11 cmo redes opticas tecnologias 2015a-v01

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1 Comunicações Ópticas 1 Sistemas de Comunicações Ópticas Redes de Comunicação Óptica Comunicações Ópticas Redes de Comunicação Óptica Tipos Redes de Comunicação Óptica As redes ópticas evoluíram e atualmente pode-se dividir em: Redes de Longa Distância (WAN) Rede Metropolitanas (MAN) Redes de Acesso Redes Locais (LAN)

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  • 1Comunicaes pticas 1

    Sistemas de Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tipos Redes de Comunicao ptica

    As redes pticas evoluram e atualmente pode-se dividir em:

    Redes de Longa Distncia (WAN)

    Rede Metropolitanas (MAN)

    Redes de Acesso

    Redes Locais (LAN)

  • 2Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tipos Redes de Comunicao ptica

    Redes WAN

    Interligam grandes centros urbanos

    Distncias envolvidas > 100 Km

    Ligaes troncas exclusivamente em fibra

    Capacidade muito elevada

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tipos Redes de Comunicao ptica

    Redes MAN

    Concentradas em um nico centro populacional /industrial

    Distncias tpicas de ~10 Km

    Ligaes quase que exclusivamente em fibra

    Capacidade elevada at 2.5 GHz

  • 3Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tipos Redes de Comunicao

    ptica

    Rede de Distribuio e Acesso

    Fornecem servios ao assinante.

    Dependendo do assinante asligaes nas residncias podemser de cobre ou fibra (FTTH).

    Distncias relativamente curtas.

    Capacidade Mdia (at 1 Gbps).

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tipos Redes de Comunicao ptica

    Rede LAN

    Curto alcance

    Geralmente so redes privativas

    Usam um misto de fibras - cobre, e possivelmente sem fios

    Taxas desde Mbps a alguns Gbps (10 GigaEthernet)

  • 4Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Topologias Bsicas de Redes pticas

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Tecnologia Gigabit Ethernet

    Termo que descreve vrias tecnologias para transmisso de quadros em uma rede

    a uma velocidade de 1 Gigabit por segundo (Gbps) definido no padro IEEE 802.3-

    2005.

    Desenvolvida pelo IEEE - Institute of Electrical and Eletronics Engineers.

    Gigabit Ethernet foi aprovada - Junho 1999

    Comit IEEE 802.3ab: Padro Gigabit baseado em cabeamento de par tranado.

    Comit IEEE 802.3z: Padro Gigabit baseado em cabeamento de fibras pticas

    monomodo e multimodo.

    Comit IEEE 802.3ae: Padro Gigabit baseado em cabeamento de fibras pticas

    monomodo e multimodo e par tranado Cat6.

  • 5Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    IEEE 802.3z

    Padro 1000 Base SX (Small Extension)

    Baseado na utilizao principalmente de fibras tipo multimodo, tanto para o cabeamento horizontal como para o backbone, utiliza a janela de transmisso de 850 nm.

    Padro 1000 Base LX (Large Extension)

    Baseado na utilizao de fibras tipo multimodo ou monomodo, pode ser usado em backbone entre prdios (interbuilding) ou do tipo campus, utiliza a janela de transmisso de 1310 nm.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    IEEE 802.3z

    Fatores importantes:

    Recomendao do uso de VCSEL como transmissor na janela de850 nm;

    A utilizao de VCSEL, mudou os fatores de sistemas detransmisses de sinais pticos

    O fator limitante em transmisses Gigabit deixou de seratenuao, passando a ser Largura de Banda.

    Fabricantes de fibras esto melhorando seus processos produtivos,visando aumentar a largura de banda.

    Melhorando o ndice de perfil da fibra.

  • 6Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    IEEE 802.3ae

    Tecnologia 10GbaseX

    O seu modo de transmisso somente Full-Duplex,

    O cabeamento a ser utilizado por esta tecnologia pode ser em fibra ptica multimodo e monomodo ou com cabeamento UTP Categoria 6a.

