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DWDMDWDM
Dense Wavelength Division Multiplexing.
Principio di funzionamento di un collegamento punto-punto.
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Sistema di trasmissione TDM
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Sistema di trasmissione basato su
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Capacità totale = S singoli canali
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Dense WDM: allocazione dei
canali
•Griglia di riferimento equispaziata in frequenza (misura assoluta e
indipendente dalle ...
Componenti per OADM
Evoluzione verso leEvoluzione verso le
reti WDM interamentereti WDM interamente
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• Inserzione / estrazione di uno o più lambda da un
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• Reti ad anello o si...
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AWG: il principio
• La regione del reticolo è solo un insieme di guide di diversa
lunghezza.
• Non c ’è accoppiamento di p...
Arrayed Waveguide Grating
• Può operare in maniera bidirezionale.
• I canali (l) di ingresso - su una singola porta - sono...
Componenti per OXC
TECNOLOGIA DELLE MATRICI OTTICHE DEGLI OXCTECNOLOGIA DELLE MATRICI OTTICHE DEGLI OXC
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COMMUTATORI FREE SPACE / GUIDED WAVECOMMUTATORI FREE SPACE / GUIDED WAVE
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COMMUTATORI FREE SPACECOMMUTATORI FREE SPACE
MICRO-MACHINED ELECTRO-MECHANICAL SYSTEMS (MEMS);
PRINCIPIO: INSERZIONE DI UN...
COMMUTATORI FREE GUIDED WAVECOMMUTATORI FREE GUIDED WAVE
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Micro-Electro Mechanical Systems:
l’approccio 2-D
• I microspecchi e le fibre sono
disposti su un piano, gli specchi
posso...
MEMS: microspecchi
• Le loro dimensioni tipiche si
misurano in micron
• più sensibili alle forze atomiche e
alle tensioni ...
MEMS: approccio 3-D
• Architettura 2N, perché si usano due array di N specchi ciascuno per
connettere N fibre di ingresso ...
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Dense Wavelenght Division Multiplexing

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L’acronimo DWDM è ormai assai noto e conviene
dedicare solo un po’ di spazio alla sua spiegazione.
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) indica
la tecnica di multiplazione che permette di trasmettere
contemporaneamente su una singola fibra ottica
una molteplicità di segnali generati da sorgenti laser
diverse, accordate su differenti lunghezze d’onda
indicate in genere come “lambda”

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Dense Wavelenght Division Multiplexing

