.webp)
Imagine transformar uma estrada de terra batida numa autoestrada com várias faixas sem ter de realizar qualquer nova construção. É isto que a Multiplexagem por Divisão de Ondas (WDM) permite com uma rede de fibra ótica já existente. Esta tecnologia pode reduzir significativamente o custo de aumentar a capacidade da rede sem ter de remover uma única pá de terra ou instalar uma única fibra ótica nova.
PORQUÊ WDM?
Não é segredo para ninguém que a construção de fibra ótica com instalação externa (OSP) é cara. Os custos de construção variam, mas são sempre elevados e aumentam consideravelmente se o cabo for enterrado. Para além da construção, os custos com licenciamento, zonamento, matéria-prima e emendas são significativos. Por isso, é melhor evitar a instalação de novas fibras sempre que possível.
Muitos fornecedores de comunicação estão a enfrentar o esgotamento da fibra nas suas redes. Isto significa que a quantidade de cabos inicialmente implementada não é suficiente para satisfazer as necessidades atuais. Agora, as tecnologias emergentes em backhaul de células, serviços de classe empresarial e outros estão a criar uma necessidade ainda maior de fibras. No entanto, na maioria dos casos, os preços cada vez mais elevados da mão-de-obra e dos materiais tornam a construção de novas fibras demasiado dispendiosa para ser considerada em muitos projectos.
O WDM permite que os operadores instalem novos equipamentos em cada extremidade de um fio de fibra e combinem múltiplos canais de comprimento de onda num único fio de fibra. Muitos sistemas existentes utilizam apenas uma pequena parte do espectro disponível numa única peça de vidro. Utilizando a multiplexagem por divisão de onda grosseira ( CWDM ) ou a multiplexação por divisão de onda densa (DWDM), os operadores podem combinar vários serviços numa única fibra, atribuindo uma cor, ou comprimento de onda, diferente a cada serviço. Os multiplexadores são utilizados para combinar todos estes comprimentos de onda numa única fibra, e os demultiplexadores são utilizados para separar as cores mais adiante na rede.
Dispositivos móveis, computação em nuvem, vídeo over-the-top, DOCSIS 3.1 com IPTV e jogos online são apenas alguns dos fatores que impulsionam o aumento da procura de largura de banda. À medida que a procura continua a crescer, os prestadores de serviços necessitarão de estratégias a longo prazo para desenvolver uma rede maior.
O backhaul celular, o FTTx e os serviços comerciais também estão a criar a necessidade de maior capacidade de fibra. Os serviços celulares 3G e 4G requerem mais largura de banda do que os serviços celulares necessários em anos anteriores e, portanto, requerem uma ligação de fibra para cada estação base. Um fornecedor pode possuir uma bainha de fibra que passa por uma torre de telemóvel, mas todas as suas fibras podem estar a ser utilizadas na sua capacidade máxima. Fornecer serviços iluminados ou fibra escura para torres de telemóveis pode ser muito rentável, mas não se isso exigir a instalação de novas fibras nesses locais.
Os serviços de classe empresarial estão a tornar-se fontes de receita populares para as empresas de comunicação. As empresas estão geralmente dispostas a assinar contratos de longo prazo e a pagar mais do que os clientes residenciais. Em alguns casos, as empresas precisam de fibra para satisfazer as suas necessidades de largura de banda. A mesma questão se coloca aqui: como é possível servir estes novos clientes sem ter de instalar uma nova fibra ótica de fornecedor de serviços (OSP) nestes locais?
WDM AO RESGATE
A maioria das redes de fibra ótica tradicionais utiliza um único comprimento de onda, ou cor, em cada fibra. Imagine duas pessoas em picos de montanhas diferentes a usar lanternas de lentes brancas para comunicarem através de código Morse – não é muito sofisticado, mas funciona.
De repente, mais duas pessoas querem começar a comunicar entre os dois picos das montanhas. Qual é a solução? Usar lentes de cores diferentes nas lanternas para comunicar. Os remetentes e os recetores reconhecerão e enviarão apenas as suas próprias cores de luz, ignorando as restantes.
É basicamente o que uma rede WDM faz. Utiliza múltiplas cores de luz sobre o mesmo meio (fibra). Os transmissores sintonizados em comprimentos de onda específicos enviam luz para um combinador passivo chamado mux (abreviatura de multiplexador). Todos os comprimentos de onda viajam pela fibra comum e são separados por um demultiplexador passivo (também designado por demux). Agora, cada receptor na outra extremidade só poderá receber o seu próprio sinal discreto.
Por outras palavras, o WDM mapeia múltiplos sinais óticos para comprimentos de onda individuais e multiplexa os comprimentos de onda numa única fibra. O WDM pode transportar múltiplos protocolos sem ter de os converter para um formato de sinal comum. Uma única fibra é capaz de fazer praticamente tudo o que é necessário.
Existem dois tipos principais de WDMs. A vantagem da tecnologia CWDM é que é relativamente barata em comparação com a DWDM . Os transmissores utilizados em CWDM são mais baratos, pois não precisam de ser sintonizados com tanta precisão como os transmissores DWDM. No entanto, o CWDM também tem desvantagens: apenas 18 canais estão disponíveis e os amplificadores de fibra não podem ser utilizados com eles. Por isso, não são a escolha ideal para redes de longa distância.
