Componentes Ópticos Avançados - Multiplexador WDM
O WDM Multiplexer é um dispositivo que utiliza a tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing) para combinar diferentes comprimentos de onda óptica de duas ou mais fibras ópticas em apenas uma fibra óptica. Esta combinação ou acoplamento dos comprimentos de onda pode ser muito útil para aumentar a largura de banda de um sistema de fibra ótica. Os multiplexadores WDM são usados em pares: um no início da fibra para acoplar as entradas e um no fim da fibra para separar e então direcionar os comprimentos de onda separados para fibras separadas. Um multiplexador WDM pode ser considerado como uma rodovia de fibra óptica; a rodovia pode suportar uma largura de banda muito grande, aumentando assim a capacidade do sistema.
Cada canal em um multiplexador WDM é projetado para transmitir um comprimento de onda óptico específico. O multiplexador funciona muito bem como um acoplador no início da fibra óptica e como um filtro no final da fibra óptica. Por exemplo, um multiplexador de 8 canais teria a capacidade de combinar oito canais diferentes ou comprimentos de onda de fibras ópticas separadas em uma fibra óptica. Novamente, para aproveitar a enorme largura de banda no final da fibra ótica, outro multiplexador (demultiplexador) recuperará os comprimentos de onda separados. A figura abaixo mostra um sistema WDM simples composto de múltiplas fontes de luz, um multiplexador WDM ou combinador que combina os comprimentos de onda em uma fibra óptica, e um demultiplexador WDM ou divisor óptico que separa os comprimentos de onda de seus respectivos receptores.
Tipos de Multiplexadores WDM
Multiplexadores CWDM e DWDM
Os multiplexadores WDM estão disponíveis em uma variedade de tamanhos, mas geralmente são encontrados com configurações de 2, 4, 8, 16, 32 e 64 canais. Os tipos de multiplexadores são banda larga (ou banda cruzada), banda estreita e densa. Multiplexadores de banda larga ou crossband ( CWDM Multiplexer ) são dispositivos que combinam uma ampla gama de comprimentos de onda, como 1310 nm e 1550 nm. Um multiplexador de banda estreita combinará vários comprimentos de onda com espaçamento de canal de 1000 GHz. Um multiplexador denso combina comprimentos de onda com espaçamento de canal de 100 GHz. Aqui mostra um sistema WDM de banda larga ou crossband básico.
Os sistemas de banda estreita WDM (DWDM) têm canais espaçados de 1000 GHz ou aproximadamente 8 nm. Aqui está uma figura que mostra um sistema básico WDM de banda estreita.
O padrão da indústria nos Multiplexadores de Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Denso (Multiplexador DWDM ), como recomendado pela União Internacional de Telecomunicações (ITU), é de 100 GHz ou aproximadamente 0,8 nm de espaçamento de canal. Existem multiplexadores DWDM de banda C, S-band e L-band. A banda C é a banda de 1550 nm que usa comprimentos de onda de 1530 a 1565 nm. A banda S usa comprimentos de onda de 1525 a 1538 nm, e a banda L usa comprimentos de onda de 1570 a 1610 nm.
Quanto mais próximos os canais estiverem espaçados, maior o número de canais que podem ser inseridos em uma banda. Atualmente, um espaçamento de 50 GHz está disponível (os multiplexadores DWDM de 50 GHz geralmente têm 64, 80, 88, 96 canais). É importante notar que à medida que o espaçamento ou a largura de cada canal diminui, menor a largura espectral. Isso é relevante porque o comprimento de onda deve ser estável ou sustentável por tempo suficiente para não chegar a um canal adjacente. Além de ter uma largura espectral muito estreita, o transmissor a laser não pode ser desviado (deve ter o mesmo comprimento de onda o tempo todo). Se o comprimento de onda de saída do transmissor de laser mudar até mesmo alguns décimos de um nanômetro, ele poderá entrar no próximo canal e causar problemas de interferência.
Multiplexadores WDM unidirecionais e bidirecionais
Existem diferentes configurações de multiplexadores WDM. Tudo o que cobrimos até este ponto descreve um sistema WDM unidirecional. O Multiplexador WDM Unidirecional é configurado para que o multiplexador se conecte apenas a transmissores ou receptores ópticos. Em outras palavras, permite que a luz viaje em apenas uma direção e forneça apenas comunicação simplex sobre uma única fibra óptica. Portanto, as comunicações full-duplex exigem duas fibras ópticas.
Um multiplexador WDM projetado para conectar-se a transmissores e receptores é chamado bidirecional (BiDi); Em essência, o BiDi WDM Multiplexer é projetado para transmissão óptica em ambas as direções usando apenas uma fibra óptica. Dois canais suportarão um link de comunicação full-duplex. Aqui está uma figura que mostra dois multiplexadores BiDi WDM se comunicando através de uma única fibra óptica.
Dicas para usar os multiplexadores WDM
Como acontece com qualquer outro dispositivo que é adicionado a uma rede de fibra óptica, existem fatores que devem ser considerados. Como as perdas são um fator que deve ser levado em conta, você deve se lembrar que quanto maior o número de canais, maiores serão as perdas de inserção ao usar os multiplexadores WDM. Outras especificações a serem lembradas ao usar os multiplexadores WDM são isolamento, PMD e a largura de banda espectral.
Resumo
Os multiplexadores WDM são dispositivos amplamente utilizados que fornecem uma maneira de utilizar a enorme capacidade de largura de banda de fibra óptica sem o custo de usar os transmissores e receptores de laser mais rápidos. Basta pensar nisso: um sistema WDM de 8 canais usando transmissores laser de 2,5 Gbps diretamente modulados carrega o dobro de dados que um transmissor a laser de 10 Gbps modulado indiretamente. Os sistemas WDM permitem que os projetistas combinem peças de desempenho modestas e criem um sistema de desempenho ultra-alto. Os sistemas WDM oferecem a maior quantidade possível de dinheiro!
