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Migração TDM-PON para WDM-PON
Grupo de Estudo em Redes de Computadores
com ênfase em redes de fibra óptica
Graduando: Heitor Galvão
Sumário
1. Introdução
2. Rede Óptica Passiva VS Rede Óptica Passiva
3. TDM-PON
3.1 Componentes de uma rede TDM-PON
4. WDM-PON
4.1 Componentes de uma rede WDM-PON
4.2 Arquiteturas WDM-PON
5. Migração de TDM-PON para WDM-PON
5.1 WC
5.2 Arquitetura de migração proposta
6. Conclusão
7. Referências Bibliográficas
2
1.Introdução
• Entre as MANs(redes metropolitanas) e as LANs
existem as redes de acesso.
• A largura de banda de qualquer conexão ponto-a-
ponto é determinada redes de acesso são
considerados o gargalo das redes de
telecomunicações.
• Tecnologias que são utilizadas nas redes de
acesso: rede sem fio(Wifi, Wimax), Xdsl, modem
cabo e fibra óptica.
3
2. Rede Óptica Passiva VS
Rede Óptica Passiva
• A fibra óptica é classificada de acordo com sua
arquitetura: em ponto a ponto e ponto-multiponto.
• Na arquitetura ponto a ponto o número de fibras é
igual ao número de usuários.
• Na arquitetura ponto – multiponto diversos usuários
compartilham a mesma fibra até um nó remoto.
• Nó remoto alimentado eletricamente: Rede Óptica
Ativa (AON), caso contrário Rede Óptica Passiva.
4
3.TDM-PON
• Solução de acesso óptico mais difundida no
mundo.
• Usa a arquitetura ponto a ponto: B-PON, E-PON, G-
PON.
• No downstream ocorre broadcast.
• No upstream cada ONU possui uma janela
temporal pré-determinada.
5
3.1Componentes de uma
rede TDM-PON
Figura 1 - Downstream
Figura 2 - Upstream
6
4.WDM-PON
• Tem a vantagem de não ser escalável (limitação
do número de ONUs).
• Oferece maior largura de Banda: topologia ponto-
multiponto.
• Vertentes de Estudo do WDM-PON:
 SuperPON;
 Uso de múltiplos comprimentos de onda, todos
localizados dentro da banda passante do splitter
de uma rede TDM-PON.
7
4.1 Componentes de uma
rede WDM-PON
Figura 3 – Componentes de uma rede WDM.
8
4.2 Arquiteturas WDM-PON
Figura 4 – Composite PON (C-PON)
9
4.2 Arquiteturas WDM-PON
Figura 5 – LARNET
10
4.2 Arquiteturas WDM-PON
Figura 6 – RITENET
11
4.2 Arquiteturas WDM-PON
Figura 6 – WDM-PON multi-estágios
12
5.Migração de TDM-PON
para WDM-PON
• Proposta de Migração sem alterar a estrutura já
existente, criando uma rede TDW-WDM-PON.
• Acesso de Próxima Geração (NGA).
13
5.1 WC
Figura 7 - Diagrama de blocos (WC)
14
5.2 Arquitetura de
Migração Proposta
Figura 7 – Arquitetura TDM-WDM-PON
15
5.2 Arquitetura de
Migração Proposta
Figura 8 – Taxa de erro x potência recebida -
downstream
16
5.2 Arquitetura de
Migração Proposta
Figura 9 – Taxa de erro x potência recebida -
upstream
17
5.2 Arquitetura de
Migração Proposta
Figura 10 – Arquitetura TDM-WDM-PON -
esquema duplicando largura de banda das
ONUs legadas
18
5.2 Arquitetura de
Migração Proposta
Figura 11 – Potência nos transmissores TDM e
WDM com e sem upgrade
19
6. Conclusão
• O cenário de evolução proposto é demonstrado
usando um WC de três portas simples e disponível
comercialmente, a proposta de uma rede TDM-
WDM-PON não interfere na infraestrutura existente
das redes PON além disso a evolução por usuário
ONU é viável conforme foi mostrado.
20
7.Referências Bibligráficas
Andrew S. Tanenbaum, Computer networks, 4ª edição, Prentice Hall, Vrije University,
Amsterdam, 2003.
A. Banerjee, Y. Park, F. Clarke, H. Song, S. Yang, G. Kramer, K. Kim, and B. Mukherjee,
"Wavelength-division-multiplexed passive optical network (WDM-PON) technologies for
broadband access: a review [Invited]," J. Opt. Netw. 4, 737-758 (2005).
Biswanath Mukherjee, Optical WDM Networks, Springer-Verlag New York, Inc., Secaucus, NJ,
2006.
