Uma cartilha sobre Fibra Ótica A maioria de nós da indústria de Broadcast está familiarizada com os sistemas de transmissão de fibra óptica e as soluções amplamente utilizadas para aplicações de broadcast. São tipicamente aplicações externas para conduzir sinais de vídeo entre locais distantes, ou transportar sinais de câmeras distantes para unidades de móveis de transmissão. A distribuição de sinal dentro de uma instalação é feita tipicamente em cabo coaxial de cobre, que tem sido utilizado de uma forma ou de outra, desde o início da televisão. No entanto, com a transição para vídeo HDTV a largura de banda aumentou quase sete vezes, de 270Mbit para 1.5Gbit. Com a nova migração para 1080p, a largura de banda de vídeo aumentou ainda mais, foi a 3Gbit. À medida que se aumenta a largura de banda, o alcance do cabo de cobre reduz e nosso mundo interligado em cobre está encolhendo rapidamente. Os comprimentos dos cabos foram reduzidos de 350m em 270Mbit a 140m em 1.5Gbit, e agora ele baixou para cerca de 70m em 3Gbit. Se você considerar algum overhead no comprimento para roteamento dos cabos e painéis de patch de emergência, etc, então 70m de comprimento máximo dos cabos já traz sérios problemas para o projeto da instalação e expansão futura. Para resolver este problema, a tecnologia de fibra já está sendo usada para distribuição de sinal interno. É pouco provável que a fibra irá substituir completamente a distribuição do sinal em cobre, no entanto, ela resolve as restrições para distâncias superiores a dos limites do nosso interligado mundo de cobre. A tecnologia da fibra Como a fibra está migrando das poucas aplicações dedicadas externas para uso em mais de uma função nas instalações internas, precisamos entender os conceitos básicos da tecnologia de fibra. Este documento não entra em grandes detalhes técnicos - ele oferece explicações relativamente simplistas para difundir a tecnologia e corrigir alguns equívocos comuns. Ele também irá oferecer algumas soluções práticas utilizando produtos LYNX Technik. A maioria de nós sabe o princípio básico por trás da tecnologia da fibra; pulsos de luz são transmitidos através de um cabo óptico vs sinais elétricos enviados através de cabo de cobre. Ainda é necessária a conversão para/de sinais elétricos em cada extremidade, que envolve o uso de conversores de fibra, isto é um transmissor e um receptor óptico. Se você conectar um transmissor e um receptor com cabo de fibras então temos, na sua forma mais rudimentar, um sistema de transmissão de fibra óptica ponto a ponto.

No entanto, existem alguns outros fatores que precisam ser considerados: • A largura de banda do sinal • A distância total a ser coberta • Tipos de cabo de fibra e conectores sendo usados • Cuidados com cabos de fibra e seu roteamento

A largura de banda Os cabos de fibra podem transportar dados numa banda incrível, mas em termos de aplicações de vídeo, os conversores de fibra escolhidos devem suportar a largura de banda máxima de vídeo em uso atualmente e no futuro próximo. Existem muitas soluções disponíveis no mercado para 270Mbit e 1.5Gbit e soluções emergentes para 3Gbit. A aposta mais segura é a "prova de futuro" e instalar 3Gbit, mesmo se você estiver usando hoje sinais de vídeo em apenas 270Mbit ou 1.5Gbit. Outra consideração importante é a utilização de conversores com reclocking. Esta é uma boa prática, pois reduz o potencial de erro e garante um nível de qualidade consistente através do link de fibra. Os transmissores e receptores de fibra LYNX Technik suportam sinais de vídeo SDI até 3Gbit com reclocking automatico em taxas de 270Mbit, 1.5Gbit ou 3Gbit, dependendo do sinal de entrada detectado. Distâncias A distância máxima, é uma função do transmissor óptico e é uma combinação do comprimento de onda do laser, potência do laser e, o mais importante, o tipo de cabo utilizado. Outros fatores que contribuem são a sensibilidade do receptor ótico e o número de conexões e emendas no cabo. A maioria dos fabricantes associa uma distância máxima em quilômetros a um transmissor óptico (10km, 40km, 80km). Estes valores são muito aproximados já que as variações no link de fibra em si podem influenciar muito as distâncias alcançáveis. Os números em Km são normalmente uma estimativa muito baixa e, na maioria dos casos, essas distâncias podem ser facilmente alcançadas e muitas vezes ultrapassadas com a utilização de bons cabos, com um mínimo de conexões e emendas (a necessidade de se associar um valor em km para um dispositivo é principalmente por causa da comercialização, para que seja dada uma indicação da potência do transmissor óptico - km é muito mais fácil de compreender do que "-5dBm @ 1310", que é uma expressão exata da potência). À primeira vista, 10 km parece ser uma "panacéia" para qualquer aplicação dentro de uma instalação, com um overhead mais que suficiente. No entanto, alguns cuidados precisam ser tomados, como o tipo de fibra e o número de conexões e emendas, que podem afetar significativamente a distância máxima possível. Com cabo de baixa qualidade e várias conexões e emendas em sequência, o alcance pode, potencialmente, ter uma queda de muitos quilômetros para centenas de metros.

