Dwdm Padtec See-2008
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Redes de Transmissão Óptica
Daniel Salles de AraújoGerente de Tecnologia – Sistemas
![Page 2: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/2.jpg)
Apresentação
• Daniel• Gabriela• Rafael
![Page 3: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/3.jpg)
Objetivos
• No final do mini-curso, você deverá ter uma idéia sobre:– Redes de transmissão óptica– WDM, ASON e outras coleções de letras– Qual o futuro e evolução desses tipos de rede– Qual o futuro e evolução desses tipos de rede– Como funciona um amplificador óptico– Quais são os problemas comuns nessa área– Como opera uma rede óptica reconfigurável– Qual o futuro dessa tecnologia
![Page 4: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/4.jpg)
Agenda
• A Evolução nas Telecomunicações• Fibras Ópticas• Lasers e Transponders• Amplificadores Ópticos• Amplificadores Ópticos
– EDFA– RAMAN
• Efeitos Não Lineares• OTN (Optical Transport Network)
![Page 5: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/5.jpg)
Agenda
• Redes óptica configuráveis – ROADM– ASON e GMPLS
• Nova geração da Rede de Transporte• Referências• Referências• Perguntas e discussão
![Page 6: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/6.jpg)
Evolução das telecomunicações
2400 pares para 2400 canais de voz:peso, dimensões, interferências eletromagnéticas, instalação, roubo, banda, tudo pior que fibra óptica
Cabo elétrico com 2400 pares de cobre
STM-1 STM-4 STM-16 STM-64OC 3 OC 12 OC 48 OC 192
# Voice channels 1.890 7.560 30.240 120.960
With DWDM 40 wavelengths STM-64
4.838.400 channels.Cabo óptico com 6 fibras
Número de canais de voz
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Site 1
Evolução da Transmissão Óptica
Site 2
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 90 km
-2 dBm -28 dBm
TX RXExemplo: SDH STM-16 (L.16-2)
Evolução para WDM
AO-28 dBm12 dBm
Enlace com 1 Amplificador Óptico (AO) Booster
Enlace Ponto a Ponto
2,5 Gb/s sobre 1 fibra of ~ 160 km
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AOAO
Enlace com 1 AO Booster + 1 AO Pré
Enlace Ponto a Ponto
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 200 km
12 dBm -38 dBm
Site 1 Site 2TX RX
Evolução da Transmissão Óptica
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 200 km
AO
Enlace com 1 AO Booster + 1 AO Pré + até 4 AOs de L inha
Enlace Ponto a Ponto
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 500- 600 km
AOAO
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λ4
λ1
λ2
MU
X
DE
MU
X
AOλ3 AO AO
Site 1 Site 2TX RX
Evolução da Transmissão Óptica
Enlace DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing
Enlace Ponto a Ponto com a possibilidade de diverso s sistemas de
2,5 Gb/s sobre 1 fibra de ~ 500- 600 km sem regenera ção (3R)
λ4
DE
MU
X
λ5
transponder
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Resultado
De 2.5 Gbps por fibra, 90 km ...
… Para 1,6 Tbps por fibra, 500 km
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Time Division Multiplexing (SDH)
• Transmissão de bytes entrelaçados em um único compr imento 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
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Independênciade taxas de bite formatos
Wavelength Division Multiplexing (WDM)
• Uma forma de multiplexação por divisão de freqüência (FDM)• Usa múltiplos comprimentos de onda sobre uma única fibra óptica
• 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
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xWDMxWDM..
Traditional Capacity Expansions
Optical Networking Opportunity
600 600 Mb/sMb/s
22..5 5 Gb/sGb/s
10 Gb/s10 Gb/s
Y Mb/sY Mb/s
Time Division Multiplexing
More Fiber
Vantagens
.
.Z Mb/sZ Mb/s
• Tamanho máximo do transporte limitado pelobit rate do túnel
• Potencial de crescimento limitado• Expansão feita através de expansão de infra-
estrutura
• Tamanho máximo do transporte independente do bit rate do túnel
• Potencial de crescimento praticamente ilimitado• Expensão através de infra-estrutura já existente• Solução ótima para o crescimento do negócio
N X 10 Gb/s
STMSTM--1616STMSTM--44
600 Mb/s
2.5 Gb/s
10 Gb/s
STMSTM--6464
![Page 14: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/14.jpg)
Comparação:Solução TDM para 600 km
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
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
SDH SDH
SDH SDH
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
3R
32 Clientes => 64 Fibras + 224 Regeneradores SDH (3 R)
![Page 15: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/15.jpg)
Comparação: Solução WDM Para 600 km
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDH
SDH SDHMO
/AO
AO /
DO
AO AO AO
SDH SDH
SDH SDH
AO DO
32 Clientes => 2 Fibras + Amplificadores Ópticos
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Conventional High Speed Transport
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
OC-48
40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR1310
RPTR1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
1310RPTR
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC48
Como DWDM começou
• Save capital $’s
DWDM & Fiber Amplifier Based Optical Transport
RPTR RPTRRPTR RPTR RPTRRPTR RPTR RPTR
Less Fiber
Fewer mid-span sites
One Op. Ampfor all 16 Ch.
