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Devido ao rápido aumento do tráfego de comunicações, a necessidade de as redes centrais suportarem maior capacidade e distâncias mais longas nos seus enlaces levou à disseminação de redes ópticas de 100G. Neste contexto, os fornecedores de serviços estão a adotar transcetores coerentes para as suas aplicações de backbone DWDM de 100G. Até recentemente, os transcetores óticos DWDM coerentes CFP/CFP2 eram a tecnologia preferida para o transporte de tráfego de 100G a longas distâncias ou como parte de uma rede DWDM. Este artigo abordará principalmente o módulo CFP coerente de 100G para aplicação em redes metropolitanas.
Tecnologia Coherent: disponibilizando 100 Gb/s
A transição de velocidades de linha de 10 Gb/s para 100 Gb/s traz consigo desafios técnicos. A tecnologia coerente para a transmissão óptica tem vindo a ser investigada desde a década de 80 como meio de aumentar as distâncias de transmissão. Entre 2010 e 2011, a tecnologia atingiu um nível de maturidade comercial. Nesse momento, permitia realmente sinais coerentes de 100G. Este resultado fundamenta o esforço da indústria para atingir velocidades de transporte de 100G e superiores, o que ajuda a transmitir terabits de informação num único par de fibras a um custo mais baixo. Até então, a tecnologia coerente estava implantada principalmente em redes de longa distância, e agora começa a ser implementada em redes metropolitanas.
Requisitos da Metro para 100G
As taxas de 100G foram inicialmente implementadas em redes de longa distância e redes centrais. Nas áreas metropolitanas, o 10G é ainda a taxa mais dominante. Nos próximos anos, a tendência de agregação em 100G nas grandes áreas metropolitanas ou na conectividade de data centers tornar-se-á mais significativa. A rede metropolitana abrange uma vasta gama de distâncias: as redes metropolitanas regionais e centrais cobrem distâncias de 500 a 1000 km e de 100 a 500 km, respetivamente, enquanto as ligações de acesso metropolitano são geralmente ligações ponto a ponto com menos de 100 km. Embora estas distâncias sejam mais curtas do que as das ligações de longa distância, as características da rede metropolitana — incluindo o suporte flexível de protocolos, a maior granularidade das taxas de sinal e o maior número de nós — criam a necessidade de taxas de 100G.
Módulo CFP coerente de 100G para aplicações em redes metropolitanas
Embora as aplicações metropolitanas e de longa distância tenham requisitos diferentes, a tecnologia 100G de baixo custo para redes metropolitanas é procurada pelos fornecedores de serviços. Para alcançar este objetivo, os fornecedores de equipamentos consideram os módulos CFP coerentes como as soluções definitivas para as implementações metropolitanas de 100G. O CFP coerente de 100G pode superar as limitações da transmissão ótica e ainda assim atingir um desempenho aceitável.
Como as taxas de 100G são mais suscetíveis à dispersão, requerem uma compensação de dispersão adicional e um aumento da potência ótica. Por conseguinte, é utilizado inicialmente um multiplexador DWDM de 100 GHz adicional para combinar todas as taxas de 100G, seguido por um estágio combinado de compensação de dispersão e amplificação. Esta arquitetura suporta convenientemente o modelo "pay as use" para os fornecedores de serviços. Quando a largura de banda se esgota, os canais legados de 10G existentes podem ser facilmente trocados por serviços de 100G. Os mesmos componentes restantes podem até ser reutilizados para estender a taxa de dados até 2,4 Tb/s.
Este cenário exigiria 24 módulos CFP de cores diferentes, implementados em conjunto com o multiplexador DWDM de 100 GHz e 48 canais já existente. Todos os serviços de 100G são multiplexados de tal forma que apenas um estágio de compensação de dispersão e amplificação é suficiente. Claramente, esta arquitetura de rede proporciona uma maior densidade, com a capacidade de reutilizar a infraestrutura existente de forma flexível, mantendo-se economicamente viável.
Neste cenário, o switch foi testado com transponders SFP+ OEO para soluções simples de extensão de distância. Os sinais de saída de 100G do switch são convertidos em sinais DWDM que podem ser transmitidos a distâncias maiores. A solução elimina as limitações de distância utilizando um módulo CFP coerente para ligar o sinal de saída à fibra ótica e transportá-lo por distâncias maiores.
Para alcançar uma maior densidade de cablagem com as óticas Cisco CFP 100G, a arquitetura combina um multiplexador/demultiplexador DWDM de fibra dupla de 16 canais, que pode ser utilizado para híbridos CWDM/DWDM , e um multiplexador/demultiplexador CWDM de fibra dupla de 8 canais, adicionando um cabo MTP e um conversor WDM SFP+ OEO para converter o comprimento de onda SR regular em comprimentos de onda DWDM. Desta forma, será possível construir redes DWDM de longa distância, até 2500 km, em módulos CFP coerentes de 100G de forma económica.
Conclusão
Os módulos CFP coerentes de 100 G oferecem equalização eletrónica de baixo custo para compensar as imperfeições da fibra e amplas capacidades de monitorização do desempenho, o que facilita a instalação e a gestão da rede. Estes benefícios ajudam os fornecedores de serviços a satisfazer o crescimento da procura de largura de banda, reduzindo o custo total de propriedade.
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