Multiplexaxao

1

Revista de Cincias Exatas e Tecnologia

Vol. I, N. 1, Ano 2012

Mario da Costa Dias Silva

Faculdade de Negcios e Tecnologias = FNT Anhanguera Educacional

[email protected]

Maria Cristina Basili Duarte

Orientadora da Ps Graduao da Faculdade de Negcios e Tecnologias = FNT Anhanguera Educacional

[email protected]

Lvia Carolina de Medeiros Porto

Coordenadora da Ps-Graduao da Faculdade de Negcios e Tecnologias FNT Anhanguera Educacional

[email protected]

MULTIPLEXAO

Hub-Ativo em Redes HFC

RESUMO

A Multiplexao foi desenvolvida para permitir a utilizao da alta capacidade na transmisso de dados, utilizando-se dos diversos tipos como FDM (Frequency division multiplexing) para diviso de freqncia, TDM (Time division multiplexing) para diviso de tempo e WDM (Wave division multiplexing) para diviso em comprimento de onda. A multiplexao permite que combinemos vrias linhas de diversos usurios em um nico circuito. Embora a tecnologia WDM seja muito complexa, a idia bsica muito simples. Queremos combinar vrias fontes de luz em uma nica fonte luminosa no multiplexador e fazer o inverso no demultiplexador. A combinao e a diviso de fontes luminosas so facilmente tratadas por um o prisma. Um novo mtodo, denominado WDM denso (DWDM), capaz de multiplexar um nmero muito grande de canais, espaamento muito prximos entre si. Dessa forma, obtm-se uma eficincia ainda maior para ser utilizada nas redes HFC (Hibrid Fyber-Coaxial).

Palavras-Chave: Multiplexao; Redes HFC; Comprimentos de onda; Diviso de freqncia; Diviso de tempo.

ABSTRACT

The multiplexing has been developed to allow the use of high capacity data transmission, utilizing the various types as FDM (Frequency Division Multiplexing) for frequency division, TDM (Time Division Multiplexing) for time-division and WDM (Wave Division Multiplexing) for wavelength division. Multiplexing allows us to combine multiple lines for multiple users on a single circuit. Although WDM technology is very complex, the basic idea is very simple. We want to combine multiple light sources into a single light source in the multiplexer and demultiplexer in doing the reverse. The combination of light sources and division are easily treated by a prism. A new method, called Dense WDM (DWDM) is able to multiplex a large number of channels, spaced very close together. Thus, one obtains an even higher efficiency to be used in HFC networks (Hibric Fyber-Coax).

Keywords: Multiplexing; HFC Networks; wavelengths; Frequency Division;

Division of time.

Anhanguera Educacional S.A.

Correspondncia/Contato Alameda Maria Tereza, 2000 Valinhos, So Paulo CEP 13.278-181 [email protected]

Coordenao Instituto de Pesquisas Aplicadas e Desenvolvimento Educacional - IPADE

Artigo Original / Informe Tcnico / Resenha Recebido em: 10/09/2012 Avaliado em: 10/09/2012

Publicao: 10 de setembro de 2012

2 Multiplexao

Revista de Cincias Exatas e Tecnologia Vol. I , N. 1, Ano 2012 p. 1-25

1. INTRODUO

Multiplexao o conjunto de tcnicas que permite a transmisso simultnea de vrios

sinais por meio de um nico link de dados. medida que o uso de dados e de

telecomunicaes aumenta, o mesmo acontece com o trfego. Podemos resolver esse

aumento do trfego de dados adicionando links individuais sempre que for necessrio um

novo canal, ou ento instalar links com largura de banda maior e utiliz-los para

transportar vrios sinais simultaneamente.

A tecnologia atual disponibiliza meios fsicos com ampla largura de banda como:

fibra ptica, circuitos de microondas terrestres e via satlite. Cada um deles disponibiliza

uma largura de banda bem acima daquela necessria para a transmisso tpica de sinais.

Se a largura de banda de um link for maior que a necessidade de largura de banda dos

dispositivos a ela conectado, a largura de banda no utilizada ser desperdiada. Um

sistema eficiente maximiza a utilizao de todos os recursos; a largura de banda um dos

recursos mais preciosos que temos em comunicao de dados.

Na primeira parte do artigo sero abordados os trs tipos de multiplexao

(FDM, TDM E WDM) com suas devidas facilidades e utilidade no mundo de hoje e tipos

de WDM. Na segunda parte ser feita uma introduo da rede HFC onde so utilizados

os diversos tipos de multiplexao, detalhando um pouco na transmisso de banda larga,

na utilizao de cabos coaxiais e no compartilhamento de downstream e upstream e na

terceira parte ser detalhada a multiplexao WDM, a utilizao de fibras pticas e Hub-

Ativo para amplificao de diviso de canais por comprimentos de ondas em redes HFC.

E por ltimo faremos uma anlise da comparao das vantagens e desvantagens dos trs,

alm de apresentarmos nossa concluso sobre a evoluo do uso da multiplexao.

A metodologia utilizada neste artigo se dar por meio de uma pesquisa

bibliogrfica e descritiva, com o propsito de alcanar a problematizao do avano

tecnolgico, fazendo com que entendssemos sua origem e seu destino. Para isso, se

compreende a necessidade do desenvolvimento de tais tecnologias como nica forma de

atender a exigncia e necessidade da sociedade mundial, onde a populao crescente

constantemente e no seria capaz atende-la sem tais desenvolvimentos.

De acordo com Gil (2008), as pesquisas descritivas possuem como objetivo a

descrio das caractersticas de uma populao, fenmeno ou de uma experincia. Por

exemplo, quais as caractersticas de um determinado grupo em relao a sexo, faixa etria,

renda familiar, nvel de escolaridade etc.

Mario da Costa Dias Silva 3


2. TIPOS DE MULTIPLEXAO

Existem praticamente trs tipos de multiplexao, que so multiplexao por diviso de

freqncia, multiplexao por diviso de tempo e multiplexao por diviso de

comprimento de onda.

2.1. MULTIPLEXAO POR DIVISO DE FREQUENCIA.

Na multiplexao por diviso de freqncias designada um faixa de freqncia para

cada canal. O sinal deve ser deslocado em freqncia para sua posio antes de ser

realizada a multiplexao dos canais. O deslocamento do canal at uma posio especifica

do espectro de freqncia feita atravs de um processo de modulao. Este processo

deve ser feito de tal forma que o sinal modulado no interfira em outros canais a serem

multiplexados.

O FDM (multiplexao de por diviso de freqncia do ingls Frequency Division Multiplexing) uma tcnica analgica que pode ser utilizada quando a largura de banda de um link (em Hertz) for maior que a largura de banda combinada do conjunto de sinais a serem transmitido. No FDM, os sinais gerados por dispositivo emissor vo modular freqncia de portadoras diferentes. Esses sinais modulados so ento combinados em um nico sinal composto que pode ser transporta pelo link. As freqncias de portadora so separadas de uma largura de banda suficiente para acomodar o sinal modulado. Esses intervalos de largura de banda so os canais atravs dos quais os diversos sinais trafegam. Os canais podem ser separados por faixas de largura de banda no utilizadas bandas de proteo para impedir que os sinais se sobreponham (Forouzan, 2008, p.162). Considerando o FDM como uma tcnica de multiplexao analgica: entretanto, isso no significa que o FDM no possa ser utilizado para combinar fontes emissoras de sinais digitais. Um sinal digital pode ser convertido em sinal analgico antes de FDM ser empregado para multiplex-lo (Forouzan, 2008, p.163).