É possível que tenhamos cabos de fibra já instalados que podem ou não ter emendas, limitando as escolhas. É uma boa prática realizar alguns cálculos básicos para estabelecer um budget (uma previsão) do link óptico a partir do qual podemos determinar as distâncias que podem ser alcançadas, dado nosso mix de fatores fixos e variáveis. Isto será discutido em mais detalhes posteriormente. Tipos de cabos O marketing de Telecomunicações vende para o público benefícios das comunicações em fibra como "centenas de sinais enviados simultaneamente em um sinal por um fio de fibra". Multiplexar muitos sinais nas fibras é comum, mas isto causou um pequeno equívoco e confusão para aqueles que não estão familiarizados com a terminologia usada para descrever os diferentes tipos de fibra. Existem dois tipos básicos de fibra: "Monomodo" e "Multimodo". O equívoco é que Monomodo implica em que irá acomodar um sinal e Multimodo, muitos sinais. A conclusão lógica é de que cabo Multimodo é melhor do que o cabo Monomodo. De fato, o oposto é que é verdadeiro. Monomodo e Multimodo não têm nada a haver com o número de sinais que podem ser transportados por uma fibra. Modo significa "caminho da luz", e Monomodo significa único caminho de luz, e Multimodo significa muitos caminhos de luz. No “mundo elétrico” um cabo mais grosso significa menos resistência e, portanto, menos perdas no cabo. O oposto é verdadeiro para a fibra. O núcleo menor da fibra oferece mais largura de banda e maior distância. Todos as fibras tem um núcleo de vidro. O núcleo é cercado com revestimento ótico (também de vidro) que impede a luz de escapar usando o princípio da reflexão interna total (ou de refração). O restante do cabo são camadas com misturas de diferentes materiais para fornecer proteção em relação ao ambiente e a danos físicos.

Cabo de fibras Multimodo O diâmetro do núcleo da fibra Multimodo é incrivelmente pequeno (aproximadamente do tamanho de um cabelo humano), mas relativamente grande para fibras, 50 ou 62,5 microns. Este "tamanho grande" significa que a luz é dispersa em várias "modos" e os raios de luz que se movem longitudinalmente, refletem por dentro do cabo. Se o ângulo de incidência é muito alto, então o raio de luz não será refletido (ou refratado) de volta para o núcleo, se perde no revestimento e ocorrem perdas de luz (atenuação). Os muitos caminhos de luz resultam na dispersão intermodal que provoca um efeito de sobreposição degradando a recuperação dos sinais no receptor. O resultado é um sinal de saída de baixa qualidade. O efeito de dispersão se multiplica com a distância e é influenciado pela freqüência do sinal, por isso o cabo Multimodo só é adequado para distâncias mais curtas. Existem dois tipos básicos de cabo multimodo, um é o "Step Index" e o outro "Graded Index". O step index usa núcleo e revestimento com diferentes índices de refração assim a passagem na transição entre as duas é um “passo difícil". É adequada apenas para distâncias curtas e pequenas larguras de banda (por exemplo, aplicações de consumo, algumas aplicações médicas de curta distância e aplicações automotivas). Fibra multimodo step index deve ser evitada a todo custo, uma vez que não suporta o comprimento de onda do laser e largura de banda necessários para o vídeo digital. Fibra multimodo graded index usa variações na composição do núcleo de vidro para compensar percursos de comprimento diferente e reduzir os efeitos de dispersão intermodal. O valor do índice de refração do núcleo de vidro varia "gradualmente" do centro para a borda externa até que seja igual ao índice de refração do revestimento. Isso tem o efeito de minorar o trajeto da luz do exterior para o centro do núcleo conformando os feixes e, portanto, reduzindo as diferenças no comprimento dos trajetos. Além disso, praticamente elimina as perdas de luz no revestimento. O graded index suporta distâncias longas e larguras de banda muito maiores do que o cabo step index e é o tipo mais comum de cabo multimodo usado.

