fibras Ópticas

Fibras pticas na era Gigabit

EngEng Eduardo Miqueleti Eduardo Miqueleti -- Gte Gte de Vendas e Marketingde Vendas e Marketing

EngEng Nilson Ramos Nilson Ramos -- Coordenador Geral de VendasCoordenador Geral de Vendas

Nexans Brasil S.A.Nexans Brasil S.A.eduardo.miqueleti@nexans .com.br

[email protected] .br

www.nexans.com.br

www.projetoderedes.kit.net

SumrioSumrio

Fibras pticas standardFibras pticas standard

Aplicaes GigabitAplicaes Gigabit EthernetEthernet

Processo de fabricao de fibras pticasProcesso de fabricao de fibras pticas

Novas fibras pticasNovas fibras pticas

Emissores de SinaisEmissores de Sinais

Novas aplicaes e futuro do cabeamentoNovas aplicaes e futuro do cabeamento


Fibras pticasFibras pticas StandartStandart

No passado ....Erroneamente algumas pessoas acreditavam que, se

em redes locais fossem utilizados em projetos, Fibras pticas incluindo-se as do tipo Multimodo, que a sua Largura de Banda nunca se tornaria um fator limitador para a transmisso de dados.

Entretanto, para aplicaes Gigabit Ethernet, se utilizarmos as fibras pticas standart, 62,5/125 micronscom Largura de Banda de 200 MHz x km, a distncia mxima para essa transmisso ser de 275 mts, utilizando-se a janela de 850 nm.


Tecnologia Gigabit Tecnologia Gigabit EthernetEthernet

Desenvolvida pelo IEEE - Institute of Electrical and Eletronics Engineers.

Gigabit Ethernet foi aprovada - Junho 1999

Comit IEEE 802.3ab: Padro Gigabit baseado em cabeamento de par tranado.

Comit IEEE 802.3z: Padro Gigabit baseado em cabeamento de fibras pticas monomodo e multimodo.


IEEE 802.3abIEEE 802.3ab Padro 1000 Base T

O principal objetivo para seu desenvolvimento foi fornecer novos parmetros de testes, verificando se o cabeamento categoria 5 j instalado, suporta ou no, aplicaes Gigabit Ethernet.

Novos parmetros tcnicos serem testados: PSNEXT, Perda de Retorno , ELFEXT , etc. Esses novos parmetros foram introduzidos no boletim tcnico ANSI/EIA/TIA TSB95. Recomenda-se uso de cabo Categ. 5e ou maior.

Distncia mxima no sofreu alterao: 90 mts para o link e 100 mts para o canal.

Infelizmente para fibras pticas...www.projetoderedes.kit.net

IEEE 802.3zIEEE 802.3z

Padro 1000 Base SX Baseado na utilizao de fibras tipo multimodo, tanto

para o cabeamento horizontal como para o backbone, utiliza a janela de transmisso de 850 nm.

Padro 1000 Base LX Baseado na utilizao de fibras tipo multimodo ou

monomodo, podendo ser utilizadas tanto para o backbone entre prdios (interbuilding) ou do tipo campus, utiliza a janela de transmisso de 1310 nm.


IEEE 802.3zIEEE 802.3z

Fatores importantes a serem considerados...

Recomendao do uso de VCSEL como transmissor na janela de 850 nm

A utililizao de VCSEL, mudou os fatores de sistemas de transmisses de sinais pticos

O fator limitante em transmisses Gigabit deixou de ser atenuao, passando a ser Largura de Banda.

Fabricantes de fibras esto melhorando seus processos produtivos, visando assim, aumentar a largura de banda.

Melhorando o ndice de perfil da fibra.


Aplicaes Aplicaes GigabitGigabit EthernetEthernet

Aplicaes atuais, emergentes e futuras

155 Mb/s ATM

622 Mb/s ATM

2.5 Gb/s ATM ,

FDDI 100 Mb/s

Ethernet (10BASE-F)

Fast Ethernet (100BASE-F)

Giga Ethernet 50/125um, e 62,5/125um (1000BASE-SX/LX)

Canal em fibra 1.062 Gb/s .