120 kmOLSTERM
OLSRPTR
OLSRPTR
OLSTERM
120 km 120 km
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC-48
OC-48OC48
• Save capital $’s�Less fiber�Fewer repeaters�Fewer physical sites
• Save expense $’s�Less to build & maintain
• Save time�Utilize existing fiber�Avoid or defer new
route/site construction• New revenue $’s sooner
![Page 17: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/17.jpg)
Fibras Ópticas
• Modos guiados– Raios “aprisionados” que satisfazem a condição de interferência
construtiva
• Fibra Multi-modo: vários modos são suportados– Dispersão intermodal limita sua aplicação em comunicações
• Fibra Mono-modo (Single-Mode Fiber – SMF): somente um modo guiado é suportado
Raio guiado
Raio de fuga
IR do núcleo n1
IR da casca n2
f
Raio não-guiadoNúcleo
Casca
Capa
n2 > n1
guiado é suportado
![Page 18: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/18.jpg)
Casca
Capa
Fibras Ópticas
Multimodo - núcleo de 50 µm
Monomodo – núcleo de 10 µm
Núcleo
Casca
Seção Transversal (sem escala)
![Page 19: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/19.jpg)
Fibra Óptica Monomodo
• Monomodo índice degrau– Diâmetro do núcleo pequeno (8-10
µm)– Índices de Refração do núcleo e da
casca são muito próximos – Propagação de um único raio– Suporta alta largura de banda
125µm (casca)
8-10µm (núcleo)
![Page 20: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/20.jpg)
SMF – Fibra Stardard
Standard Single Mode Fiber (ITU G.652)
� Introduzida em 1983
� É o tipo de fibra óptica com maior instalação
� Funciona muito bem com WDM� Funciona muito bem com WDM
� Precisa compensar dispersão para transporte de altasvelocidades, como STM-64 (10Gbps)
� Transmissão otimizada no comprimento de onda de 1310 nm
� Pode ser usada para transmissão de canais na bandade 1550 nm
![Page 21: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/21.jpg)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Atte
nuat
ion
(dB
/km
)
Today’s FiberErbium Doped Fiber Amplifier
band
Característica de Atenuação
0.1
0.2
Atte
nuat
ion
(dB
/km
)
1600 1700140013001200 15001100
Wavelength (nm)
Early 1980’s TransmissionSystems Optimized
for 1310 nm
1550 nm TransmissionSystems Take Advantage ofFiber Minimum Lossand EDFAs
![Page 22: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/22.jpg)
DSF – Fibra DS
Dispersion-Shifted (ITU G.653)
� Introduzida em 1985
� Pouco popular nos US; usado em rotas de longadistância no Japão, Itália e México.
� Não funciona tão bem com DWDM� Não funciona tão bem com DWDM
� Não precisa compensar a dispersão em altas velocidades
� Otimizada para transportar um único lambda de altavelocidade em 1550 nm
� Coloca diversas restrições no número de comprimentosde onda que podem ser transmitidos na banda dos 1550nm
![Page 23: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/23.jpg)
NZDF
Nonzero-Dispersion (G.655),Ex: TrueWave® Fiber (Classic,Plus, RS), Corning’s LSTM & Corning’s LEAFTM
� Introduzidas em 1993
� Populares em novas instalações� Populares em novas instalações
� Otimizadas para altas taxas e também para WDM, nasbandas de 1530-1565 nm
� Possível evolução para sistemas de 40 Gb/s
![Page 24: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/24.jpg)
ZWPF – Fibra sem pico d’água
Zero Water Peak Fiber (G.652C)
� Introduzida recentemente
� Variação da fibra standard� Variação da fibra standard
� Elimina o pico d’água de 1.4µm
� Otimizada para aplicações metropolitanas CWDM nabanda de 1310-1610 nm
![Page 25: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/25.jpg)
Tipos de Fibra Monomodo
0.3
0.4
0.5
0.6A
tenu
ação
(dB
/km
)
EDFA
Atenuação(todas as fibras)
20
10
0
×km
)
NZDF
Dispersion -
Standard Single-Mode Fiber
0.1
0.2
0.3
Ate
nuaç
ão (
dB/k
m)
1600 1700140013001200 15001100
Lambda (nm)
-10
-20
Dis
pers
ão (
ps/n
m×k
m)
Zero-OH FiberElimina o pico de água em
1385 nm
Dispersion -Shifted Fiber
![Page 26: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/26.jpg)
Tecnologias WDM
CWDM: Coarse WDM
• Baixa densidade: 20 nm por canal
• Espaçamento: 1270 nm up to 1610 nm
DWDM: High Density WDM
• 200 GHz (1.6 nm), 100 GHz (0,8 nm) ou 50 GHz (0,4 nm) de • 200 GHz (1.6 nm), 100 GHz (0,8 nm) ou 50 GHz (0,4 nm) de espaçamento entre canais
• Depende da banda de amplificação: bandas C e L comercialmentedisponíveis
1310 1330 1350 14501430141013901370 1470 1550153015101490 1570 1590 1610
![Page 27: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/27.jpg)
Grade CWDM ITU-T G.694.2
DWDM Band
![Page 28: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/28.jpg)
Conceitos básicos CWDM
• Sistema WDM de baixa densidade de canais
• Espaçamento de 20 nm por canal
• Baixos custos de componentes ópticos
• Não precisa circuitos de controle de comprimento de ondaonda
• Banda óptica de 1310 nm up to 1610 nm, usando fibrassem o pico d’água (ZWPF)
• Aplicações Metro
• Aplicações SAN
![Page 29: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/29.jpg)
Grid CWDM ITU G694.21270 nm
1290 nm
1310 nm
1330 nm
1350 nm
1370 nm
1390 nm
1410 nm
1430 nm
O1
O2
O3
O4
O5
E1
E2
E3
E4
1450 nm
1470 nm
1490 nm
1510 nm
1530 nm
1550 nm
E5
S1
S2
S3
C1
C2
1570 nm
1590 nm
1610 nm
L1
L2
L3
EDFA - 30 nm optical bandwidth
LOA – 80 nm optical bandwith
![Page 30: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/30.jpg)
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• Distributed Feedback (DFB)
![Page 31: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/31.jpg)
• Laser: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation• Oscilador óptico com um meio provedor de ganho e um loop de realimentação, o
qual emite luz através de emissão estimulada
Emissores Ópticos: Lasers
Ganho
Alimentaçãohν
hνhν
hν
Realimentação
31
Ganho
Emissão Espontânea Emissão Estimuladasaída dolaser
Lasers Semicondutores
• Alta potência, distribuição espectral estreita, modulação direta ou externa e disponível para aplicações com altas taxas de bit
