Você conhece todas essas terminologias da tecnologia WDM?
Como uma oportunidade sem precedentes para aumentar drasticamente a capacidade de largura de banda, a tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing) é uma solução ideal para obter mais largura de banda e menor custo nas redes de telecomunicações de hoje. Em virtude da fama, o WDM se torna uma palavra familiar agora. No entanto, na maioria das vezes, sabemos apenas o que é “WDM”, mas não conhecemos realmente a tecnologia WDM. Na verdade, existem várias terminologias usadas no WDM que são sempre uma dor de cabeça para nós. Agora, vamos ver quais são eles.
WDM inclui CWDM e DWDM
WDM (Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda)
Uma tecnologia que multiplexa vários sinais de portadora ótica em uma única fibra óptica usando diferentes comprimentos de onda óticos (isto é, cores) da luz do laser. Ele quebra a luz branca que passa através do cabo de fibra ótica em todas as cores do espectro, assim como a luz passada através de um prisma cria um arco-íris. Cada comprimento de onda leva um sinal individual que não interfere com os outros comprimentos de onda.
CWDM (multiplexação por divisão de comprimento de onda grosseira)
CWDM é uma tecnologia WDM específica definida pela ITU (International Telecommunication Union) nas redes espectrais ITU-T G.694.2, usando os comprimentos de onda de 1270 nm a 1610 nm em um espaçamento de canal de 20 nm. É uma tecnologia de escolha para o transporte eficiente de grandes volumes de tráfego de dados em redes de telecomunicações ou corporativas.
DWDM (Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Densa)
O DWDM é uma tecnologia WDM específica, também definida pela ITU, mas nas grades espectrais ITU-T G.694.1. A grade é especificada como freqüência em THz, ancorada em 193,1 THz, com uma variedade de espaçamentos de canal especificados de 12,5 GHz a 200 GHz, entre os quais 100 GHz é comum. Na prática, a frequência DWDM é geralmente convertida em comprimento de onda. O DWDM normalmente tem a capacidade de transportar até 80 canais (comprimentos de onda) no que é conhecido como espectro da banda Convencional (banda C), com todos os 80 canais na região de 1550 nm.
Sistema de Transmissão WDM
Transmissão de Fibra Única
Fibra única, ou seja, comunicação bidirecional em uma única fibra. Este sistema utiliza dois conjuntos idênticos de comprimentos de onda para ambas as direções em uma única fibra. Canais individuais que residem no sistema de fibra única podem se propagar em qualquer direção.
Transmissão de Fibra Dupla
Fibra dupla, composta de duas fibras individuais, uma fibra é usada para a direção de transmissão e a outra é usada para a direção de recepção. No sistema de transmissão de fibra dupla, o mesmo comprimento de onda é normalmente usado nas direções de transmissão e recepção. A segunda fibra pode servir como uma fibra de backup como em um sistema redundante, ou pode fornecer um caminho óptico na direção oposta.
Upstream (Retorno) e Downstream (Forward)
A direção de um sinal de comunicação pode ser referenciada usando essas duas terminologias. A direção downstream é definida como comunicação originada em um provedor de serviços e enviada ao usuário do serviço. Upstream é na direção oposta.
Topologia WDM
Topologias de Rede
Os produtos WDM trazem maior eficiência às redes de fibra através do uso de fibra de múltiplos canais. As redes são identificadas por seu layout ou topologia de fibra. Topologias de rede como Malha, Anel, P2P (ponto a ponto) e P2MP (ponto a multiponto) às vezes usarão produtos WDM especialmente projetados para a rede. Portanto, é importante entender o uso de rede pretendido ao selecionar produtos WDM. Redes inteiras são freqüentemente compostas de vários tipos de topologias de sub-redes.
Topologia de anel
Nas redes de área metropolitana, as infraestruturas são geralmente organizadas em uma topologia em anel. A topologia de anel é um tipo de topologia de rede que consiste em um loop fechado. As redes de anel de fibra são compostas por uma série de extensões de fibra que terminam nos nós da rede espalhados por todo o loop. Cada nó no anel se conectará a dois e apenas dois nós adjacentes. As redes de anel são frequentemente sistemas de fibra dupla. Topologia de anel de contraste com uma extensão de fibra não fechada, ponta a ponta ou ponto a ponto.
Nó
Na topologia de rede, um nó é uma terminação de uma única ramificação ou várias ramificações da rede. Uma rede WDM consiste em um conjunto de nós, fisicamente interconectados por fibra ótica (a topologia física), sobre os quais uma topologia lógica é sobreposta pelo estabelecimento de interconexões do caminho de luz entre os nós. O uso do WDM no lado da fibra permite que o nó seja segmentado ou dividido em áreas de serviço adicionais, expandindo assim a base de clientes e a largura de banda disponível.
Tecnologias WDM
Grelha de Guias de Onda (AWG)
O AWG, incluindo Athermal AWG (AAWG) e Thermal AWG (TAWG), é comumente usado como MUX / DeMUX ótico em sistemas WDM. AAWG tem desempenho equivalente ao TAWG padrão, mas não requer energia elétrica, software ou temperatura.