Aplicaes

PADRO FIBER LARGURA DE LIMITEBANDA MXIMO

1000 BASE-SX MM 62,5 mm 160 MHz/Km 220mMM 62,5 mm 200 MHz/Km 275mMM 50 mm 400 MHz/Km 500mMM 50 mm 500 MHz/Km 550m

1000 BASE-LX MM 62,5 mm 500 MHz/Km 550mMM 50 mm 400 MHz/Km 550mMM 50 mm 500 MHz/Km 550mSM 9 mm N.A. 5000m

Gigabit Ethernet


Aplicaes

PADRO FIBER LARGURA DE LIMITEBANDA MXIMO

850 nmATM - 2.5 Gb/s MM 62,5 mm 160 MHz/Km 100mATM - 2.5 Gb/s MM 50 mm 500 MHz/Km 300m

1300 nm ATM - 2.5 Gb/s MM 62,5 mm 500 MHz/Km 300mATM - 2.5 Gb/s MM 50 mm 500 MHz/Km 300m

850 nmFiber Channel1.062 Gb/s MM 62,5 mm 160 MHz/Km 175mFiber Channel1.062 Gb/s MM 50 mm 500 MHz/Km 500m


AplicaesAplicaes Gigabit EthernetGigabit Ethernet


Estrutura BsicaEstrutura Bsica

Material Dieltrico - Slica ou Plstico

Estrutura Cilndrica

CascaCasca

Fibra ptica Fibra ptica -- SM ou MMSM ou MMRevestimentoRevestimento

NcleoNcleo

245 um

125 um

ngulo de incidnciangulo de incidncia


Super MCVDSuper MCVD

Internal depositionInternal deposition

Displacement of burner

Chloridesand oxygen

Exhaust

Vitrified layer Deposit tube


Fechamento (Fechamento (CollapseCollapse))

Off-line CollapseOffOff --line Collapseline Collapse

INDUCTION FURNACEINDUCTION FURNACE

Primary Preform

Deposited Silica LayerDeposited Silica Layer

Substrate TubeSubstrate Tube


Preforma de SlicaPreforma de Slica


PlasmaPlasma OvercladOverclad

Plasma depositionPlasma deposition

PrimaryPreform

Overclad

RF coil

Plasma torch

Silica feeder


Torre deTorre de PuxamentoPuxamento

Fiber drawingFiber drawing

Medidor de Dimetro Externo

Recobrimento Primrio

Forno 2000C

Preforma

Forno de Cura do Recobrimento Primrio

Proof Test

Bobina


Proof TesterProof Tester

ProoftestStrain measurement (tensile gauge)

Before test Tested fiberStrain zone


Perfil da Fibra

Perfil Normal Sinal em LED so

menos afetados por problema de perfil

C L

62.5

m i c r ons

C L

62.5

m i c r ons

Perfil perfeito

- Menor atenuao- Maior largura de banda


Perfil da fibra

Velocidade A maior velocidade em transmisso localiza-se

no centro da fibra.ISI (Intersymbol Interference)

C L

62 .5 m ic rons

O sinal m o v e -s e pelo centro, onde , os compr imentos so maiores para propagaes de pulsos e sobrepos i es de sinais.


Dimetros das Fibras pticas

Ncleo/cascaDimetro (mmm)

8/125

9/125

50/12562,5/125

Tipos de Fibra

Monomodo DS e NZD

Monomodo

MultimodoRevestimentoRevestimento

primrioprimrio cascacasca

ncleo


Padres mnimos solicitados so de 500 m para o backbone

l Necessidade de largura de banda mais alta utilizando-se o comprimento de onda de 850nm

Fabricantes propuseram a utilizao de fibras enhanced

Novas Fibras pticas

Fibra Multimodo 62,5/125 mmm = Atualmente a maior base instalada para transmisso de dados


Novas Fibras pticas

Opo de Fibra

Fibra Monomodo 9mm Largura de Banda > 10.000 MHz/Km

GIGAlite 62,5 mm

Fibra Multimodo 62,5mm

Comp Onda 850 mm 500 MHz/Km


Largura de Banda



Largura de Banda

TE

ND

N

CI

A


Novas Fibras pticas

Restries de Distncia em Fibras Ethernet

0 200 400 600 800

Monomodo

Gigalite 62,5 mmm

Standard 62,5 mmm

> 3Km

600 m

275 m


Novas Fibras pticas

Realmente iremos necessitar de uma maior largura de banda?


Novas Fibras pticas

Em razo das aplicaes atuais e emergentes , tais como: Grficos de alta resoluo , vdeo , multmidia , intranet , internet , etc...