No entanto, não é possível eliminar totalmente a dispersão intermodal e essa característica é diretamente influenciada pela freqüência e a distância. Um sinal de vídeo em 3Gbit é de alta freqüência, e os efeitos sobre essa alta freqüência terá um impacto negativo nas distâncias que se pode alcançar com cabo multimodo. Cabo de fibras Monomodo O cabo monomodo normalmente é uma composição de step index utilizando um material para o núcleo e outro para o revestimento, mas o núcleo tem diâmetro tão pequeno que apenas um único raio de luz pode passar através do cabo. O diâmetro do núcleo é normalmente de 8 ou 9 mícrons, (você não pode vê-lo sem um microscópio). Isto aumenta muito a largura de banda, mas esta é praticamente limitada a cerca de 100GHz. Como é um único caminho de luz, não existem efeitos negativos da dispersão intermodal e as distâncias suportadas são muito maiores do que no cabo multimodo.

No entanto, uma característica chamada "dispersão cromática" tem um impacto sobre os enlaces Monomodo e isso é devido à estreita faixa (ou espectro) de comprimentos de onda que o emissor laser ocupa. Diferentes comprimentos de onda viajam em velocidades diferentes através de uma fibra. Por razões de custo, os lasers usados em fibra para comunicações não emitem um único "ultra preciso" comprimento de onda de luz, além disso, eles têm uma banda (ou espectro) estreita de luz com comprimento de onda de pico e roll off muito próximos. Depois de trafegar pelo núcleo Monomodo esta pequena mistura de comprimentos de onda atinge o receptor óptico em intervalos de tempo ligeiramente diferentes, o que provoca a dispersão cromática; obviamente, este efeito se multiplica com a distância. Isto terá um efeito negativo sobre a recomposição do sinal em distâncias muito longas. Isto se torna muito melhor se o laser tiver uma banda muito estreita (ou espectro), e alguns lasers são melhores que outros em termos de desempenho de banda (ou espectral). Há dois comprimentos de onda utilizados predominantemente para fibras na indústria de vídeo; 1310nm e 1550nm. Geralmente os lasers usados na faixa de 1550nm tem uma resposta espectral muito mais estreita do que a variedade 1310nm e é por isso que você tende a encontrar transmissores usando lasers de 1550nm para enlaces de longas distâncias (por causa da dispersão cromática reduzida). Um transmissor de 1310nm pode atingir distâncias de 10 km, e um transmissor de 1550nm pode atingir distâncias de 40 km. No entanto, estes valores tem um custo, e transmissores de 1550nm custam mais do que os de 1310nm. As características de faixa estreita dos lasers 1550nm também o tornam ideais para aplicações CWDM, que é um processo de multiplexação de uma série de sinais em uma única fibra. Este tópico será o assunto de outro artigo da LYNX Technik no futuro próximo.

Em geral, os efeitos da dispersão cromática tem um impacto muito menor do que os efeitos da dispersão intermodal. Para aplicações de curta distância com fibra monomodo (menos de 10 - 20km) a dispersão cromática não é algo com que se deva preocupar excessivamente. Com os óbvios benefícios do Monomodo você pode perguntar, por que se preocupar com cabo multimodo? A principal razão é o custo. O cabo multimodo é muito menos dispendioso; e para aplicações em backbone de computadores, transmissores e receptores de baixo custo podem ser utilizados (emissores LED). É também mais fácil fazer conexões e emendas e, geralmente considerada, uma instalação mais "amigável". No entanto, existem algumas variáveis imprevisíveis, que impactarão na distância por causa dos efeitos de dispersão intermodal nas maiores taxas de bits (3Gbit)que iremos utilizar. Dica: Permitindo-se a escolha, faça-a simples e sempre use o cabo

monomodo. Multimodo pode ser muito limitado em termos de distância, mesmo

dentro de um prédio, em larguras de banda de 3Gbit. Monomodo cobrirá muitos

km e acomoda facilmente a banda de 3Gbit. Isso evita ficar muito preocupado com

os cálculos, link budget e as perdas ópticas; e permitirá “extras” como divisores de

sinal e painéis de comutação.

