Aplicação de divisores ópticos em redes ópticas modernas

As redes ópticas revolucionaram as telecomunicações, proporcionando transmissão de dados confiável e de alta velocidade em longas distâncias com perda mínima. Nessas redes, os divisores desempenham um papel fundamental no direcionamento e no gerenciamento dos sinais de luz. Os divisores são dispositivos ópticos passivos que dividem ou combinam sinais ópticos e existem em vários tipos, incluindo divisores de potência, divisores desiguais e divisores de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM). Cada tipo atende a aplicações específicas, permitindo o uso eficiente da infraestrutura óptica. Vamos explorar a funcionalidade, as aplicações e as vantagens dos divisores de potência, divisores desiguais e divisores WDM em redes ópticas.

 

Divisores de energia (também comumente chamados de "divisores ópticos") são dispositivos que dividem um sinal óptico em vários sinais de saída de igual intensidade. As proporções de divisão geralmente são uniformes, como 1:2, 1:4, 1:8 e até 1:32. Outras proporções de divisão estão disponíveis, mas geralmente têm um custo mais alto, pois têm aplicações limitadas. A potência no sinal de entrada é distribuída uniformemente entre cada saída, razão pela qual os divisores de potência são comumente usados em redes ópticas passivas (PONs) e aplicações de fibra para casa (FTTH), em que uma única fibra óptica de um escritório central é dividida em várias ramificações, cada uma levando a diferentes assinantes. Os divisores de potência permitem essa ramificação e, ao mesmo tempo, garantem que cada assinante receba a mesma qualidade de sinal. Nas implementações de FTTH, os divisores de energia podem lidar com até 32 ou até 64 saídas de uma única entrada, reduzindo significativamente a quantidade de infraestrutura necessária para fornecer banda larga a várias residências ou empresas. Eles são bidirecionais, o que significa que podem dividir sinais que viajam em qualquer direção. No entanto, a desvantagem é a intensidade do sinal; cada divisão resulta em alguma perda de sinal, que deve ser considerada no projeto da rede.

Divisores irregularesOs divisores ópticos, às vezes também chamados de divisores de derivação ou divisores desbalanceados, distribuem um sinal óptico em várias saídas com níveis de potência variados. Os divisores são rotulados com sua taxa de potência, como 90/10 ou 70/30. Esse tipo de divisor geralmente é útil em redes em que determinados destinos de saída exigem um sinal mais forte do que outros, como em redes híbridas de fibra coaxial (HFC) ou em locais com fibra limitada.

A saída óptica de menor potência é captada em um local mais próximo da fonte, enquanto o sinal de maior potência se propaga para um local mais distante. Geralmente, vários divisores desiguais são instalados em série para o gerenciamento eficiente da energia em segmentos de rede grandes ou com espaçamento variável.

Outra aplicação comum é o monitoramento de rede. Os divisores desiguais permitem que uma pequena parte do sinal seja extraída e enviada ao equipamento de monitoramento sem afetar significativamente a integridade do sinal principal. Essa aplicação é valiosa nos centros de operações de rede (NOCs), onde o monitoramento contínuo é necessário para avaliar o desempenho da rede.

Divisores de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) são divisores especializados usados para separar ou combinar sinais ópticos com base em seu comprimento de onda. Diferentemente dos divisores de potência e desiguais, os divisores WDM funcionam por meio da multiplexação ou demultiplexação de sinais em diferentes comprimentos de onda, permitindo que vários canais de dados compartilhem um único cabo de fibra óptica sem interferência.

Os divisores WDM são essenciais em comunicações de fibra óptica de longa distância, redes metropolitanas e data centers, onde a alta largura de banda é uma necessidade. Nessas aplicações, os divisores WDM separam ou combinam sinais em diferentes comprimentos de onda, permitindo que uma única fibra óptica transporte vários sinais simultaneamente. Isso aumenta consideravelmente a capacidade das fibras ópticas, tornando a WDM uma tecnologia fundamental para ambientes de rede de alta demanda.

Há dois tipos de WDM comumente usados em redes:

• CWDM (WDM grosso): O CWDM suporta menos canais (geralmente de 4 a 18), mas é mais econômico e ideal para aplicações de curta distância, como redes metropolitanas.
• DWDM (Dense WDM): O DWDM suporta um número maior de canais (até 80 ou mais), o que o torna adequado para redes de longa distância e alta capacidade. O DWDM exige um controle mais rígido sobre o espaçamento dos canais, o que aumenta os custos, mas permite uma maior taxa de transferência de dados.

Os divisores WDM suportam a transmissão bidirecional na mesma fibra, aumentando a eficiência do uso da fibra. Eles são ideais para o crescimento escalável da rede, pois comprimentos de onda adicionais podem ser adicionados conforme necessário, sem a necessidade de instalar novas fibras. Os divisores WDM são identificados como uma possível solução para usar redes PON para dar suporte ao sistema fronthaul 5G com o divisor implantado no lado da unidade de antena ativa (AAU). No entanto, eles exigem um gerenciamento cuidadoso do comprimento de onda e equipamentos precisos para evitar interferência entre os canais.

Conclusão

O uso de divisores de potência, divisores desiguais e divisores WDM permite maior flexibilidade e eficiência no gerenciamento de redes ópticas. Cada tipo de divisor tem funções específicas que atendem às demandas das telecomunicações modernas, desde o simples acesso residencial à banda larga até as sofisticadas infraestruturas de data center.

À medida que as redes ópticas continuam a evoluir e a crescer, a compreensão das aplicações desses divisores permite que os engenheiros de rede maximizem o desempenho, minimizem os custos e ofereçam suporte à transmissão de dados em alta velocidade em ambientes de rede variados. Com planejamento e aplicação cuidadosos, os divisores continuarão sendo um componente fundamental para otimizar a capacidade e a confiabilidade das comunicações ópticas nos próximos anos.