Na figura 1 a seguir teremos uma viso conceitual do FDM. Onde, o meio fsico

de transmisso divido e trs partes, e cada um representando um canal que transporta

uma transmisso.

Linhas de

EntradaCanal 2

Canal 3

Canal 1

Linhas de

Sada

M

U

X

D

E

M

U

X

Figura 1 Multiplexao por diviso de freqncia

Conforme Medeiros (2007, p. 238) explica, (...) 12 linhas telefnicas

convergem a um ponto concentrador para que seja feita a transmisso simultnea em 12

canais de voz do sistema, para um ponto distante, atravs de um enlace rdio em

visibilidade, com uma nica onda portadora.

4 Multiplexao


As 12 linhas ou canais so ligados entrada do MUX e os sinais de entrada precisam passar, inicialmente, por filtros do tipo passa-baixas PB ou passa-faixa PF, para garantir que as freqncias do canal estejam dentro da faixa de voz: 0 a 4 KHz. Em seguida, cada um dos 12 sinais modula em SSB uma subportadora e para este fim existe um circuito gerador de subportadoras de diferentes freqncias. A denominao subportadoras dada por no ser ela a portadora final do sistema. Aps o modulador de SSB segue-se a filtragem para obteno da banda lateral do canal modulador em SSB (Medeiros, 2007, p. 238).

Um pacote com 12 canais de voz obtido sada do bloco MUX, a banda base

dos canais multiplexados ocupa 12 X 4 KHz. Se modular uma onda portadora, em FM, a

transmisso ocupar uma banda B bem maior no espectro de freqncias (MEDEIROS,

2007, p. 239).

Uma aplicao muito comum do FDM a transmisso de rdio AM e FM. O rdio usa o ar como meio de transmisso. Uma faixa especial de freqncias de 530 a 1.700 KHz reservada para rdios AM. Todas as estaes de rdio precisam compartilhar essa faixa. Conforme discutido no captulo 5, cada estao AM precisa de 10 KHz de largura de banda. Cada estao usa uma estao de portadora diferente, o que significa que ela est deslocando seu sinal e multiplexando. O sinal que vai pelo ar uma combinao de sinais. Um receptor recebe todos esses sinais, mas filtra (por sintonia) apenas aquele desejado. Sem multiplexao apenas uma estao AM poderia transmitir por meio do link comum, o ar. No entanto, precisamos estar cientes de que na sintonia manual, a multiplexao de demultiplexao fsica. Conforme veremos no captulo 12, em comunicao de dados, a multiplexao implementada na camada de enlace de dados (Forouzan, 2008, p.167). A primeira gerao de telefones celulares (ainda em operao) tambm usa FDM. Para cada usurio, so alocados dois canais de 30 KHz, um para envio de voz e outro para recepo. O sinal de voz, com largura de banda de 3 KHz (de 300 a 3.330 KHz), modulado usando-se FM. Lembre-se de que o sinal FM tem uma largura de banda 10 vezes maior que a do sinal modulador, o que significa que cada canal tem 30 KHz (10X3) de largura de banda. Portanto, cada usurio recebe da estao-base, uma largura de banda de 60 KHz em um intervalo de freqncias disponvel no momento da chamada (Forouzan, 2008, p.167).

DEMULTIPLEXAO ANALGICA

O processo de demultiplexao o inverso daquele efetuado por ocasio da multiplexao FDM e consiste em recuperar cada um dos canais de voz que chegam multiplexados. Aps a recepo, a onda modulada demodulada e entregue ao DEMUX. A demultiplexao de processa conforme a figura 1 (Medeiros, 2007, p.240).

Multiplexao por Diviso de Freqncia se assemelha ao TDM, o FDM uma

tecnologia que transmite mltiplos sinais simultaneamente sobre um nico caminho de

transmisso. Porm, esta tcnica funciona atravs de modulao, que permitem o

deslocamento de um sinal no espectro de freqncia. Para compreender o FDM,

considerando o exemplo da figura 1. Esto representados dois sinais de voz atravs de

seus espectros. Um dos sinais foi modulado e, por isso, encontra-se deslocado para outra

faixa de freqncia. Aps a modulao, os sinais so passados por filtros de forma a

impedir conflitos caso existam componentes destes sinais em outras freqncias

diferentes da faixa para eles reservada, permitindo que esses sinais trafeguem

simultaneamente pelo mesmo meio fsico. Os filtros utilizados nesta operao so filtros

passa-faixa, filtros que s permitem a transmisso de sinais que se encontram dentro de

uma faixa de frequncias. (TELECO, 2012)



MULTIPLEXAO POR DIVISO DE TEMPO

Na multiplexao por diviso de tempo os canais e suas amostras distribudas

periodicamente no tempo atravs de um dos processos e modulados por impulsos. Desta

forma os pulsos em uma linha multiplex correspondem a intercalao dos pulsos de

vrios canais. A criao do sinal feita atravs da amostragem sincronizada de diversos

canais. Sendo que os pulsos de cada canal so deslocados no tempo em relao aos outros.

TDM (multiplexao por diviso de Tempo, do Ingls, Time Division Multiplexing) um processo digital que permite que vrias conexes compartilhem um link de maior largura de banda. Em vez de compartilhar parte da largura de banda, como acontece no FDM, o que compartilhado aqui o tempo. Cada conexo ocupa uma frao de tempo no link. A figura 2 d uma viso conceitual do TDM. Note que um nico link usado, assim como no FDM; nesse caso, entretanto, os canais de entrada compartilham o tempo de transmisso no link em vez da frequncia. Na figura 2, pores dos sinais 1, 2, 3 e 4 ocupam o link sequencialmente (Forouzan, 2008, p.169).

4

2

1

4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1

1

2

3

4

3

Fluxo de Dados

M

U

X

D

E

M

U

X

Figura 2 Multiplexao do Diviso de Tempo

Algumas companhias telefnicas celulares de segunda gerao usam TDM sncrono. Por exemplo, a verso digital da telefonia celular divide a largura de banda disponvel em faixas de 30 KHz Para cada faixa, o TDM utilizado de modo que seis usurios possam compartilhar uma mesma banda, Isso significa que cada faixa de 30 KHz agora formada por seis time-slots e os sinais de voz digitalizados so inseridos nesses slots. Usando TDM, o nmero de usurios de telefone em cada rea agora seis vezes maior (Forouzan, 2008, p.179). Tambm precisamos nos recordar de que o TDM , em principio, uma tcnica de multiplexao digital. Dados digitais de diferentes fontes so combinados em um nico link compartilhado no tempo. Mas, isso no significa que as fontes analgicas no possam ser utilizadas; os dados analgicos podem ser amostrados, convertidos em dados digitais e ento multiplexados usando-se o TDM (Forouzan, 2008, p.169). Na figura 3, Inicialmente filtros passa-baixas ou passa-faixa, em cada um dos canais, limitam a banda passante, Segue-se a amostragem dos sinais, canal por canal, pela ao do comutador, representado por uma chave rotativa em contato com as sadas dos canais. Na prtica, o comutador um circuito eletrnico (Medeiros, 2007, p. 241).