• Diferentes mecanismos de realimentação:– Fabry-Perot (FP)– Distributed Feedback (DFB) – utilizado nos sistemas DWDM da Padtec
![Page 32: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/32.jpg)
Lasers: Modulação Direta e Externa
Modulação Direta (chirping) Modulação Externa
ModuladorÓptico
Laser
Pulsosópticos
Driver
Laser
Pulsosópticos
Driver
•Tolerâncias para taxa de bit STM-16
– Laser com Modulação Direta:• 1.800 ps/nm (~100 km para SMF)
– Laser com Modulação Externa:• 10.000 ps/nm (~600 km para SMF)
Modulação Direta (chirping) Modulação Externa
Tolerâncias para taxa de bit STM-64� Laser com Modulação Externa:
• 2.000 ps/nm (~120 km para SMF)
![Page 33: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/33.jpg)
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 comunsmais 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
![Page 34: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/34.jpg)
AOs: Janela de Atuação
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6A
tenu
ação
(dB
/km
)
Banda EDFA (C e L)
Limite teórico
0.1
0.2
Ate
nuaç
ão (
dB/k
m)
1600 1700140013001200 15001100
Lambda (nm)
Transmissão em 1550 nm:Região de perda mínima na fibra e de atuação de EDFAs
Limite teórico
![Page 35: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/35.jpg)
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
![Page 36: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/36.jpg)
Amplificadores Ópticos: Arquitetura Multi-Estágios
Sinal deEntrada
Sinal deSaída
Fibra dopada com Er 3+
Primeiro estágio(baixa figura de ruído)
Segundo estágio(alta potência)
Fibra dopada com Er 3+
Bombeio
IsoladorÓptico
IsoladorÓptico
IsoladorÓptico
Bombeio
![Page 37: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/37.jpg)
Amplificadores Ópticos: Níveis de Energia
• Laser(s) de bombeio excitam os íons de Érbio da fibra dopada
• Amplificação óptica via emissão estimulada
• Emissão espontânea adiciona ruído (ASE) ao sinal amplificado
hνs Emissão Espontânea
hνASE
hνASE
hνs
hνsEmissão
Estimulada
hνb
hνb
980 nm (bombeio)
hνb
hνb
![Page 38: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/38.jpg)
PUMP PHOTON
Amplificadores Ópticos: Princípio
38
ERBIUM ELECTRONSIN FUNDAMENTAL STATE
PUMP PHOTON980 nm
![Page 39: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/39.jpg)
Amplificadores Ópticos: Princípio
ENERGY
ERBIUM ELECTRONSIN EXCITED STATE
39
PUMP PHOTON980 nm
ENERGY ABSORPTION
ERBIUM ELECTRONSIN FUNDAMENTAL STATE
![Page 40: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/40.jpg)
Amplificadores Ópticos: Princípio
METASTABLE STATEEXCITEDSTATE
40
PUMP PHOTON980 nm
FUNDAMENTAL STATE
![Page 41: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/41.jpg)
METASTABLE STATE
ASE Photons1550 nm (após ~ 10 ms)
Amplificadores Ópticos: Princípio
EXCITEDSTATE
41
PUMP PHOTON 980 nm
1550 nm (após ~ 10 ms)
FUNDAMENTAL STATE FUNDAMENTAL STATE
![Page 42: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/42.jpg)
METASTABLE STATE
Amplificadores Ópticos: Princípio
EXCITEDSTATE
42
PUMP PHOTON 980 nm SIGNAL PHOTON
1550 nm
STIMULATEDPHOTON1550 nm
FUNDAMENTAL STATEFUNDAMENTAL STATE
![Page 43: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/43.jpg)
Amplificadores EDFA
Primeiro estágio(baixa figura de ruído)
Segundo estágio(alta potência)
� λ dos dos bombeios: 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).
� Potência por canal óptico em sistemas com N canais:– PCANAL = PTOTAL – 3 x log
2N
Bombeio
Sinal deEntrada
Sinal deSaída
Fibra dopada com Er 3+
IsoladorÓptico
IsoladorÓptico
IsoladorÓptico
(baixa figura de ruído) (alta potência)
Bombeio
Fibra dopada com Er 3+
![Page 44: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/44.jpg)
Amplificadores EDFA
• Amplified Spontaneous Emission (ASE) é um ruído faixa larga gerado pelo AO
• Amplificadores Ópticos degradam a OSNR devido à geração de ASE
• Figura de Ruído = (OSNR)entrada / (OSNR)saída
• OSNR de sistema limita o número de• AOs cascateados (spans)
Capítulo 7 - 44
• Alternativa: uso de AOs de multi-estágios otimizados• 1º estágio: baixa figura de ruído• 2o estágio: alta potência de saída
• Regiões de Operação:• Banda C: 1530-1560 nm• Banda L: 1575-1605 nm
![Page 45: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/45.jpg)
Amplificador Óptico Raman
Enlace de Fibra
Sinal 1550 nm
1450/ 1550 nmWDM
EDFA
Enlace de Fibra
Bombeio em 1453 nm
• Laser(s) de bombeio de alta potência contra-propagante transforma a fibra de transmissão em um meio de ganho de potênciaem um meio de ganho de potência
• Até 15 dB de ganho, possibilitando 5 dB de melhoria na figura de ruído do enlace
• Espectro de ganho móvel, dependendo do comprimento de onda de bombeio
• Banda de amplificação ~ 50 nm
Ganho Raman
05
10152025
1440 1490 1540 1590Lambda (nm)
Gan
ho (
dB)
400 mwde bombeio
Ganho Raman
05
10152025
1440 1490 1540 1590Lambda (nm)
Gan
ho (
dB)
400 mwde bombeio
![Page 46: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/46.jpg)
SRS: Ganho Raman
46
![Page 47: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/47.jpg)
Raman (configuração multi-bombeio)
~20 nm
BombeioBanda
100 nm
> 48 nm
Bombeios
![Page 48: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/48.jpg)
EDFAEDFA EDFAEDFAλλλλ
Alta não-linearidadetransparência
Booster
P
EDFAEDFA
Perfil do sinal (EDFA x Raman)
EDFAEDFA RA RAλλλλ
transparência
Booster Linha Linha
Booster Raman Raman
P Alta não-linearidade
![Page 49: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/49.jpg)
Controle automático de GanhoAmplificadores ópticos EDFA
• O que acontece em um sistema DWDM com relação a potência de
MU
X /
DE
MU
XB
P
MU
X / D
EM
UX
B
P
TR #
TR #
TR #
TR #
L
L120 km 120 km
• O que acontece em um sistema DWDM com relação a potência de cada canal ?
• É necessário realizar uma “equalização” de cada um dos canais DWDM, na transmissão e na recepção (DEMUX).
