Publicado por: Departamento de Investigación y Desarrollo, Technologie Optic.ca Inc., mayo de 2026

Introducción

Los sistemas DWDM transportan varias portadoras ópticas a través de una sola fibra, asignando cada canal a una longitud de onda distinta. En estas redes, ciertas longitudes de onda deben insertarse o extraerse en ubicaciones específicas mientras los canales restantes continúan hacia los nodos posteriores. Esta tarea la realiza un multiplexor óptico de inserción y extracción (OADM), que separa las longitudes de onda entrantes, envía los canales seleccionados a los equipos locales y vuelve a combinar las señales restantes en la fibra. Un multiplexor óptico de inserción y extracción fijo (FOADM) emplea filtros pasivos que se configuran durante la instalación, por lo que modificar las longitudes de onda insertadas o extraídas suele requerir el reconexionado manual por parte de los técnicos. A medida que los patrones de tráfico se volvieron más dinámicos, este enfoque fijo perdió practicidad y motivó el desarrollo del multiplexor óptico de inserción y extracción reconfigurable (ROADM). Un ROADM utiliza conmutadores selectivos de longitud de onda (WSS) para controlar el enrutamiento de longitudes de onda por software, lo que permite añadir, extraer o dejar pasar canales de forma remota. Este control remoto habilita una gestión más flexible de las longitudes de onda, un enrutamiento dinámico y una expansión más sencilla de la red sin reconfiguración manual.

Arquitectura FOADM

Los multiplexores ópticos de inserción y extracción fijos (FOADM) emplean filtros pasivos DEMUX y MUX para gestionar canales de longitud de onda predefinidos en una red DWDM. Como se muestra en la Figura 1, un FOADM de dos grados separa la señal compuesta entrante en longitudes de onda individuales, dirige los canales seleccionados hacia los transpondedores locales a través de los puertos de extracción e inserta el tráfico local en la fibra saliente mediante los puertos de inserción. La función de filtrado se implementa habitualmente con filtros de película delgada o redes de guía de onda en matriz (AWG), asignándose cada puerto de inserción/extracción a una longitud de onda específica. Los canales que no se seleccionan para acceso local atraviesan el nodo como tráfico expreso utilizando conexiones de fibra preconfiguradas. Los EDFA suelen ubicarse en los lados de entrada y salida del enlace para compensar las pérdidas de filtros, empalmes y conectores y para mantener niveles de potencia óptica adecuados.

Dado que los FOADM no incorporan conmutación óptica, su configuración queda determinada durante la instalación por los módulos de filtros seleccionados, las conexiones de tarjeta y la interconexión de fibra. En consecuencia, el plan de longitudes de onda permanece fijo a menos que los técnicos reconfiguren manualmente el sistema o sustituyan componentes. Esto hace que los FOADM sean sencillos, fiables y rentables, especialmente en redes con patrones de tráfico estables. Su arquitectura pasiva también mantiene la pérdida de inserción relativamente baja, reduciendo la necesidad de amplificación adicional. No obstante, esta simplicidad se paga en flexibilidad: cualquier cambio en la demanda de servicio o en la asignación de canales exige una intervención física, lo que hace a los FOADM menos adecuados para redes ópticas dinámicas en las que las longitudes de onda deben ajustarse con frecuencia.

Arquitectura ROADM

Un multiplexor óptico de inserción y extracción reconfigurable (ROADM) sustituye la estructura de filtrado fija de un FOADM por conmutadores selectivos de longitud de onda (WSS), lo que permite enrutar los canales de longitud de onda bajo control de software. Como se muestra en la Figura 2, un ROADM incoloro simplificado de dos grados utiliza módulos WSS para seleccionar qué longitudes de onda se extraen hacia los puertos locales, cuáles se insertan y qué canales atraviesan el nodo. A diferencia de los sistemas fijos de inserción y extracción, la operación incolora elimina la asociación permanente entre una longitud de onda y un puerto físico concreto, permitiendo que diferentes longitudes de onda compartan interfaces comunes de inserción y extracción. En arquitecturas más avanzadas, la operación sin dirección permite además que una longitud de onda insertada se envíe hacia cualquier fibra de salida, por ejemplo en dirección este u oeste, sin recableado manual. Esto convierte a los ROADM en una opción muy adecuada para redes DWDM dinámicas en las que los servicios deben aprovisionarse, redirigirse o restaurarse de forma remota.

