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Tecnologia DWDM. Redes de alta velocidade. Princípios de Transmissão DWDM DWDM Evolução de Sistemas Mono canal para sistemas DWDM Amplificados Tecnologias que Viabilizaram Sistemas DWDM Fibras Ópticas Lasers Amplificadores Ópticos. T ó picos. Princípios de Transmissão WDM DWDM

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Presentation Transcript
slide1

Tecnologia DWDM

Redes de alta velocidade

t picos
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
t picos1
Princípios de Transmissão WDM

DWDM

Evolução de Sistemas Monocanal para Sistemas DWDM Amplificados

Tecnologias que Viabilizaram Sistemas DWDM

Fibras Ópticas

Lasers

Amplificadores Ópticos

Tópicos
slide4
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.

slide5
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

slide6
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.

evolu o da transmiss o ptica

-2 dBm

-28 dBm

2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 90 km

AO

12 dBm

-28 dBm

Enlace com 1 Amplificador Óptico (AO) Booster

Enlace Ponto a Ponto

2,5 Gb/s sobre 1 fibra of ~ 160 km

Evolução da Transmissão Óptica

Site 2

TX

RX

Site 1

Exemplo: SDH STM-16 (L.16-2)

Evolução para WDM

evolu o da transmiss o ptica1

AO

AO

AO

AO

AO

12 dBm

-38 dBm

Enlace com 1 AO Booster + 1 AO Pré

Enlace Ponto a Ponto

2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 200 km

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

Evolução da Transmissão Óptica

Site 1

TX

RX

Site 2

evolu o da transmiss o ptica dwdm
Evolução da Transmissão Óptica: DWDM

Site 1

TX

RX

Site 2

1



AO

AO

AO

3

DEMUX

MUX





transponder

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)

resultado
Resultado

De 2.5 Gbps por fibra, 90 km ...

… Para 0,8 Tbps por fibra, 500 km

aumento de capacidade de transmiss o em sistemas pticos
Aumento de Capacidade de Transmissão em Sistemas Ópticos
  • Duas alternativas:
  • TDM: Time Division Multiplexing
  • WDM: Wavelength Division Multiplexing
time division multiplexing sdh
Time Division Multiplexing (SDH)
  • Transmissão de bytes entrelaçados em um único comprimento de onda
  • 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
wavelength division multiplexing wdm
Wavelength Division Multiplexing (WDM)
  • Uma forma de multiplexação por divisão de freqüência (FDM)
  • Usa múltiplos comprimentos de onda sobre uma única fibra óptica

Independência

de taxas de bit

e formatos

  • 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

DWDM = Dense WDM e CWDM = Coarse WDM

compara o solu o tdm para 600 km

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

Comparação: Solução TDM para 600 km

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

32 Clientes => 64 Fibras + 224 Regeneradores SDH (3R)

compara o solu o wdm para 600 km
Comparação: Solução WDM Para 600 Km

SDH

MO

/

AO

AO

/

DO

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

AO

AO

AO

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

SDH

32 Clientes => 2 Fibras + Amplificadores Ópticos

t picos2
Princípios de Transmissão WDM

DWDM

Evolução de Sistemas Monocanal para Sistemas DWDM Amplificados

Tecnologias que Viabilizaram Sistemas DWDM

Fibras Ópticas

Lasers

Amplificadores Ópticos

Tópicos
fibras pticas mono modo
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

0.6

20

10

0

-10

-20

Standard Single-Mode Fiber

Atenuação

(todas as fibras)

0.5

NZDF

EDFA

0.4

0.3

Dispersion-

Shifted Fiber

Atenuação (dB/km)

Zero-OH Fiber

Elimina o pico de água em 1385 nm

Dispersão (ps/nm×km)

0.2

0.1

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

Lambda (nm)

Tipos de Fibra Monomodo
emissores pticos lasers
Emissores Ópticos: Lasers

Laser: 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 pticos
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 atua o
AOs: Janela de Atuação

0.6

0.5

0.4

Banda EDFA (C e L)

Atenuação (dB/km)

0.3

Limite teórico

0.2

0.1

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

Lambda (nm)

Transmissão em 1550 nm:

Região de perda mínima na fibra e de atuação de EDFAs

ao degrada o de osnr
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 pticos arquitetura multi est gios
Amplificadores Ópticos: Arquitetura Multi-Estágios

Segundo estágio

(alta potência)

Primeiro estágio

(baixa figura de ruído)

Fibra dopada com Er3+

Fibra dopada com Er3+

Sinal de

Saída

Sinal de

Entrada

Isolador

Óptico

Isolador

Óptico

Isolador

Óptico

Bombeio

Bombeio