    Devido grande distncia atingida pelo cabeamento de fibra ptica monomodo (>40 km) ela j est sendo usada em redes metropolitanas.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    IEEE 802.3ae

    Uma desvantagem da rede 10 Gigabit Ethernet que ela pode ser somente ponto-a-ponto,

    Significa que ela no possui tecnologia broadcast (difuso),

    Emprego bastante especfico como em backbones.

    As tecnologias 10GbaseX e seus produtos para o 10 Gigabit Ethernet so desenvolvidos por uma associao que conta com cerca de 80 membros, a 10GEA (10 Gigabit Ethernet Alliance).

  • 7Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tcnicas de Multiplexao ptica

  • 8Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tcnicas de Multiplexao ptica

    O que se define por multiplexao a transmisso e recepo de vrios

    sinais distintos atravs de um mesmo enlace.

    Como parte do procedimento de multiplexao, cada sinal recebe um rtulo, ou

    identificao, de modo a ser distinguido dos demais na fase de demodulao.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tcnicas de Multiplexao ptica H dois sistemas bsicos de multiplexao:

    FDM - Multiplexao por Diviso de Freqncia (Frequency Division Multiplexing)

    TDM - Multiplexao por Diviso de Tempo (Time Division Multiplexing)

    Na multiplexao FDM, h no sistema de recepo a separao dos diferentes sinais por meio de

    filtros de frequncia, os quais separam as diferentes portadoras.

    Na multiplexao TDM, a separao de sinais feita por diferentes portas de tempo sequenciadas,

    de acordo com a sequncia dos sinais.

  • 9Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tcnicas de Multiplexao ptica

    Os padres principais existentes no mercado so o SONET (Synchronous Optical

    Network) e o SDH (Synchronous Digital Hierarchy).

    Tal hierarquia define a estrutura que comporta a transmisso de sinais digitais

    do tipo TDM.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tcnicas de Multiplexao ptica

    No tipo de multiplexao chamada WDM ( Wavelength Division Multiplexing). cada sinal

    transmitido por um comprimento de onda diferente, oriundo de diferentes fontes.

    A multiplexao e demultiplexao em comprimento de onda feita por meio de um acoplador

    ptico, um dispositivo passivo.

  • 10

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tcnicas de Multiplexao ptica

    Pode-se dizer que a multiplexao WDM um caso da FDM, considerando que multiplexar em

    comprimento de onda tambm multiplexar em frequncia.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH:

    Uma rede SDH composta por:

    Rede Fsica: o meio de transmisso que interliga os equipamentos SDH. Pode sercomposta por: cabos de fibra ptica, enlaces de rdio e sistemas pticos de visadadireta baseados em feixes de luz infravermelha.

    Equipamentos: so os multiplexadores SDH de diversas capacidades que executamo transporte de informaes.

    Sistema de Gerncia: o sistema responsvel pelo gerenciamento da rede SDH,contendo as funcionalidades de superviso e controle da rede, e de configurao deequipamentos e provisionamento de facilidades.

    Sistema de Sincronismo: o sistema responsvel pelo fornecimento dasreferncias de relgio para os equipamentos da rede SDH, e que garante apropagao desse sinal por toda a rede.

  • 11

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH: Processo de Multiplexao

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH:

    Equipamentos de Rede:

    O padro SDH definiu 3 tipos de equipamentos para compor a rede.

    TM (Terminal Multiplex): possui apenas uma interface de agregado epossibilita a insero (add) ou retirada (drop) de tributrios de diversashierarquias;

    ADM (Add and Drop Multiplex): possui duas interfaces de agregados epossibilita a insero (add) ou retirada (drop) de tributrios de diversashierarquias. Estes equipamentos tambm podem ser usados comoregeneradores de sinal, quando nenhuma interface de tributrio instalada.

    SDXC (Synchronous Digital Cross-connect): possui interfaces de entrada esada de diversas hierarquias e pode interliga-las com uma grande infinidade decombinaes.