6 Multiplexao


Filtro

PB

Filtro

PB

Filtro

PB

Conversor

A/D

8 biti

Canal de

comunicao

Canal 1

Canal 2

Canal 3

etc. ...

n

1

2

Comutador

Entradas

Transmisso - MUX

Figura 3 - Sistema de multiplexao digital.

De acordo com Medeiros na figura 4 (2007, p. 242), (...) O processo de DEMUX inverso ao da transmisso. O comutador da recepo precisa estar sempre em sincronismo com o comutador da transmisso para manter a correspondncia entre os canais. Os 8 canais por amostra, de cada canal, seqencialmente, so entregues ao conversor D/A para a restaurao das amostras. O comutador entrega amostra por amostra a cada um dos filtros onde o sinal analgico refeito e os sinais recuperados esto disponveis nas sadas dos filtros.

Filtro

PB

Filtro

PB

Filtro

PB

Conversor

A/D

8 biti

Canal de

comunicao

Canal n

Canal 1

Canal 2

... Etc.

1

2

n

Recepo - DEMUX

Comutador

Saidas

Figura 4 - Sistema de demultiplexao digital.

Suponha um sistema mais complexo, no qual se deseja multiplexar um nmero n de canais de banda B, simultaneamente, com outro de maior banda passante B. A operao

pode ocorrer quando o valor de B for igual ou um mltiplo inteiro do produto n B.

Exemplo: seja um MUX de dez canais com B=5 KHz e um canal exclusivo com B-50 KHz de B equivalem aos 10x5 KHz (canais de menor banda passante eletrnico. (Medeiros, 2007, p. 243)

Multiplexao por Diviso de Tempo utiliza-se do conceito de alocao de

espaos de tempo, chamados time-slots, para os sinais previamente amostrados. Para

compreender como so alocados estes time-slots e o funcionamento do TDM, ser utilizada

uma analogia com um PCM de 30 canais e uma chave seletora rotativa conforme a figura

5, onde na periferia desta chave, existem 32 posies correspondentes aos canais do PCM.

A chave gira no sentido horrio e demora em cada canal um intervalo de tempo e cada

vez que a chave passa por um canal ela retira uma amostra da amplitude do seu sinal

naquele instante. O tempo em que a chave comuta cada canal denomina-se time-slot. A

velocidade de 8000 revolues por segundo, que a freqncia de amostragem, pois de

cada canal sero retiradas 8000 amostras por segundo. A volta completa da chave toma



ento 1/8000 do segundo que equivale a 125 s e chama-se quadro. Como cada ponto da

chave corresponde a um time-slots, analogamente um quadro conter 32 time-slots, cada

um com durao de 125 s/32. Assim, a chave abre um "espao de tempo" ou time-slots

para amostragem do canal durante 125 s/32 = 3,9 s. (TELECO, 2012)

Figura 5 Contador de Slot

MULTIPLEXAO POR DIVISO DE COMPRIMENTO DE ONDAS

WDM (multiplexao por diviso de comprimento de onda do Ingls Wave Division Multiplexing) foi desenvolvido para permitir a utilizao da alta capacidade de transmisso de dados dos cabos de fibra ptica. A taxa de transmisso de dados de um cabo de fibra ptica muito maior que a taxa de transmisso de cabos metlicos. Usar um cabo de fibra ptica para uma nica linha desperdia largura de banda. A multiplexao permite que combinemos vrias linhas de diversos usurios em um nico circuito (Forouzan, 2008, p.167). O WDM conceitualmente igual ao FDM, exceto pelo fato de a multiplexao e demultiplexao envolvem sinais pticos transmitidos atravs de canais de fibra ptica. A idia a mesma: combinar vrios sinais de diversas freqncias. A diferena que as freqncias so muito altas (Forouzan, 2008, p.168). Embora a tecnologia WDM seja muito complexa, a idia bsica muito simples. Queremos combinar vrias fontes de luz em uma nica fonte luminosa no multiplexador e fazer o inverso no demultiplexador. A combinao e a diviso de fontes luminosas so facilmente tratadas por um prisma. Recordando conceitos da fsica, um prisma desvia um feixe de luz baseado no ngulo de incidncia e na freqncia. Usando essa tcnica, um multiplexador pode ser construdo para combinar vrios feixes de luz de entrada, cada um nos quais contendo uma faixa estreita de freqncia, em um nico feixe de sada com uma faixa de freqncias mais ampla. Podemos, tambm, construir um demultiplexador para fazer o processo inverso. Veja na figura 6 o uso do prisma para multiplexao e demultiplexao por diviso de comprimento de onda (Forouzan, 2008, p.168).

WDM WDM

1 2 3

Figura 6 Multiplexao por diviso de comprimento de onda

8 Multiplexao


Um novo mtodo, denominado WDM denso, capaz de multiplexar um

nmero muito grande de canais, espaando-os muito prximos entre si. Dessa forma,

obtm-se uma eficincia ainda maior onda (Forouzan, 2008, p.168).

2.2. TIPOS DE WDM

Existem diversos tipos de WDM, sendo que sua classificao dada basicamente

pela distncia entre cada um dos comprimentos de onda multiplexados. Os dois tipos

principais de WDM so o CWDM (Course Wavelength-Division Multiplexing), e o

DWDM ( Dense Wavelength-Division Multiplexing ), mas no h uma separao muito

clara entre eles, pois tais determinaes (denso ou esparso) so qualitativas, e o que pode

ser considerado como denso por alguns pode ser esparso para outros. O CWDM

basicamente o WDM com uma distncia grande entre os comprimentos de onda

multiplexados, sendo geralmente utilizado nas fibras multi. Embora esse mtodo de

multiplexao no aproveite toda a capacidade da fibra, ele j multiplica a capacidade de

uma fibra sem multiplexao e permite a utilizao da fibra bidirecionalmente. Possui

espaamento da ordem de 20 nm e pode ter de 4 a 16 canais. Suas taxas de transmisso

so geralmente mais baixas que as do DWDM (podem ir de 34Mbit/s at 2,5Gbit/s). O

DWDM, por sua vez, o WDM com canais de tamanho aproximadamente igual a 1 nm.

(GTA, 2012)

Os comprimentos de onda devem estar contidos em tais canais, como forma de

no ocorrer interferncia de diferentes comprimentos de onda. O tamanho do canal

depende de muitos fatores, como do tamanho do sinal modulado pelo emissor e de sua

estabilidade. Pode ter de 16 a 128 canais, com taxas de transmisso que vo de 155Mbit/s

a 10Gbit/s. (TELECO, 2012)

O CWDM (Coarse WDM ou WDM Esparso) uma tecnologia WDM de baixa

densidade e seu princpio de funcionamento o mesmo do WDM. Nesta tcnica, a

informao agrupada em at 16 canais entre os comprimentos de onda de 1310 nm e

1610 nm, onde a distncia entre os canais de 20 nm (3000 GHz). Esse sistema exige

menos controle do comprimento de onda e possui elevada qualidade de servio. Alm

disso, essa tecnologia utiliza lasers como transmissores e desnecessria a presena de

amplificadores pticos. Isso faz com que seja prefervel o uso do CWDM em redes metro,

devido a seu custo acessvel. Outra caracterstica dos sistemas CWDM que estes

possuem flexibilidade suficiente para serem empregados em conexes ponto-a-ponto.