Conectores Há poucos tipos de conectores de fibra para escolher, mas sua escolha é determinada pelo equipamento que você precisa para conectar. Para aplicações de broadcast tende a ser limitada a conectores do tipo LC, SC ou ST. Conectores LC e SC se encaixam adequadamente e fornecem uma conexão mecânica segura. Os conectores ST se assemelham ao conector BNC tipo baioneta. Todos estão disponíveis para cabo Monomodo e Multimodo. A LYNX Technik usa conectores LC em todos os seus produtos de fibra.

Os adaptadores estão disponíveis para converter entre conectores diferentes; são normalmente em formato de cordões e tem os dois conectores necessários instalados num trecho de fibra curto. O importante é garantir que o adaptador utilizado é do tipo correto e do mesmo tipo de cabo que você está conectando. Mesmo que o cabo adaptador seja realmente curto, conectando um adaptador feito com fibra multimodo em um cabo monomodo resultará em perdas significativas de sinal. É uma má idéia tentar misturar ou combinar cabos de fibra. Ligar fibra Monomodo em fibra Multimodo irá resultar em uma perda de 20 dB na conexão, o que corresponde a 99% de perda de energia. Mesmo as conexões entre os cabos multimodo com tamanhos ligeiramente diferentes de núcleo (cabo de 50 mícron ligado a um cabo de 62,5 micron) resultará em 3dB de perda de sinal, que corresponde a metade da potência. Assim, conheça sua fibra - entenda o que você tem instalado e leia atentamente as especificações quando for comprar adaptadores. Nunca tente unir diferentes tipos de cabos de fibra. Há duas maneiras diferentes de um conector de fibra fisicamente fazer a conexão; APC (Angled Phisical Contact ou Contato em Ângulo Físico) ou UPC (Ultra Phisical Contact ou Contato Ultra Físico). Um desses métodos é sempre indicado no part number do conector, e a maioria dos conectores pode ser adquirida dos dois tipos. A maioria das aplicações de broadcast irá utilizar UPC. A APC é uma conexão de baixa perda mais cara e normalmente usada para enlaces externos de longa distância, fora dos prédios. As especificações do fabricante devem indicar o método de conexão das fibras (UPC ou APC). Instalação e cuidados com cabos de fibra O cabo de fibra é delicado, o núcleo é feito de vidro, é frágil e precisa de cuidados a serem tomados ao manusear o cabo. Especial atenção deve-se ter com o raio de curvatura. A maioria das fibras tem raio mínimo de curvatura de cerca de 4 centímetros. Tenha muito cuidado com amarração de conjuntos de cabos de fibra (na verdade, evitar, se possível). Estes são problemas os quais normalmente seu instalador está ciente, mas é prudente verificar se realmente ele está familiarizado com as precauções e os requisitos para a instalação de fibra ótica. Em alguns casos, quando o prédio foi construído, os projetistas já previram a instalação de múltiplos feixes de fibras entre os locais-chave da construção para permitir uma futura expansão. Neste caso, você só precisa se preocupar com as ligações do feixe de fibras para o equipamento.