• O Sistema DWDM fica susceptível a retirada e acréscimo de canais!• Gera um problema para as Operadoras de Serviços.• O ideal é ter liberdade no sistema para inserir e retirar canais em um
enlace DWDM, SEM afetar os demais canais em operação.
![Page 50: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/50.jpg)
Cálculo do Ganho – Amplificadores ópticos EDFA
Capítulo 7 - 50
Parâmetros:Amplificador com potência máxima de saída de +21 dB m.Número máximo de canais no sistema DWDM igual a qua tro (4).A perda de inserção por canal no MUX será de 3 dB.Cada Transponder tem potência de saída de 0 dBm.Quando TODOS os canais estiverem em operação, a pot ência TOTALmáxima de saída do módulo amplificador será de +21 dBm !
![Page 51: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/51.jpg)
Causas de Degradação
Atenuação
λ1
AO AO AO
λ4
λ2
MU
X
λ5
λ3
![Page 52: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/52.jpg)
EmissãoEspontânea Ruído
Sistemas Ópticos de Transmissão
λ1
AO AO AO
λ4
λ2
MU
X
λ5
λ3
![Page 53: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/53.jpg)
DispersãoDistorção
Sistemas Ópticos de Transmissão
λ1
AO AO AO
λ4
λ2
MU
X
λ5
λ3
![Page 54: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/54.jpg)
Sistemas Ópticos de Transmissão
λ1
EfeitosNão Lineares
AO AO AO
λ4
λ2
MU
X
λ5
λ3
EspalhamentoDistorçãoCrosstalk
![Page 55: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/55.jpg)
Dispersão Cromática (DC)1) Efeitos e conseqüênciasO índice de refração tem um fator dependente do comprimento de onda, portanto as
diferentes componentes de freqüência dos pulsos ópticos se propagam em velocidades distintas (as freqüências mais altas propagam-se mais rapidamente que as freqüências mais baixas)
O efeito resultante é um alargamento dos pulsos ópticos e uma conseqüente interferência entre estes pulsos
t
t
t
t
2) AlternativaCompensação de DC, uso de fibras DS ou NZD ou uma combinação destas duas técnicas
Fibra Óptica
![Page 56: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/56.jpg)
Variação Índice de Refração x Lambda
![Page 57: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/57.jpg)
Dispersão Cromática: Paradigma
Alta dispersão cromática resulta em alargamento temporal do pulso óptico, resultando em interferência inter-simbólica e aumento na taxa de erro de bit (BER)
tempo
Saída do Transmissor
tempo
Entrada do Receptor
Pouca dispersão resulta em altos efeitos não-lineares na fibra, o que também pode degradar severamente a BER
1111
tempo
1111 0000Sinal original
tempo tempo
tempo
111111111111
Sinal regenerado
![Page 58: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/58.jpg)
Compensação de Dispersão
1600
• Módulos Compensadores de Dispersão (MCD) podem ser usados para resolver o limite por dispersão
• Os MCD atuam sobre todos os lambdas de um sistema DWDM
• Entretanto, adicionam custo e alta perda de inserção no sistema óptico
• MCD são muito mais custosos para SSMF
Dis
pers
ão (
ps/n
m)
Span (km)0 80 160 240 320 400 480
1200
800
400
0 SSMF = 17 ps/nm-kmNZDF = 4,4 ps/nm-km
![Page 59: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/59.jpg)
MCD: Módulo Compensador de Dispersão
80km - SMF 80km - SMFAOL AOL
MCD MCD
•• MCD: MCD: Posicionado entre os 2 estágios de amplificação do amplificador de linha.Posicionado entre os 2 estágios de amplificação do amplificador de linha.
![Page 60: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/60.jpg)
Modos de Polarização da Luz
Um campo E é a soma vetorial dos componentes
x
y
EyEx
O plano de oscilação do campo eletromagnético é uma combinação de dois planos principais de oscilação (x e y), que definem os modos de polarização da luz
vetorial dos componentes Ex e Ey
z
Ex
![Page 61: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/61.jpg)
Polarization Mode Dispersion
x
y
Simetria não perfeita da fibra óptica (núcleo da fibra não perfeitamente concêntrico) causa uma diferença entre as velocidades de propagação dos dois modos de polarização na fibra resultando no alargamento do pulso óptico.
Atraso de propagação entre os modos de polarização
z
Ey
Ex
![Page 62: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/62.jpg)
Polarization Mode Dispersion
• Nas fibras comuns, os estados de polarização não se mantêm, isto é, modificam-se de acordo com movimentações e variações na temperatura da fibra
• Como não se tem controle destes parâmetros, a medida da PMD torna-se bastante complexa
• PMD - Medida estatística da penalidade• PMD - Medida estatística da penalidade• Importante para sistemas a partir de 10 Gbit/s.• Tecnologias recente de fabricação produzem fibras de
baixo PMD (< 0,5 ps/(km)1/2)• Penalidade apresenta-se como uma flutuação na taxa
de erro
![Page 63: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/63.jpg)
Efeitos Não Lineares
• Efeitos de Espalhamento Estimulados(associadas ao espalhamento)– Stimulated Brillouin Scattering (SBS) → limitações na potência de tx– Stimulated Raman Scattering (SRS) → crosstalk
• Efeitos devido à Variação no Índice de RefraçãoRefração
(modulação do índice de refração pela variação na intensidade da luz)– Self Phase Modulation (SPM) → alargamento espectral → distorção– Cross Phase Modulation (XPM) → alargamento espectral, crosstalk– Four-Wave Mixing (FWM) → crosstalk
Amplificadores ópticos de alta potência podem gerar todos os efeitos não lineares acima, levando à degradação do desempenho
do sistema óptico.
