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”

1. DWDMDWDM

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. 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. 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. 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. 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. Componenti per OADM

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. 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. 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. Reticoli in fibra
llBraggBragg
L
Ingresso
l
Uscita
FBG: Fiber Bragg Grating

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. 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. 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. Componenti per OXC

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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.