Como a fibra usa a luz não há resistência elétrica ou corrosão em contatos para se preocupar. A luz não é suscetível a interferências magnéticas e assim os cabos não precisam de blindagem elétrica. No entanto, o cabo de fibra é muito fino e flexível, e os conectores pequenos e feitos de plástico. Todos os conectores de fibra tem uma tampa protetora contra poeira já que mesmo pequenas quantidades de poeira e sujeira irão interferir com a transmissão de luz e causar perdas. Quando um fabricante fornecer um equipamento, as conexões de fibra óptica vão estar tampadas para evitar poeira e contaminação de sujeira. Da mesma forma um cabo de fibra terá um cap (um tampão) montado no conector pelo mesmo motivo. Sempre cubra as conexões quando não estão em uso. Quando for necessário limpeza, não soprar na extremidade do cabo ou limpá-lo com o dedo, tampouco introduzir qualquer objeto pontudo no conector. Há kits de limpeza disponíveis, baratos, e que incluem cotonetes especiais para limpar os terminais de conexão. A fibra é perigosa? Como usam lasers como fonte de luz, os transmissores ópticos são "Classe 1 Laser Devices" (Dispositivos Laser Classe 1), o que tecnicamente significa que é perigoso usar instrumentos óticos para inspeção com o laser ligado. Use o bom senso e não olhe diretamente para a extremidade de um cabo de fibra ativa para ver se ele está funcionando. De qualquer maneira, como os comprimentos de onda do laser não estão no espectro visível, não há nada para ver. No entanto, o uso de uma fonte de luz visível, “não laser", é muito útil para encontrar falhas básicas. Coloque a luz acesa em uma extremidade e você vai ver surgir luz do outro lado. Isso é útil para identificar rapidamente os núcleos de fibra em um pacote multi-cabo, e testar fibras quebradas. Calculando a máxima distância de uma fibra Se estiver usando cabo monomodo e transmissores de fibra de 10 km, então é seguro supor que não haverá situações que excedam o alcance máximo da fibra dentro de uma instalação. Se você tem um link mais longo e gostaria de calcular a distância máxima, então você terá de reunir algumas informações básicas para fazer um cálculo simples: • Perda de sinal do cabo para o tipo de fibra utilizada • A potência do transmissor ótico e a sensibilidade do receptor ótico • Perda de sinal dos conectores e emendas no cabo

Nota: Perda ou ganho de sinal dentro de um sistema é expresso em dB (decibéis). dB não é uma medida da intensidade do sinal, mas uma medida de perda ou ganho de potência. É importante não confundir dB com dBm (decibel miliwatt), pois esta é uma medida de potência do sinal em relação a 1mW. Assim, uma potência de 0dBm é 1 mW, 3dBm é de 2 mW, 6dBm é de 4 mW, e assim por diante. Para o nosso exemplo, vamos supor que determinamos o seguinte: • Cabo Monomodo 9/125 @ 1310nm : Perda por km = 0.4dB • 2 conectores LC/UPC : Perda = 0.5dB cada • 2 emendas de cabo : Perda = 0.1dB cada • Potência do transmissor óptico = -5dBm • Sensibilidade do receptor óptico = -19dBm A primeira coisa que precisamos fazer é calcular a "Perda Ótica", que é obtida subtraindo-se a sensibilidade mínima do receptor da potência do transmissor: Perda ótica= (-5dBm) - (-19dBm) = 14dB Agora vamos somar as perdas dos conectores e emendas e adicionar uma margem de erro (normalmente 3 dB): Perdas conectores = 2 x 0,5 dB = 1,0 dB Perdas emendas = 4 X 0.1dB = 0.4dB Margem de erro = 3.0dB Perdas totais do enlace = 4.4dB Em seguida, subtraímos as perdas totais do enlace da perda óptica : 14dB - 4.4dB = 9.6dB Usando a informação de perda de dados do cabo/km para o cabo que está sendo usado (= 0.4dB/km, neste exemplo) calculamos agora a distância máxima, dividindo o restante da nossa perda óptica pela perda do cabo por km: 9.6dB / 0.4dB (por km) = 24 km

Distâncias mínimas em fibra A distância mínima de fibra é algo que nós nunca experimentamos com conexões de cobre, mas se um enlace em fibra é particularmente curto, então há uma possibilidade de que o receptor ótico fique sobrecarregado. Todos os receptores óticos têm uma gama operacional de valores de entrada. O valor de -19dBm que usamos em nosso exemplo anterior é o valor mínimo de entrada do receptor ótico. O receptor também tem um nível máximo de entrada, que se for excedido irá resultar em sobrecarga. Em geral, a potência de saída de um transmissor de fibra é bem mais alta em comparação com o nível máximo de entrada dos receptores ópticos, porque há o pressuposto de que haverá alguma atenuação (ou perdas) no enlace de fibra que interliga os dois. Com ligações muito curtas, a atenuação do cabo torna-se insignificante e o sinal que atinge o receptor ótico pode exceder o nível máximo de entrada, resultando em sobrecarga. Embora essa sobrecarga não cause nenhum dano físico ao receptor ótico, irá tornar o link inoperante quando sobrecarregado. Felizmente, isso é resolvido facilmente com o uso de um atenuador ótico que reduz a potência para um nível dentro do intervalo operacional do receptor. Para determinar o tamanho do atenuador é necessário simplesmente comparar a potência de saída dos transmissores com o nível máximo de entrada dos receptores. Abaixo estão alguns exemplos:

• Potência do transmissor = -5dBm; gama operacional do receptor = -3dBm a -19dBm

Para este exemplo não é necessário atenuador, pois a potência do transmissor já está abaixo do nível máximo de entrada, e o receptor nunca ficará

sobrecarregado *

• Potência do transmissor = -1dBm, gama operacional do receptor= -3dBm a -19dBm

Aqui você pode ver que a potência do transmissor é maior em 2dB que o nível máximo de entrada do receptor; então será necessário um atenuador entre 2 e 17 dB (3dB seria ótimo).

