Comunicações Ópticas ==
== Presente e Futuro
Tecnologia, Sistemas & Redes
Felipe Rudge Barbosa
Fundação CPqD
Campinas SP
BRASIL
mês/2003
Optical Communications – Introdução Geral

Introdução Geral
tecnologias ópticas & evolução histórica;
- conceitos & aplicações ;
- aspectos econômicos



Bases Tecnológicas

componentes ativos e passivos;

amplificadores e roteadores
Redes Óticas de Transporte e Acesso

redes WDM (tronco e metro)

redes óticas acesso

redes fotônicas
2
Introdução Geral -- conceitos básicos
ida
Sistema
Transmissor
Sistema
Receptor
Fibra
Laser
Amplif.
ótico
Detetor
volta


Laser Semicondutor
Led



Amplificador Ótico


Sistemas e WDM

Fotodetor PIN
Fotodetetor APD
Fibra Monomodo
Fibra Multimodo
3
Introdução Geral
Histórico Tecnologias Ópticas




1960 1962 1970 1970 -

1973-75 - Laser, Fibras Óticas, Sistemas (no Brasil)
1980-82 - Laser 1300/1550 e Fibra Monomodo
1990-92 - Amplificador Ótico
1992-94 - Sistemas WDM Longa Distancia
1998- Sistemas WDM Metropolitanos
2000-2004 - Redes Óticas WDM e Redes Fotônicas





Invenção Laser
Laser Semicondutor (77 K)
Laser Semicondutor Tamb (300 K)
Fibra Óptica (20 dB/km)
4
Optical Communications – Introdução Geral
Evolução
Sistemas Ópticos
Redes Ópticas Faixa-Larga
Transparentes aos
• Redes
Serviços
Fotônicas
Alcance e Flexibilização
das Redes de Telecomunicação
Redução de
Custos de
Transmissão e
Aumento
Capacidade
• Redes WDM
• Redes Ópticas de Acesso
• Processamento óptico
de sinais
• Optoeletrônica de
2000-04
alta velocidade
• Amplificação óptica
• Longos comprimentos
de onda
• Fibra monomodo
Anos 90
Anos 80
• Curtos comprimentos
de onda
• Fibra multimodo
Anos 70
5
Optical Communications – Histórico
Evolução Sistemas Ópticos
muitas fibras
metal
metal
telefonia
regeneradores
telefonia
Anos 80
1R = potencia
2R = + atraso
3R = + forma
Anos 90
muitas fibras
Rede Acesso
Multiserviço
cada fibra
muitos lambdas
(todos amplificados)
Rede Acesso
Multiserviço
6
Sistemas Ópticos
Evolução Capacidade
Ethernet
Taxa
Sigla
(Mb/s)
10 base T
10
Fast Eth
100
GbE
1000
10 GE
10 Gb/s
PDH
Taxa
Canais de Voz
(*)
Sigla
(Mb/s)
E-0
0,064
1
E-1
2,048
30
E-2
8,448
120
E-3
34,368
480
E-4
139,264
1920
SDH
SONET
Taxa
Canais Voz
(*)
Sigla
Sigla
(Mb/s)
“STM 0”
OC-1
51,84
1440
STM-1
OC-3
155,52
1890
--
OC-9
466,56
STM-4
OC-12
622,08
STM-16
OC-48
2488,32
(2,5 Gb/s)
30240
STM-64
OC-192
9953,28
(10 Gb/s)
120960
7560
(*) equivalencia ilustrativa apenas.
(*) equivalencia exata.
7
Redes Ópticas
Natureza & Extensão
8
Optical Communications – Redes
Redes Ópticas WDM
Central N
Rede Tronco
(Anéis SDH)
Rede Acesso A
Central A
Rede Acesso N
Central B
(comutação e
roteamento)
Fibras Ópticas
(everywhere)
(comutação e
roteamento)
Rede Acesso B
Rede Acesso C
9
Optical Communications – Redes
Interconnections of
future Optical Networks…
j
OxC
OxC
Backbone
packet
switching
k
Metro-Access
packet
switching
WDM
Metro-Access
OxC
-routing
OxC
packet
switching
Metro-Access
packet
switching
g
Metro-Access
10
Redes Ópticas -- Evolução
Transport Evolution Panorama
Serviçs: voz, [dados, Internet, imagem], vídeo
IP
Ethernet
ATM
PDH
HFC
The smart future...
Services: voice, [data, Internet], digi-video
SDH
WDM Optical Network
Transport
Protocol
The present
Optical Packets
WDM Optical Network
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Redes Ópticas -- Conceitos
Camadas & Chamadas...
Serviços
Transporte e Acesso
Rede Óptica
Planta Física
12
Transmission media --
Transmissão em Optical Fibers
Espaçamento dos canais ópticos
50-100-200 GHz
Atenuação ( dB /km)
0.6
0.5
0.4
Rayleigh
80 nm 
13 THz
OH -
AFDE
30 + 40 nm
120 nm  15 THz
0.3
IR
0.2
0.1
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
Comprimento de Onda (nm)
13
Transmission media -- evolução
Absorption
and
Attenuation
Bandwidth
(dB/km)
Twisted
pair
100
Coax
10
MM Fiber
1
SM Fiber
0.1
1
10
100
MHz
1
10
GHz
Transmission
Frequency
(Hz)
=> diferentes meios podem coexistir
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- - Sistemas Ópticos
Evolução Capacidade
Multichannel
(WDM)
Terabit Capacity
OPTICAL
FIBER
SYSTEMS
Singlechannel
(EDM)
Gigabit Capacity
“killer technology”
sistemas avançados
coaxiais e satelite
primeiros sistemas coaxiais
multiplex 12 linhas telefone em par cobre
primeiras linhas telefone
=> Optical Communication systems represent a revolution in
telecomm, not just an evolution.
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Optical Communications – Economics
Optical Systems Expenditures (& revenues)
U$ 9 bi
U$ 3,5 bi
Previsões de 1998
Prejuízo
acumulado
> U$ 15 bi !!
Fonte:
KMI, 2001; 2003
Pioneer 2002
Realizado 2000:
U$ ~ 9 bilhões
Previsões de 2000
Realizações 2002-3
e Novas Previsões
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Optical Communications – Introdução Geral
Síntese inicial
Hoje os Sistemas Óticos estão estabelecidos como:
 A única opção para altíssima capacidade (Terabits) nas
redes longa distancia e metropolitanas tronco;
 nas Redes de Acesso ainda há muito debate...
Altíssima confiabilidade e permanência
 Banda passante maior que qualquer outro meio;
menor custo por bit // por assinante.
 Permitiram o desenvolvimento mundial da Internet, e
viabilizaram telecomunicações como uma das maiores
atividades econômicas do planeta (junto com TI ).

lembrando sempre que,
 Combinação/composição com outras tecnologias é
sempre necessária !
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Optical Communications –



Introdução Geral

evolução histórica; tecnologias

aspectos mundiais
Bases Tecnológicas

componentes ativos e passivos;

amplificadores e roteadores
>>>
Redes Óticas de Transporte e Acesso

redes WDM (tronco e metro)

redes óticas acesso
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