Tambm suportam trfego Ethernet e interconexo de SANs (Storage Area Networks). A

taxa de transmisso suportada de 1.25 Gb/s, cobrindo distncias de at 40 km. Alm



disso, oferece suporte para taxas de 2.5 Gb/s, cobrindo distncias de at 80 km. (GTA,

2012)

O DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing - multiplexao densa por

diviso por comprimento de onda) uma tecnologia WDM. Segundo a ITU (Internacional

Telecommunications Union), os sistemas DWDM por combinar at 64 canais em uma

nica fibra. No entanto, podemos encontrar, na prtica, Sistemas DWDM que podem

multiplexar at 128 comprimentos de onda. Alm disso, foram realizados alguns testes

que provaram ser possvel a multiplexao de at 206 canais. Os espaamentos entre os

canais podem ser de 200 GHz (1.6 nm), 100 GHz (0,8 nm), 50 GHz (0,4 nm), podendo

chegar at 25 GHz (0,2 nm). Os sistemas DWDM utilizam comprimentos de onda entre

aproximadamente 1500 nm e 1600 nm e apresentam alta capacidade de transmisso por

canal, 10 Gbps, podendo alcanar 1 Tbps na transmisso de dados sobre uma fibra ptica.

Um sistema DWDM capaz de multiplexar 40 comprimentos de onda 10 Gb/s por canal,

possui uma banda total de 400 Gb/s, o que suficiente para transportar em uma nica fibra

o contedo equivalente a mais que 1100 volumes de um enciclopdia em 1s. Sistemas

DWDM com 40 Gb/s por comprimento de onda j so realizveis, e a tendncia

aumentar continuamente tanto na densidade de canais multiplexados quanto a taxa de

bits por canal. O DWDM a chave tecnolgica para a integrao das redes de dados, voz e

imagem de altssima capacidade. Alm de ampliar exponencialmente a capacidade

disponvel de fibra, o DWDM possui a vantagem de no necessitar de equipamentos

finais para ser implementados. E ainda, esta tcnica de multiplexao obedece ao padro

de fibra G.652 (monomodo) que utilizado na maioria dos backbones de fibra ptica.

Atualmente, o DWDM utilizado principalmente em ligaes ponto-a-ponto. Nesta

tecnologia, possvel que cada sinal transmitido esteja em taxa ou formato diferente.

Desta forma, a capacidade de transmisso de sistemas DWDM pode ser ampliada

consideravelmente e de maneira relativamente fcil. E ainda capaz de manter o mesmo

grau de desempenho, confiabilidade e robustez do sistema. (GTA, 2012)

Nas redes pticas emprega-se a utilizao de um link DWDM ponto-a-ponto.

Neste sistema, emissores de luz lanam feixes de luz na entrada do multiplexador ptico.

Este Mux ir combinar os diferentes comprimentos de onda em um nico caminho, sendo

ento acoplados em uma fibra monomodo. No final do link, os canais pticos so

separados pelo demultiplexador ptico e levados para os diferentes receptores. Para links

de transmisso que possuem longas distncias, preciso que os sinais sejam amplificados.

Para isso, utiliza-se um amplificador ptico representado na figura 7. (GTA, 2012)

10 Multiplexao


Figura 7 DWDM com amplificador entre multiplexador e demultiplexador

Num sistema DWDM, geralmente utiliza-se fibras monomodo (SMF - Single

Mode Fiber). A construo desse tipo de fibra realizada de tal forma que apenas o modo

fundamental de distribuio eletromagntica guiado. Assim, evitam-se os diversos

caminhos de propagao da luz no interior do ncleo e, conseqentemente, a disperso

do impulso luminoso reduzida. Para isso, o dimetro do ncleo da fibra deve ser poucas

vezes maior que o comprimento de onda da luz utilizada para a transmisso.

Normalmente, encontramos as seguintes dimenses: 2 a 10 micrmetros para o ncleo e

80 a 125 micrmetros para a casca. Os materiais mais utilizados para a fabricao desta

fibra so slica e slica dopada. (GTA, 2012)

A figura 8 apresenta um grfico indicando a variao da atenuao do sinal na

fibra, quando variamos o comprimento de onda, para o padro de fibra monomodo G.652.

Analisando esse grfico, vemos que podemos utilizar uma faixa de comprimentos de

onda entre 1280nm e 1650nm. O limite inferior dessa faixa de comprimento de onda

assume esse valor devido ao dimetro do ncleo da fibra monomodo. J o limite superior

dessa faixa explicado pelo fato de que, para um valor acima deste limite, a atenuao

aumenta rapidamente. (TELECO, 2012)

Figura 8 Grfico de atenuao x comprimento de onda para padres G652C



2.3. BANDA PTICA

Bandas de freqncia pticas mais utilizadas em sistemas CWDM so:

O - Band (Original Band) - vai de 1260 nm a 1360 nm;

E - Band (Extended Band) - est na faixa de 1360 nm a 1460 nm;

C - Band (Conventional Band) - vai de 1530 nm a 1570 nm.

Bandas de freqncia pticas mais utilizadas em sistemas DWDM so:

S - Band (Short Band) - vai de 1450 nm a 1500 nm;

C - Band (Conventional Band) - vai de 1530 nm a 1570 nm;

L - Band (Long Band) - est na faixa de 1570 nm a 1625 nm.

3. REDES HFC

A segunda gerao das redes de TV a cabo denominada redes HFC (Hybrid Fyber-Coaxial). Elas utilizam uma combinao de Fibra ptica e cabo Coaxial. O meio de transmisso usado na comunicao entre a central de TV a cabo e o receptor denominado N ptico, a fibra ptica; do n ptico para a vizinhana e dentro do assinante ainda utilizado o cabo coaxial. A figura 9 mostra o diagrama esquemtico de uma rede HFC. (Forouzan, 2008, p.257)

Figura 9 Estrutura de transmisso e recepo de uma rede HFC

As empresas de TV a cabo atualmente com as companhias telefnicas no fornecimento de acesso de alta velocidade internet para clientes residenciais. A tecnologia DSL (Digital Subscriber Line) possibilita conexo de alta velocidade para assinantes residenciais atravs de linha telefnica convencional do assinante. Entretanto, a tecnologia DSL utiliza os cabos de par tranado no blindados existentes, que so muito suscetveis a interferncias. Isso impe ao DSL um limite mximo na taxa de dados. Uma soluo alternativa para usurios residenciais a utilizao da rede de TV a cabo. Nesta seo, discutimos brevemente essa tecnologia. (Forouzan, 2008, p.168) Mesmo em um sistema HFC, a ltima parte da rede, do n ptico s instalaes dos assinantes, ainda utiliza cabo coaxial. Esse cabo coaxial tem uma largura de banda que varia de 5 MHz a 750 MHz (aproximadamente) Para fornecer acesso Internet, as empresas de TV a cabo dividiram a largura de banda disponvel em trs faixas: vdeo, dados na direo de dowstream e dados na direo de upstream, como mostra ilustrado na figura 10. (Forouzan, 2008, p.258)