Grade de Bragg de Fibra (FBG)
Os FBGs são filtros versáteis de comprimento de onda para multiplexar e desmultiplexar sinais WDM. Eles também podem compensar a dispersão cromática que pode degradar a qualidade do sinal WDM em uma fibra óptica.
Filtro de película fina (TFF)
Os filtros de filmes finos foram adotados desde muito cedo e foram amplamente implementados desde porque possuem os atributos exclusivos que atendem aos requisitos rigorosos dos sistemas de comunicação ótica. A principal vantagem dos filtros de filme fino é sua capacidade de obter alta precisão no processamento em tamanhos pequenos de dispositivos, quando comparado a tecnologias concorrentes.
Equipamento WDM
Mux (multiplexador)
O multiplexador WDM é um dispositivo que multiplexa ou combina sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda (cores) juntos em uma única fibra.
DeMux (De-Multiplexer)
Em contraste com o multiplexador, o DeMux é um dispositivo que desmultiplexa ou divide a transmissão óptica composta de comprimentos de onda multiplexados em fibras individuais atribuídas a cada comprimento de onda.
Nota: No mercado atual, existem produtos CWDM Mux / DeMux e DWDM Mux / DeMux. Estes produtos têm o Mux e DeMux dentro e vem em um pacote como 1RU 19 “rackmont, caixa LGX e módulo ABS etc.
OADM (Optical Add-Drop Multiplexer)
OADM é um dispositivo usado em sistemas WDM para multiplexar e rotear diferentes canais de luz para dentro ou para fora de uma única fibra.
FWDM (multiplexador por divisão de comprimento de onda baseado em filtro)
O Multiplexador por Divisão de Comprimento de Onda (FWDM) baseado em filtro é um tipo de multiplexador WDM baseado na tecnologia de Filtro de Filme Fino (Thin Film Filter - TFF). O FWDM combina ou separa a luz em diferentes comprimentos de onda em uma ampla faixa de comprimento de onda e é amplamente utilizado em amplificadores EDFA, Raman e redes ópticas WDM.
Filtros ignorados em faixas
Os filtros skip com bandas são usados para construir produtos BWDM (Band WDM). Esses filtros são TFFs que possuem bandas de passagem ampla, que contêm vários canais. Por exemplo, o Filtro de banda C vermelho / azul DWDM é usado para separar ou combinar sinais de comprimento de onda de banda vermelha e azul em sistemas DWDM de banda C e sistemas de amplificação de alta potência. É como um FWDM regular, com a única diferença de que os comprimentos de onda são divididos no filtro Vermelho / Azul enquanto ligados no WDM.
Portas WDM MUX DEMUX
Porto Comum
O ponto de conexão de um produto WDM no qual os canais combinados são exibidos. Para um produto MUX, os canais combinados são transmitidos a partir da porta comum. Para um DEMUX, os canais combinados são recebidos na porta comum.
Porta Express ou Upgrade
Para produtos CWDM, normalmente haverá uma atualização ou uma porta expressa, mas não ambas. A porta de atualização ou expressa em um CWDM Mux ou DeMux é usada para adicionar, descartar ou passar por canais adicionais que permitem a colocação em cascata de dois módulos CWDM Mux / DeMux, duplicando a capacidade do canal no link de fibra comum.
Para produtos DWDM, a finalidade de uma porta de atualização é poder adicionar, descartar ou passar por canais DWDM de banda C que ainda não estejam em uso, ou seja, apenas canais que residem na faixa de 1530 a 1565 nm. Se o produto DWDM também tiver uma porta expressa, essa porta será normalmente usada para canais adicionais que residam fora da banda C, como a maioria dos canais CWDM.
Porta 1310nm
A porta 1310nm é uma porta óptica de banda larga adicionada a outros comprimentos de onda CWDM específicos em um módulo. Por exemplo, se um CWDM de 8 canais for chamado, ele poderá usar comprimentos de onda de 1470 nm a 1610 nm e solicitar a porta de 1310 nm. A porta 1310nm é usada em algumas redes herdadas e, às vezes, como um caminho de retorno. Se uma rede legada existente estiver usando uma porta de 1310 nm e tiver esgotado todas as fibras e estiver procurando maneiras de aumentar sua capacidade de rede, poderá adicionar outros comprimentos de onda CWDM à mesma fibra, permitindo o uso da porta de 1310 nm. Enquanto isso, ele pode levar óptica LR, LX ótica etc.
Porta 1550nm
Semelhante à porta 1310nm, permite que um sinal legado de 1550nm passe e possa transportar ótica ER, óptica ZR, óptica LX, óptica ZX etc.
Porta do monitor
Essa porta é usada para monitorar ou testar o sinal de energia que sai de um CWDM do Muxed ou antes de ser desmembrado do sinal que passa pela rede de fibra normalmente em um nível de energia de 5% ou menos. Geralmente, ele pode ser conectado a equipamentos de medição ou monitoramento, como medidores de energia ou analisadores de rede. Os administradores de rede usarão isso para testar o monitor se um sinal falhou ou foi alterado sem precisar interromper a rede existente.