Los principales elementos funcionales de un ROADM incluyen los módulos WSS, las etapas de inserción y extracción, los monitores de canal óptico (OCM) y EDFA adicionales. El WSS actúa como un elemento programable de enrutamiento óptico, dirigiendo longitudes de onda individuales hacia los puertos de salida seleccionados y proporcionando además control de potencia por canal. Los OCM toman una pequeña fracción de la señal óptica para monitorizar la potencia y el espectro de los canales, lo que habilita una ecualización automática cuando se combinan con la capacidad de atenuación del WSS. Aunque los ROADM ofrecen ventajas importantes en gestión remota, escalabilidad, conmutación de protección y aprovisionamiento rápido de servicios, son más complejos que los FOADM. Su arquitectura basada en WSS introduce una mayor pérdida de inserción, exige más amplificación y a menudo depende de componentes específicos de cada fabricante. Aun así, la capacidad de reconfigurar longitudes de onda sin intervención en campo convierte a los ROADM en piezas esenciales para redes de transporte óptico flexibles, resilientes y de alta capacidad.

Equilibrado y bloqueo de canales

La inserción y extracción de longitudes de onda en una red DWDM puede alterar la distribución de potencia óptica entre canales. Por este motivo, el equilibrado de canales es necesario para mantener todas las longitudes de onda dentro del rango de potencia admisible de los transceptores. Si un canal es demasiado fuerte, puede saturar el receptor; si es demasiado débil, la relación señal-ruido puede degradarse y aparecer errores de transmisión. En los sistemas ROADM, esta función de equilibrado la suele realizar el conmutador selectivo de longitud de onda (WSS), que puede aplicar una atenuación controlada a longitudes de onda individuales. Como se muestra en la Figura 3, el WSS dirige los canales seleccionados hacia distintos puertos de salida a la vez que reduce la potencia de los canales más fuertes para que los niveles de salida queden uniformes. En cambio, las redes basadas en FOADM generalmente requieren ecualizadores externos, atenuadores fijos o un ajuste manual de potencia para lograr un equilibrado de canales similar.

El bloqueo de canales es otra función importante que proporciona el WSS. Como se ilustra en la Figura 4, una longitud de onda seleccionada puede bloquearse aumentando su atenuación hasta un valor muy elevado, impidiendo que alcance la fibra de salida. Esta capacidad resulta útil cuando un canal debe retirarse del servicio, aislarse durante una reconfiguración o evitar conflictos con otra longitud de onda en la misma ruta. En las arquitecturas ROADM avanzadas, el bloqueo de canales habilita la operación sin dirección y sin contención al garantizar que longitudes de onda idénticas no se enruten de forma involuntaria hacia la misma dirección de fibra. En conjunto, el equilibrado y el bloqueo de canales mejoran la estabilidad de la potencia, protegen a los receptores frente a una potencia óptica excesiva y ofrecen un mayor control sobre el enrutamiento de longitudes de onda en redes ópticas dinámicas.

Comparativa técnica

Para comprender las compensaciones físicas entre los FOADM y los ROADM, la Tabla 1 resume las métricas clave de rendimiento adaptadas de la comparativa técnica de la presentación. Los FOADM utilizan filtros fijos con una pérdida de inserción relativamente baja y un consumo eléctrico muy reducido, mientras que los ROADM emplean dispositivos WSS que introducen mayores pérdidas y exigen más amplificadores.