12 Multiplexao


Freqncia, MHz 5 42 54 550 750

Figura 10 Espectro de freqncia e diviso da banda passante de uma rede HFC

Segundo Morais (2006, p. 5) o desenvolvimento das fibras pticas monomodo, com

baixo nvel de atenuao (0,35dB/km em 1310nm e 0,25dB/km em 1550nm), possibilitou novas arquiteturas de projetos das redes de CATV. As redes utilizavam a arquitetura Treeand-Branch (rvore e ramificao) e passaram a utilizar a topologia hbrida fibra coaxial HFC. Essa nova arquitetura permite a transmisso dos sinais com melhor qualidade. Assim sendo, com os desenvolvimentos tecnolgicos dos equipamentos e dispositivos, a rede tornou-se capaz de transmitir sinais analgicos e digitais em ambos os sentidos da rede. O sentido do assinante para a central de distribuio (Headend-Cabeal), tambm denominado caminho reverso e ou retorno, possibilita o transporte de sinais sobre a mesma plataforma de cabos j existente. Sendo assim, outros servios podem integrar-se rede j instalada, como por exemplo, telefonia, transmisso dedados, televiso interativa, etc. Os servios de televiso a cabo e multimdia proporcionam s operadoras de televiso por assinatura a possibilidade de fornecer a seus clientes servios como: Vdeo-sob-Demanda (Video-on-Demand), Programao de eventos e jogos pagos (Pay-per-View), Servios Bancrios em Casa (Home Banking), Compras em Casa (Home Shopping), acesso em alta velocidade Internet e Telefonia.

Compartilhamento na Direo de Upstream

A largura de banda para upstream de 37 MHz. Isso significa que apenas seis canais de 6 MHz podem ser usados para upstream. Cada assinante deve utilizar em desses canais para a transmisso de seus dados. A questo Como seis canais podem ser

compartilhados em uma rea de 1.000, 2.000 ou at 100.000 assinantes? A soluo a utilizao da tecnologia de multiplexao. A largura de banda dividida em canais FDM; esses canais so compartilhados entre os assinantes de uma mesma regio. A companhia de cabo aloca um canal, esttica ou dinamicamente, para um grupo de assinantes. Se um assinante quiser enviar dados, ele disputar o acesso ao canal com outros assinantes que querem fazer o mesmo; o assinante tem, ento, de aguardar at

que o canal esteja disponvel. (Forouzan, 2008, p.259). De acordo com Morais (2006, p. 14) importante ressaltar que a banda de descida poder ser compartilhada com todos os usurios da rede, isso depender da arquitetura adotada na implantao dos combinadores e divisores de RF no cabeal. Esses dispositivos possuem a funo de combinar e dividir os sinais digitais que sero transportados at a entrada dos transmissores pticos.

Compartilhamento na Direo de Downstream

Temos uma situao semelhante no downstream. A largura de banda para downstream suporta mximo de 33 canais de 6 MHz. Um provedor de internet via cabo tem mais de 33 assinantes; consequentemente, cada canal deve ser compartilhado por um grupo de assinantes. Nesse caso, temos uma situao de multicasting. Se existirem dados para qualquer um dos assinantes do grupo, esses dados so enviados pelo canal a cada um dos assinantes do grupo. Mas como cada assinante tambm tem um endereo registrado junto ao provedor, o cable modem compara o endereo transportado nos dados com o endereo designado pelo provedor. Se o endereo coincidir, os dados sero preservados; caso contrrio, sero descartados. (Forouzan, 2008, p.259) Segundo Morais (2006, p. 14) A banda de retorno, tambm conhecida como Canal Reverso, destinada ao transporte dos sinais digitais dos assinantes at o cabeal. A partir de sua implantao foi possvel disponibilizar servios interativos de acesso em alta velocidade Internet, telefonia e televiso interativas, atravs da rede coaxial.



4. MULTIPLEXAO DWDM (HUB-ATIVO EM REDES HFC)

O Hub-Ativo utilizado em projeto de rede banda larga de redes HFC com uso da

tecnologia DWDM e pode agrupar um sinal Broadcast (Sinal de TV) em 1563nm (canal 18),

com at 32 sinais, Narrowcast (Sinal de Downstrean), multiplexados entre 1536nm a 1561nm

(Canais 20 a 51), espaados em 100 GHz cada.

Utilizando a capacidade total do Hub-Ativo, transportamos todos os sinais

utilizando-se apenas trs fibras pticas, e se necessrio redundncia, utilizamos mais 3

fibras pticas, totalizando 6 fibras pticas para atender at 32 nodes (Receptores pticos)

com redundncia entre o Headend (Transmisso) e o Hub-Ativo, ou seja, sero utilizadas 3

fibras pticas em duas rotas diferentes, e caso haja um rompimento de cabo ptico em

uma das rotas, ser assumida automaticamente pela segunda rota ptica.

As distncias entre Headend e Hub-Ativo, e entre Hub-Ativo e Nodes, podem

variar de acordo com o projeto e a topologia, levando em conta fatos como a capacidade

do EDFA (Fibras Amplificadoras Dopadas com rbio), de transmisso do Hub-Ativo,

quantidade de Nodes, etc.

4.1. HUB-ATIVO

O equipamento apresentado na figura 11 bastante robusto e resistente a qualquer tipo de

ambiente e foi projetado para ser instalado em redes tantos areas como em redes

subterrneas, estando exposto a chuvas e longos perodos de sol. Sua alimentao eltrica

feita por fontes externas ligadas s redes das companhias energticas que possui tenso

de sada entre 60Vac e 90Vac (Tenso Alternada), podendo chegar a uma tolerncia mnima

de 45Vac. Todas as peas necessrias para multiplexao, demultiplexao e amplificao,

esto dentro deste equipamento. Assim, como as chaves pticas responsvel pelo

chaveamento ptico e um transmponder utilizado para acess-lo seja local ou remotamente

via internet e fazer todo e qualquer tipo de ajuste utilizando apenas comandos com

cdigos. capaz de multiplexar e demultiplexar em DWDM, 32 comprimentos de ondas

como mostra na Tabela 1 e no diagrama da figura 12 representado por Node com potncia

projetada apartir de -1,5 dBm de entrada nos receptores pticos e com a capacidade de

atender at 16.000 assinantes, fornecendo servios como, telefone, TV e internet que chega

nas residncias em um s cabo.

14 Multiplexao


Figura 11 - Hub-Ativo, equipamento de multiplexao, demultiplexao e amplificao DWDM, de

fabricao e comercializao da empresa CISCO



TX BC 1563nm (ITU 18)