  • 12

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH:

    Equipamentos de Rede:

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH:

    Equipamentos de Rede: Quanto a aplicao desses equipamentos em redes SDH, devem ser

    considerados os seguintes aspectos:

    Tributrios: tipos (eltricos, pticos), taxas de bits, nmero de interfaces porplacas e nmero mximo de placas no equipamento;

    Agregados: tipos (eltricos, pticos), taxas de bits e nmero mximo deplacas no equipamento;

    Matriz de Conexo Cruzada (Cross-connect Matrix): capacidade total damatriz e taxas de bits do canais a serem multiplexados.

  • 13

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH: Sincronismo

    As redes SDH formam um sistema sncrono onde todos os relgios de seusequipamentos tm, em mdia, a mesma freqncia.

    O relgio de cada equipamento, chamado de relgio secundrio ou escravo, pode serrastreado at o relgio principal da rede, chamado mestre, garantindo a distribuioe qualidade do sinal de sincronismo.

    A manuteno de uma boa referncia de relgio permite que os sinais STM-1mantenham sua taxa de 155 Mbit/s estvel, e que vrios sinais STM-1 sncronospossam ser multiplexados sem a necessidade de insero de bits, sendo facilmenteacessados em sinais STM-N de maior taxa de bits.

    Os sinais sncronos de menores taxas de bits, encapsulados nos VC's (VirtualContineres), podem ser multiplexados sem a necessidade de insero de bits paracompor os sinais STM-1, e podem ser facilmente acessados e recuperados.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH: Sincronismo

    O uso de ponteiros em conjunto com buffers permite acomodar as eventuaisdiferenas de fase e frequncia dos canais durante o processo de multiplexao.

    Os ponteiros possuem campos especficos para armazenar os bits ou bytes emexcesso ou para indicar a falta destes durante o processo de sincronizao(justificao).

    Os buffers permitem que esse processo ocorra sem a perda de informaoarmazenando e mantendo o sinal original.

    Geralmente emprega-se relgio ou fonte externa de sincronismo para manter redeoperando em um mesmo

  • 14

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH: Topologias de Rede SDH As topologias de rede podem ainda ser classificadas como:

    Fsica: viso da rede a partir da sua topologia fsica, ou seja, considerando omeio fsico utilizado e os seus equipamentos;

    Lgica: viso da rede a partir da interligao dos equipamentos semconsiderar a topologia da rede fsica.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH: Proteo Vrios mecanismos ou procedimentos de proteo podem ser aplicados a rede SDH

    para garantir alta disponibilidade e segurana para os servios a serem fornecidos.

    Rede Fsica;

    Equipamentos;

    Proteo Lgica;

  • 15

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes SDH: Topologia Tpica Configurao com um anel principal, chamando de ncleo ou backbone, e diversos anis

    secundrios, ou regionais.

    Aplica-se tanto a grandes metrpoles, onde tanto o trfego interno como o trfego para outraslocalidades muito intenso, como tambm para redes de longa distncia.

    O backbone liga duas localidades de maior porte, e os anis secundrios atendem regies oulocalidades de menor porte.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM:

    A Multiplexao em Comprimento de Onda (Wavelength Division Multiplexing) umatcnica que consiste na transmisso simultnea de vrias portadoras pticas emcomprimentos de onda distintos em uma nica fibra ptica.

    Tcnica de multiplexao por diviso de comprimento de onda;

    Para cada canal alocada uma faixa de freqncia de maneira que todos os canaispossam ser transmitidos na mesma fibra ptica.

    A tecnologia WDM permite funes anlogas s que encontramos no FDM e TDM:

    Demultiplexao de comprimentos de onda

    Filtragem de comprimentos de onda

    Translao de comprimentos de onda

  • 16

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas

    Um Laser e um detector ptico para cada

    Diferentes s combinados para transmisso, e separados na recepo.