La tabla muestra que los FOADM presentan en general una menor pérdida de inserción y un mejor comportamiento frente a la polarización, lo que se traduce en diseños más simples y menos amplificadores. Los ROADM sacrifican estos parámetros ópticos para ganar flexibilidad.

Aplicaciones y casos de uso

La elección entre FOADM y ROADM depende del tamaño de la red, de la variabilidad del tráfico, del presupuesto óptico de pérdidas, de la tolerancia al ruido y de la flexibilidad operativa. Los FOADM se usan principalmente para la inserción y extracción de longitudes de onda fijas. Una vez instalados, insertan y extraen longitudes de onda predeterminadas, lo que los hace adecuados para redes estables en las que el plan de canales rara vez cambia. Su arquitectura pasiva suele introducir una pérdida de inserción menor y no requiere sistemas de control complejos, lo que convierte a los FOADM en una opción atractiva para enlaces sencillos, sensibles al coste y sensibles a las pérdidas.

Los ROADM, en cambio, utilizan módulos WSS para enrutar, insertar, extraer o dejar pasar longitudes de onda bajo control de software. Esto permite un aprovisionamiento remoto y una gestión dinámica de longitudes de onda, algo útil en redes metropolitanas, interconexiones entre centros de datos y sistemas troncales flexibles. Sin embargo, esta flexibilidad conlleva inconvenientes importantes. Los ROADM basados en WSS introducen una pérdida de inserción mayor que los FOADM, por lo que a menudo se requieren EDFA adicionales para compensarla. Estos componentes activos aumentan la complejidad del sistema y pueden añadir ruido por emisión espontánea amplificada, reduciendo la relación señal-ruido óptica. Por este motivo, los ROADM no siempre son favorables en sistemas de larga distancia, salvo que el enlace se diseñe con cuidado, con un margen de potencia suficiente y un OSNR adecuado.

Los FOADM son, por tanto, preferibles en redes empresariales pequeñas, enlaces de campus, circuitos dedicados punto a punto y rutas con demandas de tráfico estables. Ofrecen una operación económica, fiable y de bajas pérdidas con un mantenimiento mínimo. Los ROADM resultan más adecuados cuando se requiere reconfiguración remota, aprovisionamiento rápido de servicios o conmutación de protección. En conjunto, los FOADM aportan simplicidad y mejor eficiencia óptica, mientras que los ROADM proporcionan flexibilidad a costa de mayores pérdidas, ruido adicional y mayor complejidad del sistema. En Optic.ca, las soluciones OADM se diseñan en función de las necesidades concretas del cliente, la distancia del enlace, el plan de longitudes de onda, los canales de inserción y extracción requeridos, el presupuesto de potencia disponible y la evolución prevista de la red. Este enfoque permite seleccionar la arquitectura más apropiada según los requisitos técnicos y operativos de cada red óptica.

Conclusión

Tanto los FOADM como los ROADM permiten la inserción y extracción selectivas de longitudes de onda en redes DWDM, pero responden a necesidades operativas distintas. Los FOADM emplean filtros fijos pasivos y ofrecen baja pérdida de inserción, bajo consumo eléctrico, alta fiabilidad y un menor coste. Sin embargo, requieren reconfiguración manual cuando cambia el plan de longitudes de onda, lo que los hace idóneos para redes estables y sencillas. Los ROADM utilizan conmutación basada en WSS para proporcionar enrutamiento remoto de longitudes de onda, aprovisionamiento dinámico y una mejor capacidad de protección. Estas ventajas se acompañan de una mayor pérdida de inserción, mayor complejidad, más consumo eléctrico y un posible aumento del ruido debido a los componentes activos añadidos. Por consiguiente, los FOADM son preferibles para enlaces estáticos de bajas pérdidas, mientras que los ROADM se ajustan mejor a redes flexibles y dinámicas.