17dBm

TX NC ITU 20

8x1

DWDM

MX

HEADEND

Opt SW

1x4

4x1

BWDM

8x1

DWDM

MX

Cx 2

XX/

YY

TX NC ITU 21

TX NC ITU 22

TX NC ITU 23

TX NC ITU 24

TX NC ITU 25

TX NC ITU 26

TX NC ITU 27

TX NC ITU 28

TX NC ITU 29

TX NC ITU 30

TX NC ITU 31

TX NC ITU 32

TX NC ITU 33

TX NC ITU 34

TX NC ITU 35

TX NC ITU 36

8x1

DWDM

MX

8x1

DWDM

MX

TX NC ITU 37

TX NC ITU 38

TX NC ITU 39

TX NC ITU 40

TX NC ITU 41

TX NC ITU 42

TX NC ITU 43

TX NC ITU 44

TX NC ITU 45

TX NC ITU 46

TX NC ITU 47

TX NC ITU 48

TX NC ITU 49

TX NC ITU 50

TX NC ITU 51

222 x 17

BWDM4

Opt SW

20

8x1

DWDM

DMX

RXR NC ITU 20

RXR NC ITU 21

RXR NC ITU 22

RXR NC ITU 23

RXR NC ITU 24

RXR NC ITU 25

RXR NC ITU 26

RXR NC ITU 27

RXR NC ITU 28

RXR NC ITU 29

RXR NC ITU 30

RXR NC ITU 31

RXR NC ITU 32

RXR NC ITU 33

RXR NC ITU 34

RXR NC ITU 35

RXR NC ITU 36

RXR NC ITU 37

RXR NC ITU 38

RXR NC ITU 39

RXR NC ITU 40

RXR NC ITU 41

RXR NC ITU 42

RXR NC ITU 43

RXR NC ITU 44

RXR NC ITU 45

RXR NC ITU 46

RXR NC ITU 47

RXR NC ITU 48

RXR NC ITU 49

RXR NC ITU 50

RXR NC ITU 51

8x1

DWDM

DMX

8x1

DWDM

DMX

8x1

DWDM

DMX

4x1

BWDM

PRISMA IIOpto SW

17

1x8

1x8

DMX

1x8

MX

1x8

1x8

DMX

1x8

MX

1x8 NCBC XX~YY

1x8

1x8

DMX

1x8

MX

1x8

1x8

DMX

1x8

MX

XX/

YY

BWDM4

Node 01

Node 02

Node 03

Node 04

Node 05

Node 06

Node 07

Node 08

Node 09

Node 10

Node 11

Node 12

Node 13

Node 14

Node 15

Node 16

Node 17

Node 18

Node 19

Node 20

Node 21

Node 22

Node 23

Node 24

Node 25

Node 26

Node 27

Node 28

Node 29

Node 30

Node 31

Node 32

GS7000 Optical Hub

17dBm10dBm

BC EDFA (2 x 17dbm)

PRISMA IIGF EDFA

BC EDFA22dBm

NC GF EDFA20dBm

Figura 12 Diagrama do Hub-Ativo detalhando transmisso, amplificao e recepo.

16 Multiplexao


Tabela 1 - 32 Comprimentos de Onda multiplexados em DWDM para Hub-Ativo

Canal Comp. Onda Canal Comp. Onda Canal Comp. Onda Canal Comp. Onda

20 1561.42 nm 28 1554.94 nm 36 1548.51 nm 44 1542.14 nm

21 1560.61 nm 29 1554.13 nm 37 1547.72 nm 45 1541.35 nm

22 1559.79 nm 30 1553.33 nm 38 1546.92 nm 46 1540.56 nm

23 1558.98 nm 31 1552.52 nm 39 1546.12 nm 47 1539.77 nm

24 1558.17 nm 32 1551.72 nm 40 1545.32 nm 48 1538.98 nm

25 1557.36 nm 33 1550.92 nm 41 1544.53 nm 49 1538.19 nm

26 1556.55 nm 34 1550.12 nm 42 1543.73 nm 50 1537.40 nm

27 1555.75 nm 35 1549.32 nm 43 1542.94 nm 51 1536.61 nm

Premissas do projeto ptico DWDM para Hub-Ativo em Redes HFC.

1. Atenuao da fibra ptica por Km: 0,25 dB em DWDM e 0,35 dB em 1310 nm.

2. Atenuao para conectores pticos SC/APC: 0,25 dB (Conector + base).

3. Perda de passivos pticos inclui atenuao dos conectores de entrada e sada.

4. Potncia ptica composta = Potncia de 1 lambda + 10 x LOG (Qte Lambdas).

5. Mximo nvel ptico a ser transmitido na fibra: 17 dBm (do TX BC)

6. Nvel de entrada do n ptico = -1 dBm para BC e -7dBm para NC ( Equivale a 0dBm).

4.2. PROJETO BROADCAST

A potncia de sada do transmissor de Broadcast canal ITU 18 (ITU - Unio Internacional

de Telecomunicaes) representado na figura 13 de 10 dBm, amplificando logo em

seguida em um EDFA com duas sadas de 17 dBm e percorrendo a rota projetada que

normalmente em mdia de 40 km.

TX BC 1563nm (ITU 18)

17dBmOpt SW

1x4

222 x 17

1x8 NCBC XX~YY

17dBm10dBm

BC EDFA (2 x 17dbm)BC EDFA22dBm

1x8

Cx 2HUB pticaHeadend

Rota #1 Rota #2

Figura 13 Projeto de Broadcast, ou seja, potncia de sinal de TV

A transmisso segue em duas rotas distintas sendo uma principal e outra

redundante at o Hub-Ativo, o que considerado rota #1 perdendo 10 dBm e mais 2 dBm

no Optical Switch (Chaveador ptico), entrando mais ou menos 5 dBm no EDFA como



mostra na figura 14, que novamente amplificado gerando 22 dBm que em seguida

conectada por um jumper ptico de 0,5m a um divisor 1x4 que perde 7,6 dB e ao modulo

NCBC perdendo 12 dB onde se juntar com a potncia de Nerrowcast de direto como

mostra no diagrama da figura 12 e distribudo por um cabo de conector ptico MPO

(Multi-fiber Puch On) para os receptores pticos que est em mdia de 13 km do Hub-

Ativo e percorrendo o que chamamos de rota #2, chegando com uma potncia estimada

em 0 dBm.

Figura 14 Imagem colhida do Hub-Ativo em manobra no dia 16 de Junho de 2012 (Elaborado pelo autor)

A imagem da Figura 14 foi colhida em uma manobra na madrugada do dia 16 de

Junho de 2012 em de So Sebastio cidade satlite de Braslia atravs da leitura do

Transponder, equipamento utilizado para acessar as configuraes do Hub-Ativo.

Como mostra na figura 14, o equipamento possui 11 slot onde so conectadas as

duas fontes de alimentao nos primeiros slot sendo uma principal e outra servindo de

redundncia. Os demais slot servem para instalar os EDFA, Optical Switch e Transponder,

onde recebem as potncias e executa toda configurao.

No slot 4, foi instalado o EDFA que recebe a potncia de Broadcast, que com uma

rota ptica de 39,6 km, recebeu um nvel de 6,1 dBm , identificado na figura 14 como

Input Power. Como o ganho do EDFA de Broadcast recebeu um status de Constant

Power, ou seja, independente no nvel da potncia que entrar no EDFA, o nvel de sada

ser sempre igual ao que foi setado (representado na figura como Set Optical Output

Power -> 20.0 = dBm),o nvel de sada de 20 dBm, isto , de acordo com a figura 13, esta

potncia ser divida em uma divisor ptico 1x4 com perda de 7,6 dBm representado pela

18 Multiplexao


figura 15 e em seguida conectada a um demultiplexador 1x8 representado pela figura 16,

onde ser misturada com a potncia de Narrowcast e possui um perda ptica de 12 dBm, e

s apartir da ser transmitida aos receptores pticos. Como na regio de So Sebastio o

receptor ptico mais distante est em mdia de 5 km, a pior situao em relao ao nvel

da potncia ser de -0,85 dBm, o que considerado um nvel excelente.

