Multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), incluindo multiplexação por divisão de comprimento de onda grosseira (CWDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM). Refere-se à transmissão simultânea de múltiplos sinais com diferentes comprimentos de onda em uma única fibra óptica. O objetivo principal de WDM é aumentar a largura de banda disponível da fibra óptica, permitindo a expansão da capacidade sem a necessidade de instalação de cabos de fibra adicionais. Portanto, é amplamente adotado pelas empresas de telecomunicações.
CWDM: Espaçamento de comprimento de onda ≥ 20 nm, normalmente usando oito bandas de comprimento de onda entre 1470 e 1610 nm com espaçamento de 20 nm.
DWDM: Espaçamento de comprimento de onda < 10 nm, normalmente usando a faixa de comprimento de onda de 1550-1570 nm com espaçamentos de comprimento de onda de 200 GHz (1.6 nm), 100 GHz (0.8 nm), 0r 50 GHz (0.4 nm).
Em geral, para CWDM, são usados diodos laser não resfriados, enquanto para DWDM, diodos laser resfriados são empregados. Os diodos laser resfriados usam ajuste de temperatura, enquanto os diodos laser não resfriados usam ajuste eletrônico.
Devido ao alto nível de integração do equipamento Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), DWDM dispositivos podem transmitir por distâncias mais longas em comparação com dispositivos CWDM.
Os dispositivos CWDM de multiplexação por divisão de comprimento de onda atualmente não podem alcançar transmissão de distância ilimitada, com sua distância máxima de transmissão limitada a 160 quilômetros, enquanto os dispositivos DWDM podem alcançar distâncias de transmissão significativamente maiores do que os dispositivos CWDM.
O sistema DWDM de multiplexação por divisão de comprimento de onda, devido à distribuição desigual de temperatura em uma ampla faixa de comprimento de onda, aumenta o custo operacional ao empregar tecnologia de resfriamento a laser para regular a temperatura.
Além disso, os sistemas de multiplexação por divisão de comprimento de onda DWDM normalmente custam de quatro a cinco vezes mais do que os sistemas de multiplexação por divisão de comprimento de onda CWDM. No entanto, à medida que o DWDM se torna mais difundido, os preços dos módulos ópticos DWDM são agora quase 20%-25% mais baixos do que os dos módulos ópticos CWDM.
Em comparação com o DWDM, as principais vantagens dos sistemas CWDM residem no seu custo mais baixo, sendo os principais componentes de custo filtros e lasers. O espaçamento de comprimento de onda mais amplo de 20 nm do CWDM requer especificações técnicas menos rigorosas para lasers e simplifica a estrutura de multiplexadores/demultiplexadores ópticos, aumentando o rendimento da produção e reduzindo custos.
O DWDM, por outro lado, é adequado para transmissão de longa distância. Com seu espaçamento de comprimento de onda mais restrito, o DWDM pode acomodar de 8 a 160 comprimentos de onda em uma única fibra óptica, tornando-o mais adequado para transmissão de longa distância. Com a ajuda de amplificadores de fibra dopada com érbio (EDFAs), os sistemas DWDM podem operar em alcances de milhares de quilômetros.
CWDM e DWDM possuem cenários de aplicação diferentes devido às suas características distintas.
O CWDM é usado para acesso a redes de áreas metropolitanas, telecomunicações, redes empresariais, redes de campus e outros cenários de comunicação de curta distância. Ele fornece transmissão básica de rede de fibra óptica e pode atender às necessidades gerais de comunicação.
O DWDM é adequado para transmissão de longa distância, redes de longa distância de alta capacidade ou nós centrais de capacidade ultra-alta em redes de áreas metropolitanas.
Devido à crescente demanda por largura de banda, o DWDM fez avanços significativos na redução de custos, tornando-o cada vez mais popular no mercado. Porém, o CWDM ainda mantém uma vantagem de preço, principalmente em cenários com taxas de conexão abaixo de 10G e transmissão de curta distância. Em implantações de redes com poucos dados, o CWDM continua sendo a opção mais viável disponível.
Equipamentos CWDM e equipamentos DWDM têm suas próprias vantagens em redes OTN. A vantagem do equipamento CWDM reside em sua capacidade de utilizar lasers de feedback distribuídos não resfriados e de baixo custo e filtros passivos baratos. Isto faz com que seja amplamente adotado em sistemas onde o custo é uma consideração importante em comparação com equipamentos DWDM.
Embora a adoção da tecnologia CWDM em sistemas DWDM permita o uso de módulos ópticos mais econômicos, o maior espaçamento de canal do CWDM resulta em um número reduzido de comprimentos de onda disponíveis no sistema. Esta limitação restringe até certo ponto a capacidade de transmissão do sistema, tornando-o não comparável ao equipamento DWDM não híbrido.
Com base na análise fornecida acima, fica claro que, no futuro, os equipamentos CWDM e DWDM se complementarão em vez de se substituirem.
Implementando transmissão ponto a ponto DWDM
Em uma topologia ponto a ponto, os dispositivos utilizam recursos limitados de fibra óptica para multiplexar e agregar múltiplos serviços bidirecionalmente entre dois pontos, atingindo várias vezes a capacidade de largura de banda original, ultrapassando o CWDM em termos de capacidade de largura de banda.
Implementando rede em anel OADM
Ao usar equipamento terminal de multiplexação por divisão de comprimento de onda (Mux/Demux) em conjunto com dispositivos ópticos de multiplexação add-drop (OADM), vários comprimentos de onda são utilizados de forma ascendente e descendente para estabelecer uma rede de topologia em anel em comunicações ópticas metropolitanas.
Usando vários canais de comprimento de onda em uma configuração de fibra dupla para estabelecer uma rede em anel simétrica para serviços. No caso de falha na rota principal, os serviços são automaticamente comutados para a rota de backup, garantindo proteção tanto no nível do serviço quanto no nível do segmento de multiplexação. Isto garante uma transmissão de serviço estável e aumenta a confiabilidade do sistema.
Além disso, os canais DWDM são independentes uns dos outros, permitindo comunicação livre de interferências e aumentando a capacidade enquanto conservam os recursos de fibra óptica. Esta abordagem garante a segurança e estabilidade dos sinais de serviço, destacando as vantagens da multiplexação por divisão de comprimento de onda.
Utilizando tecnologia de amplificação óptica de amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) em conjunto com DWDM para permitir transmissão de longa distância. Adicionalmente, considerando a questão da dispersão e implementando compensação de dispersão.
Originalmente, devido à necessidade de quatro fibras ópticas conectando cada nó ao switch da camada central, era necessária uma quantidade significativa de recursos de fibra óptica. Com a rede dual-star usando componentes DWDM, a mesma funcionalidade pode ser alcançada com muito poucas fibras ópticas. Essa abordagem também permite maior acesso do usuário em recursos limitados de fibra óptica.
Até agora, se os usuários precisassem de mais canais em sua rede WDM, eles teriam que fazer a transição para o uso de equipamento DWDM. O equipamento DWDM permite um aumento significativo no número de canais devido ao seu menor espaçamento de comprimento de onda. Mas também aumenta significativamente o custo por canal. Portanto, os usuários precisam avaliar o crescimento futuro de seus negócios e determinar se devem instalar equipamentos CWDM menos flexíveis a um custo inicial mais baixo ou optar por equipamentos DWDM mais flexíveis a um custo inicial mais elevado.