Cada canal CWDM consome 20 nm de espaço e, em conjunto, ocupam a maior parte da gama de operação monomodo. Os comprimentos de onda mais utilizados são os oito canais na gama de 1470 a 1610 nm. Qualquer transceptor utilizado em aplicações CWDM opera num destes canais.
O DWDM permite que muito mais comprimentos de onda sejam combinados numa única fibra. Também tira partido das capacidades dos amplificadores de fibra, que podem amplificar a banda de 1550 nm ou C, normalmente utilizada em aplicações DWDM. Isto torna-o ideal para utilização em longas distâncias e áreas com maior densidade de clientes. Em vez do espaçamento de 20 nm do CWDM (equivalente a cerca de 15 milhões de GHz), o DWDM utiliza espaçamentos de 50, 100 ou 200 GHz nas bandas C e, por vezes, L. Isto permite que muito mais comprimentos de onda sejam agrupados na mesma fibra.
A desvantagem do DWDM é que os lasers têm de ser muito mais precisos e requerem gamas de temperatura precisas para operar. Isto torna as aplicações DWDM muito mais caras do que as CWDM. A introdução da grelha ITU-T G. 694.1 em 2002 facilitou a integração da tecnologia DWDM. Ela criou um padrão industrial para o DWDM.
ESCOLHENDO UM TIPO DE WDM
Antes de implantar qualquer equipamento WDM, é necessário garantir que o vidro instalado suporta todos os comprimentos de onda necessários. As fibras com pico de água baixo ou zero são mais adequadas para aplicações WDM, e os tipos de vidro mais antigos podem apresentar problemas com o pico de água. Se o vidro for muito antigo, pode ser necessário enfrentar a situação e instalar uma fibra nova.
Assumindo que o vidro é apropriado para WDM, deve utilizar a tecnologia CWDM ou DWDM para resolver problemas de exaustão de fibras? Como referido anteriormente, o CWDM suporta um máximo de 18 canais e não é ideal para longas distâncias. Assim sendo, o CWDM seria normalmente mais adequado para aplicações que não exigem que o sinal percorra grandes distâncias e em locais onde não são necessários muitos canais. A disponibilidade de transcetores SFP pode também ser um fator limitante.
Para aplicações que requerem um grande número de canais ou para aplicações de longa distância, o DWDM é a solução ideal. Embora os componentes eletrónicos e passivos não sejam baratos, são consideravelmente mais económicos do que a instalação de uma nova fibra.
CONSIDERAÇÕES DE PROJETO
É importante garantir que os passivos CWDM e DWDM operam corretamente no ambiente onde serão instalados. Isto torna-se especialmente importante ao instalar passivos CWDM em instalações exteriores. Antes de comprar um mux ou demux para utilização num armário ou caixa de emenda sem condicionamento, verifique se a temperatura de funcionamento é adequada à aplicação. Muitos fornecedores especificam a temperatura de armazenamento, mas não a temperatura de funcionamento.
A temperatura de funcionamento de um componente ótico é a gama de temperatura real na qual o componente irá funcionar. Normalmente, um componente deve permanecer dentro de uma gama de temperatura especificada para atingir um nível de desempenho ótico especificado.
A temperatura de armazenamento de um componente ótico é a temperatura à qual um componente ótico pode ser armazenado sem causar degradação ou falha do componente quando utilizado dentro dos limites de temperatura de funcionamento especificados. Algumas temperaturas de armazenamento podem exceder a temperatura de funcionamento real dos componentes. Ao adquirir filtros WDM, certifique-se de que estes são capazes de operar dentro das temperaturas a que serão implantados.
Outra consideração de design em qualquer rede WDM é a perda de inserção. Embora o WDM crie um enorme aumento de capacidade, também cria perda de inserção na rede. Utilizar os valores máximos de perda de inserção no orçamento do link é uma boa ideia; lembre-se de que alguns fabricantes não incluem a perda do conector se o dispositivo estiver terminado.
Calcule a perda para os componentes mux e demux. A perda máxima de inserção num CWDM típico de oito canais é de 3 dB, pelo que, para uma solução mux/demux, adicione 6 dB de perda de inserção.
Os filtros WDM podem ser concebidos para libertar cores individuais num local específico e continuar a enviar o restante pelo caminho da fibra. Em algumas aplicações, pode ser desejável combinar vários comprimentos de onda num determinado local e, em seguida, libertar canais individuais para os clientes ao longo da mesma rota. Este é o tipo de projeto mais comum utilizado em aplicações de fibra ótica para empresas e torres de telemóveis.
RESUMO
A tecnologia WDM é um método muito eficaz para superar o esgotamento da fibra ótica. A instalação de filtros passivos e transceptores WDM em cada extremidade de uma rede de fibra ótica pode aumentar significativamente a largura de banda sem a necessidade de investimentos em novos projetos de construção de fibra. A maioria das tecnologias de fibra atuais utiliza apenas uma pequena fração da capacidade de largura de banda disponível do vidro monomodo, pelo que uma rede WDM adequadamente concebida pode libertar uma grande quantidade de energia disponível numa rede. A utilização de vários canais no mesmo pedaço de fibra ótica permite às operadoras servir empresas, torres de telemóveis e clientes residenciais com a mesma fibra. A quantidade de fibras já não é uma restrição.
Nenhum comentário foi postado ainda.