* Nota: Mesmo que a potência do transmissor esteja abaixo do nível de entrada máximo do receptor, o uso de enlaces muito curtos (<10m) deve ser evitado. Reflexões internas dentro da fibra podem ser problemáticas, em enlaces de fibra curta.

Cálculo do Multimodo Podemos realizar o mesmo exercício para o cabo multimodo, a única diferença é o tipo de cabo que vamos assumir: multimodo graded index 50/125 @ 1310nm; perda de enlace por km = 1.5dB. O cálculo da perda (atenuação) permanece o mesmo, mas o remanescente é agora aplicado ao cabo multimodo: 9.6dB/1.5db (por km) = 6,4 km Mas, espere ... Isso parece ótimo no papel, mas antes de correr para comprar centenas de metros de cabo multimodo para distribuir em nossas instalações devemos saber que este quadro é muito enganador. Estamos usando sinais 3Gbit (uma largura de banda relativamente alta para as fibras multimodo) e erros de dispersão intermodal terão um impacto significativo sobre o desempenho e, portanto, na distância possível calculada. Esta é uma questão complexa, não há correlação explícita entre a banda do sinal de vídeo, a dispersão e a perda do enlace. O broadcast herdou a tecnologia de cabos de fibra da Telco e da indústria de informática e estamos tentando atingir larguras de banda de até 3Gbit com esta tecnologia. A percepção (e às vezes pressuposição) é que um cabo de fibra pode transportar largura de banda ilimitada, o que em essência, é verdade para um enlace em fibra monomodo (teoricamente é infinito), mas 100Gbit é considerado o "limite" prático para fibra monomodo. O mesmo está longe de ser verdadeiro para o cabo multimodo por causa da dispersão, mesmo em fibra multimodo graded index. Em altas freqüências os erros de dispersão se multiplicam com a distância e o alcance operacional é muito reduzido. Quanto o alcance é reduzido é difícil dizer, uma vez que existem vários tipos de cabos multimodo, todos com características diferentes. A largura de banda do cabo multimodo é geralmente expressa em termos de computação e relacionados com backbones de redes padrão; portanto, a maioria das fibras multimodo é otimizada para uso nestas aplicações (100Mbit, 1Gbit e 10 Gbit). Você pode ter ativos existentes em cabo de fibra multimodo em sua instalação e que você gostaria de usar para vídeo em 3Gbit.

Antes de você começar a fazer conexões, aqui estão algumas dicas:

1. Descubra o tipo de cabo e procure as especificações.

2. Muitos cabos de fibra multimodo usados para redes de computadores são otimizados para 850nm, o que é um problema porque as aplicações de broadcast quase sempre usam lasers na faixa de 1310nm ou 1510nm e exigem fibras multimodo otimizadas para 1310nm - portanto verifique as especificações.

3. Se o cabo foi instalado há algum tempo, é conveniente supor que não é

de fibra multimodo mais recente e que tenha um alcance de 300m em 10Gbit - se for - então ótimo.

4. Se o cabo é mais antigo, e parece ser de um tipo otimizado para

1310nm, então você pode assumir que é possível um alcance entre 26m e 82m para uma rede de 10 Gbit. Portanto para 3Gbit (teoricamente) o alcance será maior (não considerando as perdas no conector e nas emendas).

5. Nenhum cabo multimodo é recomendado para uso na faixa de 1550nm

(que também é usada para vídeo) e esta banda é importante para aplicações de multiplexação CWDM. Então se você estava pensando em usar CWDM em fibra multimodo, pense outra vez ...

