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DWDM, CWDM, ROADM e Sistemas Ópticos Coerentes ![]() TREINAMENTO TECNOLÓGICO
EMENTA DO CURSO:
Comentários Finais SUMÁRIO DO TEMA: Multiplexagem por Divisão em Comprimento de Onda, WDM, tem sido o foco das atenções na busca por alternativas para aumentar a banda-passante das redes de telecomunicações. DWDM (WDM denso) caracteriza-se por utilizar separação entre canais bastante pequena, usualmente de 0,8nm, e por situar todos os seus canais na janela de operação dos amplificadores ópticos EDFA, isto é, entre 1525 e 1620nm. CWDM (WDM esparso) utiliza separação entre canais de 20nm e não se restringe à janela do EDFA, o que relaxa a tolerância dos componentes e reduz os custos do sistema, mas também reduz sua capacidade de transmissão. DWDM despontou comercialmente em 1995. CWDM aflorou após 2000, impulsionado pela crise no setor de telecom. DWDM tem sido usado principalmente em redes de longa distância (terrestre e submarina) para expandir a capacidade de enlaces troncais, permitindo que um maior número de sinais (transportados por diferentes comprimentos de onda) seja transmitido simultaneamente numa única fibra e, assim, multiplicando a capacidade das fibras. Por ouro lado, a demanda crescente por banda-passante nas operadoras locais e de TV a Cabo viabilizou o emprego de CWDM e Metro-DWDM também em redes metropolitanas. DWDM permite que as operadoras adicionem novos comprimentos de onda às suas redes incrementalmente, um de cada vez, um conceito conhecido como escalabilidade. É o caso, por exemplo, de quando um fabricante oferece um sitema de 80 canais enquanto que a operadora talvez necessite de apenas 8 canais inicialmente e queira adicionar outros quando a demanda aumentar. Esta é uma vantagem fantástica, pois oferece às operadoras uma ferramenta para lidar com a incerteza numa época de competição aterrorizante. A tecnologia WDM é transparente à taxa de bit e ao formato de modulação. Isto é, sinais com protocolos (SDH, IP, GigaBit Ethernet etc.) ou taxas de transmissão (10Gbit/s, 40Gbit/s e 100Gbit/s) diferentes podem ser multiplexados numa mesma fibra. Não há, a princípio, a necessidade de convertê-los intermediariamente para o domínio SDH. Isto torna possível segregar grupos de usuários ou de serviços dentro de uma banda-passante maior sem a necessidade de multiplexadores temporais, o que facilita o gerenciamento e a provisão de serviços e reduz os custos da rede de alta capacidade. O tráfego de dados (chaveamento de pacotes - IP, ATM etc.), fomentado pelo crescimento explosivo da internet, dos serviços multimídia etc., deve superar cada vez mais o tráfego de voz (chaveamento de circuitos - SDH, PDH). Em outras palavras, as redes de telecomunicações estão migrando de redes centradas em voz para redes centradas em dados. Consequentemente, para maximizar a eficiência e reduzir o custo da rede, convém eliminar a camada SDH intermediária entre as camadas IP e WDM. Porém, isto deve ser realizado sem sacrificar os ótimos níveis de confiabilidade e disponibilidade proporcionados pelas redes SDH atuais. Vem ocorrendo, entretanto, um rápido desenvolvimento de sistemas de monitoramento, proteção e restauração atuantes diretamente na camada óptica, de forma a viabilizar arquiteturas IP sobre WDM. A tecnologia WDM foi o primeiro passo em direção às redes totalmente ópticas. Ao combinar WDM com add/drops e chaves comutadoras ópticas tem sido possível criar redes de alta capacidade, eficientes, flexíveis e com completo gerenciamento de banda-passante a nível óptico - a infraestrutura capaz de satisfazer as demandas do setor de telecomunicações deste novo milênio. O emprego de Add/Drops Ópticos Reconfiguráveis (ROADM) permite que canais (comprimentos de onda) sejam derivados ou inseridos ao longo da rede de fibra, o que introduz uma grande flexibilidade no projeto da rede e, também, permite aumentar a confiabilidade da rede. Em contraste com a tecnologia tradicional de detecção óptica direta, o esquema coerente de detecção é capaz de detectar não apenas a amplitude, mas também a fase e a polarização do sinal de luz. A detecção óptica coerente melhora significativamente a sensitividade