Comunicações Ópticas == == Presente e Futuro Tecnologia, Sistemas & Redes

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

2. 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

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

4. Introdução Geral Histórico Tecnologias Ópticas • 1960 - Invenção Laser • 1962 - Laser Semicondutor (77 K) • 1970 - Laser Semicondutor Tamb (300 K) • 1970 - Fibra Óptica (20 dB/km) • 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

5. Optical Communications – Introdução Geral Evolução Sistemas Ópticos Redes Ópticas Faixa-Larga Transparentes aosServiços • Redes Fotônicas • Redes WDM • Redes Ópticas de Acesso • Processamento óptico • de sinais Alcance e Flexibilização das Redes de Telecomunicação • Optoeletrônica de • alta velocidade • Amplificação óptica Redução de Custos de Transmissão e Aumento Capacidade 2000-04 • Longos comprimentos • de onda • Fibra monomodo Anos 90 • Curtos comprimentos • de onda • Fibra multimodo Anos 80 Anos 70

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

7. Sistemas Ópticos Evolução Capacidade

8. Redes Ópticas Natureza & Extensão Acesso Metro Longa Distancia

9. Optical Communications – Redes Redes Ópticas WDM Central N Rede Acesso N Rede Tronco (Anéis SDH) Central B (comutação e roteamento) Rede Acesso A Fibras Ópticas (everywhere) Central A (comutação e roteamento) Rede Acesso B Rede Acesso C

10. Optical Communications – Redes Interconnections of future Optical Networks… lj OxC lk OxC Metro-Access Backbone packet switching packet switching WDM -routing Metro-Access OxC OxC lg packet switching packet switching Metro-Access Metro-Access

11. Redes Ópticas -- Evolução Transport Evolution Panorama Serviçs: voz, [dados, Internet, imagem], vídeo IP The smart future... Ethernet ATM Services: voice, [data, Internet], digi-video PDH SDH HFC WDM Optical Network Transport Protocol The present Optical Packets WDM Optical Network

12. Redes Ópticas -- Conceitos Camadas & Chamadas... Serviços Transporte e Acesso Possibilidades Demandas Rede Óptica Planta Física

13. Transmission media -- Transmissão em Optical Fibers Espaçamento dos canais ópticos 50-100-200 GHz 0.6 0.6 /km) 0.5 0.5 OH- dB AFDE 80 nm  13 THz 30 + 40 nm ( 0.4 0.4 Rayleigh 120 nm  15 THz 0.3 0.3 IR Atenuação 0.2 0.2 0.1 0.1 1300 1400 1500 1600 1700 1100 1200 Comprimento de Onda (nm)

14. Transmission media -- evolução Absorption and Attenuation Bandwidth (dB/km) Twisted pair 100 Coax 10 MM Fiber 1 SM Fiber 0.1 1 10 100 1 10 MHz GHz Transmission Frequency (Hz) => diferentes meios podem coexistir

15. - - 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.

16. Prejuízo acumulado > U$ 15 bi !! Optical Systems Expenditures (& revenues) Optical Communications – Economics U$ 9 bi U$ 3,5 bi Realizado 2000: U$ ~ 9 bilhões Previsões de 1998 Previsões de 2000 Realizações 2002-3 e Novas Previsões Fonte: KMI, 2001; 2003 Pioneer 2002

17. 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 !

18. 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