Redes De Comutação Optica

Índice

Introdução 5

A Fibra Óptica 6

Espectro Óptico e Bandas 7

Sistema de Comunicação Óptica 8

Sistemas Monocanal & Multicanal 9

Evolução da Eficiência Espectral 13

O Desafio dos 400G/1Tb/s por Canal 16

A Rede deTransporte Óptica 19

Comutação de Pacotes Óptica 24

Conclusão 26

Bibliografia 27

 

Introdução

Uma rede de transporte óptica é uma de rede de transporte de telecomunicações em que a transmissão de dados é feita no domínio óptico, usando fibras ópticas.

As redes ópticas podem ser classificadas em Opacas, Transparentes ou Translúcidas de acordo com o tipo de comutação/processamento de sinal usado nos nós. Nas redes opacas os nós operam no domínio eléctrico e por isso todos requerem conversões OEO (Ex: Redes SDH).

Nas redes transparentes os nós operam totalmente no domínioóptico (Redes DWDM)

As redes translúcidas são redes híbridas, com alguns nós transparentes e outros opacos (Redes OTN).

 

A Fibra Óptica

Um fibra óptica é um guia de ondas cilíndrico que guia as ondas luminosas ao longo do seu eixo. As fibras ópticas usadas nas telecomunicações são fabricadas usando vidro de sílica (SiO2).

Estrutura genérica de uma fibra óptica

O diâmetro da bainha nas fibras convencionais é da ordem dos 125 μm e nas fibras multi-núcleo de 130-150 μm.

 

Espectro Óptico e Bandas

• Os sistemas de comunicação óptica operam na banda do espectro electromagnético com comprimentos de onda entre os 800 e os 1600 nm, ou seja na região do infra-vermelho (não visível pelo olho humano).

• O ITU (International Telecommunications Union) definiu seis bandas passíveis de serem usadas pelos sistemas de comunicação sobre fibra óptica.

• As bandas mais usadas pelos sistemas comerciais são as bandas O e C.

Sistema de Comunicação Óptica

Estrutura de uma ligação óptica

Emissor óptico: consiste numa fonte óptica e em circuitos electrónicos; a fonte óptica é normalmente um díodo laser; faz a conversão dos sinais eléctricos em ópticos.

Receptor óptico: consiste num fotodíodo, que é responsável por converter o sinal do domínio óptico para o domínio eléctrico, e por circuitos electrónicos apropriados para amplificar o sinal.

Repetidor: pode ser um amplificador óptico, ou um regenerador; o primeiro amplifica o sinal óptico e o segundo dá ao sinal o formato original.

Fibra óptica: consiste numa guia cilíndrico geralmente de vidro que permite a transmissão dos sinais ópticos à distância.

Sistemas Monocanal & Multicanal

• Os sistemas monocanal usam multiplexagem por divisão no tempo ou TDM (Time-Division Multiplexing). Os repetidores podem ser regeneradores ou amplificadores ópticos.

• Os sistemas multicanal usam multiplexagem por divisão no comprimento de onda ou WDM (Wavelength Division Multiplexing). Os multiplexers agregam vários canais ópticos, cada um operando no seu comprimento de onda.

Paradigmas de Evolução

Fonte: P. Morin, “The New Economy, Global Megatrends Driving Optical Inovation,” Nortel, OFC´09

1 Tb/s corresponde à transmissão simultânea de 100 000 canais de HDTV (@ 10 Mb/s)

 

Capacidade dos Sistemas TDM vs WDM

• O débito binário dos sistemas TDM (elétricos) aumentou 10x durante duas décadas (10Gb/s Gb/s).

• O débito binário dos sistemas WDM aumentou cerca de 100x numa década. Esse aumento é devido ao aumento da banda dos amplificadores ópticos e sobretudo devido ao aumento da eficiência espectral.

 

Hierarquias TDM

Hierarquia Sinal SDH Débito

(Mbit/s)

1ª STM-1 155.52

2ª STM-4 622.08

3ª STM-16 2488.32

4ª STM-64 9953.28

Hierarquia Sinal OTH Débito

(Gbit/s)

1ª OTU-1 2.666

2ª OTU-2 10.709

3ª OTU-3 43.018

4ª OTU-4 111.809