Pela crescente expectativa dos usurios

Principalmente pela definio do conceito de um cabeamento estruturado, que a preservao de investimento mdio/longo prazo.

Resposta: Certamente !!!


Emissor de Sinal

4 Diodo Emissor de Luz (LED)

= Juno de Semicondutores (Juno NP ou PN)

= Emite luz quando aplicado tenso= Baixo Custo= Menos que 622 Mbps

= Utilizado em fibra Multimodo


Emissor de Sinal

4 Luz Amplificada pelo Emisso Estimulada de Radiao (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation -LASER)

= Extrema preciso= Acima da fronteira (limite ncleo / casca) ,

emite photons

= Normalmente usado na janela de 1310 nmcom fibras tipo Monomodo

= Possui elevada taxa de transmisso= Custo elevado


Emissor de Sinal4 Laser de Emisso por superfcie de cavidade

vertical (Vertical Cavity Surface EmittingLaser - VCSEL)

= Similar ao laser tradicional, porm= Emite luz de forma similar ao LED= Trabalha com comprimento de 850 nm

= Igualmente rpido como o Fabry-Perot= Custo mais acessvel que o Fabry-Perot= Utilizado principalmente em fibras MM


Emissor de Sinal

LED, VCSEL e Laser

V C S E Lp a r t e d o n c l e o

L E Dt o d o o n c l e o

L A S E Re x t r e m a m e n t e rest r i t ivo

MA

IS

RE

ST

RIT

IVO


Futuro do Futuro do cabeamentocabeamento pticoptico


Futuro do Futuro do cabeamentocabeamento pticoptico

Projetos em 10 Projetos em 10 Gigabit EthernetGigabit Ethernet

As velocidades de 10 Gb/s sero utilizados nos backbones principais onde, a largura de banda requerida, dever ser a maior possvel para o trfego de diversos sinais.

Sendo assim, no futuro prximo, os novos projetos devero prever: 10 Gb/s no backbone e Gigabit no cabeamento horizontal


Futuro do cabeamento pticoFuturo do cabeamento ptico

4 IEEE P802.3ae - 10 Gb Ethernet

= O padro 10 Gb Ethernet est sendo desenvolvido para operar com fibras pticas do tipo Monomodo (Mais de 2 km para o Backbone)

= Multimodo - Lances de 100 metros no horizontal e 300 metros no Backbone, utilizando-se fibras enhanced. Outras tecnologias de fibras tambm esto em estudo para a sua possvel utilizao.

A fibra ptica dever suportar somente operaes em full - duplex.


DellOro

0

50000

100000

150000

200000

250000

1997 1998 1999 2000 2001 2002

1000 Ethernet

100 Ethernet

10 Ethernet

LAN ATM

FDDI

Token Ring

2 2 %

2 2 %

1 5 %

1 4 %

2 7 %

LAN Switch e Hub Crescimento do Mercado Mundial

Futuro doFuturo do cabeamentocabeamento pticoptico


Gar tner

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

1997 1998 1999 2000 2001 2002

1000 Mbps Ethernet

100 Mbps Ethernet

10 Mbps Ethernet

ATM

Token Ring

FDDI

7%

25%

25%

17%

15%

Evoluo mundial das aplicaes

Futuro doFuturo do cabeamentocabeamento pticoptico


Market Research Projections

Extensions2006

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

1997 1998 1999 2000 2001 2002

1000 Ethernet100 Ethernet10 EthernetLAN ATMFDDIToken Ring

2003 2004 2005

10 Mbps Ethernet

100 Mbps Ethernet

1000 Mbps Ethernet

Projeo do mercado alm de 2002Futuro doFuturo do cabeamentocabeamento pticoptico


ConclusesConcluses

4 Quais as atuais alternativas de transmisso gigabit em fibras pticas:

= Utilizar fibras tipo multimodo 62,5/125 microns, porm enhanced, ou seja, com largura de banda igual ou superior 500 MHz x km (comprimento de 850 nm);

= Fibras pticas 50/125 microns tambm podem ser utilizadas, pois possuem basicamente, a mesma largura de banda da multimodo 62,5/125 enhanced;

Fibras pticas tipo monomodo, continuam sem limitaes em sua largura de banda, o nico fator que atualmente impede uma ampla implantao, o elevado custo dos ativos.


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Alameda Ja, 1.754 So Paulo - SP

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