e a eficiência espectral do receptor óptico, de forma que mais dados podem ser transmitidos a distâncias mais longas. Além disso, visto que a detecção coerente permite que a fase e a polarização do sinal de luz sejam detectadas, e consequentemente medidas e processadas, problemas ópticos de transmissão, como dispersão cromática e dispersão do modo de polarização, podem então ser solucionados eletronicamente, através do emprego de processamento digital de sinais. O emprego de detecção coerente em comunicações ópticas foi inicialmente investigado na década de 1980. Entretanto não vingou sucesso naquele momento, pois ainda não existiam de forma viável os insumos para sua operação comercial. Além do mais, com a invenção do amplificador óptico em fibra em 1987, a busca por maior sensitividade do receptor óptico deixou de ser tão importante naquela época. Nos últimos anos, entretanto, os insumos necessários viabilizaram-se comercialmente, o que, então, alavancou o rápido desenvolvimento e surgimento comercial da detecção óptica coerente para sistemas de comunicações em fibra. Exemplos disto são os sistema de 40Gb/s e 100GB/s empregando modulação DPQPSK, os quais vêmencontrando rápida ascensão no mercado. São vantagens da detecção óptica coerente em relação à tecnologia tradicional de detecção direta: Aumento de 15 a 20dB na sensitividade do receptor; Compatibilidade com esquemas de modulação mais sofisticados; Detecção não apenas da amplitude do sinal óptico, mas também da fase e polarização da luz, tornando possível extrair mais informações do sinal e, consequentemente, aumentar a tolerância a problemas ópticos de comunicação e aumentando assim a performance do sistema; Melhor rejeição de canais adjacentes em sistemas ópticos DWDM, tornando possível enviar um maior número de canais ópticos de comunicação simultaneamente etc. Neste curso, discutimos: a evolução das tecnologias DWDM & CWDM e seus fatores alavancadores; as características que as tornaram a melhor opção para o aumento da capacidade de transmissão em redes de telecomunicações de longa distância e metropolitanas, incluindo suas vantagens econômicas, técnicas e estratégicas; as principais tecnologias que as viabilizaram; seus elementos constitutivos; as limitações sistêmicas; os mecanismos de supervisão e proteção; as novas fibras que têm sido desenvolvidas para uso com WDM; comparações com a tecnologia TDM (Multiplexagem por Divisão Temporal); evolução para redes totalmente ópticas ou fotônicas; Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers (ROADM) e aplicações de ROADM em projetos de redes ópticas, comunicações ópticas coerentes, novos esquemas de modulação para 40Gb/s e 100Gb/s, DP-QPSK, atualidades e tendências tecnológicas; e os principais parâmetros e equipamentos de testes requeridos por estas novas tecnologia. Como introdução, é feita uma revisão na área de comunicações ópticas, a qual inclui: componentes essenciais, considerações sistêmicas, ruídos, modulação, limitações por atenuação, dispersão cromática, dispersão do modo de polarização-PMD, não-linearidades ópticas da fibra, amplificação óptica, compensação de dispersão, técnicas de multiplexação e Hierarquia Digital Síncrona (SDH). A IMPORTÂNCIA DESTE TREINAMENTO PARA O MERCADO DE TELECOMUNICAÇÕES: Constituído a partir de um processo de consultoria da FiberWork, este curso visa apoiar o processo de tomada de decisão e planejamento de investimentos em redes ópticas de transmissão, novas ou upgrades. Este objetivo é alcançado instruindo-se tecnologias e conhecimentos atualizados, de forma imparcial, e mostrando como pequenos deslizes hoje podem levar a grandes prejuízos financeiros no futuro. Tratando de um ambiente que muda tecnologicamente de forma muito rápida, aumentar o ROI e extender a vida útil de redes ópticas são desafios que este curso aborda e colabora para superar. O treinamento é voltado para os profissionais de decisão do mercado de telecomunicações ópticas, o que inclui operadoras tradicionais, novos players competitivos, operadoras de serviços móveis, utilities do setores elétrico e de óleo/gás, operadoras de CATV, fabricantes e integradores de sistemas de telecom. Treinamentos