WDM – O Futuro das Comunicações Ópticas

Uma vez mais, uma importante contribuição do Eduardo Laino – Obrigado Eduardo, pela constante contribuição com posts de qualidade! Vamos prestigiá-lo uma vez mais deixando comments sobre este interessantíssimo e muito bem escrito post sobre a tecnologia WDM.

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WDM

No inicio dos anos 90, foi desenvolvida a tecnologia WDM, com o objetivo de tornar mais eficiente o uso de fibras ópticas. Esta tecnologia consiste em unir, em uma mesma fibra, vários sinais de luz, comprimentos de ondas diferentes, cada um gerado por um laser separado, levando o sinal até o fim, e separando novamente.

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Essa multiplexação tem o objetivo de aumentar a capacidade de transmissão e utilizar a largura de banda da fibra óptica de forma mais adequada. A grande vantagem associada ao WDM é a possibilidade de se modular o aumento da capacidade de transmissão conforme o mercado e de acordo com a necessidade de tráfego. A principal razão para a utilização destes sistemas é o baixo custo. Estes sistemas possibilitam o alcance de uma melhor relação entre custos e bits transmitidos, sob determinadas condições. Algumas análises mostram que, para distâncias menores que 50Km, a solução de multi-fibra é menos dispendiosa e para distâncias maiores que este valor, o custo da solução WDM é melhor.

Os sistemas WDM possuem algumas características básicas, apresentadas a seguir:

  • Flexibilidade de capacidade: migrações de 622 Mbps para 2,5 Gbps e, a seguir para 10 Gbps poderão ser realizadas sem a necessidade de se trocar os amplificadores e multiplexadores WDM. Desta maneira, é possível se preservar os investimentos realizados; 
  • Transparência a sinais transmitidos: podem transmitir uma grande variedade de sinais de maneira transparente. Como não há o envolvimento de processos elétricos, diferentes taxas de transmissão e sinais poderão ser multiplexados e transmitidos para o outro lado do sistema, sem a necessidade de uma conversão ópto-elétrica; 
  • Permite crescimento gradual de capacidade: um sistema WDM pode ser planejado para 16 canais, podendo ter sua operação iniciada com um número menor de canais. A introdução de mais canais no sistema pode ser feita simplesmente adicionando novos equipamentos terminais; 
  • Reutilização dos equipamentos terminais e da fibra: permite o crescimento da capacidade, mantendo os mesmos equipamentos terminais e a mesma fibra;
  • Atendimento de demanda inesperada: geralmente, o tráfego aumenta mais rapidamente que o esperado e, neste caso, alguns sistemas podem não possuir uma infra-estrutura disponível para suportá-lo. Os sistemas WDM podem solucionar este problema, economizando tempo na expansão da rede.

DWDM

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing – multiplexação densa por comprimento de onda) é uma tecnologia WDM. Os sistemas DWDM podem combinar até 64 canais em uma única fibra. No entanto, podemos encontrar, na prática, sistemas DWDM que podem multiplexar até 128 comprimentos de onda. Além disso, foram realizados alguns testes que provaram ser possível a multiplexação de até 206 canais. Os sistemas DWDM utilizam comprimentos de onda entre aproximadamente 1500 nm e 1600 nm e apresentam alta capacidade de transmissão por canal, 10 Gbps, podendo alcançar 1Tbps na transmissão de dados sobre uma fibra óptica.

O DWDM é a chave tecnológica para integração das redes de dados, voz e imagem de altíssima capacidade. Atualmente, o DWDM é utilizado principalmente em ligações ponto-a-ponto. Nessa tecnologia, é possível que cada sinal transmitido esteja em taxas ou formatos diferentes. Desta forma, a capacidade de transmissão de sistemas DWDM podem ser ampliadas consideravelmente e de maneira relativamente fácil. E ainda é capaz de manter o mesmo grau de desempenho, confiabilidade e robustez do sistema.

Nas redes ópticas emprega-se a utilização de um link DWDM ponto-a-ponto. Neste sistema, emissores de luz lançam feixes de luz na entrada do multiplexador óptico. Este mux irá combinar os diferentes comprimentos de onda em um único caminho, sendo então acoplados em uma fibra monomodo. No final do link, os canais ópticos são separados pelo demultiplexador óptico e levados para os diferentes receptores. Para links de transmissão que possuem longas distâncias, é preciso que os sinais sejam amplificados. Para isso, utiliza-se um amplificador óptico.

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UDWDM

O U-DWDM (Ultra – Dense Wavelength Division Multiplexing) é considerado como o próximo estágio nas comunicações ópticas. Esta tecnologia combina 128 ou 256 comprimentos de onda em uma única fibra óptica, sendo que cada comprimento de onda teria uma taxa de transmissão de 2.5 Gb/s, 10 Gb/s e até 40 Gb/s. No U-DWDM os canais estão espaçados de 10 GHz, o que corresponde a 0.08 nm.

CONCLUSÃO

Apesar de apresentar custo elevado em relação às tecnologias usadas atualmente, as fibras ópticas nos oferecem muitas vantagens, como, por exemplo, imunidade não só a interferências externas, mas também a freqüências de rádio e radar e impulsos eletromagnéticos. As fibras ópticas também apresentam baixa atenuação, imunidade a ruídos externos e taxas de transmissão maiores. O WDM, por sua vez, é usado para ampliar ainda mais a capacidade de transmissão da fibra. Essa tecnologia tem como princípio, combinar vários comprimentos de onda diferentes em uma única fibra. O WDM possui uma série de variações como o CWDM, o DWDM e o WWDM. Futuramente teremos também o U-DWDM, que irá multiplexar centenas de comprimentos de onda em apenas uma fibra, alcançando taxas de transmissão na ordem de Tb/s. Com o aumento da procura por aplicações que exigem altas taxas de transmissão de dados, acompanhado da crescente evolução das próprias fibras e das tecnologias aplicadas nas redes ópticas, espera-se que, brevemente, os cabos metálicos sejam substituídos por cabos de fibra óptica.



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