tecnologia dwdm
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Tecnologia DWDM
Redes de alta velocidade
Tópicos
Princípios de Transmissão DWDM DWDM Evolução de Sistemas Mono canal para sistemas DWDM Amplificados
Tecnologias que Viabilizaram Sistemas DWDM Fibras Ópticas Lasers Amplificadores Ópticos
Tópicos
Princípios de Transmissão WDM DWDM Evolução de Sistemas Monocanal para Sistemas DWDM
Amplificados
Tecnologias que Viabilizaram Sistemas DWDM Fibras Ópticas Lasers Amplificadores Ópticos
DWDM
Porque foi criado tecnologia DWDM? Devido ao aumento da globalização, a troca
de informações se tornou uma ferramenta fundamental no andamento da economia, de maneira que se observou a necessidade da formação de redes metropolitanas rápidas, flexíveis e confiáveis.
DWDM
DWDM é então discutido como um componente crucial para redes ópticas.
Podemos então definir o mesmo como sendo um sistema que multiplexação múltiplos comprimentos de onda (ou cores de luz) que serão transmitidos através de uma única fibra óptica
DWDM
Como funciona o sistema de mutiplexação do DWDM?
É um sistema que utiliza um canal comum para transmitir outros pequenos canais de comunicação de uma ponta a outra.
Site 1
Evolução da Transmissão ÓpticaSite 2
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 90 km
-2 dBm -28 dBm
Evolução para WDM
TX RX
AOAO-28 dBm12 dBm
Enlace com 1 Amplificador Óptico (AO) Booster
Enlace Ponto a Ponto
2,5 Gb/s sobre 1 fibra of ~ 160 km
Exemplo: SDH STM-16 (L.16-2)
Evolução da Transmissão Óptica
AOAOAOAO
Enlace com 1 AO Booster + 1 AO Pré
Enlace Ponto a Ponto
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 200 km
12 dBm -38 dBm
Site 1 Site 2TX RX
AOAO
Enlace com 1 AO Booster + 1 AO Pré + até 4 AOs de Linha
Enlace Ponto a Ponto
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 500- 600 km
AOAOAOAO
Enlace DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing
Enlace Ponto a Ponto com a possibilidade de diversos sistemas de
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 500- 600 km sem regeneração (3R)
Evolução da Transmissão Óptica: DWDM
MU
X
DE
MU
X
AOAO AOAO AOAO
transponder
Site 1 Site 2TX RX
Resultado
De 2.5 Gbps por fibra, 90 km ...
… Para 0,8 Tbps por fibra, 500 km
Aumento de Capacidade de Transmissão em Sistemas Ópticos
Duas alternativas:
TDM: Time Division Multiplexing
WDM: Wavelength Division Multiplexing
• Combina tráfego de múltiplas entradas em uma única saída de alta capacidade de transmissão
• Permite alta flexibilidade no gerenciamento de tráfego• Requer funcionalidade de mutiplexação elétrica• Atualmente limitado a 40 Gbit/s (STM-256)• Maiores taxas de bit são muito suscetíveis a problemas de dispersão
Time Division Multiplexing (SDH)• Transmissão de bytes entrelaçados em um único comprimento de onda
• Integra tráfego óptico sobre uma única fibra óptica
• Permite alta flexibilidade em expansão de largura de banda
• Reduz funções custosas de multiplexação e demultiplexação elétrica
Independênciade taxas de bite formatos
Wavelength Division Multiplexing (WDM)
DWDM = Dense WDM e CWDM = Coarse WDMDWDM = Dense WDM e CWDM = Coarse WDM
• Uma forma de multiplexação por divisão de freqüência (FDM)• Usa múltiplos comprimentos de onda sobre uma única fibra óptica
Comparação: Solução TDM para 600 km
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
32 Clientes => 64 Fibras + 224 Regeneradores SDH (3R)
Comparação: Solução WDM Para 600 Km
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
MO /
AO
AO /
DO
AO AO AO
32 Clientes => 2 Fibras + Amplificadores Ópticos
Tópicos
Princípios de Transmissão WDM DWDM Evolução de Sistemas Monocanal para Sistemas
DWDM Amplificados
Tecnologias que Viabilizaram Sistemas DWDM Fibras Ópticas Lasers Amplificadores Ópticos
Fibras Ópticas Mono modo Standard Single Mode Fiber (SMF)
Dispersão zero em 1310 nm ITU-T G.652
Dispersion-Shifted Fiber (DSF) Curva de dispersão deslocada para comprimentos de onda superiores para ter dispersão
zero em 1550 nm Sistemas ópticos com um lambda em 1550 nm ITU-T G.653
Non-Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF) Uma pequena dispersão é introduzida na janela de 1550 nm para evitar o principal efeito não
linear: Four Wave Mixing Sistemas DWDM de longo alcance e com altas taxas de bit ITU-T G.655
Zero Water Peak Fiber Eliminação do pico de água (OH), abrindo a janela toda a janela óptica de 1300 a 1600 nm Ideal para sistemas metropolitanos CWDM ITU-T G.652C
Tipos de Fibra Monomodo
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Ate
nu
ação (
dB
/km
)
1600 1700140013001200 15001100
Lambda (nm)
EDFA
Atenuação(todas as fibras)
20
10
0
-10
-20
Dis
pers
ão (
ps/n
m×
km
)
NZDF
Zero-OH FiberElimina o pico de água em
1385 nm
Dispersion-Shifted Fiber
Standard Single-Mode Fiber
Emissores Ópticos: LasersLaser: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
Evolução de Lasers Semicondutores Alta potência de transmissão Distribuição espectral estreita (alguns MHz) Alta confiabilidade Modulação direta ou externa Disponível para aplicações com altas taxas de bit
Amplificadores Ópticos
AOs a fibra mudaram as regras de projeto de sistemas ópticos
Regiões Típicas de Operação: Banda C: 1530 nm a 1560 nm Banda L: 1575 nm a 1605 nm
AO necessita de laser(s) de bombeio: 980 nm e 1480 nm são os mais comuns
Érbio é utilizado como componente dopante em amplificadores ópticos a fibra (EDFA = Erbium Doped Fiber Amplifier)
Amplified Spontaneous Emission (ASE) é um ruído faixa larga gerado pelo AO
Potência por canal óptico em sistemas com N canais:
PCANAL = PTOTAL – 3 x log2N
AOs: Janela de Atuação
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Ate
nu
ação (
dB
/km
)
1600 1700140013001200 15001100
Lambda (nm)
Transmissão em 1550 nm:Região de perda mínima na fibra e de atuação de EDFAs
Banda EDFA (C e
L)
Limite teórico
AO: Degradação de OSNR
Amplificadores Ópticos degradam a OSNR devido à geração de ASE
Figura de Ruído = (OSNR)entrada / (OSNR)saída
Portanto para uma determinada OSNR deve-se ter um número limitado de AOs cascateados (spans)
• Alternativa: uso de AOs de multi-estágios otimizados Primeiro estágio otimizado para baixa figura de ruído Segundo estágio otimizado para alta potência de saída
Amplificadores Ópticos: Arquitetura Multi-Estágios
Bombeio
Sinal deEntrada
Sinal deSaída
Fibra dopada com Er3+
IsoladorÓptico
IsoladorÓptico
IsoladorÓptico
Primeiro estágio(baixa figura de ruído)
Segundo estágio(alta potência)
Bombeio
Fibra dopada com Er3+
Amplificadores Ópticos: ASE
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