L'équipement DWDM utilisé dans le réseau métropolitain

Les longues distances rendues possibles par les avancées technologiques telles que les amplificateurs optiques, les compensateurs de dispersion et les nouveaux types de fibres ont conduit au déploiement initial de la technologie DWDM dans les réseaux transocéaniques et terrestres longue distance. Une fois ces technologies commercialement viables sur le marché longue distance, il était logique de les déployer dans le réseau métropolitain (MAN) et, à terme, dans les réseaux d'accès utilisant des architectures hybrides fibre et coaxiale.

Le DWDM est clairement le gagnant du backbone. Il a d'abord été déployé sur les liaisons longue distance en période de pénurie de fibre. Les économies d'équipement réalisées en ont ensuite fait la solution de choix pour les nouvelles liaisons longue distance, même lorsque la fibre était largement disponible. Si le DWDM permet de réduire l'épuisement de la fibre dans le MAN, sa valeur sur ce marché va au-delà de ce seul avantage. Des alternatives pour améliorer la capacité existent, comme le tirage de nouveaux câbles et les superpositions SONET, mais le DWDM offre davantage. La valeur ajoutée du DWDM sur le marché métropolitain réside dans sa capacité à fournir rapidement et de manière flexible des services protégés, transparents en termes de protocole et de débit binaire, centrés sur les données, ainsi que dans sa capacité à proposer de nouveaux services plus rapides à moindre coût. Trois principaux types d' équipements DWDM sont utilisés dans le MAN, comme indiqué dans les sections suivantes.

• Multiplexeur et démultiplexeur DWDM

Les systèmes DWDM transmettant des signaux provenant de plusieurs sources sur une seule fibre, ils doivent intégrer un moyen de combiner les signaux entrants. Pour ce faire, un multiplexeur (MUX) collecte les longueurs d'onde optiques de plusieurs fibres et les fait converger en un seul faisceau. À la réception, le système doit pouvoir séparer les composantes de la lumière afin de les détecter discrètement. Les démultiplexeurs (DEMUX) assurent cette fonction en séparant le faisceau reçu en composantes de longueur d'onde et en les couplant à des fibres individuelles. Le démultiplexage doit être effectué avant la détection de la lumière, car les photodétecteurs sont des dispositifs à large bande intrinsèquement incapables de détecter sélectivement une seule longueur d'onde.

Dans un système unidirectionnel, il y a un multiplexeur (MUX) à l'émission et un multiplexeur (DEMUX) à la réception. Deux systèmes sont nécessaires à chaque extrémité pour une communication bidirectionnelle, et deux fibres distinctes sont nécessaires.

Dans un système bidirectionnel, il y a un MUX/DEMUX à chaque extrémité et la communication s'effectue sur une seule paire de fibres.

Les MUX et DEMUX peuvent être de conception passive ou active. Les conceptions passives reposent sur des prismes, des réseaux de diffraction ou des filtres, tandis que les conceptions actives associent des dispositifs passifs à des filtres accordables. Le principal défi de ces dispositifs est de minimiser la diaphonie et de maximiser la séparation des canaux. La diaphonie mesure la qualité de la séparation des canaux, tandis que la séparation des canaux désigne la capacité à distinguer chaque longueur d'onde.

Produits associés dans Fiber-Mart : DWDM MUX DEMUX
(trois packages : châssis rack, cassette LGX et module ABS Pigtail)

• Multiplexeur optique à insertion/extraction DWDM

Dans un système DWDM, entre les points de multiplexage et de démultiplexage, se trouve une zone où cohabitent plusieurs longueurs d'onde. Il est souvent souhaitable de pouvoir supprimer ou insérer une ou plusieurs longueurs d'onde à un moment donné de cette zone. Un multiplexeur optique à insertion/extraction (OADM) assure cette fonction. Plutôt que de combiner ou de séparer toutes les longueurs d'onde, l'OADM peut en supprimer certaines tout en en transmettant d'autres. Les OADM sont un élément clé de la transition vers les réseaux tout optiques.

Les OADM sont similaires à bien des égards aux ADM SONET, à la différence que seules les longueurs d'onde optiques sont ajoutées et supprimées, et qu'aucune conversion du signal optique en signal électrique n'a lieu. Il existe deux types généraux d'OADM. La première génération est un dispositif fixe, physiquement configuré pour supprimer des longueurs d'onde prédéterminées et en ajouter d'autres. La seconde génération est reconfigurable et permet de sélectionner dynamiquement les longueurs d'onde ajoutées et supprimées.

Les filtres à couches minces se sont imposés comme la technologie de choix pour les OADM dans les systèmes DWDM métropolitains actuels, en raison de leur faible coût et de leur stabilité. Pour la deuxième génération d'OADM, d'autres technologies, telles que les réseaux de fibres accordables et les circulateurs, prendront de l'importance.

Produits associés dans Fiber-Mart : DWDM OADM
(trois packages : châssis rack, cassette LGX et module ABS Pigtail)

• Amplificateur à fibre dopée à l'erbium DWDM

En permettant de transporter les charges importantes que le DWDM est capable de transmettre sur de longues distances, l'EDFA a joué un rôle clé dans le développement d'autres éléments et technologies de réseau.

L'erbium est une terre rare qui, lorsqu'elle est excitée, émet de la lumière à environ 1,54 micromètre, longueur d'onde à faible perte pour les fibres optiques utilisées en DWDM. Voici un schéma simplifié d'un EDFA. Un signal faible pénètre dans la fibre dopée à l'erbium, dans laquelle une lumière à 980 ou 1480 nm est injectée à l'aide d'un laser de pompage. Cette lumière injectée stimule les atomes d'erbium et les incite à libérer leur énergie stockée sous forme de lumière supplémentaire à 1550 nm. À mesure que ce processus se poursuit dans la fibre, le signal s'intensifie. Les émissions spontanées dans l'EDFA ajoutent également du bruit au signal ; cela détermine le facteur de bruit d'un EDFA.

Les paramètres de performance clés des amplificateurs optiques sont le gain, la planéité du gain, le niveau de bruit et la puissance de sortie. Les amplificateurs EDFA offrent généralement des gains de 30 dB ou plus et une puissance de sortie de +17 dB ou plus. Cependant, les paramètres clés lors du choix d'un amplificateur EDFA sont un faible bruit et un gain plat. Le gain doit être plat car tous les signaux doivent être amplifiés uniformément. Bien que le gain du signal fourni par la technologie EDFA dépende intrinsèquement de la longueur d'onde, il peut être corrigé à l'aide de filtres d'égalisation du gain. Ces filtres sont souvent intégrés aux amplificateurs EDFA modernes.

Un faible bruit est indispensable car le bruit, tout comme le signal, est amplifié. Cet effet étant cumulatif et non filtrant, le rapport signal/bruit constitue un facteur limitant majeur du nombre d'amplificateurs pouvant être concaténés et, par conséquent, de la longueur d'une liaison par fibre optique. En pratique, les signaux peuvent parcourir jusqu'à 120 km entre les amplificateurs. Sur des distances supérieures, de 600 à 1 000 km, le signal doit être régénéré. En effet, l'amplificateur optique se contente d'amplifier les signaux et n'assure pas les fonctions 3R (remise en forme, resynchronisation, retransmission). Les amplificateurs EDFA sont disponibles pour les bandes C et L.

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