![Page 64: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/64.jpg)
Efeito Kerr
• Dependência não linear do índice de refração com a intensidade da luz causa efeitos não lineares na fibra óptica:
n = (n + n P/A )
64
n = (n0 + n2 P/Aeff)
P = Potência Óptica na fibraAeff = Área Efetiva da fibra
![Page 65: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/65.jpg)
Mistura de Quatro Ondas (FWM)
Efeito e conseqüências
• FWM é a geração de novos comprimentos de onda em freqüências que são o produto da mistura dos sinais originais. Deve-se à interação entre os lambdas transmitidos. Estes novos lambdas podem interferir com os canais ópticos originais causando o fechamento do olho e degradação de BER
• Depende fortemente do casamento de fase das ondas que se propagam
65
• A diminuição do espaçamento entre canais e da dispersão cromática aumentam o FWM
f ijk = f i + f j - fk (i, j <> k)
λλλλ1 λλλλ2 λλλλ3
f113 f112
f123
f213
f223 f132
f312
f221 f332
f321
f231
f331
Canais interferentes não superpostos ao sinal original podem ser filtrados opticamente
![Page 66: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/66.jpg)
Mistura de Quatro Ondas (FWM)
• Penalidades– Perda de potência do sinal para as raias geradas por
FWM
– Crosstalk não linear: interferência no canal transmitido quando há superposição com as sub-portadoras geradas
• Eliminação das penalidades
66
• Eliminação das penalidades– Uso de fibras que não tenham zero de dispersão na janela
de operação– Uso de fibras com alta área efetiva– Diminuição no número de canais DWDM– Redução na potência ópticas dos canais– Espaçar desigualmente os canais ópticos
![Page 67: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/67.jpg)
Espaçamento Igual Entre Canais (FWM)
Dos 9 produtos FWM, 3 caem sobre canais de sinalP
otên
cia
∆f ∆f
67
f1 f2 f3
Pot
ênci
a
Freqüência
f113
f112
f123
f223
f132
f221
f332
f231
f331
FWM
![Page 68: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/68.jpg)
Espaçamento Desigual Entre Canais (FWM)
Pot
ênci
a
2∆f ∆f
Dos 9 produtos FWM, nenhum cai sobre canais de sina l
68
f1 f2 f3
Pot
ênci
a
Freqüência
f113 f112 f331
f231f332
f221
f223
f132f123
FWM
![Page 69: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/69.jpg)
Optical Transport Network (OTN)
• Nova camada da rede de transporte• Suporte à crescente demanda por banda
– Tbit/s por fibra em enlaces DWDM• Suporte a novos serviços de banda larga
– Serviços a 2,5Gbit/s, 10Gbit/s, 40Gbit/s– SDH, Ethernet, ATM, IP (IP ⇒ OTN ⇒ Fibra)– SDH, Ethernet, ATM, IP (IP ⇒ OTN ⇒ Fibra)
• Gerenciamento de redes DWDM semelhante ao de redes SDH
• Funcionalidades avançadas de OAM para todos os serviços– Detecção de falha e degradação– Verificação de SLA
![Page 70: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/70.jpg)
3825
4080
Align
1 7 8 14 15 16 17
3824
1
2
3OPU k Payload
OP
Uk
OH
ODUk
Client Signalmapped in
OPUk Payload
OTUkFEC
OTUkOH
Estrutura de Quadro da Interface OTUk
Optical Transport Network (OTN)
3
4
OP
U
OPUk - Optical Channel Payload Unit
ODUk
ODUk - Optical Channel Data Unit
OPUk Payload
Client Signal
OTUk - Optical Channel Transport Unit
k = 1 (2,5G), 2 (10G), 3 (40G)Fonte: ITU-T Rec. G.709
![Page 71: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/71.jpg)
Arquitetura de Rede G.872
Interfaces, Taxas de bit, Estruturas G.709
Equipamentos G.798
Recomendações do ITU-T (Exemplos)
Optical Transport Network (OTN)
Equipamentos G.798
Funções de Gerência de Equipamentos G.874
Desempenho de Jitter & Wander G.8251
Desempenho de Erro G.8201
Interfaces Físicas G.959.1
Padtec S/A Todos os direitos reservados 2007
![Page 72: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/72.jpg)
R RRT ClienteT
OTU OTU OTU OTU
ODU
Cliente
Aplicação
Optical Transport Network (OTN)
ODU
OPU – Cliente
T
R
Transponder OTN Terminal
Transponder OTN Regenerador
Mux/Demux DWDM
Amplificador Óptico
Padtec S/A Todos os direitos reservados 2007
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OTU OTU OTU OTU
ODU
Optical Transport Network (OTN)
R RRT ClienteTCliente X
ODU
OPU – Cliente
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Como funciona um sistema DWDM com OTN ?
Cliente
ClienteOH OCh Payload Unit (OPUk)
Wra
pper
Ove
rhea
dA
ssoc
iado
Capítulo 10 - 74
OTUk Optical Channel (OCh)
FECOH
OH
ODUk OCh Transport Unit (OTUk)
OCh Data Unit (ODUk)OPUk
Wra
pper
Ove
rhea
dA
ssoc
iado
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Rede DWDM Sem Gerência OTN Com Gerência OTN
DEGRADAÇÃO
DetecçãoGerência Cliente detecta
Gerência DWDM não detecta Gerência DWDM detecta
Localização
Podem requerer medições com o tráfego fora de serviço
Gerência DWDM provê medidas on-line (OTU e ODU)
Pode requerer pessoal em campo para realizar medidas nas estações entre os Clientes
O problema de localização fica restrito a uma OTU
Optical Transport Network (OTN)
O
FALHA
Detecção e Localização
Gerências Cliente e DWDM detectam e localizam
Retorno à Operação
Desempenho e disponibilidade dos enlaces posteriores ao que falhou param de ser monitorados
Desempenho e disponibilidade dos enlaces posteriores ao que falhou continuam a ser monitorados
Problemas nos enlaces posteriores ao que falhou serão detectados apenas após a correção da falha
Problemas nos enlaces posteriores ao que falhou podem ser detectados continuamente
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Arquitetura de Rede G.872
Interfaces, Taxas de bit, Estruturas G.709
Equipamentos G.798
Optical Transport Network (OTN)
Recomendações do ITU-T (Exemplos)
Funções de Gerência de Equipamentos G.874
Desempenho de Jitter & Wander G.8251
Desempenho de Erro G.8201
Interfaces Físicas G.959.1
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Operação das Redes Reconfiguráveis
Gabriela Werner Gabriel VitalEngenheira de Tecnologia
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AgendaAgenda
•• IntroduçãoIntrodução
•• ROADMROADM
•• Tecnologias ROADMTecnologias ROADM–– WBWB
–– PLCPLC
–– WSSWSS
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IntroduçãoIntrodução
• Evolução rápida e contínua no mundo das Telecomunicações;
• Exigência de mais e melhores conteúdos, a qualquer hora e em qualquer ponto do globo;
• Demanda por Redes Reconfiguráveis.
http://www.saberweb.com.brhttp://www.saberweb.com.br
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IntroduçãoIntrodução
• Redes Reconfiguráveis
• Equipamentos Necessários:
Capacidade de realizar Capacidade de realizar comutação de sinais de forma comutação de sinais de forma inteiramente óptica. inteiramente óptica.
