O que é DWDM?

As Redes de Fibra Óptica (FO) desempenham um papel cada vez mais dominante como algo fundamental na transmissão de informações, sendo os meios mais eficientes e seguros para transmitir altas capacidades, em múltiplos formatos, de acordo com as necessidades dos diferentes usuários finais. Existem diferentes tecnologias para iluminar essas fibras ópticas, porém, quando falamos em ter o menor número de sites intermediários para alcançar grandes distâncias e altas capacidades, a solução mais eficaz em termos técnicos/econômicos é o  DWDM, sigla em inglês para Dense Wavelength Division Multiplexing, que significa Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Densa.

Este artigo é uma introdução à tecnologia DWDM, os componentes do sistema e destaca sua utilidade como um formato de transmissão óptica. 

O que é DWDM?

DWDM é uma técnica de transmissão que realiza a multiplexação de divisão de comprimento de onda, ou seja, usa vários comprimentos de onda de luz, divididos em cores, para enviar dados de duas ou mais cores de luz que podem viajar sobre uma única fibra óptica. Normalmente fornecendo espaçamentos de canais de 50 GHz (0,4 nm), 100 GHz (0,8 nm) ou 200 GHz (1,6 nm), várias centenas de comprimentos de onda podem ser colocados em uma única fibra. Os sistemas DWDM mais típicos usam 40, 44 ou 88 canais, embora 160 canais possam ser alcançados. 

Quanto à habilitação de capacidades em canais espectrais, é feito o uso de frequências, também chamados de canais, que por mecanismos de modulação de ondas permitem a transmissão de sinais analógicos ou digitais até alguns giga-hertz (GHz) ou gigabits por segundo (Gbps) em uma transportadora de alta frequência, tipicamente de 186 a 196 THz.

Na verdade, o bitrate pode ser aumentado ainda mais, usando várias ondas portadoras que se propagam sem interação significativa, ou seja, é possível multiplex sobre uma única fibra múltiplos fluxos de dados de bits de alta bitrate de 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s, 200 Gb/s e, mais recentemente,  400 Gb/s e 800 Gb/s, cada um com taxas de transferência diferentes.

Componentes do DWDM

Quanto aos componentes do DWDM, consiste em cinco principais:  

1. Transmissores ópticos / Receptores.

   Fontes de luz (um LED ou laser) criam pulsos de luz que têm um comprimento de onda exato (lambda) expresso em nanômetros (nm). Este dispositivo converte o sinal digital de entrada eletricamente (elétrons) em óptico (fótons) (conversão elétrica para óptica, EO) 

   
   

2. Filtros DWDM Mux / DeMux. 

   Comprimentos de onda (todos na banda de 1550 nm) de vários transmissores e operando em diferentes fibras são combinados em uma fibra por meio de um filtro óptico (Mux). O sinal de saída é conhecido como um sinal composto. Na extremidade receptora, um filtro de gota óptica (DeMux) separa todos os comprimentos de onda individuais do sinal composto. Isso requer o uso de um par de fibras ópticas; Um para transmitir, outro para receber.
   
   

3. Multiplexers ópticos de ação/queda (OADM). 

   São locais intermediários onde um ou mais sinais ópticos com um determinado comprimento de onda são "Agregados/Desagregados". 
   
   Quando falamos de OADM inteligente, sua evolução são as ROADMs que executam a mesma função, mas sem a intervenção do operador no local, ou  seja, para dar um sistema remotamente configurável com controle sobre comprimentos de onda, potência, tolerância à dispersão, seleção de filtros por nó, etc.  
   
   

4. Amplificadores ópticos.

   Eles adicionam ganho aos sinais ópticos que passam sobre uma fibra estimulando diretamente os fótons do sinal com energia extra. Os amplificadores de fibra dopados de erbium (EDFAs) são os mais usados, incluindo amplificadores Raman. 
   
   
   

5. Transponders (conversores de comprimento de onda).

   Eles transformam sinais ópticos de um comprimento de onda de entrada para outro comprimento de onda de saída necessário para o DWDM. É um conversor óptico-óptico de comprimento de onda (OEO).   Eles convertem o sinal óptico da porta cliente de volta em um sinal elétrico (OE) e, em seguida, executam as funções 2R (Regenerar, Reformar) ou 3R (Regenerar, Remodelar e Retemper).  
   
   
   
   

O transponder recebe de portas ópticas do lado do cliente operando em um determinado comprimento de onda (1310 nm), converte-o para o comprimento de onda operacional compatível com ITU e transmite sua saída para o Mux. Na recepção, o processo é invertido e recebido pelo DeMux convertendo de volta para a porta do cliente. 

Em conclusão, as redes DWDM vêm sendo adotadas há algumas décadas, devido à crescente necessidade de largura de banda por aplicativos que requerem grandes volumes de dados de diferentes operadores (geradores de conteúdo, bigdata, streeming, transmissão de vídeo, etc.)  na verdade, a InterNexa usa essa tecnologia em suas redes backbone. Atualmente, a DWDM encontrou seu caminho em redes metropolitanas e está até sendo usada em algumas implantações de backhaul celular. 

Quais são algumas alternativas ao DWDM?

Por outro lado, existem técnicas como CWDM e o sistema WDM, mas com menos de oito comprimentos de onda ativos por fibra. O CWDM é usado para comunicações de curto alcance e, portanto, usa uma gama de frequências com comprimentos de onda muito distantes um do outro, ou seja, seu uso dependerá da necessidade e do orçamento disponível. 

O grau de maturidade alcançado pela DWDM permitiu que o preço dessa tecnologia, o freio principal ao implementá-la, fosse reduzido, enquanto os diferentes ambientes de rede foram otimizados. 

Perguntas frequentes sobre DWDM

Quais são as vantagens oferecidas pela tecnologia DWDM em comparação com outros métodos de transmissão de dados?

A tecnologia DWDM oferece vantagens significativas na transmissão de dados. Ela permite uma capacidade maior ao transmitir múltiplos sinais simultaneamente através de uma única fibra óptica. Além disso, oferece uma maior distância de transmissão devido ao uso de diferentes comprimentos de onda de luz, evitando a degradação do sinal.

Qual é a diferença entre CWDM e DWDM?

A diferença principal está na capacidade de multiplexação e na distância de transmissão. CWDM utiliza comprimentos de onda mais amplos e separados, o que lhe permite suportar menos canais (geralmente até 8) em comparação com DWDM, que pode suportar centenas de canais. Por outro lado, o DWDM oferece uma capacidade de transmissão maior e é mais adequado para aplicações de longa distância.

Quais são os componentes principais de um sistema DWDM?

Um sistema DWDM é composto por vários componentes essenciais. Os transponders são dispositivos que convertem sinais eletrônicos em sinais ópticos e vice-versa, modulando as informações em comprimentos de onda específicos para sua transmissão através da fibra óptica. Os multiplexadores e demultiplexadores permitem combinar múltiplos sinais em diferentes comprimentos de onda em uma única fibra (multiplexação) e separar os sinais no extremo receptor (demultiplexação).