Introducción a BiDi SFP y fibra BiDi

Las ópticas SFP BiDi de una sola fibra desempeñan un papel importante en el ahorro de recursos de fibra en la comunicación por fibra óptica. Esta publicación ofrecerá un análisis completo y detallado de los transceptores SFP BiDi, incluida la wiki de ópticas BiDi, el principio de funcionamiento, la tecnología adoptada, la solución de conexión de cable de fibra, la aplicación y las diferencias en comparación con SFP común en detalle.

¿Qué es BiDi SFP?

BiDi SFP significa transceptor bidireccional enchufable de factor de forma pequeño. La característica más distintiva del transceptor SFP bidireccional es que puede lograr comunicación bidireccional por fibra óptica funcionando sobre una sola fibra. Basada en la tecnología WDM (Wavelength-Division Multiplexing), la óptica BiDi puede dividir diferentes longitudes de onda de trayectorias de luz mediante un divisor integrado de multiplexación por división de longitud de onda de los transceptores BiDi SFP. A continuación se muestra un Cisco BiDi SFP proporcionado por QSFPTEK.

Figura 1: Transceptor SFP bidireccional compatible con Cisco de QSFPTEK

¿Cómo funciona BiDi SFP?

Como se mencionó en la introducción anterior sobre BiDi SFP, hemos aprendido que los módulos separan diferentes longitudes de onda de transmisión a través de una sola fibra para lograr la comunicación óptica. Para explicarlo con más detalle, los transceptores SFP bidireccionales de fibra única deben usarse en pares, como se muestra en la figura 2. En un lado, un transceptor BiDi SFP 1000BASE-BX10-U (Tx1310nm/Rx1490nm) transmite una señal óptica de longitud de onda de 1310nm y recibe una señal óptica de 1490nm, mientras que el lado opuesto del enlace bidireccional de fibra única, el BiDi SFP 1000BASE-BX10-D (Tx1490nm/Rx1310nm), transmite una longitud de onda de 1490nm y recibe una señal óptica de 1310nm a la inversa. El componente óptico integrado de los acopladores WDM desempeña un papel fundamental en la comunicación bidireccional por fibra óptica.

Figura 2: Diagrama de funcionamiento de BiDi SFP

Selección de fibra BiDi

Fibra única o fibra dual

A diferencia de los transceptores SFP comunes, que normalmente están diseñados con dos puertos, uno para transmitir señales y el otro para recibirlas, BiDi SFP tiene solo un puerto para transmitir y recibir basado en tecnología WDM. En consecuencia, BiDi SFP utiliza solo una fibra individual, mientras que los transceptores ópticos SFP comunes necesitan fibra dúplex para lograr la comunicación por fibra óptica.

Figura 3: SFP BiDi de fibra única o doble fibra

Fibra monomodo o fibra multimodo

Generalmente, BiDi SFP está diseñado para admitir longitudes de enlace de 10km a 120km. En el cable de fibra óptica, la señal se transmite como un impulso de luz en la fibra y rebota en el revestimiento de la fibra. Las señales se perderán parcialmente durante el proceso de rebote. El núcleo más pequeño puede minimizar esta pérdida de señal por rebote y permite una mayor distancia de transmisión, por lo que la fibra monomodo se utiliza normalmente en enlaces ópticos BiDi por su núcleo de menor diámetro de 9um en comparación con los 50um de la fibra multimodo (OM2). 

Sin embargo, ¿se puede utilizar la fibra multimodo existente usada en las conexiones de corta distancia para conectar transceptores BiDi? La respuesta es sí. El laboratorio de QSFPTEK ha realizado algunas pruebas para confirmarlo utilizando un par de transceptores SFP BiDi de 1310nm/1550nm. El resultado de las pruebas muestra que funcionaron bien dentro de una distancia de transmisión de 320m mediante cable multimodo OM2, pero terminaron con tasas de error de bits a mayor distancia. En consecuencia, BiDi SFP puede utilizarse en conexiones de fibra multimodo, pero se sugiere que la distancia de transmisión no supere los 300 metros.

 Figura 4: 1000BASE-BX-U BiDi SFP conecta 1000BASE-BX-D a través de una sola fibra

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Por qué necesitamos SFP BiDi - Aplicaciones

La óptica BiDi SFP permite la comunicación bidireccional por fibra óptica a través de una sola fibra, por lo que se ahorra en gran medida una serie de recursos de fibra y costos de construcción de cableado. Se han utilizado ampliamente en la implementación de redes PTN (Packet Transport Network). La aplicación del transceptor puede resumirse de la siguiente manera.

Expansión de la capacidad del enlace de red - Cuando los operadores de red construyen redes de transmisión, la escala de los cables ópticos se implementa de acuerdo con un determinado volumen de negocio y una proporción de núcleos de fibra. Sin embargo, con el aumento continuo del número de usuarios en los últimos años, se está produciendo una escasez gradual de recursos de núcleos de cable óptico. Si se reconstruyen nuevas fibras ópticas, se requerirá un largo ciclo de construcción y costos enormes. Entonces, este problema puede resolverse eficazmente mediante el uso de transceptores BiDi de fibra única, lo que permite mejorar rápidamente la capacidad de los enlaces de red y, al mismo tiempo, ahorrar en el costo de construcción de la red.

Mantenimiento de enlaces de red - Cuando el enlace del cable de fibra óptica se interrumpe inesperadamente en el sistema de transmisión bidireccional de una sola fibra, el tiempo de mantenimiento y reparación se acortará considerablemente, porque en comparación con el sistema tradicional de transmisión de doble fibra, el número de fibras ópticas que requieren mantenimiento y reparación se reduce a la mitad.

Cuáles son las diferencias entre BiDi SFP y SFP común

Después de la introducción detallada anterior sobre el significado bidireccional, cómo funcionan los módulos ópticos BiDi, la fibra BiDi y sus aplicaciones, las diferencias entre los módulos ópticos SFP BiDi y los módulos ópticos SFP comunes de doble fibra pueden resumirse de la siguiente manera.

Aspecto del contorno - El conector SFP BiDi de fibra única tiene solo un puerto, mientras que el SFP común tiene dos puertos.

Fibra correspondiente - BiDi SFP permite que una sola fibra logre comunicación bidireccional por fibra óptica, mientras que Common SFP necesita dos fibras.

Estructura óptica interna y principio de funcionamiento - BiDi SFP adopta tecnología WDM e integra un acoplador WDM para combinar y separar diferentes longitudes de onda sobre la misma fibra única, mientras que el SFP común no lo hace.

Método de uso - BiDi SFP debe usarse en pares, mientras que SFP común no lo necesita. Por ejemplo, 1000BASE-BX-U (Tx1310nm/Rx1490nm) BiDi SFP debe funcionar con 1000BASE-BX-D (Tx1490nm/Rx1310nm) BiDi SFP.

Distinción de longitud de onda - Todos los BiDi SFP se caracterizan por tener únicamente longitudes de onda monomodo, mientras que los SFP comunes tienen tanto longitudes de onda multimodo ( como el transceptor 1000BASE-SX 850nm ) como longitudes de onda monomodo (como el transceptor 1000BASE-LX/LH 1310nm).

 Figura 5: Conector SFP BiDi frente a conector SFP común

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