ROADM WCWC
• Equipamentos Necessários:– ROADM;
– Conversores de Comprimento de Onda;
– Amplificadores com Compensação Automática de Ganho;
– Equipamentos que permitam a monitoração da rede em tempo real.
ROADM
AO
AO
WCWC
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• ROADM Reconfigurável Remotamente– Utiliza Chaves Ópticas, para inserir ou derivar
canais, ou blockers;– WB ou PLC ou WSS;
– Permite o acesso a qualquer comprimento de onda;
– Dimui o custo operacional;
ROADMsROADMs
ChavesÓpticas
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•• WB (Wavelength Blockers)WB (Wavelength Blockers)
– Requer modulo add/drop extra para formar o sistema. Os comprimentos de ondas podem ser adicionados/removidos em cooperação com filtro ajustável e laser ajustável;
– Tecnologia barata, madura e confiável
– O WB é um componente de 2 dimensões.
Tecnologias
ROADM GRAU 3
DEMUX MUX
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ROADMROADM ROADMROADM
ROADM
ROADMROADM
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Tecnologias
•• PLC (Planar Lightwave Circuit)PLC (Planar Lightwave Circuit)
– Utiliza Mux / Demux AWG (Array Waveguide Grating) e chave ópticas para inserir, derivar ou permitir a passagem dos comprimentos de onda;
– Tecnologia barata, madura e confiável;
– Custo de configuração inicial alto;
– Grau 2, porém é possível configuração de maior grau. ROADM GRAU 3
Chaves 2 x 1
DEMUX
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•• WSS (WSS (Wavelength Selective SwitchWavelength Selective Switch)) – Baseado em plataforma MEMS ou Liquid Cristal, possui ampla banda de
freqüência e baixa dispersão ;
– Permite a conexão de qualquer comprimento de onda para qualquer porta. A configuração pode ser feita remotamente;
– O ROADM com base em WSS é preferido gradualmente para ROADM de mais de 4 dimensões e para redes com quantidade pequena de serviços;
– Possui boa escalabilidade de direção e fácil atualização para OXC;
Tecnologias
– Possui boa escalabilidade de direção e fácil atualização para OXC;
– Baixa perda de inserção em um nó;
– Possui alto custo de implementação.
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WSS1:N
WSS1:N
In 1
In 2Splitter
Splitter
WSSN:1 D
EM
UX
DropChannels
Out 4
Drop
WSS1:N
WSS1:N
In 1
In 2SplitterSplitter
SplitterSplitter
WSSN:1 D
EM
UX
DropChannels
Out 4
Drop
OXC 4x4
1:N
WSS1:N
WSS1:N
Splitter
In 3
In 4
Splitter
Splitter
WSS1:N
Add
Add Channels
MUX
Coupler
Out 1
Coupler
Out 2
Coupler
Out 3
Coupler1:N
WSS1:N
WSS1:N
SplitterSplitter
In 3
In 4
SplitterSplitter
SplitterSplitter
WSS1:N
Add
Add Channels
MUX
Coupler
Out 1
Coupler
Out 2
Coupler
Out 3
Coupler
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Tecnologias
•• WSS (WSS (Wavelength Selective SwitchWavelength Selective Switch))
ADD 3
DROP 1
DROP 2
DROP 3
ADD 2 ADD 1
DEMUXMUX
![Page 89: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/89.jpg)
Agenda
• Introdução• Padronização• Plano de Controle ASON• Plano de Controle GMPLS• Plano de Controle GMPLS• ASON/GMPLS
![Page 90: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/90.jpg)
Motivação
ADD/DropNode ADD/Drop
λ1λ1
λN
WD
M OA OA λN
WD
M
ADD/DropNode
Backbone Sub-network
ADD/DropNode
ADD/DropNodes
Evolução das Redes de Transporte Ópticas
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Plano de Controle Óptico
• Refere-se a uma infra-estrutura distribuída que opera sobre a rede de transporte trazendo os seguintes benefícios:– Provisionamento de conexões de forma
automática e dinâmica.automática e dinâmica.– Descoberta automática de topologias e
recursos.– Engenharia de tráfego para a otimização dos
recursos de rede.– Capacidade automática de proteção e
restauração de falhas.
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Rede Óptica
Plano de Gerência
Gerenciamento de rede
Centralizado
Plano de Transporte
Comutação e transmissão
de dados
Plano de Controle
Funcionalidade distribuída
controlando a rede
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Padronização do PC
![Page 94: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/94.jpg)
Plano de Controle ASON
• Automatically Switched Optical Network– Corresponde a Recomendação G.8080do ITU-T
que define a Arquitetura para o ASON.
• Tem como proposta facilitar a configuração de conexões permanentes, comutadas.conexões permanentes, comutadas.
• É uma arquitetura de referênciapara o plano de controle de uma Rede Óptica de Transporte Automática.
• Essa arquitetura de referência é descrita em termos de componentes funcionais e pela interação entre eles.
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Relação entre os PG, PT e PC
OCC
Plano de Controle
OCCUNIE-NNI NMINNI
OCCOCC
OXC
OXC
Plano de Transporte
Cliente
PI NMI
Plano de Gerência
Domínio X Domínio Y
OXCPIPI
NMS
OXC
![Page 96: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/96.jpg)
Pontos de Referência
• Cenário de rede multi-domínios ASON
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Funções do Plano de Controle
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Serviço de Conexões
• Conexões Permanentes• Conexões Comutadas• Conexões Soft-Permanentes
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Conexões Permanentes
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Conexões Comutadas
![Page 101: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/101.jpg)
Conexões Soft-Permanentes
![Page 102: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/102.jpg)
Plano de Controle GMPLS
• Estende o MPLS para prover um Plano de Controle (sinalização e roteamento) não somente para dispositivos que realizam a comutação de pacotes, mas também, dispositivos com capacidade de comutação em dispositivos com capacidade de comutação em slots de tempo, comprimentos de onda e fibras.
