La traducción de longitud de onda mediante transceptores SFP permite la extensión de la óptica

BTI Photonic Systems, Ottawa, Canadá

La traducción de longitud de onda (WT) óptica-eléctrica-óptica (OEO) basada en transceptores conectables de factor de forma pequeño (SFP) está despertando un interés creciente en las aplicaciones de redes ópticas metropolitanas. Proporciona una solución flexible y de bajo costo cuando interactúa con equipos ópticos heredados que no admiten las longitudes de onda de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). WT mejora el rendimiento de los sistemas ópticos al cambiar la longitud de onda operativa de la señal óptica entrante a una longitud de onda que permite un mayor alcance a través de una menor atenuación o una menor penalización por dispersión.

Además de ser independiente del protocolo, WT presenta la oportunidad de implementar una fuente óptica con un ancho de línea más estrecho, extendiendo el enlace óptico a través de una mejor gestión de la dispersión. Esto es especialmente útil para sistemas de mayor velocidad, como OC-48 que se ejecuta en sistemas de 1300 nm, que requieren extensión de enlace. Las señales de comunicación de datos a 850 nm que se ejecutan en fibra multimodo también pueden beneficiarse de WT, que permite que el sistema funcione en fibra monomodo a 1550 nm, lo que elimina la dispersión multimodo.

El componente principal que ha hecho posible WT es el transceptor SFP que consta de un transmisor, un receptor y un microcontrolador. El módulo transmisor consta de un láser y un circuito de accionamiento láser que puede incluir un enfriador termoeléctrico (TEC). El láser podría ser: un láser de retroalimentación distribuida (DFB) monomodo no enfriado con su longitud de onda central en cualquier lugar en el rango de 1480 nm a 1580 nm (típicamente a 1550 nm); un multiplexado por división de longitud de onda gruesa (CWDM), longitud de onda de rejilla ITU, láser DFB enfriado a una longitud de onda cuyo pico está centrado en un espacio de 100 GHz en la rejilla ITU; un láser Fabry-Perot (FP) multimodo de 1310 nm; o un láser emisor de superficie de cavidad vertical multimodo de 850 nm (VCSEL).

El receptor es un módulo basado en PIN o APD, según el presupuesto del enlace, con un amplificador de transimpedancia (TIA) y un postamplificador limitador. El alcance del enlace alcanzable después de WT es una función tanto del transmisor como del receptor y puede ser corto (hasta 10 km), intermedio (hasta 60 km), largo (hasta 100 km) o alcance extendido (hasta 160 km). ).

Hoy en día, la mayoría de los transceptores SFP cumplen con un acuerdo de múltiples fuentes (MSA) firmado por muchos proveedores para garantizar el cumplimiento y la intercambiabilidad de los módulos. Estos transceptores ofrecen módulos intercambiables en caliente que utilizan fuentes de alimentación únicas de 3,3 V para minimizar el consumo de energía.

El transceptor SFP recibe una señal óptica codificada sin retorno a cero (NRZ) y la convierte en una señal eléctrica compatible con CML (lógica de modo actual) o LVPECL (lógica acoplada a emisor de referencia positiva de bajo voltaje) de bajo ruido. El transmisor es compatible con los niveles de datos de entrada CML o LVPECL. Los transceptores SFP están incorporados con una función de diagnóstico digital para informar el estado del transmisor y el receptor. Se pueden usar para velocidades de datos de 50 MHz a 2,7 GHz y son compatibles con SONET, Gigabit Ethernet y Fibre Channel, además de productos de comunicación de datos. Un transceptor SFP de comunicación de datos debe cumplir con el estándar IEEE (Gigabit Ethernet 802.3) o con las especificaciones FC-PI del canal de fibra del American National Standards Institute (ANSI). Los transceptores SFP de protocolo SONET deben cumplir con los requisitos de calificación de Telcordia.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de WT utilizado para convertir una señal TDM de 850 nm en una señal de 1550 nm para la transmisión a un sitio remoto. La señal de 850 nm podría ser una señal de datos de 1 Gb/s en fibra multimodo de 200 MHz-km que debe enviarse a otro sitio de red a kilómetros de distancia. La conversión a 850 nm puede ser a una señal TDM a 1550 nm, una longitud de onda CWDM o una longitud de onda DWDM (multiplexación por división de longitud de onda densa) en la red ITU. La elección del sistema depende de la distancia entre los sitios, la tasa de bits y la consideración presupuestaria.

La traducción y la regeneración de longitud de onda encuentran aplicaciones en las extensiones de enlaces para superar las limitaciones de pérdida y dispersión en las actualizaciones de red. Por ejemplo, una red heredada de 1310 nm se puede convertir en una red DWDM que mejoraría la capacidad del enlace y la gestión de la red sin recurrir al gasto de multiplexación eléctrica y la transmisión de señales de mayor tasa de bits. La capacidad del enlace aumenta al convertir muchas señales de 1310 nm en diferentes fibras a una cantidad correspondiente de canales DWDM de 1550 nm, cada uno operando a la velocidad de bits de la señal original, que podría multiplexarse ​​ópticamente en una sola fibra y administrarse utilizando tecnologías actuales como reconfigurable agregar/eliminar multiplexores (ROADM).

En la Figura 2 se muestra un ejemplo del tipo de problemas prácticos que se pueden abordar con la traducción de longitud de onda. En este caso, el número de bits transmitidos entre las redes es el mismo. Las señales de tasa de bits más baja se multiplexan ópticamente y luego se transmiten utilizando dispositivos optoelectrónicos diseñados para manejar las tasas de bits originales. Alternativamente, estas señales de tasa de bits más baja se pueden multiplexar eléctricamente a una tasa más alta, de modo que se debe usar optoelectrónica de tasa de bits más alta. Con las señales traducidas a 1550 nm utilizando una fuente óptica adecuada (p. ej., un láser de ancho de línea estrecho), se prepara el escenario para el uso de amplificación óptica, compensación de dispersión y otras técnicas de masaje de señales necesarias para transmitir a distancias más largas.

Este artículo fue escrito por Ahmad K. Atieh, Ph.D., ingeniero óptico sénior, y Paul Vella, Ph.D., vicepresidente de ingeniería óptica de BTI Photonic Systems. Para obtener más información sobre la traducción de longitud de onda utilizando transceptores SFP, comuníquese con los autores en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo. y Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo. Llame al (613) 248-9154 y visite http://info.ims.ca/5291-231.

Este artículo apareció por primera vez en la edición de septiembre de 2005 de la revista NASA Tech Briefs.

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