  1. 1. DWDMDWDM
  2. 2. Dense Wavelength Division Multiplexing. Principio di funzionamento di un collegamento punto-punto. Tx l1 Tx l2 Tx Multiplexer ottico Rx l1 Rx l2 Rx l Demultiplexer ottico nB Gbit/s B Gbit/s l OFA OFA Amplificatore ottico
  3. 3. Sistema di trasmissione TDM M U X Dati Informazioni di OAM Clock Tx (E/O) Rx (O/E) Dati Clock Informazioni di OAM Flusso seriale Elettrico Ottico D E M U X Capacità totale = S singoli tributari OA OA3R
  4. 4. Sistema DWDM l1l1Tx @Tx @ l1l1 Tx @Tx @ l2l2 nnTx @Tx @ llnn Data #1 Data #2 Data #n MM UU XX Si li l Rx 1Rx 1 Rx 2Rx 2 Rx nRx n Data #1 Data #2 Data #n DD EE MM UU XX OAOA OAOA oscoscTx @Tx @ lloscosc •Problematiche: - Standard di multiplazione - Limitazioni di tipo tecnologico - Limitazioni di tipo trasmissivo Canale di supervisio ne oscoscRx @Rx @ lloscosc Canale di supervisio ne Capacità totale = S singoli canali Rigeneratori3RRigeneratori3R DD EE MM UU XX MM UU XX
  5. 5. Sistema di trasmissione basato su DWDM Si li l Capacità totale = S singoli canali Tx @Tx @ l1l1 Tx @Tx @ l2l2 Tx @Tx @ llnn Canale #1 Canale #2 Canale #n MM UU XX Rx 1Rx 1 Rx 2Rx 2 Rx nRx n Canale #1 Canale #2 Canale #n DD EE MM UU XX OAOA OAOA Tx @Tx @ lloscosc Canale di supervisione Rx @Rx @ lloscosc Canale di supervisione OADMOADM DCDC l l OADM: Optical Add Drop Mux DC: Dispersion Compensation DRA: Distributed Raman Amplier DRADRA
  6. 6. Dense WDM: allocazione dei canali •Griglia di riferimento equispaziata in frequenza (misura assoluta e indipendente dalle variazioni ambientali) •Spaziatura minima 50 GHz, frequenza centrale 193.1 THz (1552.52 nm) •Tolleranza sulla frequenza: spaziatura / 5 •La griglia non determina automaticamente la spaziatura tra canali, serve per determinare una canalizzazione Canale di supervisione 196.1 THz 1528.77 nm 192.1 THz 1560.61 nm198.5±1.4 THz (1510±10 nm) 193.1 THz 1552.52 nm 193.0 THz 1553.33 nm 100 GHz 193.2 THz 1551.72 nm 100 GHz Normativa di riferimento: ITU-T G692 50 GHz
  7. 7. Componenti per OADM
  8. 8. Evoluzione verso leEvoluzione verso le reti WDM interamentereti WDM interamente otticheottiche Punto - punto Add-Drop in linea Anello Stella con OXC OXC OADM OADM OLA TM l i l n l n l i l n l i l i l n l x l y l y l y l x l xl i l i Lunghezze d’onda fisse o riconfigurabili
  9. 9. WDM: rete interamente ottica DXC OXC DXC OXC DXC OXC DXC OXC l 1, l 2 l 3, l 4 l 2, l 4 l 1, l 3 1 2 3 N 1 2 3 N • Rete a due strati Ottica (OXC) Optical Cross Connect Elettrica (DXC) Digital Cross Connect
  10. 10. OADM (optical add-drop multiplexer) • Inserzione / estrazione di uno o più lambda da un multiplo WDM • Reti ad anello o sistemi punto - punto OADMOADM IN OUT Si li lj, lk, ... lj, lk, ... Local Rx and TxLocal Rx and Tx Si li 1 ingresso 1 uscita M porte locali
  11. 11. Reticoli in fibra llBraggBragg L Ingresso l Uscita FBG: Fiber Bragg Grating
  12. 12. FBG OutOut DropDrop AddAdd In 1 2 3 2 3 1 Circolatore Ottico Circolatore Ottico lBragg=l3 Fiber Bragg Grating: OADMFiber Bragg Grating: OADM OADM: Optical Add Drop Multiplexing
  13. 13. AWG: il principio • La regione del reticolo è solo un insieme di guide di diversa lunghezza. • Non c ’è accoppiamento di potenza tra le guide. • La potenza che da ogni ingresso raggiunge ciascuna delle guide è la stessa. Guide Dummy Accoppiatore in spazio libero 1 2 3 4 * * N 1 2 3 4 * * N Regione del ‘ Reticolo ’
  14. 14. Arrayed Waveguide Grating • Può operare in maniera bidirezionale. • I canali (l) di ingresso - su una singola porta - sono separati su porte di uscita diverse. • Molte lambda - da porte di ingresso diverse - possono essere combinate sulla stessa porta di uscita. l 1,2,3 l3 l1 l2 l 1,2,3 l1 l2 l3 l 1,2,3 l1 l2 l3 l 1,2,3 l2 l3 l1
  15. 15. Componenti per OXC
