Enviado em 26.04.2016

Redes PON de Próxima Geração: Arquitetura WDM-PON

José Maurício dos Santos Pinheiro, profissional com mais de 20 anos de carreira na área de telecomunicações, fala sobre redes PON de próxima geração.

O rápido crescimento do tráfego da Internet, impulsionado pelos novos serviços multimídia em banda larga, exigem redes de acesso capazes de lidar com maiores taxas de dados e oferecer melhor qualidade nos serviços agregados. As chamadas redes PON de próxima geração, ou Next-gen PON, seguem a tendência para a transmissão com largura de banda agregada em 40Gbps ou superior e incluem serviços de gerenciamento de banda e facilidade no uso múltiplo de banda larga, sendo que as funções de gerência tramitam junto com a rede, independentes do tráfego de dados.

Com a utilização da técnica WDM nas redes de próxima geração, vários canais TDM podem ser multiplexados em uma única fibra, aumentando a capacidade de transmissão do sistema. Assim, na arquitetura Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network (WDM-PON), padronizada pelas normas G.694.1 (DWDM) e G.694.2 (CWDM) do ITU-T, cada terminal óptico recebe um canal separado, com comprimento de onda distinto, por meio de um demultiplexador de comprimento de onda passivo no local de divisão da PON.

De um lado da rede WDM-PON temos, na central, o OLT com diferentes transmissores e receptores para cada comprimento de onda. Sinais com comprimentos de onda distintos então são multiplexados e enviados para os usuários. Do outro lado da rede temos os ONT’s ou ONU’s nos usuários, sendo que cada comprimento de onda da central é destinado a um usuário específico. Por sua vez, cada usuário envia um comprimento de onda específico para a central na mesma fibra e, de preferência, no mesmo comprimento de onda recebido. Esse sinal é inserido na rede no mesmo demultiplexador, que, agora, funciona como multiplexador. Na central, após passar por um dispositivo óptico que separa os sinais downstream e upstream, um novo demultiplexador separa os comprimentos de onda, direcionando-os para seus receptores ópticos. Essa transmissão paralela da informação em diferentes comprimentos de onda permite uma melhor ocupação das fibras existentes e nesse caso, a capacidade da rede de alimentação PON é compartilhada com maior segurança por um maior número de usuários.

A topologia lógica da rede é ponto-a-ponto e reúne múltiplos comprimentos de onda, tanto no sentido de downstream como no sentido de upstream. As redes WDM-PON utilizam comprimentos de onda de 1500nm no sentido de downstream e 1310nm no sentido de upstream. Em cada janela, a separação dos comprimentos de onda é por WDM denso (tipicamente de 100GHz).

O WDM-PON pode ser implementado em duas versões básicas: com a subdivisão de toda a potência óptica, como ocorre em PON tradicional, ou através da subdivisão pela seleção dos comprimentos de onda individuais. Isto significa reunir, numa mesma fibra, vários comprimentos de onda diferentes, cada um gerado por uma fonte distinta. Na primeira versão, a potência óptica é subdividida para todos os ONT/ONU’s e cada um recebe um comprimento de onda específico. Na segunda versão, existe um filtro óptico chamado Arrayed Waveguide Grating (AWG), onde na entrada, a luz é separada pelo seu espectro, sendo novamente reunida em outro estágio. No transmissor, múltiplos comprimentos de onda de luz são misturados e enviados. No receptor, os sinais são novamente separados e cada ONT/ONU possui um comprimento de onda reservado para se comunicar com o OLT.

WDM-PON permite que diferentes ONT/ONU’s possam operar em diferentes taxas de bits. Logo, diferentes serviços podem ser oferecidos numa mesma rede. A arquitetura pode seguir estruturas de broadcast ou AWG. Em broadcast, o OLT transmite todos os comprimentos de onda na fibra óptica e, através dos splitters, todos os ONT/ONU’s recebem o sinal, mas fazem uma filtragem para processar apenas a frequência destinada a ele. No AWG, um roteador é responsável pelo roteamento do sinal óptico de uma determinada porta de entrada para uma porta específica na saída, baseado no comprimento de onda do sinal. Uma fonte de múltiplos comprimentos de onda no OLT é usada para transmitir os comprimentos de onda que serão roteados para os diversos ONT/ONU’s (downstream). No sentido de upstream, o OLT é equipado com um demultiplexador WDM para receber os comprimentos de onda proveniente dos ONT/ONU’s (Figura 1).

 

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Figura 1 – Arquitetura WDM-PON

Gerente de Engenharia e Operações na BRIP Multimídia. Profissional com mais de 20 anos de carreira desenvolvida nas áreas de gestão e operação de redes de telecomunicações, teleprocessamento e automação, com ênfase em projetos de infraestrutura. Sólidos conhecimentos em gestão tecnológica, com cursos de especialização em sistemas de telecomunicações, teleprocessamento, automação industrial e redes de computadores. Desenvolvimento e aplicação de treinamentos técnicos em empresas no segmento de telecomunicações. Autoria de diversos livros e artigos técnicos e científicos, publicações, organização de Congressos e participação como palestrante e convidado.

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