    Duas modalidades comuns:

    1. DWDM - Dense WDM - separao de 0,2 a 0,8 nm entre s. Requer lasers SLM e controle preciso de s (temperatura do laser)

    2. CWDM - Coarse WDM - apenas 8 canais na faixa 1550 nm.

    Separao maior entre s permite lasers mais baratos

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas

    A vantagem do uso desta tcnica est na economia de fibras pticas de um cabo e no aumento da capacidade de um sistema, sem aumentar a hierarquia de transmisso.

    Nas redes urbanas o aumento da capacidade pode ser utilizado para oferecer outros servios bem como para alugar a capacidade excedente a outras operadoras.

    Nas redes interurbanas o uso do WDM associado repetidores pticos reduz sensivelmente o nmero de repetidores eltricos necessrios, com a consequente reduo de custos envolvidos na ampliao de sistemas.

  • 17

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Aplicao dessa Tecnologia

    Quando a rede apresenta longas distncias;

    Onde o aumento da capacidade exige a instalao de cabos onde no h mais espao para novos cabos;

    Quando o aumento da capacidade deve ser alcanado em curtos perodos de tempo.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Aplicao dessa TecnologiaAs redes WDM oferecem vrios benefcios, quando comparada com outras tecnologias:

    Permite utilizar equipamentos de aplicao para redes de transporte emultisservios sobre a mesma infra-estrutura de meio fisico ptico;

    Permite o trfego de qualquer tecnologia, independente do fabricante;

    Permite a economia de equipamentos de aplicao ao longo das rotas,mediante a instalao destes apenas nos pontos de troca de trfego;

    Permite a economia e at mesmo a optimizao do uso de fibras pticas em locais comalta densidade de redes e acessos.

  • 18

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas

    Utilizao da tcnica WDM em enlaces de longa distncia.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas

    Existem, p. ex., equipamentos que utilizam 80 comprimentos de onda em uma mesma fibra empregando a janela de 1550 nm.

    Se cada transmissor pode operar em 2,5 Gbit/s com 80 portadoras com uma capacidade final na fibra em torno de 200 Gbit/s.

    Esta capacidade em torno de 2,5 milhes de canais de voz ou 10 milhes de canais de vdeo justificada pela crescente informatizao da sociedade que cria cada vez mais novos servios de telecomunicaes.

    Estima-se que nos prximos anos a demanda por banda crescer em forma exponencial, considerando o crescimento do trfego da Internet (estimado em 200 a 500% ao ano), redes mltiplas de mltiplos operadores, novos servios etc.

  • 19

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas

    O uso de amplificadores pticos, compensadores de disperso e tcnicas WDM e DWDM, so fundamentais para a construo de redes pticas multi-comprimento de onda.

    Estas redes permitiro o trfego de todo tipo de informaes simultneas em vrios comprimentos de onda.

    Todas estas redes encontram-se disponveis hoje no mercado inclusive os "add-drops e cross-conect" pticos.

    Saliente-se que os amplificadores utilizados nestas redes devem possuir "ganho plano" para que os comprimento de onda presentes na rede tenham sua potncia equalizada.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas de Transmisso

  • 20

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas de Transmisso

    Um grande avano, que contribuiu para o aumento da relao custo / benefcio, foi a

    introduo de Fibras pticas, com uma nova tecnologia que, no apresentavam o

    indesejvel fenmeno da Atenuao por ons Oxidrila

    Curva caracterstica de uma fibra monomodo sem a atenuao causada pelos ons oxidrila,comparada com uma fibra ptica monomodo convencional.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas de Transmisso

    Bandas de Transmisso

  • 21

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Caractersticas de Transmisso

    Bandas de Transmisso

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Optical Line Terminal - OLT

    Usado para multiplexar ou demultiplexar canais pticos na mesma fibra;

    Composto por:

    transponders;

    multiplexadores;

    amplificadores pticos.

  • 22

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    OLT - Superviso de Linha

    O OLT injeta um canal de superviso ptica optical supervisorychannel (OSC);

    Transmitido numa freqncia distinta das dos canais efetivos de comunicao;

    Funes: monitorar a performance dos amplificadores na linha e administrar dispositivos remotos.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Multiplexadores/Demultiplexadores

    Multiplexam os vrios canais em diferentes comprimentos de onda (ou cores);

    Uso de filtros especiais.

