superar el límite de capacidad aproximado de 100 Tb/s de las fibras mononúcleo, respaldado por numerosas demostraciones experimentales de alta capacidad.

Fibra multinúcleo (MCF)

Un MCF integra múltiples núcleos de guía de luz dentro de un único revestimiento de 125 µm de diámetro, lo que garantiza la compatibilidad con la infraestructura de fibra existente. Los diseños típicos incluyen configuraciones de 7 y 19 núcleos dispuestos en un patrón hexagonal. El principal desafío técnico es la diafonía entre núcleos, que se mitiga mediante estructuras asistidas por zanja (regiones de bajo índice que rodean cada núcleo) o núcleos heterogéneos con índices de refracción ligeramente variados para interrumpir la coincidencia de fase. Estos diseños han logrado niveles de aislamiento tan bajos como -30 a -70 dB/km, lo que permite la transmisión a larga distancia como 1,02 Pb/s a lo largo de 1.808 km utilizando bandas C+L con procesamiento avanzado de señales MIMO. Como se ilustra en la Figura 5 , los parámetros de diseño de MCF (incluido el número de núcleos, la disposición, el perfil del índice de refracción, el espesor del revestimiento exterior [OCT] y los diámetros del revestimiento/capa) influyen directamente en el rendimiento óptico y la estabilidad mecánica, lo que requiere una optimización cuidadosa para las aplicaciones específicas.

En las MCF de núcleo acoplado, los núcleos están intencionalmente cerca para permitir un acoplamiento fuerte, formando supermodos entre múltiples núcleos. Esto permite un empaquetamiento más denso, pero requiere un procesamiento digital de señales (DSP) MIMO complejo para separar las señales mixtas, similar a los sistemas MIMO inalámbricos. Una fibra acoplada de 4 núcleos alcanzó recientemente 1,02 Pb/s a lo largo de 1000 km, lo que demuestra el poder de la optimización híbrida óptica-DSP.

Fibra de pocos modos (FMF)

Las FMF utilizan un núcleo único de mayor tamaño que admite varios modos espaciales (p. ej., LP₀₁, LP₁₁, LP₂₁), cada uno con datos independientes. Se emplean multiplexores y demultiplexores de modo para el acoplamiento y la separación, mientras que el acoplamiento de modo y la dispersión modal requieren compensación mediante ecualización MIMO. Las demostraciones de FMF han alcanzado velocidades superiores a 2 Pb/s utilizando 6 modos × 19 núcleos, lo que confirma la escalabilidad de SDM.

Ventajas y desventajas: SDM ofrece un escalamiento exponencial de la capacidad al aprovechar la diversidad espacial en lugar de longitudes de onda adicionales. Las MCF son más compatibles con los sistemas existentes, requiriendo principalmente dispositivos de entrada y salida, mientras que las FMF exigen diseños de receptor complejos, pero prometen alta densidad para enlaces más cortos. La combinación de SDM con WDM (por ejemplo, 80 canales DWDM por núcleo en múltiples núcleos) ha permitido transmisiones récord de petabits por segundo, posicionando a SDM como la piedra angular de las redes ópticas de ultracapacidad de próxima generación.

Desafíos en la implementación de sistemas de multiplexación avanzados

La implementación de la multiplexación por división de longitud de onda (WDM) y la multiplexación por división espacial (SDM) en redes ópticas reales presenta importantes desafíos técnicos y económicos. Estas dificultades abarcan el coste, la integridad de la señal, los efectos no lineales y la ingeniería de sistemas.

Costo y complejidad del sistema

La ampliación del número de canales de transmisión, ya sea por longitud de onda o dimensión espacial, aumenta inevitablemente la complejidad del sistema y el coste de capital. En los sistemas WDM, la alta separación entre canales requiere láseres, filtros y amplificadores de alta precisión, así como control de dispersión y ganancia. Si bien el coste de los componentes es mayor, el coste por bit disminuye gracias a un uso más eficiente del ancho de banda de la fibra.

Para SDM, el desafío económico es mayor. La fabricación en serie de MCF sigue siendo costosa, requiriendo procesos especializados de preformado y embutición. También es necesario desarrollar nuevos componentes, como conectores multinúcleo, acopladores de entrada y salida y amplificadores. Un solo enlace MCF puede requerir varios transmisores y receptores operando en paralelo, a menos que la integración fotónica avanzada los consolide. Las FMF se enfrentan a barreras de costo similares, ya que dependen de ópticas complejas y procesamiento digital de señales (DSP) de alta potencia para la separación y compensación de modos. A medida que mejore la integración, los costos disminuirán, pero el despliegue inicial probablemente se limitará a sistemas submarinos o redes troncales centrales, donde la capacidad extrema justifica el gasto.

