De O para L: a Evolução de Bandas Ópticas de Comprimento de Onda
No sistema de comunicações por fibra óptica, várias bandas de transmissão foram definidas e padronizadas, desde a banda O original até a banda U / XL. As bandas E e U / XL têm sido tipicamente evitadas, pois possuem regiões de alta perda de transmissão. A banda E representa a região do pico da água, enquanto a banda U / XL reside no final da janela de transmissão do vidro de sílica.
A fibra interurbana e de anel de metrô já carregam sinais em vários comprimentos de onda para aumentar a largura de banda. As fibras que entram na casa logo farão o mesmo. Agora existem vários tipos de sistemas de telecomunicações ópticas que foram desenvolvidos, alguns baseados em multiplexação por divisão de tempo (TDM) e outros em multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM) ou multiplexação por divisão de comprimento de onda grosseira (CWDM). Este artigo pode representar a evolução das bandas de comprimento de onda ópticas, principalmente descrevendo esses três sistemas de alto desempenho.
Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Densa
Os sistemas DWDM foram desenvolvidos para lidar com as crescentes necessidades de largura de banda das redes ópticas de backbone. O espaçamento estreito (geralmente 0,2 nm) entre bandas de comprimentos de onda aumenta o número de comprimentos de onda e permite taxas de dados de vários Terabits por segundo (Tbps) em uma única fibra.
Esses sistemas foram desenvolvidos primeiramente para comprimentos de onda de luz laser na banda C e, posteriormente, na banda L, aproveitando os comprimentos de onda com as menores taxas de atenuação em fibra de vidro, bem como a possibilidade de amplificação óptica. Os amplificadores de fibra dopados com érbio (EDFAs, que trabalham nesses comprimentos de onda) são uma tecnologia essencial para esses sistemas. Porque os sistemas WDM usam muitos comprimentos de onda ao mesmo tempo, o que pode levar a muita atenuação. Portanto, a tecnologia de amplificação óptica é introduzida. Amplificadores Raman e amplificadores de fibra dopados com érbio são dois tipos comuns usados no sistema WDM.
Para atender à demanda por “largura de banda ilimitada”, acreditava-se que o DWDM teria que ser estendido para mais bandas. No futuro, no entanto, a banda L também será útil. Como os EDFAs são menos eficientes na banda L, o uso da tecnologia de amplificação Raman será re-endereçado, com comprimentos de onda de bombeamento relacionados próximos a 1485 nm.
Multiplexação por divisão de ondas grosseiras
O CWDM é a versão de baixo custo do WDM. Geralmente, esses sistemas não são amplificados e, portanto, têm alcance limitado. Eles normalmente usam fontes de luz menos caras que não são temperadas. Lacunas maiores entre os comprimentos de onda são necessárias, geralmente 20 nm. Naturalmente, isso reduz o número de comprimentos de onda que podem ser usados e, portanto, também reduz a largura de banda total disponível.
Os sistemas atuais usam as bandas S, C e L, porque essas bandas habitam a região natural para baixas perdas ópticas em fibra de vidro. Embora a extensão na banda O e E (1310 nm a 1450 nm) seja possível, o alcance do sistema (a distância que a luz pode percorrer em fibra e ainda fornecer um bom sinal sem amplificação) sofrerá como resultado das perdas incorridas pelo uso do Região de 1310 nm em fibras modernas.
Multiplexação por divisão de tempo
Os sistemas TDM usam uma ou duas faixas de comprimento de onda (com uma faixa de comprimento de onda alocada para cada direção). As soluções TDM estão atualmente no centro das atenções com a implantação de tecnologias de fibra para casa (FTTH). Ambos EPON e GPON são sistemas TDM. A alocação de largura de banda padrão para o GPON requer entre 1260 e 1360 nm a montante, 1440 a 1500 nm a jusante e 1550 a 1560 nm para vídeo por cabo.
Para atender ao aumento na demanda de largura de banda, esses sistemas exigirão atualização. Alguns prevêem que o TDM e o CWDM (ou mesmo o DWDM) terão que coexistir nas mesmas fibras de rede instaladas. Para isso, está em andamento um trabalho dentro dos órgãos de padronização para definir filtros que bloqueiam comprimentos de onda não-GPON para os clientes atualmente instalados. Isso exigirá que a parte CWDM use faixas de comprimento de onda muito distantes daquelas reservadas para o GPON. Consequentemente, eles terão que usar a banda L ou as bandas C e L, e desde que o vídeo não seja usado.
Conclusão
Em cada caso, foi demonstrado desempenho suficiente para garantir alto desempenho para os sistemas de hoje e de amanhã. A partir deste artigo, sabemos que a banda original não satisfez mais o rápido desenvolvimento da alta largura de banda. E a evolução das bandas de comprimento de onda ópticas significa apenas mais e mais bandas serão chamadas. No futuro, com o crescimento das aplicações de FTTH, não há dúvida de que as bandas C e L desempenharão papéis cada vez mais importantes no sistema de transmissão óptica.