    Um multiplexador ptico pode ser construdo como uma associao de filtros pticos ou como um dispositivo isolado.

    O objetivo extrair os canais originais do sinal WDM.

    Contudo, deve-se considerar o nmero de canais e a largura de banda. O mais simples e conhecido demultiplexador ptico o prisma.

  • 23

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Multiplexadores/Demultiplexadores

    Utilizando-se o efeito da disperso (diferentes velocidades da luz para diferentes comprimentos de onda), a luz dividida em seus componentes espectrais.

    A funo da grade difratora similar do prisma.

    A diferena, porm, que aqui a interferncia fator importante. A luz dividida em suas componentes espectrais.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Multiplexadores/Demultiplexadores

    Multiplexao

    Demultiplexao

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    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Multiplexadores/Demultiplexadores

    Multiplexam os vrios canais em diferentes comprimentos de onda (ou cores);

    Uso de filtros especiais.

    Amplificadores pticos:

    Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFA);

    Controle Automtico de Ganho (CAG).

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Transponder:

    muito difcil obter comprimentos de onda entrantes em um Multiplexador ptico, com sinais de mesma intensidade e, com espaamento adequado entre eles.

    Para resolver esta situao foi desenvolvido dentro do Sistema WDM um subsistema chamado de Transponder que tem por finalidade uniformizar a intensidade e comprimentos de onda dos sinais pticos recebidos e, impor um espaamento adequado.

    Os transponders, dependendo dos tipos das funes que internamente executam, so designados como 1R, 2R e, 3R.

  • 25

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Transponder:

    Adapta o sinal entrante em um sinal apto para ser multiplexado e transmitido;

    Converso de comprimentos de onda;

    Parte mais cara de um OLT;

    Distino fixed-wavelenght transponder e tunable transponder.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Transponder:

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    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Transponder:

    O Transponder adapta a taxa arbitrria do sinal ptico do equipamento cliente SDH ou Ethernet e mapeia seu comprimento de onda ao canal WDM escolhido (linha) compatvel com o plano de freqnciaspadronizado pelas normas ITU-T.

    Podem ser empregados lasers sintonizveis ou fixos no lado cliente e no lado linha.

    O Mdulo Transponder usado para cada extremo dos links WDM assim como interface bidirecional entre uma interface de cliente e uma interface de linha.

    O modo regenerador do mdulo Transponder fornece a funo regeneradora 3R (re-amplification, re-shaping, re-timing de um canal de sinal ptico).

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Transponder:

    O Equipamento DWDM pode suportar uma configurao mesclada de Transponders com clientes Gigabit Ethernet, 2.5 Gbit/s, 10 Gbit/s e 40 Gbit/s.

    As interfaces de cliente ptica Ethernet 1Gbit/s, SDH/Sonet 2.5 Gbit/s do mdulo Transponder so equipados com mdulos SFP (Small Form-Factor Pluggable) que executam uma converso ptico-eltrica em ambas as direes do sinal.

    Para interfaces de Ethernet/SDH 10 Gbit/s, o Transponder equipado com mdulos XFP.

    Os lasers utilizados nas interfaces de linha podem ter comprimentos de onda fixos ou ento sintonizveis, dando mais flexibilidade ao projeto e logstica.

  • 27

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Transponder:

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Exemplo Sistema DWDM de 16 canais. (PadTec)

    (Nortel/Ciena)

  • 28

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Optical Add/Drop Multiplexer - OADM

    Permite que se injete (add) ou que se retire (drop) canais (freqncias) de uma fibra ptica;

    Evita o uso de terminais OLTs (mais caros) toda vez que se deseja retirar um simples canal WDM da fibra;

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer - ROADM

    ROADM um elemento multiplexador add-drop ptico configurvel que adiciona a capacidade de cross-conexo do trfego remotamente de um sistema DWDM na camada de comprimento de onda.