![Page 103: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/103.jpg)
Plano de Controle GMPLS
• Os dispositivos que realizam comutação no PC GMPLS são chamados de LSRs (Label Switching Routers).
• Os LSR de um PC GMPLS possui um conjunto de interfaces que executam outras operações de comutação além da comutação de pacotes.comutação de pacotes.
• O termo “LSP” (Label Switch Path) é utilizado no GMPLS para denotar diferentes tipos de circuitos, tais como, conexões SONET/SDH, um caminho óptico, um LSP MPLS e assim por diante.
![Page 104: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/104.jpg)
Tipos de comutação
Tipo MPLS GMPLS
Packet Switch Capable (PSC) sim simLayer-2 Switch Capable (L2SC) sim simTime-Division Multiplex Capable (TDM) não simLambda Switch Capable (LSC) não simFiber-Switch Capable (FSC) não simFiber-Switch Capable (FSC) não sim
![Page 105: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/105.jpg)
Protocolos do PC GMPLS
• Um conjunto de protocolos é definido para o plano de controle a fim de cobrir três funções principais que são: – Gerenciamento de enlace
– Roteamento– Roteamento
– Sinalização
![Page 106: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/106.jpg)
Gerenciamento de enlace
• LMP (Link Management Protocol)– Gerenciamento do canal de controle– Discovery dos links de dados
– Troca de informações sobre capacidades dos links
– Verificação dos links– Verificação dos links
– Isolamento de falhas
![Page 107: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/107.jpg)
Roteamento
• Necessidade de protocolos para troca de informações de Engenharia de tráfego (quais links estão livres, quais os lambdas livres, enfim, informações para o estabelecimento das LSP's) LSP's)
• Solução: estender os protocolos OSPF-TEou IS-IS-TE, para que suportem informações relativas a redes não baseadas em pacotes.
![Page 108: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/108.jpg)
Sinalização
• Define todas as mensagens a serem trocadas no plano de controle para o estabelecimento de LSP's (plano de dados)
• A sinalização GMPLS utiliza os protocolos de sinalização do MPLS-TE (RSVP-TE e CR-LDP) sinalização do MPLS-TE (RSVP-TE e CR-LDP) com extensõespara manipulação de múltiplas tecnologias de comutação.– Extensões:
• Label generalizado: Comutação em redes não baseadas em pacotes
• Bidirecionalidade: É permitido o estabelecimento de LSPs bidirecionais
• Separação dos planos de controle e dados
![Page 109: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/109.jpg)
Vantagens e desafios
• Vantagens:– Plano único de controle -> maior simplicidade da infra-
estrutura e no gerenciamento.
– Reaproveitamento de protocolos já existentes
– Todas as vantagens do MPLS.
• Desafios:– Como lidar com equipamentos legados
– Suporte completo ao ASON e Interoperabilidade entre Fabricantes / Protocolos (OIF –Optical Internetworking Forum)
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ASON/GMPLS
• O ITU-T, através do ASON, define um conjunto de componentes funcionais para o plano de controle que são utilizados para prover o estabelecimento, manutenção e remoção de conexões, sem a preocupação de especificar ou mencionar protocolos.
• O GMPLS, definido pelo IETF, generaliza os conceitos do MPLS e estende os protocolos do plano de controle MPLS para serem utilizados em um domínio óptico. Naturalmente, com um protocolo IETF, o GMPLS utiliza um plano de controle baseado em IP.
![Page 111: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/111.jpg)
Referências
• Recomendações– http://www.itu.int/
Tópico Recomendação
Definições e terminologias para ASON
G.8081/Y.1353
Arquitetura ASON G.8080/Y.1304
![Page 112: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/112.jpg)
Referências
• Padrões Internet– http://www.ietf.org /
Tópico Recomendação
Arquitetura GMPLS RFC 3945
![Page 113: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/113.jpg)
Referências
• Especificações– http://www.oiforum.co
m/
Tópico Recomendação
Pontos de Referência UNI, INNI, ENNI
![Page 114: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/114.jpg)
Referências
• GMPLS: Architecture and Applications
• Autores: Adrian Farrel, Igor BryskinFarrel, Igor Bryskin
![Page 115: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/115.jpg)
O futuro
• Mais banda, mais serviços• Semana passada Brasil ultrapassa 10
milhões de conexões de internet banda larga (crescimento de 48% em um ano)
• 13% de banda larga • 13% de banda larga em lares do Brasil
• 65% na Coréia do Sul• Telefonia 3G• IPTV (em HD)
![Page 116: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/116.jpg)
WDM & NextGen Optical Networking
• Vídeo disponível em: http://www.jdsu.com/videos/oc_vox_pops.wmv
![Page 117: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/117.jpg)
Consolidação de
Triple-Play eAplicações em Banda Larga
Novos equipamentos com interfaces de alta velocidade (10 GbE Lan, 40G...)
Padronização de arquiteturas
Nova geração da rede de transporte
Consolidação de novas tecnologiasROADM, 40 G ...
arquiteturasde transporte (ASON, OTN ...)
