Seção: Tutoriais Redes Opticas

As Redes WDM possuem algumas características importantes que devem ser levadas em consideração quando da elaboração de seus projetos. Abaixo são descritas as mais importantes.

Fibra Óptica

Atualmente existem vários tipos de fibras ópticas, com características diversas e que foram desenvolvidas conforme as necessidades de sua aplicação. Para todas elas, as duas características mais importantes a serem analisadas são:

• Atenuação: é a perda da intensidade luminosa ao longo da fibra, causada pelo próprio material da fibra e / ou por eventuais emendas, físicas ou mecânicas, existentes (medida em dB/Km);

• Dispersão: é o espalhamento da luz ao longo da fibra, causado pela existência de diferentes comprimentos de onda no feixe de luz (medido em ps/nm.Km).

As fibras ópticas que vem sendo utilizadas nas redes WDM são:

• Single Mode (SM - G.652 ITU-T): é o tipo de fibra mais comum encontrada no mercado. Possui algumas limitações quando usada em sistemas WDM com maior concentração de comprimentos de ondas, pois possui elevado fator dispersão cromática. Para compensar essa limitação torna-se necessário o uso de segmentos de fibras especiais para correção da dispersão cromática (DCU). Entretanto, como essa fibra possui um núcleo com área maior do que os outros tipos de fibra óptica, seu uso se adapta bem a sistemas WDM com grande capacidade de comprimentos de onda.
• Dispersion Shifted (DS - G.653 ITU-T): é o tipo de fibra cuja dispersão é zero. Acreditava-se, em seu lançamento, que seria a fibra ideal para ser usada com sistemas WDM e SDH de alta capacidade. Porém, com a evolução desses sistemas e o conseqüente aumento da quantidade de comprimentos de onda (Lambdas), verificou-se que esta fibra possui limitações no tocante à dispersão cromática, o que diminuiu o seu uso.
• Non Zero Dispersion (NZD - G.655 ITU-T): é tipo de fibra que foi concebida para corrigir a limitação da fibra tipo DS, e cuja dispersão para a janela de 1550 nm é muito baixa em relação à fibra SM (18 ps.nm/km), porém não é zero (8 ps.nm/km). Para obter esta redução do fator de dispersão cromática, o núcleo da fibra foi alterado para ter menor diâmetro. Sempre se acreditou que estas fibras seriam ideais para sistemas WDM com grande número de comprimentos de onda, porém com o passar do tempo e utilização em sistemas reais, verificou-se que o fato de ter a área de seu núcleo reduzida, impede sua utilização em sistemas de grande quantidade de comprimentos de onda (Lambdas).

• Low Water Peak (LWP - G.652D ITU-T): é tipo de fibra onde os processos industriais de produção permitem a diminuição ou eliminação do efeito "pico d'água", permitindo que a faixa de 1400 nm seja utilizada para tráfego de sistemas ópticos. Isso otimiza o uso de equipamentos CWDM (descritos adiante), que atuam em toda a faixa, desde 1310nm até 1625nm, compreendendo as bandas O, E, C e L do espectro de luz.

Multiplexação Óptica

É a característica mais importante a ser definida quando do planejamento de um sistema WDM. De acordo com as necessidades da aplicação, identifica-se o qual tipo de sistema WDM a ser implantado definindo-se o espaçamento entre os canais ópticos, limitando assim a sua capacidade. Este espaçamento, que pode variar de 200 GHz a 12,5 GHz, é padronizado pelas normas G.694.1 (DWDM) e G.694.2 (CWDM) do ITU-T.

Os tipos de sistemas WDM mais comuns são:

• CWDM (Coarse Wave Division Multiplex): sistema cuja multiplexação óptica possui espaçamento de 200 GHz e pode variar a quantidade de canais de 4 a 16 dependendo da fibra óptica adotada no projeto. Sua taxa de transmissão pode variar de E3 (34 Mbit/s) a STM-16 (2,5 Gbit/s). Possui um melhor desempenho com o uso da fibra óptica tipo LWP.
• DWDM (Dense Wave Division Multiplex): sistema cuja multiplexação óptica possui espaçamento que varia de 100 GHz a 25 GHz, e pode variar a quantidade de canais de 16 a 128. Sua taxa de transmissão pode variar de STM-1 (155 Mbits/s) a STM-64 (10 Gbits/s). Possui um melhor desempenho com o uso a fibra óptica tipo SM.
• UDWDM (Ultra Dense Wave Division Multiplex): sistema cuja multiplexação óptica possui espaçamento menor que 25 GHz e possui uma quantidade de canais superior a 128. Este sistema atualmente ainda encontra-se em desenvolvimento.

Potência Luminosa

A energia luminosa presente nos diversos segmentos da rede WDM deve ser criteriosamente projetada, para garantir tanto a qualidade de serviço como a vida útil especificada para o sistema. Desta forma, o cálculo do balanço de potência representa um fator importante para o projeto de redes WDM.

Para este cálculo torna-se importante ressaltar 2 conceitos definidos para a rede WDM:

• "Span", que representa um trecho da rota física entre dois equipamentos WDM adjacentes na rede;
• Enlace Óptico, que representa uma rota completa da rede WDM.

O balanço de potência é calculado levando-se em consideração os seguintes dados de projeto da rede WDM:

• Capacidade de Transmissão do Enlace Óptico;
• Número de comprimentos de onda (Lambdas), calculado em função da capacidade de transmissão;
• Tipo de Fibra Óptica a ser utilizada, considerando suas características de atenuação e dispersão cromática;
• Número de "span's" para cada Enlace Óptico;
• Atenuação de cada "span".

Como normalmente a capacidade de transmissão do Enlace Óptico, o tipo de fibra óptica e o número de comprimentos de onda (Lambdas) são prioritariamente definidos, cabe ao projetista trabalhar com o número de "span's" e a atenuação de cada "span" para garantir que o balanço de potência, ou seja, a potência óptica disponível no Enlace permita que os diversos sinais transmitidos possam ter a qualidade esperada.

Fatores como atenuação e relação sinal /ruído do sinal óptico determinam os tipos de equipamentos WDM a serem usados para amplificar ou regenerar esse sinal.

Como as características dos equipamentos são completamente dependentes dos seus fornecedores, não existe uma padronização de projeto para a rede WDM. Os fatores a serem considerados são sempre os mesmos, mas o número de "span's" por enlace pode variar significativamente, dependendo do sistema adotado.