Chang-Hee Lee, Wayne V. Sorin, and Byoung Yoon Kim, "Fiber to the Home Using a PON
Infrastructure," J. Lightwave Technol. 24, 4568-4583 (2006).
D. Gutierrez, “Next-Generation Fiber-To-The-Home Networks”, Tese de Doutorado,
Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade de Stanford, Califórnia, dezembro de
2007.
D. Nowak and J. Murphy, “FTTH: The overview of existing technologies,” in Proc. SPIE
Optoelectronics, Photonic Devices, and Optical Networks, Opto-Ireland, 2005, vol. 5825, pp.
500–509.
F. Effenberger, D. Cleary, O.Haran, G. Kramer et al., "An Introduction to PON Technologies",
IEEE Communications Magazine, março de 2007.
F. T. An, K. S. Kim, D. Gutierrez, S. Yam, E. Hu, K. Shrikhande, and L. G. Kazovsky,59 “SUCCESS:
A next-generation hybrid WDM/TDM optical access network architecture,” J. Lightw. Technol.,
vol. 22, no. 11, pp. 2557-2569, Nov. 2004.
21
7.Referências Bibligráficas
H. Matsuda, T. Kaminogou, T. Yasui, “A challenge to access/backbone integrated network,”
IEICE Transactions on Communications, Vol. 90, No. 8, pp. 1960-1967, January 2007
J.R. Stern, et al., “TPON-a passive optical network for telephony”, in Proc. ECOC 1988,
Brighton, UK, pp. 203-206
K.M. Choi, S.M. Lee, M.H. Kim, and C.H. Lee, “An Efficient Evolution Method From TDM-PON to
Next-Generation PON”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 19, Nº 9, Setembro 2007.
Mohammad Ilyas, Hussein T. Mouftah: “The Handbook of Optical Communication
Networks”, CRC Press, 2003.
Michael P. MacGarry, Martin Reisslen e Martin Maier, “WDM Ethernet Passive Optical
Networks”, IEEE Optical Communications Magazine, vol. 44, Nº 2, pp. 15-22, fevereiro de
2006.
OptiSystem 7, http://www.optiwave.com/site/products/system.html. Acesso em: 9 de março
de 2009.
Sudhir Dixit, “IP Over WDM: building the next-generation optical internet”, Wiley Interscience,
New York, NY, 2003
Y.-L. Hsueh, “A Highly Flexible and Efficient Passive Optical Network Employing Dynamic
Wavelength Allocation,” J. Lightwave Tech., Jan. 2005.
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  • 1. Migração TDM-PON para WDM-PON Grupo de Estudo em Redes de Computadores com ênfase em redes de fibra óptica Graduando: Heitor Galvão
  • 2. Sumário 1. Introdução 2. Rede Óptica Passiva VS Rede Óptica Passiva 3. TDM-PON 3.1 Componentes de uma rede TDM-PON 4. WDM-PON 4.1 Componentes de uma rede WDM-PON 4.2 Arquiteturas WDM-PON 5. Migração de TDM-PON para WDM-PON 5.1 WC 5.2 Arquitetura de migração proposta 6. Conclusão 7. Referências Bibliográficas 2
  • 3. 1.Introdução • Entre as MANs(redes metropolitanas) e as LANs existem as redes de acesso. • A largura de banda de qualquer conexão ponto-a- ponto é determinada redes de acesso são considerados o gargalo das redes de telecomunicações. • Tecnologias que são utilizadas nas redes de acesso: rede sem fio(Wifi, Wimax), Xdsl, modem cabo e fibra óptica. 3
  • 4. 2. Rede Óptica Passiva VS Rede Óptica Passiva • A fibra óptica é classificada de acordo com sua arquitetura: em ponto a ponto e ponto-multiponto. • Na arquitetura ponto a ponto o número de fibras é igual ao número de usuários. • Na arquitetura ponto – multiponto diversos usuários compartilham a mesma fibra até um nó remoto. • Nó remoto alimentado eletricamente: Rede Óptica Ativa (AON), caso contrário Rede Óptica Passiva. 4
  • 5. 3.TDM-PON • Solução de acesso óptico mais difundida no mundo. • Usa a arquitetura ponto a ponto: B-PON, E-PON, G- PON. • No downstream ocorre broadcast. • No upstream cada ONU possui uma janela temporal pré-determinada. 5
  • 6. 3.1Componentes de uma rede TDM-PON Figura 1 - Downstream Figura 2 - Upstream 6
  • 7. 4.WDM-PON • Tem a vantagem de não ser escalável (limitação do número de ONUs). • Oferece maior largura de Banda: topologia ponto- multiponto. • Vertentes de Estudo do WDM-PON:  SuperPON;  Uso de múltiplos comprimentos de onda, todos localizados dentro da banda passante do splitter de uma rede TDM-PON. 7