Flexibilidade e escalabilidade limitadas
Operação complexa e altos custos demanutenção
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Rede Banda
IPTV/VoD
BB internet, IM, Web Browsing
Nova geração da rede de transporte
Comunicação móvel / pessoal
Banda Larga
IP
BB internet, IM, Web BrowsingStream downloading (vídeo, música)
Jogos online
WiFi, VoIP, 3G, WiMax
30 – 100 MbpsFTTx (GPON)
![Page 119: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/119.jpg)
SDHSDH EthernetEthernet• Alta confiabilidade• Bom
gerenciamento• Alto custo para
transporte de dados
• Não suporta10
• Sem suporte a rede legada
• Sem gerenciamento de Desempenho (PM)
• AO&M indefinidos
• ITU-T G709
Nova geração da rede de transporte
WDMWDM
• Não suporta10 GbE LAN PHY
• Capacidade fixa/finita de canais• Transparente• Gerenciamento de desempenho
não padronizado
• Interfaces padronizada
• Suporta 10 GbE LAN PHY
• ITU-T G709 • PM e AO&M
definidos• ANSI & ETSI
![Page 120: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/120.jpg)
Nova geração da rede de transporte
![Page 121: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/121.jpg)
Uso da Uso da infrainfra--estrutura estrutura
atualatual
Compatível com Compatível com os mapas de os mapas de dispersão de dispersão de
10 10 GbpsGbps Operação Operação simultânea de 10/40Gsimultânea de 10/40G
nas redesnas redesDWDMDWDM
Nova geração da rede de transporte
Ampliação do Ampliação do tráfegotráfego
10 10 GbpsGbps legadolegado
DWDMDWDM
Mantém aMantém agrade grade 5050//100 100 GHzGHz
existenteexistenteAtivação de Ativação de serviços serviços
sem interrupçãosem interrupçãodo tráfegodo tráfego
![Page 122: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/122.jpg)
Nova geração da rede de transporte
![Page 123: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/123.jpg)
• Redes Metropolitanas:
• Distâncias curtas e médias, em geral até 200 km
• Baixo custo de conectividade para diversos tipos de serviços
• Possibilidade de agregação de sub-lambda
• Provisionamento rápido (bandwidth on demand)
• Flexibilidade para suportar mudanças no perfil do tráfego
Nova geração da rede de transporte
• Flexibilidade para suportar mudanças no perfil do tráfego
• Redes Longa Distância
• Maiores distâncias sem regeneração O-E-O
• Possibilidade de cascateamento de amplificadores ópticos
• Funcionalidade de correção de erro
![Page 124: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/124.jpg)
� Capacidade: 160 x 10G� Mod. 10G: NRZM
/D
M/D
M/DT R
M/D T
1000 km 1000 km
� Capacidade: 80 x 40G� Mod. 40G: DPSK
HOJE
Redes Ópticas de Longa Distância – 40 Gbps
M/D
M/D
M/DT R
M/D T
1000 km 1000 km
� Mod. 40G: DPSK� Compensação de
dispersão residual: M-DCM
M/DT
M/D T
� Capacidade: 160 x 40G� Mod 40G: RZ-DQPSK� Compensação de
dispersão residual: M-DCM
AMANHÃ
M/D
M/D R
1000 km 1000 km
![Page 125: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/125.jpg)
� Capacidade: 160 x 10G� Mod. 10G: NRZM
/D
M/D
M/DT R
M/D T
1000 km 1000 km
HOJE
Redes Ópticas de Longa Distância – 10 Gbps
M/DT
M/D T
2000 km
� Capacidade: 160 x 10G� Mod. 10G: RZ
AMANHÃ
![Page 126: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/126.jpg)
ROADMROADMROADM
M/D
M/D
M/D
M/D
M/D
M/D
M/D
M/D
M/D
M/D
Redes Ponto-a-Ponto
� Fixas� Proteção de canal através de chaves
ópticas de proteção 1+1
Redes em Anel
ONTEM
HO
Redes Ópticas Reconfiguráveis
ROADM ROADM
ROADM ROADM
ROADMROADMROADM
� Configuráveis através de um Sistema de Gerenciamento
� Proteção 1+1 de canal 1+1 via funcionalidades de proteção dos ROADMs
Redes em Malha
� Plano de Controle� Restabelecimento automático de canal
OJE
AMANHÃ
![Page 127: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/127.jpg)
New Generation Transport NetworkThe Network Architecture
xWDM + Carrier Ethernet
DWDM/OTN/GMPLS+ OXC
Mobil AccessFix Access
BTSNode BWiMax DVB-HMSANIP DSLAM
Fiber:FTTx/GPON
Copper:ADSL 2+/VDSL
![Page 128: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/128.jpg)
New Generation Transport Network (NGTN)
Future Network- Packet Oriented and Intelligent
IPIPIPIP
DATA
TDM
DATA SAN
TDMPoS/λλλλ
xWDMxWDMxWDMxWDM
SDH/SONETSDH/SONETSDH/SONETSDH/SONET
ATM/FRATM/FRATM/FRATM/FRIPIPIPIP
OTN/xWDMOTN/xWDMOTN/xWDMOTN/xWDM
IP/MPLS/EthernetIP/MPLS/EthernetIP/MPLS/EthernetIP/MPLS/Ethernet
![Page 129: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/129.jpg)
Evolução da Rede Óptica
ADD/DropNode ADD/Drop
Node
λ1λ1
λN
WD
M OA OA λN
WD
M
ADD/DropNode
Backbone Sub-network
Node
ADD/DropNodesEvolução de um ponto de
transmissão óptico parauma Rede de TransporteÓptica em Anel
![Page 130: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/130.jpg)
Lambda Networking
TDM only:Same size terminal at every node
pass-through node
Lambda Networking :Deploy the “right” capacityto match service needs
λ1
λ2
λ3
![Page 131: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/131.jpg)
Aplicações Metropolitanas
Metro backbone ring –CWDM or DWDM
Metro Access
CWDM
Video and SAN
Metro Access
CWDM SAN
Data
![Page 132: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/132.jpg)
A revolução óptica
PDHATM IP
SONET/SDH
•Interface diretamente ópitca evita desnecessários estág ios de
multiplexação
•Rede de dados provendo roteamento lógico
•Rede óptica provendo proteção física de caminhos
Optical Transport Network
![Page 133: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/133.jpg)
Referências
• Optical Networks: A PracticalPerspective
• Autores: RajivRamaswami, KumarRamaswami, KumarSivarajan
![Page 134: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/134.jpg)
Referências
• Fiber-OpticCommunication Systems
• Autor: Govind P. • Autor: Govind P. Agrawal
![Page 135: Dwdm Padtec See-2008](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022033011/55cf925e550346f57b95eeaa/html5/thumbnails/135.jpg)
Referências
• Light Reading– http://www.lightreading.com
• Lightwave– http://lw.pennnet.com/
• Essa apresentação• Essa apresentação– http://www.padtec.com.br/tmp/SEE/SEE-
2008.pdf