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Com a introdução do Ethernet de 10 Gigabits (10GbE) nas redes, as limitações físicas e as propriedades da fibra óptica trazem novos desafios para o projetista de redes. Devido ao aumento da taxa de dados, os efeitos da fibra, como a dispersão (intermodal, cromática ou de polarização), tornam-se um fator determinante nas distâncias alcançáveis em enlaces de 10GbE. Isso impõe ao projetista de redes novas decisões e compromissos que ele/ela deve compreender e superar. Este artigo apresenta uma introdução ao mundo da fibra óptica e aborda as questões exclusivas de projeto de rede que o 10GbE introduz em uma rede de fibra óptica.
Em fibras multimodo, o tempo que a luz leva para percorrer a fibra é diferente para cada modo, resultando em um alargamento do pulso na saída da fibra, conhecido como dispersão intermodal. A diferença no atraso temporal entre os modos é chamada de Atraso Diferencial de Modo (DMD). A dispersão intermodal limita a largura de banda da fibra multimodo. Isso é significativo porque a largura de banda de uma fibra determina sua capacidade de transmissão de informações, ou seja, até que ponto um sistema de transmissão pode operar com uma taxa de erro de bit específica.
Ethernet de 10 Gigabits
A especificação IEEE 802.3ae para Ethernet de 10 Gigabits inclui uma interface serial denominada 10GBASE-S (o “S” significa comprimento de onda curto) projetada para transmissão em 850 nm em fibra multimodo. A Tabela 2 apresenta o comprimento de onda, a largura de banda modal e a distância de operação para diferentes tipos de fibra multimodo operando a 10 Gbps. Questões técnicas relacionadas ao uso de fontes de laser com fibras multimodo (discutidas na seção anterior) limitaram significativamente o alcance operacional do 10GbE em fibra de “grau FDDI”. A fibra multimodo de “grau FDDI” possui uma largura de banda modal de 160 MHz*km em 850 nm e uma largura de banda modal de 500 MHz*km em 1300 nm.
Para solucionar a questão do alcance operacional, foi necessário criar uma nova especificação de fibra multimodo para 10GbE, a fim de atingir distâncias operacionais de 300 m (conforme especificado nas normas de cabeamento TIA/EIA-568 e ISO/IEC 11801). Essa nova fibra, também conhecida como "fibra multimodo 10 Gigabit Ethernet", é uma fibra de 850 nm, otimizada para laser, com 50/125 micrômetros e largura de banda modal efetiva de 2000 MHz*km, detalhada na norma TIA-492AAAC. Sua principal diferença em relação às fibras multimodo convencionais reside nos requisitos adicionais para DMD (Distribuição de Modo de Dispersão) especificados na TIA-492AAAC, viabilizados por um novo padrão de medição para DMD (TIA FOTP-220). Como demonstrado na Tabela 1, essa fibra pode atingir 300 m de distância com uma interface 10GBASE-S. Muitos dos principais fornecedores de fibra óptica estão comercializando ativamente essa nova fibra multimodo para aplicações 10GbE.
Existem dois fatores principais que provavelmente impulsionarão o uso dessa nova “fibra multimodo 10GbE”:
a popularidade de aplicações 10GbE de curto alcance (300 m ou menos) e
o custo das interfaces 10GBASE-S em relação às demais.
A popularidade das aplicações Ethernet multimodo de 850 nm de baixo custo e curta distância pode ser comprovada pelo número de portas 1000BASE-SX comercializadas para 1 Gigabit Ethernet. O padrão 1000BASE-SX opera em distâncias de até 550 metros em fibra multimodo e conquistou uma grande porcentagem do total de portas de switches 1 GbE comercializadas. Em última análise, o mercado determinará a popularidade da "fibra multimodo 10GbE". A alternativa é utilizar fibra monomodo em uma interface 10GBASE-L ou 10GBASE-E, ou na interface 10GBASE-LX4, que suporta fibra monomodo e multimodo em distâncias de 10 km e 300 m, respectivamente.
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