tecnológicos FiberWork: o serviço de consultoria mais cost-effective do mercado de telecom! No setor de telecomunicações, conhecimento tecnológico atualizado é essencial para manter-se competitivo. Por isso, o treinamento da FiberWork não é apenas um investimento, mas uma necessidade imperativa e diferencial estratégico, tanto para as empresas como para os profissionais de decisão do mercado de telecomunicações. Para os profissionais, este treinamento é estratégico como ferramenta de qualificação profissional e como diferencial de carreira no mercado de trabalho, o qual vem se tornado cada vez mais competitivo. Além disso, contribui para o networking entre os profissionais que fazem acontecer o setor de telecomunicações ópticas do Brasil, propiciando oportunidades para discussões de swap de fibras, parcerias, troca de experiências etc. Renove seu conhecimento com a FiberWork e supere seus limites! O conteúdo do curso é extenso, pois visa oferecer uma vasta e profunda compreensão do tema em uma única oportunidade. O curso concentra vários tópicos interrelacionados que, de outra forma, estariam dispersos e o participante demandaria muito mais tempo e esforço para absorver. Certamente, muitos profissionais de decisão encontrarão na carta horária (3 dias) a limitação para sua participação. A FiberWork compreende como o tempo destes profissionais é valioso e escasso. No entanto, outros profissionais de decisão que estiveram na mesma situação, e que decidiram por realizar o treinamento, enfatizam que a extensão do curso deve ser mantida face à completude e importância da abordagem. BIOGRAFIA DO INSTRUTOR: O Dr. Sérgio Barcelos é engenheiro eletrônico formado pelo Instituto Tecnológico da Aeronáutica, ITA, mestre em comunicações ópticas coerentes pela Faculdade de Engenharia Elétrica da Unicamp e PhD em comunicações ópticas pelo "Optoelectronics Research Centre", ORC, da "Southampton University", Inglaterra. Foi engenheiro de P&D da Elebra Telecom, pesquisador do ORC/Southampton, professor assistente em eletricidade e magnetismo do Dept. of Electronics and Computer Science/University of Southampton e professor visitante do Depto. de Comunicações, Faculdade de Engenharia Elétrica da Unicamp. É fundador e dirige atualmente a Fiberwork Comunicações Ópticas Ltda., empresa voltada para o desenvolvimento de inovações tecnológicas na área de comunicações por fibras ópticas. Possui mais de 50 publicações internacionais em revistas técnicas e conferências, 3 patentes internacionais e um prêmio britânico por invenção na área de fibras ópticas ("Metrology for World Class Manufacturing Award"). Foi coordenador do grupo de trabalho em elementos de redes ópticas GTB-CE 86.3/4 do Comitê Brasileiro de Eletricidade (COBEI-CB-3) da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). É membro do IEEE-LEOS (Institute of Electronics and Electrical Engineers, Laser and Electro-Optics Society), IEEE-COMSOC (IEEE Communications Society), OSA (Optical Society of America) e SPIE (Society of Optical Engineers), tendo sido fundador e presidente do 'Southampton Chapter da OSA'. O Dr. Barcelos foi organizador e chairman da workshop "40Gb/s Transmission and the Polarization Mode Dispersion Challenge", evento ocorrido durante a OFC/NFOEC-2007 (Optical Fiber Communication Conference), o principal congresso mundial na área de comunicações por fibras ópticas. Entre suas áreas de expertise incluem: redes ópticas DWDM e CWDM; redes ópticas de longa distância e alta capacidade; reconfigurable add-drop multiplexing, sistemas opticos coerentes; amplificadores, filtros e demais elementos de redes ópticas; limitações em enlaces ópticos; testes, diagnósticos e metrologia em redes ópticas; planejamento, especificação, projeto e otimização de redes ópticas; supervisão, disponibilidade, confiabilidade e mecanismos de proteção de redes ópticas; Fiber To The Home (FTTH) e demais tecnologias de acesso faixa-larga FTTx; Free Space Optical communication systems (FSO); hierarquia digital síncrona - SDH/SONET; GBE (GigaBit Ethernet) e 10GBE; redes HFC de CATV; redes locais de fibras ópticas; sensores a fibra óptica etc. |
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