    Isto permite que comprimentos de ondas individuais carregando canais de dados sejam adicionados ou retirados de uma fibra de transporte sem a necessidade de converter os sinais dos canais DWDM para sinais eletrnicos e,

    retornar novamente para sinais pticos ou mesmo atravs de conexes pticas manuais.

    O planejamento da atribuio dos comprimentos de onda no necessita ser realizado durante o desenvolvimento do sistema, podendo ser feito quando requerido.

  • 29

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Optical Add/Drop Multiplexer - OADM

    O "add-drop", tem como funo retirar da rede em um dado ponto um comprimento de onda especfico e deixar passar o restante.

    Deve permitir tambm a reinsero deste mesmo comprimento de onda na rede com outras informaes neste mesmo ponto.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Qualidades importantes em um OADM

    Capacidade de ser reconfigurado para injetar/retirar canais;

    Permitir ao administrador da rede selecionar (por software) quais os canais a seres mexidos;

    Manter uma perda por insero fixa e baixa para no influir de maneira excessiva na transmisso.

  • 30

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Optical Crossconnects - OXC Comutador ptico;

    Elemento necessrio em redes mais complexas (meshed networks) para gerenciar o trfego de canais;

    A comutao (conexo) pode ser feita no domnio ptico ou por uma grade eltrica.

    O "cross-conect" ptico tem a funo de permitir o chaveamento de comprimentos de onda distintos entre redes paralelas.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Elementos de Rede

    Uma rede multi-comprimento de onda com seus componentes principais

  • 31

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes WDM: Variantes

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Caractersticas do CWDM

    Sistema WDM de baixa densidade

    Canais espaados de 20 nm

    Componentes pticos e opto-eletrnicos de baixo custo

    No exige controle do comprimento de onda

    Banda ptica = 1310 nm at 1610 nm com G 652C

    Elevada qualidade de servio

    Aplicaes Metropolitanas

  • 32

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Caractersticas do DWDM

    Espaamento entre canais de 100 GHz, podendo chegar a 50GHz.

    Alta capacidade de transmisso por canal, 10 Gb/s ou 40Gb/s.

    Componentes sofisticados e de custos significativos.

    Aplicaes em entroncamentos, redes de longa distncia, redes metropolitanas, e redes especializadas.

    Funcionalidades de redes como insero-derivao; conexo transversal, alocao dinmica de capacidade.

    Transmisso comercial nas bandas C e L, excelente potencial na banda S.

    CWDM e DWDM tem o mesmo princpio de funcionamento.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes DWDM

    Ponto a Ponto Longa Distncia

  • 33

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes DWDM

    Anel

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes DWDM

    Anel

  • 34

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes DWDM

    Longa Distncia (Long Haul)

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tecnologias de Redes pticas

    Redes DWDM

    Metropolitanas

  • 35

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Redes Pblicas de Telecomunicaes

    Tendncias:

    Crescimento elevado na dimenso da rede

    trfego em expanso

    taxas em contnuo aumento

    Emergncia de outros requisitos

    Troncos com maior distncia sem regenerao

    Robustez e tempo de vida maior da rede

    Controle, Gerenciamento e monitorizao maiores

    Extenso dos servios de banda larga at o assinante

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Transmisso por Fibra na Rede Pblica

    Tendncias:

    Fibra ptica implementada em larga escala nas redes de longa distncia

    Todos os sistemas usam fibras pticas monomodo

    Comprimentos de onda de operao 1550 nm

    Taxas por fibra da ordem de 10 Gbps ou superiores

    Multiplexao no domnio ptico cada vez mais implementado

    UDWDM - Ultra Dense Wavelengh Division Multiplexing (Pode aumentar a capacidade da fibra 100 vezes)

  • 36

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Tendncias das Tecnologias de Redes pticas

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica REDES OTN - Rede de transporte ptico (OTN)

    O protocolo OTN (Optical Transport Network) definido no ITU G.709, tambm comumente chamado

    de digital wrapper (empacotador digital)

    Protocolo de nova gerao padro que oferece um caminho eficiente e aceito globalmente para fazer

    multiplex de servios em caminhos de luz pticos.