Parâmetros WDM
Comprimentos de onda
Comprimento de onda é a distância, medida na direção da propagação, entre dois pontos da mesma fase em ciclos consecutivos de uma onda. O comprimento de onda λm da luz monocromática viajando em uma fibra ótica é expresso:
λm = λ / n = v / f
λ = comprimento de onda óptico no vácuo
n = índice de refração do meio dielétrico
v = velocidade de fase, dada por c / n
c = velocidade da luz no vácuo: 2,99792458 X 108 m / s
f = a frequência óptica.
Nota: Na prática de WDM, comprimentos de onda tais como o comprimento de onda de um laser de comunicações, as especificações de comprimento de onda para filtros ópticos e os comprimentos de onda de canais ópticos de transmissão são dados como λ, o comprimento de onda em nanômetros como ocorreria no vácuo.
Canal
Em sistemas WDM, a cada canal de entrada é atribuído um comprimento de onda exclusivo (ou seja, cor da luz), portanto, os canais podem atravessar a fibra “em paralelo”.
Faixa de passagem
Uma banda de passagem é a faixa de freqüências ou comprimentos de onda que podem passar por um filtro. É um dos parâmetros dos filtros WDM. Na prática, é a tolerância do filtro para o desvio do laser do comprimento de onda central. Por exemplo, uma banda de passagem típica para filtros CWDM é ± 6,5 nm em torno do comprimento de onda central. Assim, um laser de 1551 nm poderia operar dentro de uma faixa de 1544,5 nm a 1557,5 nm sem encontrar perda extra de canal.
Perda de inserção
Perda de inserção é a atenuação causada pela inserção do filtro WDM em um sistema de transmissão ótica. É normalmente especificado como a perda máxima de inserção que ocorre na faixa de passagem do filtro. A perda de inserção de um produto WDM é dada como a perda máxima de inserção que ocorre na porta do canal com a maior perda. Em redes WDM, a perda de inserção é um dos vários contribuintes para a perda total do link de comunicação. Os filtros de película fina exibem variância de fabricação bastante ampla em seus valores de perda de inserção e são rastreados antes de serem usados em produtos WDM.
Perda Dependente de Polarização (PDL)
A perda exibida por um filtro WDM depende da polarização óptica da luz. A PDL é a maior diferença na perda máxima de inserção que ocorre em todos os estados de polarização óptica. A PDL para um produto WDM é especificada como a maior PDL permitida para qualquer canal.
Dispersão do modo de polarização (PMD)
O PMD é um fenômeno linear importante que ocorre dentro das fibras ópticas, o que pode fazer com que o receptor óptico não consiga interpretar o sinal corretamente e resulta em altas taxas de erros de bit. São outros efeitos de polarização que levam a prejuízos nos sistemas de transmissão de fibra ótica de longa distância.
Perda de retorno
A perda de retorno é a perda de energia no sinal retornado / refletido por uma descontinuidade em uma linha de transmissão ou fibra óptica de sistemas WDM. Um grande valor de perda de retorno é desejável para evitar problemas com lasers de origem e reduzir a perda transmitida. A perda de retorno de um produto WDM é a menor perda de retorno medida em todas as portas.
Ondulação Passband
A ondulação de faixa de passagem é definida como a variação máxima de perda de pico a pico dentro da faixa de passagem de um canal.
Isolamento
O isolamento é uma medida de luz em um comprimento de onda indesejado em qualquer ponto determinado. Expresso em dB, é a diferença da perda máxima de inserção dentro da banda de passagem do filtro e a perda mínima que ocorre dentro de outras bandas de passagem de filtragem. O isolamento é medido aplicando uma fonte de energia ótica varrida à porta comum do filtro e medindo a perda dentro da banda de passagem do filtro e as bandas de passagem de outros filtros. Quando outros filtros são aqueles com bandas de passagem mais próximas da banda de passagem do filtro, ele é chamado de Isolamento de Canal Adjacente. Para as portas restantes, é chamado de isolamento de canal não adjacente.
Temperatura de Operação
Temperatura de Operação (° C) é a faixa de temperatura ambiente na qual a especificação de desempenho do dispositivo pode ser atendida.
Temperatura de armazenamento
Temperatura de armazenamento (° C) é a faixa de temperatura ambiente na qual o dispositivo pode ser armazenado sem afetar a aplicação pretendida posteriormente.
TECNOLOGIA WDM RELACIONADA
Rede óptica de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM-PON)
O WDM-PON é um conceito inovador para redes de acesso e backhaul. Ele usa o WDM em uma infraestrutura de fibra física P2MP que não contém componentes ativos (isto é, PON). O WDM-PON permite que os operadores forneçam alta largura de banda a múltiplos endpoints em longas distâncias.
Rede de Transporte Óptico (OTN)
O OTN foi projetado para fornecer suporte a redes óticas usando a multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), diferente de seu antecessor SONET / SDH. É capaz de fornecer funcionalidade de transporte, multiplexação, comutação, gerenciamento, supervisão e sobrevivência de canais ópticos que transportam sinais de clientes.
