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Os fabricantes de cabos de fibra ótica utilizam dois parâmetros para ilustrar as características do produto, como a atenuação e a largura de banda. Embora estes parâmetros sejam a base de um bom desempenho, ainda não refletem totalmente o desempenho do cabo.
Como estes cabos são utilizados principalmente em redes locais, é necessário examiná-los num ambiente LAN. Para isso, o Centro de Certificação de Comunicações de Dados da Nexans está a testar a fibra multimodo na perspetiva do sistema.
Na avaliação da utilização de diferentes fabricantes (devido ao acordo de confidencialidade para ocultar o nome do fabricante), foi determinada a diferença na distância de transmissão óptica. Os resultados apresentados neste artigo foram medidos em G bits e Ethernet de 10 Gbit. Após a conclusão do teste, a avaliação incluirá também a taxa de fotogramas e a distância de transmissão na fibra multimodo ao ligar os transcetores Fibre Channel 1G, 2G, 4G e 10G, respetivamente.
Teste a configuração do sistema
Para simular com precisão a rede empresarial, foram utilizados switches comerciais no teste. A Figura 1 apresenta um esquema de uma configuração de teste utilizando várias configurações de rede e os seguintes dispositivos: gerador de fluxo de bits Spirent ou IXIA, switch IXIA com interface 10GXENPAK e switches Cisco, Extreme, SMC e Asante.
Os dispositivos IXIA ou Spirent geram tramas Ethernet e registam o número de tramas recebidas. Isto permite calcular a taxa de erro de fotogramas (FER). Para obter uma taxa de erro de tramas inferior a 10-13, devem ser transmitidos pelo menos 1012 pacotes. Cada teste demora muito tempo (cerca de oito dias para um fluxo de dados de 1G e aproximadamente um dia para um fluxo de dados de 10G).
O sistema de teste está configurado com transcetores GBIC de comprimento de onda longo e curto e transcetores SFP a operar a 1G. Existem módulos óticos de 10G para XENPAK e XFP. O teste utilizou transceptores comerciais de seis fornecedores diferentes. Além disso, foram utilizados vários tipos de fibra ótica Berk-TekGIGAlite. O cronograma detalha o tipo e os parâmetros da fibra.
Resultados dos testes e discussão
Os dados dos testes mostram que o desempenho dos transceptores varia muito de acordo com a utilização das diferentes fibras e fabricantes. Embora todos os produtos cumpram ou excedam a distância de transmissão ótica especificada pelas normas da indústria, alguns produtos ainda apresentam um desempenho relativamente bom. Por exemplo, ao utilizar fibra multimodo (LB) padrão de 700 MHz · km e transceptores GBIC, os transceptores dos fornecedores B e C podem transmitir 1.000 m, enquanto os do fornecedor D podem transmitir 2.400 m. Além disso, a fibra de 2000 MHz · km (EB) melhora significativamente a distância de transmissão de todos os transceptores medidos.
Os resultados dos testes mostram que o desempenho de alguns transceptores e transponders é muito superior ao estabelecido pela organização de normalização. Demonstram também que, mesmo utilizando o transceptor de pior caso, a distância de transmissão na fibra existente excede o valor máximo da norma. A extensão do comprimento de transmissão da fibra multimodo reduzirá o custo total do cablagem LAN de gigabit e 10 gigabit. Os transcetores de comprimento de onda curto (SX) podem ser utilizados para distâncias de comunicação maiores, e o custo destes dispositivos é quase um terço do custo dos dispositivos de comprimento de onda longo. Esta grande vantagem de custo leva à utilização atual de dispositivos de fibra multimodo (cerca de 85%) e de comprimento de onda curto. De acordo com os resultados da Nexans, a fibra multimodo na LAN pode transmitir 600 metros a 10 G e, até à data, teoricamente, a distância máxima de transmissão da fibra multimodo é de 300 metros.
Porque é que a diferença entre o valor teórico e o valor real é tão grande? A razão é a seguinte: a distância de transmissão recomendada pela norma IE EE é calculada no pior ambiente, e a largura de banda real da fibra pode ser melhor do que o mínimo padrão. No cabo em teste, a largura de banda é superior ao mínimo permitido. Ao mesmo tempo, a utilização de diferentes fontes de luz altera significativamente a largura de banda da fibra. Em geral, as fibras multimodo são inicialmente concebidas para corresponder aos díodos emissores de luz, definindo assim a largura de banda de injeção total (OFL). A largura de banda de injeção total corresponde à forma como os díodos emissores de luz estimulam múltiplos modos em fibras multimodo. Para fontes de luz modernas, como os lasers de emissão de superfície de cavidade vertical (VCSEL), a OFL não é precisa. Na última década, dois avanços tecnológicos alargaram a distância de transmissão das fibras multimodo:
● Como existe uma forte dispersão cromática e não pode ser modulada, o díodo emissor de luz (LED) não pode operar a uma taxa de 622 Mbit/s ou mais, sendo necessário o uso de laser. Para as redes tradicionais, é importante compreender as características de transmissão das fibras multimodo ligadas a díodos emissores de luz. É também importante compreender as características de transmissão das fibras multimodo ligadas a lasers para as redes atuais de G bits e até mesmo de 10 G bits. O díodo emissor de luz excita todos os modos na fibra, enquanto o VCSEL apenas provoca um modo limitado. Por conseguinte, utilize um método diferente de medição de largura de banda.
● Desenvolveu novos métodos para medir a largura de banda da fibra ligada ao laser: injeção de modo finito (RML) e atraso de modo diferencial (DMD). A injeção de modo finito refere-se ao facto de ser apenas uma parte da face final do núcleo, limitando o sinal ótico, o que é semelhante à ligação de VCSEL e fibra multimodo. No entanto, esta medição não é precisa porque a distribuição de intensidade de cada saída VCSEL é inconsistente e os diferentes modos são excitados na fibra, o que dificulta a medição da largura de banda real da fibra. Para resolver este problema, é proposto um método de medição de atraso de modo diferencial. Requer a avaliação de todos os padrões excitados na fibra e o cálculo da largura de banda do modo efetivo (EMB), mantendo o atraso do modo diferencial no mínimo para obter uma maior largura de banda da fibra, pelo que a largura de banda do modo efetivo é uma forma mais precisa de medir a largura de banda.
Tal como a fibra ótica, os transcetores XFP raramente funcionam nos piores ambientes possíveis. Muitos fabricantes tentam fornecer os restantes transmissores e receptores. Os resultados dos testes mostram que a distância de transmissão dos transceptores XFP de todos os fabricantes excede o padrão mínimo.
Embora a maioria das taxas de transmissão Ethernet atuais sejam de 10M ou 100M por segundo, a mudança é rápida. Um grande número de computadores com placas de rede de 10M/100M/1000M está a ser ligado à rede, mesmo que haja pouca necessidade para tais aplicações, a Ethernet de G bits para desktops também se tornará uma realidade comercial a partir desta tecnologia. Assim que a taxa de ligação do terminal atingir G bits por segundo, será provavelmente apenas uma questão de tempo para atualizar para 10G bits por segundo, evitando que o backbone se torne um estrangulamento. Na escolha do cabo de fibra ótica e do transcetor, a taxa de erro e a distância de transmissão deixam uma margem maior, o que pode reduzir o custo inicial da instalação e das taxas de utilização, além de aproveitar ao máximo a largura de banda e a cobertura dos utilizadores-alvo.
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