  16. 16. TECNOLOGIA DELLE MATRICI OTTICHE DEGLI OXCTECNOLOGIA DELLE MATRICI OTTICHE DEGLI OXC -ELEMENTO FONDAMENTALE: COMMUTATORE DI l; - SCOPO: TRASFERISCE UNA PORTANTE OTTICA DA UNA PORTA DI INGRESSO AD UNA DI USCITA; -TECNOLOGIE: BASATE SUL TRASFERIMENTO DELLA P.O. TRA LE PORTE DI INGRESSO E DI USCITA. a) NELLO SPAZIO LIBERO (FREE SPACE) b) IN GUIDA D’ONDA (GUIDED WAVE)
  17. 17. COMMUTATORI FREE SPACE / GUIDED WAVECOMMUTATORI FREE SPACE / GUIDED WAVE FREE SPACE DEVIA IL FASCIO LUMINOSO DA UNA PORTAALL’ALTRA IMPIEGANDO SUPERFICI RIFLETTENTI (SPECCHI) O ELEMENTI RIFRANGENTI (PRISMI); GUIDED WAVE DEVIA IL FASCIO LUMINOSO DA UNA PORTAALL’ALTRA IMPIEGANDO GUIDE D’ONDA O ELEMENTI ATTIVI ELETTRO-OTTICI O TERMO-OTTICI CHE DEVIANO LA TRAIETTORIA DEL FASCIO LUMINOSO.
  18. 18. COMMUTATORI FREE SPACECOMMUTATORI FREE SPACE MICRO-MACHINED ELECTRO-MECHANICAL SYSTEMS (MEMS); PRINCIPIO: INSERZIONE DI UNO O PIU’ SPECCHI MOBILI SULLATRAIETTORIADEL FASCIO LUMINOSO CONTROLLABILI ELETTRICAMENTE. MATRICI 3D E MATRICI 2D 3D/2D SI RIFERISCE AI GRADI DI LIBERTA’ DEGLI SPECCHI: 3D: POSSIBILITA’ DI RUOTARE LUNGO 2 ASSI ORTOGONALI; 2D: POSSIBILITA’ DI RUOTARE LUNGO 1 ASSE; LA DISTANZA TRA GLI SPECCHI E’ DI 1 mm; DIAMETRO DI CIASCUN SPECCHIO 0.5 mm.
  19. 19. COMMUTATORI FREE GUIDED WAVECOMMUTATORI FREE GUIDED WAVE PROPOSTA DI AGILENT TECHNOLOGIES (TECNOLOGIA HP PER STAMPANTI A GETTO DI INCHIOSTRO). SIMILE A TECNOLOGIA MEMS 2D MA RIFRAZIONE DELLA LUCE ANZICHE’ RIFLESSIONE. PRINCIPIO: IN UN PLANAR LIGHTWAVE CIRCUIT (PLC) SULLA TRAIETTORIA DEL RAGGIO LUMINOSO SI SCALDA UNA BOLLA DI LIQUIDO CHE MODIFICANDO LOCALMENTE I.R. PROVOCA UNA DEVIAZIONE DEL RAGGIO DA UNA GUIDA ALL’ALTRA.
  20. 20. OXC (optical cross connect) Si li Si li Si li Si li OXCOXC Si li Si li Si li Si li Local Tx and RxLocal Tx and Rx •• Instradamento diInstradamento di ll; Inserzione / estrazione di uno o più lambda da; Inserzione / estrazione di uno o più lambda da un multiplo WDM; conversione diun multiplo WDM; conversione di ll •• Reti magliateReti magliate N ingressi N uscite M porte locali lconverters
  21. 21. Micro-Electro Mechanical Systems: l’approccio 2-D • I microspecchi e le fibre sono disposti su un piano, gli specchi possono assumere solo due posizioni possibili (ON - OFF) • Si parla di architettura N2, perché utilizzano N2 singoli specchi • Un grande vantaggio di questo approccio è nella semplicità di controllo: un driver TTL che fornisce il livello di tensione necessario a ogni microspecchio per posizionarsi. crossconnect optical MEMS 2-D - con funzione add/drop
  22. 22. MEMS: microspecchi • Le loro dimensioni tipiche si misurano in micron • più sensibili alle forze atomiche e alle tensioni superficiali che alla gravità o all’inerzia • combinano circuiteria elettronica con strutture meccaniche • Per ottenere switches ottici i componenti chiave sono specchi microlavorati in tecnologia MEMS, realizzati su piastrine di silicio utilizzando la tecnologia CMOS con processi VLSI già ben noti. optical-crossconnect MEMS con array di specchi 2-D 8x8
  23. 23. MEMS: approccio 3-D • Architettura 2N, perché si usano due array di N specchi ciascuno per connettere N fibre di ingresso a N fibre di uscita • Ogni specchio può assumere più posizioni , almeno N posizioni • L ’architettura è scalabile fino a migliaia per migliaia di porte con basse perdite (potenzialmente 6 dB o meno) e alta uniformità.

L’acronimo DWDM è ormai assai noto e conviene dedicare solo un po’ di spazio alla sua spiegazione. DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) indica la tecnica di multiplazione che permette di trasmettere contemporaneamente su una singola fibra ottica una molteplicità di segnali generati da sorgenti laser diverse, accordate su differenti lunghezze d’onda indicate in genere come “lambda”

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