Diafonía y aislamiento de canales

En los sistemas WDM, los componentes selectivos de longitud de onda suelen lograr un aislamiento >30 dB, lo que minimiza la diafonía lineal. La principal fuente de interferencia es la interacción no lineal entre canales (que se describe más adelante). En cambio, la diafonía es intrínseca al SDM. Para las MCF desacopladas, el diseño de la fibra se centra en suprimir el acoplamiento entre núcleos mediante estructuras asistidas por zanja o de núcleo heterogéneo, buscando un acoplamiento promedio inferior a –30 dB. Sin embargo, las MCF y las FMF de núcleo acoplado permiten deliberadamente un fuerte acoplamiento de modos, lo que requiere un DSP basado en MIMO en el receptor para separar las señales mixtas. Este enfoque solo es eficaz si los canales mantienen la coherencia de fase y la matriz de acoplamiento funciona correctamente.

Otro desafío crítico reside en el aislamiento a nivel de componentes. Los dispositivos multinúcleo con ventilador de entrada/salida deben alinear cada núcleo con precisión, y los EDFA multinúcleo deben amplificar todos los núcleos de manera uniforme sin acoplamiento óptico. Los primeros amplificadores multinúcleo presentaban ganancia desigual y acoplamiento parásito, pero prototipos más recientes han demostrado una variación de ganancia inferior a 1 dB en 19 núcleos, lo que demuestra que es posible alcanzar la paridad de rendimiento en la práctica.

No linealidades de la fibra

A medida que se lanzan simultáneamente más canales y mayores niveles de potencia, la no linealidad de Kerr en la fibra óptica induce distorsiones como la mezcla de cuatro ondas (FWM), la modulación de fase cruzada (XPM) y la dispersión Raman estimulada (SRS). La FWM es especialmente crítica en sistemas DWDM, donde las interacciones entre longitudes de onda con poca separación generan nuevos componentes espectrales que pueden superponerse a los canales existentes. La XPM introduce ruido de fase que se convierte en distorsión de amplitud mediante dispersión cromática. Estos efectos establecen el llamado límite de Shannon no lineal, donde el aumento de la potencia o de los canales ya no mejora la capacidad debido a la interferencia entre canales.

Los diseñadores de redes mitigan las no linealidades optimizando los mapas de dispersión, ajustando el espaciamiento entre canales y reduciendo la potencia de lanzamiento por canal a medida que aumenta la densidad de canales. Los receptores coherentes avanzados utilizan algoritmos DSP, como la retropropagación digital o la ecualización basada en aprendizaje automático, para compensar algunas de estas deficiencias. Sin embargo, estas técnicas requieren un alto consumo computacional y de energía. Se continúa investigando nuevos diseños de fibra, procesamiento multicanal conjunto y conjugación de fase óptica para gestionar las no linealidades, pero esto sigue siendo una limitación física fundamental de la comunicación por fibra.

Restricciones de ingeniería y operativas

El diseño de un sistema óptico de alta capacidad requiere un control preciso de la longitud de onda, el equilibrio de potencia y la alineación de los componentes. En las redes DWDM, las longitudes de onda del láser deben permanecer sincronizadas con la red de la UIT con tolerancias cercanas a 0,01 nm. La deriva de temperatura y el desequilibrio de la potencia óptica se gestionan mediante bloqueadores de longitud de onda y filtros de aplanamiento de ganancia en los amplificadores. Los sistemas de monitorización óptica verifican continuamente la potencia y la presencia del canal para evitar la inclinación del espectro o la pérdida de longitudes de onda que podrían desestabilizar la ganancia Raman.

En SDM, estas exigencias operativas se multiplican. El empalme y la conectorización de los MCF requieren una precisión micrométrica para alinear todos los núcleos; una desalineación puede causar pérdidas o fugas entre núcleos. Se están desarrollando empalmadores de fusión especializados y conectores multinúcleo que emplean férulas de tipo MT o férulas de alineación personalizadas. El mantenimiento también se vuelve más complejo: los daños en un MCF pueden afectar a varios canales espaciales simultáneamente, lo que requiere nuevas estrategias de protección y restauración.

La disponibilidad de componentes sigue siendo limitada. Si bien abundan los AWG y EDFA comerciales para WDM, las versiones multinúcleo o multimodo se encuentran en gran parte en fase de investigación. Los prototipos de EDFA multinúcleo que utilizan esquemas de bombeo compartido han mostrado un rendimiento prometedor, pero aún no se producen en masa. Por lo tanto, la implementación de SDM requiere actualmente el desarrollo conjunto de todo el ecosistema, incluyendo amplificadores, conectores, transceptores y herramientas de monitorización.

Perspectivas e investigaciones en curso

A pesar de estos desafíos, la comunidad óptica ha demostrado repetidamente su capacidad para superar las limitaciones percibidas. WDM, antes cuestionado por su excesiva complejidad, ahora constituye la columna vertebral de toda red de larga distancia. De igual manera, SDM ha evolucionado de un concepto a una realidad experimental, logrando transmisiones de petabits por segundo en entornos de laboratorio.