Figura 15 BWDM4 Figura 16 NCBC CANAIS 44-51

4.3. PROJETO NARROWCAST DIRETO

O Narrowcast de direto responsvel por toda transmisso de dados que chega casa do

usurio em forma de download, ou seja, necessrio um transmissor especfico

direcionado para cada receptor ptico com seu devido canal e comprimento de onda

como mostra na tabela 1 e na figura 17, onde todos so multiplexados em grupo de 8

canais e depois acoplados em um passivo chamado BWDM (Band Wave Division

Multiplexer), sendo que cada grupo de 8 canais ou comprimento de onda conectado em

sua porta especifica, que neste momento tem sua potncia acoplada com a potncia de

Broadcast e a partir da passar ser transmitida em apenas uma fibra ptica at o receptor,

que ao identificar esta potncia faz se uma ligao lgica com o transmissor de retorno

que possui o mesmo comprimento de onda e assim retornando a comunicao com a

central de transmisso (Headend), finalizando o processo de download e upload em um

sistema de rede HFC, sabendo-se que o Broadcast est responsvel principalmente pelo

sinal de televiso que chega em comum para todos os clientes envolvido neste grupo de

transmisso.



TX NC ITU 208x1

MX

4x1

BWDM

50/

50

TX NC ITU 27

TX NC ITU 28

TX NC ITU 35

TX NC ITU 36

TX NC ITU 43

TX NC ITU 44

TX NC ITU 51

BWDM4

Opt SW

20

NC GF EDFA20dBm

8x1

MX

8x1

MX

8x1

MX

1x8 NCBC XX~YY

Cx 2

1x8

DMX

HUB ptica

Headend

Figura 17 Projeto de Narrowcast de Direto

O nvel ideal da potncia de Narrowcast, obedecendo a distncia do Hub-Ativo

at o receptor ptico deve ser na ordem -7 dBm, isto , como requer um nvel inferior ao

de Broadcast, este deve ser ajustado no EDFA (Como mostra na figura 18) para que no

haja uma saturao e elevao do nvel de RX (Recepo de download).

Tudo que representado na figura 12 como GS7000 Optical Hub, esta dentro do

Hub-Ativo, cujo equipamento mostrado na figura 11, onde depois de amplificado e

dividido, as potncias de Broadcast, Nerrowcast de Direto e Retorno so conectado ao

NCBC (Nerrowcast Broadcast) na Figura 16, enviando apenas duas fibras pticas aos

receptores pticos depois de serem distribudos atravs de um cabo ptico Ribon e de

conectores MPO.

Cada NCBC possuem uma entrada de comprimentos de onda ordenada em

grupos de 8, que depois de amplificados os 32 comprimentos, so pr-divididos em um

passivo chamado de BWDM4 como mostra a figura 15, ou seja, na ordem dos seguintes

canais mostrado na Tabela 1, onde contm uma entrada em comum e os seguintes grupos

de canais: 20-27, 28-35, 36-43, 44-51.

20 Multiplexao


Figura 18 Imagem colhida do Hub-Ativo em manobra no dia 16 de Junho de 2012, referente potncia de

Narrowcast de direto (Elaborado pelo autor).

A imagem acima (Figura 18) mostra a configurao do equipamento para os

nveis de potncia para Nerrowcast, onde o EDFA foi instalado no slot 9 e possui uma

amplificao diferente ao nvel de Broadcast, que apesar de mostrar esquerda da figura

que o amplificador possui um ganho de at 20 dBm, o mesmo foi setado para funo

Constant Gain, ou seja, desde que entre uma potncia positiva, representado na alto da

figura como Imput Power = 6.4 dBm, este nvel somado ao ganho que foi setado no

campo representado por Gain per Wavelength = 8.0 dBm, que ao final resulta a um nvel de

sada mostrado na figura 18 como Laser Output Power = 14.4 dBm.

O nvel de entrada (Imput Power) deste EDFA a soma de todos os comprimentos

de ondas utilizados neste projeto finalizado em um total de 31, veja o nvel de transmisso

na tabela 2 e 3 e a soma das potncias:

Tabela 2 - Potncia de transmisso e atenuao de passivos e rota direta

Potncia de sada do TX e Atenuao de Passivos e Rota Direta

Potncia de sada do TX 20-51 10.0 dBm Utilizado

Perda Mux DWDM 8x1 3.2 dB Utilizado

Perda Mux BWDM 4x1 2.3 dB Utilizado

Perda Divisor 1x2 (50/50) 4.0 dB No se aplica

Perda da Rota Fibra #1 10.0 dB Utilizado

Perda Chave ptica GS7000 2.0 dB No se aplica

Nvel Entrada NC EDFA = Ptx Atn Mx Atn BWDM Atn Rota #1

Nvel Entrada NC EDFA = 10 3,2 2,3 10 = -5,5 dBm por lambda



Nvel Entrada NC EDFA composto = -5,5 dBm + 10 x LOG (31) = 9,41 dBm composto

Como no projeto que foi extrado a figura 18 no foi utilizada uma rota

redundante, tambm no houve a necessidade da utilizao do Divisor ptico 1x2 e da

Chave ptica, para que os nveis de RX no ficassem muito altos, foi inserido um

atenuador ptico de 3 dB na sada do Mux BWDM ainda no Headend, o que resulta no

nvel de entrada deste projeto em 6.4 dBm como mostra a figura 18.

4.4. PROJETO NORROWCAST DE REVERSO

Para o Narrowcast de Reverso, a potncia gerada em um transmissor que fica dentro do

receptor ptico com DWDM chamado XMTR (X MODULE TRANSMITER), cada um

com seu comprimento de onda especifico de 7 dBm e o mnimo de entrada nos receptores

de -17 dBm, porm devido necessidade de uma boa qualidade o ideal que este nvel

esteja em -8 dBm.

O fato do EDFA de reverso ficar dentro do Hub-Ativo ou no Headend, uma

questo de custo, pois nas duas posies a utilidade a mesma, como mostra na figura 12

do diagrama do Hub-Ativo e na figura 19, sabendo-se que ambos so de modelo e

formato diferente.

RXR NC ITU 20

RXR NC ITU 27

RXR NC ITU 28

RXR NC ITU 35

RXR NC ITU 36

RXR NC ITU 43

RXR NC ITU 44

RXR NC ITU 51

PRISMA IIOpto SW

1750/

50

BWDM4

PRISMA IIGF EDFA

8x1

DMX

1x4

BWDM

8x1

DMX

8x1

DMX

8x1

DMX

1x8

MX

Cx 2

DWDM Rev TX 7dBm

HUB ptica

Headend

Figura 19 Projeto de Narrowcast de Reverso

Outra aplicao importante deste amplificador no sistema de distribuio de televiso por assinatura via cabo ptico. O nmero mximo de assinantes depende da potncia ptica entregue pelo lazer no lado do transmissor e da sensibilidade do fotodetector. Uma vez que o sinal sofrer frequentes redues medida que vai sendo distribudo, no poder mais ser empregado quando se aproximar do nvel de rudo na rede de distribuio, possvel aumentar a quantidade de pontos de distribuio e o nmero de assinantes atendidos (Ribeiro, 2009, p. 377).