    Permite que as operadoras de rede convirjam redes por meio do transporte direto de vrios tipos de

    protocolos de outra gerao

    O recurso de multiplex avanado do OTN permite que diferentes tipos de trfegoincluindo

    Ethernet, armazenamento, vdeo digital e SONET/SDH,passem por uma estrutura de unidade de

    transporte ptico (OTU),

    seja OTU-1 a 2,7 Gb/s, OTU-2 a 10,7 Gb/s, OTU-3 a 43 Gb/s ou OTU-4 a 112 Gb/s.

  • 37

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica REDES OTN - Rede de transporte ptico (OTN)

    Permite o monitoramento total do desempenho de todo o trfego de multisservio, como exemplo

    transmitir 10 Gigabit Ethernet (GbE);

    A transmisso de dados sobre esta arquitetura de rede, com monitoramento do circuito fim a fim e

    funo de proteo, que anteriormente eram prestados pelo SDH, j esto implementados na

    camada WDM, com melhor eficincia e transferncia de bits.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica REDES OTN - Rede de transporte ptico (OTN)

    - Vantagens:

    - Suporte a crescente demanda por banda.

    - Suporte aos servios 2,5 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps.

    - Gerenciamento.

    - OAM deteco de falhas e degradao.

    - Desvantagens:

    - Efeitos no lineares do DWDM, ou seja, quando a energia e a matria interagem, so

    efeitos inerentes prpria fibra.

    - Aumento da complexidade devido s altas quantidades de canais.

  • 38

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Servios Carrier Ethernet/IP MPLS/MPLS-TP

    IP/MPLS

    Originalmente desenvolvido pelo IETF para resolver problemas de desempenho de roteadores de

    ncleo de redes IP.

    Fortes aplicaes nas redes convergentes de ncleo dos provedores de servio, e como uma

    plataforma para servios de dados como o IP-VPN.

    O MPLS essencialmente um sistema de rotulamento projetado para acomodar mltiplos protocolos.

    Label Switched Paths (LSPs) so utilizados para definir os caminhos dos pacotes na rede e com isso

    um modo orientado conexo introduzido em uma rede no orientada conexo.

    O uso de rtulos MPLS permite aos roteadores evitar a carga de processamento de ter de verificar

    intrinsecamente cada pacote e executar funes complexas de busca de rotas com base em

    endereos IP.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Servios Carrier Ethernet/IP MPLS/MPLS-TP

    IP/MPLS

    A tecnologia MPLS oferece aos usurios:

    Velocidade

    Escalabilidade

    Gerenciamento de Classe de Servio e Qualidade de Servio

    Engenharia de Trfego

    Convergncia de Voz, Vdeo e Dados

    Uma funcionalidade chave oferecida por uma rede MPLS a Classe de Servio (CoS Class of

    Service). A CoS permite a definio opcional de exigncias de largura de banda e de priorizao de

    trfego por aplicao.

    Faz com que a rede esteja ciente das aplicaes que por ela trafegam, o trfego pode ser gerenciado

    de uma maneira apropriada para cada aplicao nele contida.

    Classes para cada tipo de trfego podem ser indicadas de vrias maneiras a partir do momento que o

    trfego entra na rede.

  • 39

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Servios Carrier Ethernet/IP MPLS/MPLS-TP

    IP-MPLS

    As caractersticas chave do MPLS

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Servios Carrier Ethernet/IP MPLS/MPLS-TP

    T-MPLS

    O ITU-T adaptou o MPLS para torn-lo classe de operadora, de acordo com os reconhecidos

    princpios de arquitetura do ITU-T criando o Transport MPLS (T-MPLS).

    Uma tecnologia de rede de transporte de pacotes orientada conexo baseada no MPLS que oferece

    conexes ponto-a-ponto gerenciadas para redes de diferentes camadas (como por exemplo

    Ethernet).