Iniciativas en curso, como EXAT de NICT y los proyectos MCF2020 de la UE, están trasladando la tecnología SDM a ensayos de campo, probando fibras multinúcleo en conductos urbanos y entornos submarinos. Se prevén aplicaciones comerciales tempranas en interconexiones de centros de datos de corta distancia, donde una fibra de pocos núcleos puede sustituir grandes mazos de cables, y en cables submarinos, donde la amplificación compartida entre múltiples núcleos puede reducir el número de repetidores y el consumo de energía.

En definitiva, la SDM y la multiplexación avanzada marcan un cambio de paradigma en las redes ópticas, extendiendo el escalamiento a la dimensión espacial. Si bien el costo, la capacidad de fabricación y la interoperabilidad siguen siendo desafíos, el rápido ritmo de progreso sugiere que los sistemas ópticos multiplexados espacialmente pronto pasarán de ser experimentos de laboratorio a una infraestructura práctica de alta capacidad.

Óptica WDM de ingeniería canadiense de Technologie Optic Inc.

En Technologie Optic Inc., transformamos la teoría de la multiplexación por división de longitud de onda en conectividad práctica y de alto rendimiento. Nuestra cartera de productos abarca todo el espectro de velocidades de transmisión óptica, desde 1 G hasta 800 G, y es compatible con redes de longitud de onda CWDM y DWDM en las bandas O, E, S, C y L. Cada transceptor está diseñado meticulosamente para ser compatible con las principales plataformas de red, lo que garantiza una implementación fluida en entornos de centros de datos, metropolitanos y de larga distancia.

Nuestra cartera de DWDM abarca más de 70 canales estandarizados de la UIT (1520–1577 nm), lo que permite enlaces ópticos densos y de alta capacidad que se adaptan perfectamente a las infraestructuras modernas basadas en EDFA y ROADM. Complementadas con módulos CWDM avanzados, nuestras soluciones ofrecen opciones escalables y rentables tanto para redes de acceso como troncales.

Al combinar una rigurosa I+D con pruebas ópticas internas y un control preciso de la longitud de onda, Optic.ca garantiza la estabilidad del transceptor, una baja pérdida de inserción y un diagnóstico digital completo (DDM). Este compromiso con la calidad y la interoperabilidad convierte a Optic.ca en un fabricante canadiense de confianza en la evolución hacia sistemas ópticos WDM multiterabit y futuros SDM, conectando la innovación en investigación con la excelencia en telecomunicaciones implementables.

Conclusión

La multiplexación por división de longitud de onda (CWDM) ha sido la base del crecimiento de la capacidad óptica durante más de dos décadas. Al permitir la coexistencia de múltiples canales de longitud de onda en una sola fibra, maximiza la eficiencia espectral y ha soportado el aumento exponencial del tráfico global de datos sin necesidad de un despliegue constante de nuevas fibras. Este estudio revisó los principios de CWDM y DWDM, así como las tecnologías de filtrado que las habilitan, como los filtros de película delgada, las rejillas de guía de onda en matriz y las rejillas de Bragg en fibra. Los sistemas modernos operan principalmente en las bandas C y L de baja pérdida, y la investigación se está expandiendo a la banda S y más allá para explotar todo el espectro óptico. Sin embargo, a medida que las redes se acercan al límite de capacidad de ~100 Tb/s de las fibras monomodo, se requieren nuevos paradigmas para superar esta "crisis de capacidad".

La Multiplexación por División Espacial (SDM) ofrece el camino más prometedor. Al transmitir múltiples canales espaciales, utilizando fibras multinúcleo o de pocos modos, la SDM multiplica la capacidad sin aumentar el ancho de banda por canal. Las demostraciones de laboratorio ya han alcanzado un rendimiento de petabits por segundo en fibras individuales, lo que demuestra la escalabilidad de este enfoque. Sin embargo, su implementación práctica enfrenta obstáculos, como la diafonía entre núcleos, el acoplamiento de modos y el coste de componentes especializados como amplificadores multinúcleo y acopladores de entrada y salida. El desarrollo de geometrías e interfaces de conector estandarizadas será esencial para la interoperabilidad y la adopción a gran escala. La probable evolución a corto plazo combinará WDM y SDM, con unos pocos núcleos, cada uno con docenas de canales DWDM, formando enlaces híbridos de alta capacidad. Junto con la operación multibanda (C+L+S) y los formatos de modulación avanzados, estos sistemas podrían impulsar las capacidades totales a cientos de terabits o incluso petabits por segundo. En resumen, WDM seguirá siendo la piedra angular de las comunicaciones ópticas, mientras que SDM introduce una nueva dimensión espacial de escalabilidad. Juntos, garantizan que las fibras ópticas, mediante la innovación en amplificación, modulación y procesamiento, seguirán satisfaciendo la creciente demanda mundial de ancho de banda en el futuro.