O uso de certos tipos de fibra multimodo é possível para a banda 3Gbit, mas tome cuidado, pois há grande possibilidade de problemas potenciais. É necessário investigação e ensaio. Não há dados publicados sobre uso experimental de cabo multimodo em 3Gbit e os efeitos de dispersão nesta freqüência não são conhecidos, são apenas estimados através de tentativa e erro. Os produtos LYNX Technik são especificados para uso com cabo monomodo e usá-los em cabo multimodo é possível mas não é recomendado por causa do desconhecimento e conseqüente desempenho imprevisível. Quando em dúvida, teste Sem publicação de dados experimentais para confiar, uma opção é testá-lo. Temos clientes que testaram a fibra multimodo e conseguiram 1 km em 1.5Gbit e 300m em 3Gbit, o que é encorajador.

Como testar? A maneira mais fácil de testar um cabo é usando vídeo SDI, que replica exatamente a aplicação. Injete um sinal de teste de vídeo em um transmissor ótico, envie ao longo de um trecho de fibra ótica até o receptor e analise a saída SDI. O sinal mais fácil de usar é o padrão de teste patológico (todos estamos familiarizados com ele), que irá mostrar os erros no sinal SDI. Você precisa ter um enlace de fibra no lugar para testar, ou uma bobina com fibra multimodo suficiente para experimentar. Algumas soluções práticas A LYNX Technik fabrica uma série de interfaces de fibra. Temos também a incorporação de módulos de entrada/saída em fibra em alguns dos nossos mais recentes produtos para processamento de sinais em 3Gbit. Em virtude dos exemplos a seguir, vamos supor que temos equipamentos com entrada/saída em cobre e que queremos melhorar a conectividade com fibra. Os produtos modulares em fibra da LYNX Technik fazem parte de nossa linha de produtos ® e temos uma série de soluções para facilitar a adição de conectividade em fibra para uma instalação em cobre existente.

Um enlace de sentido único A aplicação mais simples é usar um transmissor de fibra perto da fonte e um receptor no destino. Para isso podemos utilizar o Yellobrik OTX 1810 3Gbit SDI To Fiber Transmitter e o ORX 1800 3Gbit Fiber To SDI Receivre. Estes dispositivos tem reclocking e suportam fluxos 270Mbit / 1.5Gbit / 3Gbit SDI com deteção automática da taxa de clock.

Enviar e receber entre multiplos locais Muitas vezes precisamos de sinais distribuídos a partir de e para uma localização central. Para isto, um transceptor é uma boa solução. O Yellobrik OTR 1810 Fiber Transceiver combina um transmissor e receptor em uma única unidade. Esta versão usa dois enlaces de fibra, um para o envio e um para recepção, e é usado principalmente para ecomizar custo e espaço no sistema . A aplicação exemplo é mostrada abaixo:

Enlaces em fibra bidirecionais Se os sinais de vídeo devem ser enviados em ambos os sentidos entre dois pontos fixos, um transceptor bidirecional que envia e recebe vídeo simultaneamente em um enlace de fibra único pode ser usado. A vantagem óbvia é a utilização de um enlace de fibra onde duas seriam normalmente necessárias. A LYNX Technik oferece um transceptor bidirecional - Yellobrik OBD 1810 - 3Gbit Bi-directional Transceiver. Os caminhos de transmissão e recepção são independentes o que significa que diferentes formatos de vídeo podem ser enviados e recebidos. Por exemplo, você poderia enviar um vídeo SDTV 270Mbit e receber um vídeo HDTV 3Gbit. Os módulos são vendidos em pares, e a aplicação é mostrada abaixo:

Distâncias maiores As soluções acima irão atender distâncias até 10 km com ligações em fibra ótica monomodo. O comprimento de onda para esses módulos é 1310nm, que é um comprimento de onda comum utilizado na indústria de vídeo e os transmissores e receptores de fibra ótica da LYNX Technik são compatíveis com quaisquer interfaces de fibra ótica de outros fabricantes que utilizem 1310nm de comprimento de onda.