22 Multiplexao


Tabela 3 - Potncia de transmisso e atenuao de passivos e rota reversa

Potncia de sada do TX e Atenuao de Passivos e Rota Reversa

Potncia de sada do TX 20-51 7.0 dBm Utilizado

Perda Rota #2 3.4 dB Utilizado

Perda Mux DWDM 8x1 3.0 dB Utilizado

Perda Mux BWDM 4x1 2.3 dB Utilizado

Perda Divisor 1x2 (50/50) 4.0 dB No se aplica

Perda da Rota Fibra #1 10.0 dB No se aplica

Perda Chave ptica de Rack 2.0 dB No se aplica

Nvel Entrada EDFA = Ptxnode - Atn Mx - Atn BWDM - Rota #1

Nvel Entrada EDFA = 7 - 3,4 - 3 - 2,3 = -11,7 dBm por lambda

Nvel Entrada NC EDFA composto = -1,7 dBm + 10 x LOG (31) = 13,21 dBm composto

Mostramos na figura 20 detalhes da potncia (Nvel composto) de Narrowcast e

suas configuraes de amplificao e potncia de entrada e sada do EDFA. O mesmo foi

instalado no slot 8 e setado como Constant Power (J citado na figura 14), e a potncia que

entra de 13 dBm conforme clculos acima e de 19 dBm de sada, ainda pendente a perda

da Rota #2.

Figura 20 Imagem colhida do Hub-Ativo em manobra no dia 16 de Junho de 2012, referente a potncia de

Narrowcast de Reverso (Elaborado pelo autor)

Tambm foram instaladas dentro do Hub-Ativo e aparecem nos slots 1 e 2, as

fontes interna do equipamento, podendo estarem configuradas para funcionar em

redundncia, sendo uma alimentada por fontes externas ligadas em fases diferentes.



CONCLUSO

No mundo real, a utilizao da Multiplexao para o uso de transmisses tornou-se

necessrio uma vez que essa quantidade aumentou elevando o nmero de usurio cada

vez mais crescente e ainda com a exigncia de pblico maior devido s grandes

tecnologias. Este crescimento se deu desde as primeiras transmisses de canais de TV e de

faixas de rdios at ao mundo das grandes transmisses de dados. certo dizer que seria

impossvel uma transmisso no mundo de hoje, sem uma definio de normas e

regulamentaes para todos os tipos de servios, pois tornaria cada vez mais elevado os

valores de equipamentos se cada um fosse transmitido de forma separada e por caminhos

diferentes. O uso da Multiplexao exatamente para no ocorrer este congestionamento

de transmisso de meios fsicos evitando que os caminhos chegassem a um limite

Para FDM cada fonte gera um sinal em intervalo de freqncias, que so

multiplexados modulando portadoras diferentes, onde os sinais modulados restantes so

combinados em um nico sinal composto que transmitido por um link de comunicao

em uma largura de banda suficiente at que em seu destino so demultiplexados por uma

srie de filtros separando o sinal multiplexado e passando por um demodulador que

separa de suas portadoras passando para linhas de sada. J em TDM cada conexo ocupa

uma frao de tempo no link onde fontes diferentes so combinadas e compartilhadas no

tempo vrios canais de baixa taxa de transmisso em um nico canal de alta taxa. A

multiplexao WDM, usado para combinar sinais pticos por comprimentos de onda, tem

uma utilizao macia nas transmisses de telecomunicaes onde pode ter tambm uma

economia e otimizao da rede ptica. Nas redes HFC, a multiplexao WDM pode ainda

ser definida como CWDM, onde so multiplexados at 8 comprimentos de onda sem a

necessidade de alimentao eltrica em seus multiplexadores e DWDM quando so

multiplexados e demultiplexados at 32 comprimentos de ondas, necessitando de

alimentao eltrica devido a presena de equipamentos ativos para amplificao de

potncias pticas.

O Hub-Ativo um equipamento que usa a tecnologia de DWDM, onde aps sua

amplificao, so distribudas potncias pticas para redes HFC de uma determinada

regio que pode atingir entorno de 50 km da fonte transmissora. Pode ainda ser

alimentado por duas rotas pticas sendo uma rota principal e outra redundante, fazendo

com que exista uma confiabilidade nos servios prestados pelas operadoras de TV por

assinatura. So necessrio apenas 3 fibras pticas em cada rota que em caso de

interrupo de uma, a outra assumida automaticamente devido ao uso de chave ptica

(Optical Switch). Alm da economia de fibra, existe uma grande vantagem que a

24 Multiplexao


facilidade de manuteno, ou seja, em caso de rompimento ptico, apenas 3 fuses o sinal

ser estabelecido para 32 receptores pticos que fornece sinais de TV, telefone e internet

para at 16.000 assinantes de uma nica regio.

REFERNCIAS

GTA. Tipos de WDW. Disponvel em . acesso em 11 de Junho de 2012.

GTA. Multiplexao DWDW. Disponvel em http://www.gta.ufrj.br/grad/04_1 /wdm/dwdm.html >. acesso em 10 de Julho de 2012.

GTA. Multiplexao CWDW. Disponvel em < http://www.gta.ufrj.br/grad/04_1 /wdm/cwdm.html >. acesso em 11 de Julho de 2012.

TELECO. Multiplexao FDM. Disponvel em acesso em 4 de Junho de 2012.

TELECO. Multiplexao TDM. Disponvel em acesso em 8 de Junho de 2012.

FOROUZAN, Behrouz. A Comunicao de Dados e Redes de Computadores. 4 Edio. So Paulo: McGraw-Hill, 2008.

GIL, Antonio Carlos. Como Elaborar Projetos de Pesquisa. 5 Edio. So Paulo: Atlas, 2008.

MEDEIROS, Jlio Cesar de Oliveira. Princpios de Telecomunicaes. 2 Edio. So Paulo: Editora rica Ltda. 2007.

MORAIS, Vicente Mazzolla. Metodologia para Implantao de Servios Digitais em uma Rede HFC Existente. Dissertao de Mestrado UFPR, 2006.

RIBEIRO. Jos Antnio Justino. Comunicaes pticas. 4 Edio. So Paulo: Editora rica. 2009.



Mrio da Costa Dias Silva

Tecnlogo em Sistemas para Internet, pela Faculdade de Negcios e Tecnologias = FNT Anhanguera Educacional DF (2010), atua como Tcnico em Redes HFC desde 2001. Atualmente Tcnico de Redes pticas na Empresa Net Braslia.

Maria Cristina Basili Duarte

Bacharel em Administrao de Empresa, pela FUMEC MG (1987), atua como Analista de Sistemas desde 1988, ps-graduada em Computao Grfica pelo IETEC MG (1993). Possui certificao IBM - Certified Specialist Rational Requirements Management w/ Use Cases v.2003 (2009). Atualmente Gerente de TI do CONFEA - Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia. Professora de Engenharia de Software e Governana de TI no curso de Sistemas de Informao, de Ferramentas de Gesto de Projetos no curso MBA em Gesto de Projetos e de Liderana no curso MBA em Gesto de Pessoas da Faculdade Anhanguera Unidade FNT.

Lvia Carolina de Medeiros Porto

Graduada em Direito pelo Centro Universitrio de Joo Pessoa (UNIP) 2007; Ps Graduada em Direito e Processo do Trabalho pela Faculdade Processus 2009; Ps Graduada em Portugus Jurdico pela Faculdade Processus 2010; Atualmente Coordenadora de Ps Graduao e Extenso das Faculdades Anhanguera Facnet; Professora das Disciplinas Direitos Humanos, Direito e Legislao, Direito Empresarial e Tributrio das Faculdades Anhanguera Valparaso e Fast. Tem experincia na Advocacia nas reas Trabalhista, Cvel, Consumidor, Empresarial e Tributria. Faz parte do quadro do Escritrio Ronaldo Martins Advogados Associados.

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