Introdução aos Componentes Usados em Sistemas DWDM

A Multiplexação Densa por Divisão de Comprimento de Onda (DWDM) é uma inovação que permite que múltiplas portadoras ópticas transmitam em paralelo através de uma única fibra óptica. Os dispositivos DWDM combinam as saídas de vários transmissores ópticos e as transmitem por uma única fibra óptica. No lado receptor, outro dispositivo DWDM separa os sinais ópticos combinados e entrega cada canal aos receptores ópticos. Apenas uma fibra (para cada direção de transmissão) é usada entre os dispositivos DWDM. Como funciona um sistema DWDM e quais componentes são necessários? Continue lendo para encontrar as respostas neste artigo.

Componentes Utilizados em Sistemas DWDM

Tipicamente, os componentes usados em sistemas DWDM incluem transmissores e receptores ópticos, multiplexadores/demultiplexadores DWDM, Multiplexadores Ópticos Add-Drop (OADM), amplificadores ópticos e conversores de comprimento de onda (transponders). Vamos nos aprofundar em cada um desses dispositivos individualmente.

Transmissores e Receptores Ópticos

Os transmissores são considerados componentes DWDM, pois fornecem o sinal de origem que é então multiplexado. As características dos transmissores ópticos usados em sistemas DWDM são cruciais para o projeto do sistema. As características dos transmissores ópticos usados em sistemas DWDM são essenciais para uma operação precisa de comprimento de onda, sem distorção ou interferência de canal. Vários lasers separados são comumente usados para criar canais individuais em um sistema DWDM, cada um operando em um comprimento de onda ligeiramente diferente.

Multiplexadores/Desmultiplexadores DWDM

O Mux DWDM (Multiplexador) combina múltiplos comprimentos de onda criados por vários transmissores e que estão em fibras separadas. O sinal de saída do multiplexador é chamado de sinal composto. No lado receptor, um DeMux (Desmultiplexador) separa cada comprimento de onda individual do sinal composto em fibras separadas. Cada fibra entrega o comprimento de onda desmultiplexado ao maior número possível de receptores ópticos. Normalmente, os componentes Mux e DeMux são alojados juntos. Os multiplexadores/desmultiplexadores ópticos podem ser passivos, pois os sinais são multiplexados e desmultiplexados opticamente, eliminando a necessidade de fontes de energia externas.

O diagrama acima ilustra a operação DWDM bidirecional. N diferentes comprimentos de onda de pulsos ópticos transportados por N fibras diferentes são combinados pelo Mux DWDM. N sinais são multiplexados em um par de fibras. O Demux DWDM recebe o sinal composto e separa cada sinal componente dos N comprimentos de onda, passando cada sinal para a fibra. As setas para sinais de transmissão e recepção representam dispositivos clientes. Isso requer um par de fibras, uma para transmissão e outra para recepção.

Multiplexadores Ópticos Add-Drop (OADM)

O OADM é geralmente um dispositivo em sistemas WDM usado para multiplexar e rotear diferentes canais de fibra para dentro e fora de uma Fibra Monomodo (SMF). É usado para adicionar/retirar opticamente um ou mais canais CWDM/DWDM de/para várias fibras, permitindo a adição ou retirada de um ou vários comprimentos de onda de um sinal óptico totalmente multiplexado. Isso permite que locais intermediários entre sites remotos acessem segmentos de fibra ponto a ponto convencionais que os conectam. Os comprimentos de onda não retirados passarão pelo OADM e continuarão para o site remoto. Comprimentos de onda selecionados adicionais podem ser adicionados ou retirados por meio de OADMs sucessivos, se necessário.

O diagrama acima demonstra a operação de um OADM de canal único. Este design de OADM é usado exclusivamente para adicionar ou retirar comprimentos de onda específicos de sinais ópticos. Da esquerda para a direita, o sinal composto de entrada é dividido em duas partes: retirada e passagem direta. O OADM apenas descarta o fluxo de sinal óptico vermelho. O fluxo de sinal retirado é passado para um receptor no dispositivo cliente. O sinal óptico restante do OADM é combinado com o novo fluxo de sinal de adição. O OADM adiciona um novo fluxo de sinal óptico vermelho, operando no mesmo comprimento de onda do sinal retirado. O novo fluxo de sinal óptico é combinado com o sinal de passagem direta para formar um novo sinal composto.

Amplificadores Ópticos

Os amplificadores ópticos aumentam a amplitude ou o ganho dos sinais ópticos transmitidos pela fibra óptica, estimulando diretamente os fótons do sinal com energia adicional. Eles são dispositivos "dentro da fibra". Os amplificadores ópticos podem amplificar sinais ópticos de vários comprimentos de onda, o que é crucial para aplicações de sistemas DWDM.

Conversores de Comprimento de Onda (Transponders)

Os conversores de comprimento de onda em sistemas DWDM transformam um sinal óptico de entrada de um comprimento de onda para outro adequado para aplicações DWDM. Os transponders são conversores de comprimento de onda Óptico-Elétrico-Óptico (OEO). O transponder realiza operações OEO para converter o comprimento de onda da luz. Em um sistema DWDM, os transponders convertem o sinal óptico do cliente de volta para um sinal elétrico (OE) e, em seguida, realizam funções 2R (Reamplificação, Remodelagem) ou 3R (Reamplificação, Remodelagem, Ressincronização).

O diagrama acima mostra a operação de um transponder bidirecional. O transponder está situado entre o dispositivo cliente e o sistema DWDM. Da esquerda para a direita, o transponder recebe um fluxo de bits óptico operando em um comprimento de onda específico (1310 nm). O transponder converte o comprimento de onda operacional do fluxo de bits de entrada para um comprimento de onda compatível com os padrões ITU. Ele transmite sua saída para o sistema DWDM. No lado receptor (direita para esquerda), o processo é invertido. O transponder recebe um fluxo de bits compatível com os padrões ITU e converte o sinal de volta para o comprimento de onda usado pelo dispositivo cliente.

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