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Introdução do DWDM-CWDM Híbrido
O CWDM é uma solução excelente e econômica para o primeiro passo no dimensionamento de redes metropolitanas. Módulos híbridos DWDM-CWDM de baixo custo podem suportar até 8 canais a 2,5 Gbps. Isso é suficiente para muitas redes no segmento metropolitano. Se a necessidade de capacidade ultrapassar 8 canais, esses módulos podem ser usados para mesclar o tráfego DWDM e CWDM perfeitamente na camada óptica. Isso permite que as operadoras adicionem muitos canais às redes originalmente projetadas para a capacidade e o alcance mais limitados do CWDM.
A tecnologia híbrida DWDM-CWDM proporciona um verdadeiro crescimento de capacidade com pagamento conforme o crescimento e proteção do investimento. Ela oferece uma opção simples e plug-and-play para a criação de sistemas híbridos de canais DWDM intercalados com planos de canais CWDM existentes.
Vantagens do DWDM-CWDM híbrido
As principais vantagens do DWDM-CWDM híbrido para operadoras são as seguintes:
- Custo Reduzido: O CWDM apresenta uma vantagem de custo significativa sobre o DWDM devido ao menor custo dos lasers e dos filtros utilizados nos módulos CWDM (CWDM MUX, CWDM OADM etc.). O espaçamento aproximado dos canais permite maior tolerância a desvios de canal ou de comprimento de onda. Portanto, filtros e transmissores CWDM são mais fáceis e baratos de fabricar. Essa economia de custos torna-se bastante significativa para grandes implantações.
- Pague conforme o crescimento: adicionar novos canais, um de cada vez, permite a introdução de serviços sob demanda com investimento inicial mínimo, um recurso essencial em tempos de redução de gastos com OPEX e CAPEX.
- Proteção do Investimento: Embora 8 canais possam ser suficientes em uma implantação inicial, é importante ter um caminho de atualização para evitar uma atualização em massa para DWDM quando o crescimento da demanda finalmente exigir uma nova capacidade significativa. Dada a capacidade de atualização de DWDM sobre CWDM, as operadoras não precisam mais escolher entre CWDM e DWDM — ambas as opções podem ser implantadas simultaneamente ou como parte de uma atualização futura planejada ou incremental. Módulos híbridos DWDM-CWDM podem ser usados tanto nos sistemas DWDM quanto nos sistemas CWDM. O investimento de capital atual sempre pode ser usado na rede atualizada.
Teoria da Hibridização DWDM/CWDM
A grade de frequência CWDM consiste em 16 canais espaçados em intervalos de 20 nm. Os oito canais mais comumente utilizados são: 1470 nm, 1490 nm, 1510 nm, 1530 nm, 1550 nm, 1570 nm, 1590 nm e 1610 nm. Dentro da banda de passagem desses canais, existe a capacidade de adicionar vinte e cinco canais DWDM espaçados de 100 GHz sob o envelope de 1530 nm e mais vinte e cinco sob o envelope de 1550 nm, se o filtro for projetado corretamente. A disponibilidade teórica de canais DWDM nas bandas de passagem de 1530 nm e 1550 nm é mostrada na tabela abaixo.
Aplicação prática da hibridização DWDM/CWDM
Na prática, adicionar mais 25 canais DWDM na banda passante dos canais CWDM de 1530 nm e 1550 nm não é viável porque os filtros ópticos não são funções quadradas perfeitas. O perfil real do filtro afeta o número de canais que podem ser acomodados. No entanto, a tecnologia atual de filtros DWDM permite que 38 canais adicionais liberem o arco CWDM, como mostrado na tabela abaixo.
O impacto no sistema causado pela adição desses canais é equivalente à adição do componente em conjunto com o equipamento CWDM existente. As perdas de inserção se somam linearmente. Aqui está uma figura que mostra a infraestrutura em um sistema CWDM totalmente preenchido.
Para adicionar mais canais ao lado MUX desta rede, seria necessário conectar um MUX DWDM com os canais apropriados para se enquadrarem na banda passante dos filtros CWDM existentes. A figura abaixo mostra a infraestrutura de um sistema CWDM atualizado com 38 canais DWDM adicionais com espaçamento de 100 GHz.
O número de canais presentes neste sistema híbrido é de 38 canais DWDM, mais os 6 canais CWDM existentes, totalizando 44. Os equipamentos necessários para migrar da primeira arquitetura para a segunda são 2 multiplexadores e demultiplexadores DWDM, além dos pares adicionais de transmissor e receptor. A perda adicional incorrida pela atualização é igual à perda adicional dos elementos DWDM e dos pontos de conexão adicionais.
Vários tipos de rede podem se beneficiar da arquitetura híbrida. Por exemplo, é possível aumentar a capacidade de um anel existente implantando todos os elementos acima em cada nó. Ou, ainda, é possível permitir que o tráfego DWDM se sobreponha a uma rede CWDM existente em um ponto de cruzamento pré-determinado.
As duas redes seriam configuradas de forma a permitir que o tráfego DWDM trafegasse pelo anel CWDM. Todos os nós por onde o tráfego DWDM trafegasse no anel CWDM precisariam dos pares multiplexador e demultiplexador DWDM (mostrados abaixo).
Outra aplicação para os canais DWDM é em enlaces de longo alcance em anéis CWDM. Se houver um determinado vão em uma rede CWDM com uma grande distância entre regeneradores, por exemplo, 100 km, os canais DWDM podem ser usados no lugar dos CWDM para superar essa distância. A figura abaixo mostra um nó misto híbrido DWDM-CWDM.
Impacto no sistema
Os componentes adicionados ao anel CWDM reduzirão o orçamento do enlace para cada intervalo na mesma proporção da perda de inserção de cada novo componente. O uso de filtros ópticos de alto isolamento para os canais DWDM garantirá que a diafonia seja minimizada entre canais muito próximos. No caso de contagens de canais muito altas, efeitos não lineares devem ser considerados. Estes incluem automodulação de fase e Mixagem de Quatro Ondas (FWM).
Os lasers utilizados em redes DWDM têm uma largura de linha muito menor do que os lasers utilizados em redes CWDM. Como resultado, os sinais DWDM normalmente têm maior alcance e sofrem menos alargamento de pulso devido à dispersão cromática. No entanto, eles também se encontram dentro da faixa de operação do Amplificador de Fibra Dopada com Érbio (EDFA). Isso significa que os sinais DWDM podem permanecer sem regeneração por grandes distâncias. Esse limite é atingido no limite de dispersão do transmissor.
A tecnologia do receptor é independente do sinal óptico presente. O mesmo receptor pode ser usado para resolver um sinal CWDM e um sinal DWDM. O material InGaAs usado para converter o sinal óptico em elétrico possui uma faixa de operação que abrange ambos os esquemas de comprimento de onda. No caso de um receptor 3R, o receptor deve ser escolhido de forma que seja compatível com a taxa de dados do transmissor.
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