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Los fabricantes de cables de fibra óptica utilizan la atenuación y el ancho de banda de estos dos parámetros para ilustrar las características del producto. Si bien estos parámetros son la base de un buen rendimiento, aún no pueden reflejar completamente el rendimiento del cable.
Dado que estos cables se utilizan principalmente en redes de área local (LAN), es necesario examinarlos en un entorno LAN. Para ello, el Centro de Certificación de Comunicaciones de Datos de Nexans está probando la fibra multimodo desde una perspectiva de sistema.
En la evaluación del uso de diferentes fabricantes (debido al acuerdo de confidencialidad que impide que se mencione el nombre del fabricante), se determinaron sus diferencias en la distancia de transmisión óptica. Los resultados presentados en este artículo se midieron en gigabits y Ethernet de 10 Gbits. Una vez finalizada la prueba, la evaluación también incluirá la velocidad de fotogramas y la distancia de transmisión en la fibra multimodo al conectar los transceptores de canal de fibra de 1G, 2G, 4G y 10G, respectivamente.
Probar la configuración del sistema
Para simular con precisión la red empresarial, se utilizaron conmutadores comerciales en la prueba. La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de una configuración de prueba con diferentes configuraciones de red y los siguientes dispositivos: generador de flujo de bits Spirent o IXIA, conmutador IXIA con interfaz 10GXENPAK y conmutadores Cisco, Extreme, SMC y Asante.
Los dispositivos IXIA o Spirent generan tramas Ethernet y registran el número de tramas recibidas. Esto permite calcular la tasa de error de trama (FER). Para obtener una tasa de error de trama inferior a 10-13, se deben transmitir al menos 1012 paquetes. Cada prueba requiere un tiempo considerable (unos ocho días para un flujo de datos de 1G y aproximadamente un día para uno de 10G).
El sistema de prueba está configurado con transceptores GBIC de longitud de onda larga y corta, así como transceptores SFP que operan a 1G. Hay módulos ópticos de 10G para XENPAK y XFP. En la prueba se utilizaron transceptores comerciales de seis fabricantes diferentes. Además, se utilizaron diversos grados de fibra Berk-TekGIGAlite. El programa detalla el tipo y los parámetros de la fibra.
Resultados de las pruebas y discusión
Los datos de prueba muestran que el rendimiento de los transceptores varía considerablemente según el fabricante de la fibra. Si bien todos los productos cumplen o superan la distancia de transmisión óptica especificada por el estándar de la industria, algunos ofrecen un rendimiento relativamente bueno. Por ejemplo, al utilizar transceptores GBIC y fibra multimodo (LB) de 700 MHz·km, los de los fabricantes B y C pueden transmitir a 1000 m, mientras que los del fabricante D pueden superar los 2400 m. Además, la fibra (EB) de 2000 MHz·km mejora considerablemente la distancia de transmisión de todos los transceptores medidos.
Los resultados de las pruebas muestran que el rendimiento de algunos transceptores y transpondedores es mucho mayor que las disposiciones de la organización de estandarización. También muestra que incluso si se utiliza el transceptor de peor caso, la distancia de transmisión en la fibra existente también excede el valor máximo de la norma. Extender la longitud de transmisión de la fibra multimodo reducirá el costo total del cableado de LAN gigabit y 10 Gigabit. Los transceptores de longitud de onda corta (SX) se pueden utilizar para distancias de comunicación más largas, el costo de estos dispositivos es casi un tercio de los dispositivos de longitud de onda larga. Esta gran ventaja de costo conduce al uso actual de fibra multimodo (alrededor del 85%) y dispositivos de longitud de onda corta. Según los resultados de Nexans, la fibra multimodo en la LAN puede transmitir 600 metros a 10G, y hasta ahora, teóricamente, la distancia máxima de transmisión de la fibra multimodo es de 300 metros.
¿A qué se debe esta gran diferencia entre el valor teórico y el valor real? La razón es la siguiente: la distancia de transmisión recomendada por el estándar IE EE se calcula en el entorno más desfavorable, y el ancho de banda real de la fibra puede ser superior al mínimo estándar. En el cable probado, el ancho de banda es mayor que el mínimo permitido. Al mismo tiempo, el uso de diferentes fuentes de luz modifica considerablemente el ancho de banda de la fibra. En general, las fibras multimodo se diseñan inicialmente para adaptarse a los diodos emisores de luz, lo que define el ancho de banda de inyección completo (OFL). El ancho de banda de inyección completo corresponde a la forma en que los diodos emisores de luz estimulan múltiples modos en las fibras multimodo. Para las fuentes de luz modernas, como los láseres de emisión superficial de cavidad vertical (VCSEL), el OFL no es preciso. Durante la última década, dos avances tecnológicos han ampliado la distancia de transmisión de la fibra multimodo:
Debido a la alta dispersión cromática y a la imposibilidad de modular, el diodo emisor de luz (LED) no puede funcionar a velocidades de 622 Mbit/s o superiores, por lo que se requiere el uso de láser. En las redes tradicionales, es importante comprender las características de transmisión de las fibras multimodo conectadas a LED. También es importante comprender las características de transmisión de las fibras multimodo conectadas a láser para las redes actuales de Gbit e incluso de 10 Gbit. El LED excita todos los modos en la fibra, mientras que el VCSEL solo provoca un modo limitado. Por lo tanto, se recomienda utilizar un método de medición de ancho de banda diferente.
● Se desarrollaron nuevos métodos para medir el ancho de banda de la fibra conectada al láser: inyección de modo finito (RML) y retardo de modo diferencial (DMD). La inyección de modo finito se refiere al hecho de que solo es una parte de la cara final del núcleo al limitar la señal óptica, que es similar a la conexión de VCSEL y fibra multimodo. Sin embargo, esta medición no es precisa porque la distribución de intensidad de cada salida VCSEL es inconsistente y los diferentes modos se excitan en la fibra, lo que dificulta la medición del ancho de banda real de la fibra. Para resolver este problema, se propone un método de medición de retardo de modo diferencial. Requiere la evaluación de todos los patrones excitados en la fibra y el cálculo del ancho de banda de modo efectivo (EMB), manteniendo el retardo de modo diferencial al mínimo para lograr un mayor ancho de banda de fibra, por lo que el ancho de banda de modo efectivo es una forma más precisa de medir el ancho de banda.
Al igual que con la fibra, los transceptores XFP rara vez funcionan en el peor entorno posible. Muchos fabricantes intentan proporcionar los transmisores y receptores restantes. Los resultados de las pruebas muestran que la distancia de transmisión de todos los fabricantes de transceptores XFP supera el estándar mínimo.
Aunque la mayor parte de la velocidad de transmisión Ethernet actual es de 10 o 100 Mb/s, el cambio es rápido. Un gran número de computadoras con tarjetas de red de 10, 100 o 1000 Mb/s se conectan a la red. Si bien estas aplicaciones son poco necesarias, la conectividad Ethernet de 10 Gb/s para computadoras de escritorio se convertirá en una realidad empresarial gracias a esta tecnología. Una vez que la velocidad de conexión de los terminales alcance los 10 Gb/s, probablemente solo sea cuestión de tiempo actualizar a 10 Gb/s para evitar que la red troncal se convierta en un cuello de botella. Al elegir un cable de fibra óptica y un transceptor con un margen de error y una distancia de transmisión más amplios, se pueden reducir los costos iniciales de instalación y uso, y se puede aprovechar al máximo el ancho de banda y la cobertura de los usuarios objetivo.
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