ARTIGO OPTICA 2018

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INTRODUÇÃO
Com a ampliação da demanda no que tange clientes conectados às redes, surgiu a
necessidade de uma maior largura de banda, alta capacidade de transmissão, entre outros.
Para expandir ainda mais a capacidade da largura de banda disponível nas fibras, a
tecnologia de rede óptica DWDM (Dense Wavelenght Division Multiplexing), apresenta-se
como um sistema favorável. Além disso, DWDM encapsula vários sinais ópticos de maneira
que pode ser amplificado um conjunto conduzido por uma única fibra. Em uma rede óptica,
além das fibras outros componentes são essenciais para que as informações enviadas
cheguem ao destino final mais integro possível. Para minimizar a distorção do sinal causada
por ruídos, é importante à utilização de filtros, pois os mesmos auxiliam na recuperação do
sinal, objeto de pesquisa deste trabalho.
ANÁLISE DO DESEMPENHO DE FILTROS PASSA-BAIXAS NA 
RECUPERAÇÃO DOS DADOS EM UMA REDE ÓPTICA DWDM
Antônia Fabíola Braga Avelino [1]; Dayse Gonçalves Correia Bandeira [2]
[1] Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – campus Tauá
[2] Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - campus Itapipoca
OBJETIVOS
O presente trabalho tem como objetivo analisar através do diagrama de olho e analisador de
BER (Bit Error Rate), estabelecidos pelo software Optisystem, o desempenho em termos de
taxa de erro de bits dos filtros Butterworth, Gaussiano, Chebychev e RC na recepção do sinal
de uma rede óptica DWDM de quadro canais e apresentar os respectivos desempenhos. Para
este objetivo geral, são destacados os objetivos específicos: montagem de sistema de quatro
canais no software Optisystem para simulação; analisar as características do diagrama de
olho e BER para cada um dos filtros.
METODOLOGIA
Inicialmente, projetou-se um sistema DWDM de 4 (quatro) canais (Figura 1). Na
transmissão, foi inserida uma sequência de bits 10110100 como palavra binária de teste. A
fonte óptica utilizada foi o laser CW (Continuous Wavelenght), com frequências de 193.1
THz, 193.2 THz, 193.3 THz e 193.4 THz, respectivamente. A potência inicial é de 0 dBm
(1mW) nos quatros canais. Também foram usados os geradores de pulsos NRZ e
moduladores Mach-Zehnder. No meio de transmissão, uma fibra óptica monomodo que
variou-se de 50 a 100 km. Por último, na recepção foram utilizados fotodetectores APD
(Avalanche Photodiode) que tem a caracteristica de melhora na relação sinal-ruído, quatro
tipos diferentes de filtros passa-baixa: Butterworth, Gaussiano, Chebyshev e RC para cada
canal receptor, além de regeneradores 3R (reamplification, reshaping, and retiming) que tem
a capacidade de reamplificação, reformatação e resincronização do sinal que será recuperado.
Figura 1: Sistema DWDM. Fonte: a autora.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os resultados (Figura 2 a 7) foram obtidos na análise dos gráficos de diagrama de olho de
cada canal ao longo da variação de 50 km à 100 km de comprimento de fibra óptica
monomodo específica para a região de 1550 nm, que é a mais utilizada nas redes óptica
DWDM comerciais.
Figura 2: Diagrama de olho no 1°, 2°, 3°
e 4° Canal com 50 km. Fonte: a autora.
Figura 3: Diagrama de olho no 1°, 2°, 3°
e 4° Canal com 60 km. Fonte: a autora.
Figura 4: Diagrama de olho no 1°, 2°, 3°
e 4° Canal com 70 km. Fonte: a autora.
Figura 5: Diagrama de olho no 1°, 2°, 3°
e 4° Canal com 80 km. Fonte: a autora.
Figura 6: Diagrama de olho no 1°, 2°, 3°
e 4° Canal com 90 km. Fonte: a autora.
Figura 7: Diagrama de olho no 1°, 2°, 3°
e 4° Canal com 100 km. Fonte: a autora.
Analisando os dados acima para cada quilometragem, percebe-se que até a quilometragem
80, tem-se um bom resultado referente ao diagrama de olho sobre a recuperação dos bits.
Para uma melhor representação tem-se o (gráfico 1) com as taxas de erro de bits nas seis
simulações das quilometragens especificadas com os quatro tipos de filtros.
Gráfico 1: BER. Fonte: a autora.
No gráfico 1, percebe-se que há um aumento na taxa de erro de bits conforme o
comprimento do enlace aumenta, de 50 a 80 km dentro das características do cenário
adotado, chegando a um estouro de bits em torno 90 km, quando a taxa de erros é
máxima, isto é, não se obtém a recuperação da sequência binária transmitida. Em termos
de estudo da taxa de erro, os filtros passa-baixas Gaussiano e Chebyshev têm
comportamento comparáveis. Já o filtro Butterworth se destacou no processamento para a
regeneração dos dados enquanto o filtro passa-baixa RC apresentou pior desemprenho na
recuperação dos dados.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nesse contexto, mostrou-se que a utilização de filtros passa-baixas em um projeto de rede
óptica DWDM tem grande relevância, pois ao permitir passar sinais com frequências
desejadas, torna-se possível uma melhor decisão do sinal resultante do processo de
fotodetectação e por ventura auxilia no processo de recuperação do dispositivo
regenerador. Contudo, dentre os filtros utilizados, pode-se enfatizar que o melhor
resultado obtido em relação intensidade de potência utilizada versus BER obteve-se com
o filtro Gaussiano, pois seu desempenho apresentou maior aproveitamento do limiar da
potência recebida e um bom intermédio para a recuperação dos dados.
REFERÊNCIAS
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de caso sobre o sistema da Eletronorte, 2011. 120p. Grau Dissertação (Mestre em Engenharia Elétrica) – Campus
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Grau Tese (Doutor em Engenharia Elétrica) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010.
LOUIS, E.; FRENZEL, JR. Eletrônica moderna: fundamentos, dispositivos, circuitos e sistemas. Porto Alegre: AMGH,
2016.
PUHLMANN, H. Multiplexação DWDM em fibras ópticas. 2015.
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