Projeto de rede DWDM: sistemas de linha, ROADMs, OTN, pluggables

Uma rede DWDM é em camadas: luz colorida na fibra (o sistema de linha), um envelope digital que transporta clientes e corrige erros (OTN), e os próprios clientes (Ethernet, FC, SDH). Onde um transceptor se conecta — um chassi de transponder ou diretamente em um roteador como módulo 400ZR — decide quem é dono de cada camada. Esta página mapeia as camadas, os blocos de construção e as decisões de projeto, para que um pluggable colorido possa ser situado em seu contexto.

Camadas

Camada	Elementos	Preocupações
Cliente	Ethernet 10/100/400G, FC, SDH/SONET, vídeo	óptica cinza entre o dispositivo cliente e o transponder, ou nenhuma se o cliente usar um pluggable coerente
OTN (ITU-T G.709)	quadros OTU envolvendo contêineres ODU, FEC, monitoramento tandem	multiplexação, monitoramento de desempenho, comutação de proteção
Canal óptico	transponders / muxponders ou pluggables coerentes produzindo comprimentos de onda da grade ITU	formato de modulação, OSNR, dispersão
Sistema de linha / OMS	mux/demux, amplificadores, ROADMs, OSC, DCMs	engenharia de vão (Amplificação e OSNR)
Fibra / OTS	pares de fibra, conectores, emendas	perda, dispersão, PMD, OTDR

Blocos de construção do sistema de linha

Bloco	Função	Notas
Mux/demux (AWG ou TFF)	combina/separa 40–96 canais	plano de canais fixo; grade ITU
ROADM (OADM reconfigurável)	add/drop ou passagem de qualquer canal sob controle de software; graus = número de direções de linha (2 para um nó de anel, 4–8 para um hub de malha)	baseado em WSS (switch seletivo de comprimento de onda); variantes colourless/directionless/contentionless (CDC)
Amplificadores	booster, inline, pré-amplificador	Amplificação e OSNR
OSC — canal de supervisão óptico	gerenciamento out-of-band em 1510 ou 1625 nm	carrega o DCN, controle de amplificador, monitoramento de perda de vão
DCM	compensação de dispersão (sistemas de detecção direta)	ausente em projetos totalmente coerentes
OCM / OPM	monitor de potência por canal	comissionamento e alarmes
OLP — proteção óptica de linha	splitter/switch 1+1 entre duas rotas de fibra	comutação de ~50 ms

Grade e capacidade

Grade	Canais na banda C	Por canal	Total	Notas
100 GHz fixo	40–48	10G / 100G	0,4–4,8 Tb/s	legado e metro simples
50 GHz fixo	80–96	10G / 100G / 200G	até 19 Tb/s	dominante
75 GHz	~64	400G (60 GBd)	25 Tb/s	largura de canal do 400ZR/ZR+
Flexgrid (slots de 12,5 GHz)	variável	100G–800G+	30–40+ Tb/s	supercanais; exige ROADMs flexgrid
Banda C + L	×2	—	60–80 Tb/s	amplificadores de banda L

Transponders coerentes trocam capacidade por alcance por comprimento de onda — 400G 16QAM para metro, 300G 8QAM regional, 200G QPSK longa distância no mesmo hardware — então o projeto escolhe um formato por caminho (Coerente e longa distância).

OTN em resumo

Contêiner	Taxa	Cliente típico
ODU0 / ODU1 / ODU2 / ODU2e	1,25 / 2,5 / 10,04 / 10,4 Gb/s	GbE / STM-16 / STM-64 / 10GbE
ODU3 / ODU4	40 / 104 Gb/s	40GbE / 100GbE
ODUflex	n × 1,25 Gb/s	FC, arbitrário
OTU2 / OTU4	10,7 / 112 Gb/s	quadros de linha com FEC
OTUCn / FlexO	n × 100G	linha coerente de 200G–800G

O OTN acrescenta: FEC (GFEC RS(255,239) ≈ 6,2 dB de ganho; SD-FEC de fabricante ≈ 10–11 dB em placas de linha coerentes), monitoramento de desempenho por seção e caminho (BIP-8, monitoramento tandem de conexão), multiplexação de muitos clientes em um único comprimento de onda (muxponders), e proteção (SNCP, ~50 ms). Os clientes veem um tubo transparente; a camada OTN vê cada erro de bit.

Onde o pluggable fica

Arquitetura	Quem termina o OTN / FEC	Óptica	Prós e contras
Chassi de transponder / muxponder	a placa de linha do fabricante de DWDM	óptica cliente cinza + lado de linha coerente integrado ou CFP2-DCO	melhor alcance e monitoramento; duas caixas, gerenciamento de dois fabricantes
Pluggable coerente no roteador (400ZR / ZR+ em QSFP-DD/OSFP)	o módulo (CFEC/oFEC), com o roteador como host	um módulo, sem óptica cliente	menos caixas e watts; alcance limitado a metro/regional; monitoramento via VDM do CMIS; o sistema de linha precisa ser aberto
Comprimento de onda alien	qualquer transponder em um sistema de linha de terceiros	como acima	exige um sistema de linha aberto que aceite canais externos e um contrato de gestão de potência
DWDM passivo com SFP+ fixo/sintonizável de 10G	nenhum (apenas FEC do cliente)	SFP+ DWDM sintonizável direto nos switches, mux passivo, talvez um EDFA	mais barato para 10G × 40 em ≤ 80 km; sem monitoramento de OTN (Transceptores sintonizáveis)

Proteção e resiliência

Mecanismo	Camada	Tempo de comutação	Notas
OLP 1+1	óptica	~50 ms	rota de fibra duplicada; reduz a capacidade pela metade
OTN SNCP	OTN	~50 ms	por ODU; exige terminação de OTN
Restauração por ROADM	plano de controle óptico	segundos a minutos	reencaminha comprimentos de onda após falhas
Camada de cliente (LAG, IP FRR, multipath de FC)	cliente	ms–s	geralmente suficiente com pluggable coerente

Checklist de decisões de projeto

Matriz de tráfego e crescimento → número de canais, grade, C ou C+L.
Topologia: ponto a ponto, anel, malha → graus de ROADM por nó.
OSNR por caminho e orçamento não linear → formato e classe de alcance por comprimento de onda.
Pluggable coerente vs. transponders por site, e requisitos de sistema de linha aberto.
OTN: necessário para multiplexação abaixo do comprimento de onda, SLAs rígidos, monitoramento tandem? Caso contrário, a proteção na camada de cliente pode ser suficiente.
Monitoramento: OSC, OCM, BER pré-FEC por canal, limiares de alarme (Monitoramento).
Linha de base de comissionamento: potência por canal, OSNR, BER; armazene junto com as identidades dos módulos.

No CodingBox

Os pluggables coerentes e DWDM entram nessa rede como módulos com uma identidade, um ajuste de canal e VDM/DDM. O CodingBox lê e codifica sua identidade (mapas sintonizáveis, grades de canais), e mostra os monitores do lado do módulo que o sistema de linha não consegue ver — erro de frequência do laser, potência de Tx/Rx, BER pré-FEC — no DDM e no Check transceiver.

A visão da planta de fibra dessas redes — ponto a ponto, anéis, malhas, cabeamento estruturado, planejamento de contagem de fibras, proteção e latência: Topologias de rede de fibra.

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