    O T-MPLS, como uma nova formulao do MPLS, foi projetado especificamente para ser aplicado em

    redes de transporte.

    Ele formado por padres bem conhecidos e pela ampla implementada tecnologia

    IP/MPLS, mas oferece uma implementao mais simples

    Funcionalidades que no eram relevantes para aplicaes orientadas conexo foram

    removidas e brechas crticas de funcionalidades de transporte foram sanadas.

  • 40

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Servios Carrier Ethernet/IP MPLS/MPLS-TP

    MPLS-TP

    Um grupo de trabalho conjunto (JWT) foi formado entre o IETF e o ITU-T para alcanar um

    alinhamento mtuo dos requisitos e dos protocolos criando do MPLS-TP utilizando os mesmosrequisitos funcionais que motivaram o desenvolvimento do T-MPLS

    O objetivo do MPLS-TP oferecer transporte orientado conexo para servios baseados em pacotes

    sobre redes pticas aproveitando a tecnologia MPLS, que amplamente difundida.

    A chave para essa tecnologia a definio e implementao de funcionalidades de OAM e resilincia

    para garantir as caractersticas necessrias para uma rede de transporte classe operadora

    operaes escalveis, alta disponibilidade, monitoramento de desempenho e suporte a multi-

    domnios.

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica Servios Carrier Ethernet/IP MPLS/MPLS-TP

    MPLS-TP

    As caractersticas chave do MPLS-TP

    estritamente orientado conexo;

    agnstico a clientes pode carregar servios de camadas 1, 2 ou 3;

    agnstico camada fsica pode ser executado sobre PHYs (Physical Layers)Ethernet, SONET/SDH (recomendao G.783) e OTN (recomendaes G.709 eG.872) utilizando GFP (recomendao G.7041), WDM, etc;

    Oferece poderosas funes de OAM, similares s disponveis em redes detransporte pticas tradicionais (ex.: SONET/SDH, OTN); essas funes de OAMso uma parte integral do plano de dados MPLS-TP, e so independentes do planode controle;

  • 41

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica

    Metro Ethernet (Carrier Ethernet)

    Origem na tecnologia Ethernet

    Usada como uma tecnologia de conectividade para LANs (10,100,1000Mbps);

    Em suas verses mais recentes, j era utilizada para transmitir diversos tipos de

    mdia;

    plug and play , ou seja, mnimo de configuraes necessrias;

    Tambm chamado de carrier ethernet

    Estende a definio do protocolo tradicional, passando a ofertar servios e operar alm das

    fronteiras de empresas, instituies, etc;

    Faz parte das tecnologias j existentes para redes de core ou de operadoras de backbone;

    Introduz o conceito de Conexo Virtual Ethernet (EVC);

    Introduz novas ideias arquiteturais como os servios de E-Line, E-Lan e E-tree;

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica

    Metro Ethernet

    Equipamentos da rede do provedor

    Denominado PE switch carrier class

    Pode ser de borda (edge) ou ncleo (core)

  • 42

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica

    Metro Ethernet

    Servios Metro Ethernet

    Existem 3 servios padres bsicos definidos

    a. E-Line ou Ethernet Virtual Private Line (EPVL)

    Uma conexo virtual (EVC), ponto a ponto, entre dois clientes da MEN

    b. E-LAN ou Ethernet Virtual Private LAN (EVP-LAN)

    Uma conexo virtual (EVC), multiponto, entre clientes da MEN

    c. E-Tree ou Ethernet Virtual Private Tree (EVPT)

    Uma conexo virtual (EVC), mullticast entre clientes da MEN

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica

    Metro Ethernet

    Servios Metro Ethernet

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    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica

    Metro Ethernet

    Aplicaes

    Carrier Ethernet para Backhaul de Redes Mveis

    Comunicaes pticas

    Redes de Comunicao ptica

    Metro Ethernet

    Aplicaes

    Carrier Ethernet para Provisionamento Fim-a-Fim

  • 44

    Comunicaes pticas

    FIM!!

    Muito Obrigado!