Oferecemos também um transmissor SDI para 40 km de fibra (Yellobrik OTX 1840) e o transceptor (OTR 1840) para aplicações que necessitem de longas distâncias; estes podem ser usados com o módulo receptor Yellobrik ORX 1800 Fiber Receiver. As soluções de 40 quilômetros usam 1550nm de comprimento de onda do laser, que também é amplamente utilizado na indústria de vídeo. Os Yellobrik são projetados para receber um sub-módulo de fibra, que pode ser facilmente removido e trocado por uma alternativa. Nós fornecemos uma variedade de 16 sub-módulos de comprimentos de onda diferentes que pode substituir o padrão de 1550nm. Isto pode ser importante em uma instalação usando CWDM, que é um processo de multiplexação de múltiplos sinais em um link de fibra única, onde cada sinal tem um comprimento de onda diferente. Questões mecânicas Os módulos Yellobrik são individuais, independentes e são ideais para aplicações onde uma conectividade via fibra, limitada, precisa ser adicionada a um local específico. Para as instalações que exigem múltiplas conexões de fibra, o uso de módulos individuais, separados e independentes torna-se impraticável. A LYNX Technik tem um chassi de 1RU que pode acomodar até 14 módulos de fibra Yellobrik. O chassi fornece energia centralizada com redundância, bem como saídas de alarme GPO. Isso facilita uma solução com forma mais permanente e mecanicamente segura, que permite a centralização de todas as fibras de I / O do sistema em uma instalação. O chassi tem duas entradas externas de 12VDC (primária e redundante) tais que seu uso em unidades móveis é simplificada.

As volumosas ligações coaxiais SDI são feitas na parte traseira do bastidor, e as conexões de fibras estão na frente. Um espaço é liberado em um dos lados, para passagem das fibras para a parte traseira do bastidor para distribuição da cabeação. LEDs sinalizadores de atividade da fibra são visíveis pela frente (para cada módulo).

Produtos com entrada/saída em fibra A LYNX Technik oferece também uma linha de equipamentos modulares em estrutura bastidor de 2RU (Série 5000), que tem uma grande variedade de módulos de processamento de sinal, e também inclui soluções multi-formato em 3Gbit. Projetamos I/O em fibra diretamente nos módulos evitando a necessidade de conversão externa. A Série 5000 também utiliza sub-módulos de fibra, como parte integrante da placa principal dos módulos. Os cartões podem ser desconectados, removidos e trocados sem a necessidade de fisicamente desconectar os cabos de fibra. As soluções incluem transmissores e receptores de fibras multi-canal, frame synchronizers, conversores up/down/cross, áudio embedders/de-embedders e amplificadores de distribuição de sinal. A figura abaixo mostra um módulo de distribuição LYNX Technik 3Gbit SDI com o painel traseiro de I / O em fibra e cobre.

Conclusão A fibra é uma coisa maravilhosa, e está se tornando parte integrante dos projetos das facilidades de broadcast. Tem muitas vantagens sobre o cobre, não só em termos de distância. É muito mais fina e mais leve que o cabo coaxial e está disponível em configurações multi-core, reduzindo significativamente o volume. A fibra não sofre interferências eletromagnéticas, não tem problemas com potencial de terra, não tem crosstalk, sem problemas de corrosão de conector, e sem delay de cabo a calcular para compensar o timing do sistema. Ela também suporta múltiplos fluxos SDI 3G descompactados em um único núcleo de fibra com CWDM (algo possível apenas em sonho no mundo do cobre). Embora exista a tentação de usar cabos de fibra multimodo de menor custo, é melhor, sempre que possível, simplificar e usar Monomodo já que seu desempenho é previsível e documentado. Isto evitará dores de cabeça, e quem sabe trabalho e hipóteses em relação ao cabo Multimodo. Dentro de uma instalação, 10 km feitos com cabo Monomodo dá uma enorme folga para a perda óptica, fazendo com que a fibra seja muito mais uma solução "plug and play" e praticamente eliminando a necessidade de pegar uma calculadora. Você pode ter divisores de fibra, painéis de comutação de fibra e outros acessórios para melhorar a concepção do sistema, e não se preocupar com a adição de várias emendas. Estará também preparado para CWDM na faixa de 1550nm, que é usado para multiplexação de vários sinais descompactados através de um único enlace de fibra. Espero que esta cartilha tenha sido útil. Ela é uma informação básica e destina-se apenas à introdução à tecnologia de fibra. Este trabalho incluiu também algumas soluções simples e eficazes que o ajudarão a começar a “molhar seus pés " e a implementar algumas conexões à base de fibra em suas instalações, sem desperdício financeiro. Steve Russell

LYNX Technik Inc.

Steve.russell@lynx-technik.com

Traduzido e adaptado para o português por

Elipse Engenharia e Consultoria