  • 8. 4.1 Componentes de uma rede WDM-PON Figura 3 – Componentes de uma rede WDM. 8
  • 9. 4.2 Arquiteturas WDM-PON Figura 4 – Composite PON (C-PON) 9
  • 12. 4.2 Arquiteturas WDM-PON Figura 6 – WDM-PON multi-estágios 12
  • 13. 5.Migração de TDM-PON para WDM-PON • Proposta de Migração sem alterar a estrutura já existente, criando uma rede TDW-WDM-PON. • Acesso de Próxima Geração (NGA). 13
  • 14. 5.1 WC Figura 7 - Diagrama de blocos (WC) 14
  • 15. 5.2 Arquitetura de Migração Proposta Figura 7 – Arquitetura TDM-WDM-PON 15
  • 16. 5.2 Arquitetura de Migração Proposta Figura 8 – Taxa de erro x potência recebida - downstream 16
  • 17. 5.2 Arquitetura de Migração Proposta Figura 9 – Taxa de erro x potência recebida - upstream 17
  • 18. 5.2 Arquitetura de Migração Proposta Figura 10 – Arquitetura TDM-WDM-PON - esquema duplicando largura de banda das ONUs legadas 18
  • 19. 5.2 Arquitetura de Migração Proposta Figura 11 – Potência nos transmissores TDM e WDM com e sem upgrade 19
  • 20. 6. Conclusão • O cenário de evolução proposto é demonstrado usando um WC de três portas simples e disponível comercialmente, a proposta de uma rede TDM- WDM-PON não interfere na infraestrutura existente das redes PON além disso a evolução por usuário ONU é viável conforme foi mostrado. 20
  • 21. 7.Referências Bibligráficas Andrew S. Tanenbaum, Computer networks, 4ª edição, Prentice Hall, Vrije University, Amsterdam, 2003. A. Banerjee, Y. Park, F. Clarke, H. Song, S. Yang, G. Kramer, K. Kim, and B. Mukherjee, "Wavelength-division-multiplexed passive optical network (WDM-PON) technologies for broadband access: a review [Invited]," J. Opt. Netw. 4, 737-758 (2005). Biswanath Mukherjee, Optical WDM Networks, Springer-Verlag New York, Inc., Secaucus, NJ, 2006. Chang-Hee Lee, Wayne V. Sorin, and Byoung Yoon Kim, "Fiber to the Home Using a PON Infrastructure," J. Lightwave Technol. 24, 4568-4583 (2006). D. Gutierrez, “Next-Generation Fiber-To-The-Home Networks”, Tese de Doutorado, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade de Stanford, Califórnia, dezembro de 2007. D. Nowak and J. Murphy, “FTTH: The overview of existing technologies,” in Proc. SPIE Optoelectronics, Photonic Devices, and Optical Networks, Opto-Ireland, 2005, vol. 5825, pp. 500–509. F. Effenberger, D. Cleary, O.Haran, G. Kramer et al., "An Introduction to PON Technologies", IEEE Communications Magazine, março de 2007. F. T. An, K. S. Kim, D. Gutierrez, S. Yam, E. Hu, K. Shrikhande, and L. G. Kazovsky,59 “SUCCESS: A next-generation hybrid WDM/TDM optical access network architecture,” J. Lightw. Technol., vol. 22, no. 11, pp. 2557-2569, Nov. 2004. 21
  • 22. 7.Referências Bibligráficas H. Matsuda, T. Kaminogou, T. Yasui, “A challenge to access/backbone integrated network,” IEICE Transactions on Communications, Vol. 90, No. 8, pp. 1960-1967, January 2007 J.R. Stern, et al., “TPON-a passive optical network for telephony”, in Proc. ECOC 1988, Brighton, UK, pp. 203-206 K.M. Choi, S.M. Lee, M.H. Kim, and C.H. Lee, “An Efficient Evolution Method From TDM-PON to Next-Generation PON”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 19, Nº 9, Setembro 2007. Mohammad Ilyas, Hussein T. Mouftah: “The Handbook of Optical Communication Networks”, CRC Press, 2003. Michael P. MacGarry, Martin Reisslen e Martin Maier, “WDM Ethernet Passive Optical Networks”, IEEE Optical Communications Magazine, vol. 44, Nº 2, pp. 15-22, fevereiro de 2006. OptiSystem 7, http://www.optiwave.com/site/products/system.html. Acesso em: 9 de março de 2009. Sudhir Dixit, “IP Over WDM: building the next-generation optical internet”, Wiley Interscience, New York, NY, 2003 Y.-L. Hsueh, “A Highly Flexible and Efficient Passive Optical Network Employing Dynamic Wavelength Allocation,” J. Lightwave Tech., Jan. 2005. 22