Comunicaes pticas Presente e Futuro Tecnologia Sistemas Redes

Comunicações Ópticas == == Presente e Futuro Tecnologia, Sistemas & Redes Felipe Rudge Barbosa Fundação CPq. D Campinas SP BRASIL mês/2003

Optical Communications – Introdução Geral ã Introdução Geral tecnologias ópticas & evolução histórica; - conceitos & aplicações ; - aspectos econômicos ë ã ã Bases Tecnológicas ë componentes ativos e passivos; ë amplificadores e roteadores Redes Óticas de Transporte e Acesso ë redes WDM (tronco e metro) ë redes óticas acesso ë redes fotônicas 2

Introdução Geral -- conceitos básicos ida Sistema Transmissor Receptor Fibra Laser Amplif. ótico Sistema Detetor volta n n Laser Semicondutor Led n n n Amplificador Ótico n n Sistemas e WDM n Fotodetor PIN Fotodetetor APD Fibra Monomodo Fibra Multimodo 3

Introdução Geral Histórico Tecnologias Ópticas m m 1960 1962 1970 - s 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 s s Invenção Laser Semicondutor (77 K) Laser Semicondutor Tamb (300 K) Fibra Óptica (20 d. B/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 alta velocidade • Amplificação óptica • Longos comprimentos de onda • Fibra monomodo 2000 -04 Anos 90 Anos 80 • Curtos comprimentos de onda • Fibra multimodo Anos 70 5

Optical Communications – Histórico Evolução Sistemas Ópticos muitas fibras metal telefonia regeneradores telefonia Anos 80 1 R = potencia 2 R = + atraso 3 R = + forma Anos 90 muitas fibras Rede Acesso Multiserviço cada fibra muitos lambdas (todos amplificados) Rede Acesso Multiserviço 6

Sistemas Ópticos Evolução Capacidade 7

Redes Ópticas Natureza & Extensão 8

Optical Communications – 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 Ox. C Backbone packet switching k Metro-Access packet switching WDM Metro-Access Ox. C -routing Ox. C 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 11

Redes Ópticas -- Conceitos Camadas & Chamadas. . . Transporte e Acesso Rede Óptica De ma nd as Po ss ib ili da de s Serviços Planta Física 12

Transmission media -- Transmissão em Optical Fibers Espaçamento dos canais ópticos 50 -100 -200 GHz Atenuação ( d. B /km) 0. 6 0. 5 0. 4 Rayleigh 80 nm OH 13 THz 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 (d. B/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 14

- - Sistemas Ópticos Evolução Capacidade Multichannel (WDM) Terabit Capacity Gigabit Capacity OPTICAL FIBER SYSTEMS Singlechannel (EDM) “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. 15

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 16

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. . . Ø Altíssima confiabilidade e permanência Ø 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 ! 17

Optical Communications – ã ã ã Introdução Geral ë evolução histórica; tecnologias ë aspectos mundiais Bases Tecnológicas ë componentes ativos e passivos; ë amplificadores e roteadores >>> Redes Óticas de Transporte e Acesso ë redes WDM (tronco e metro) ë redes óticas acesso 18