Transponder (OEO) repetidor óptico de fibra para sistema DWDM

Um transponder óptico é um dispositivo óptico-elétrico-óptico (OEO) especializado, usado em sistemas de rede de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM). Sua principal função é receber e transmitir sinais ópticos em diferentes comprimentos de onda. Os transponders ópticos normalmente usam um amplificador óptico semicondutor (SOA) ou um laser como fonte óptica. Na maioria dos casos, eles também incluem um modulador de eletroabsorção (EAM), usado para modular o sinal óptico. Esta publicação apresentará o transponder óptico em detalhes.

O que é transponder óptico (OEO)?

O transponder óptico é um equipamento essencial em sistemas de comunicação óptica. Ele é responsável por converter o sinal óptico em um sinal elétrico, amplificar o sinal elétrico e, em seguida, convertê-lo de volta em um sinal óptico. O transponder óptico também pode estender a distância de transmissão do sinal óptico usando conversão óptico-elétrico-óptico. 

Isso permite que o sinal óptico seja transmitido por distâncias maiores sem perder sua integridade. O transponder óptico também pode converter o sinal óptico de comprimentos de onda ópticos padrão em um sinal óptico CWDM ou DWDM. Os sinais CWDM são menos sensíveis à dispersão do que os sinais ópticos padrão e, portanto, podem ser transmitidos por distâncias maiores. Os sinais DWDM são ainda menos sensíveis à dispersão do que os sinais CWDM e, portanto, podem ser transmitidos por distâncias ainda maiores.

No processo em que o transponder óptico regenera o sinal, ele permite que o sinal óptico seja remodelado, resincronizado e reamplificado. Essa abordagem permite que o transponder óptico monitore, limpe e amplifique o sinal com mais precisão.

Figura 1: Transponder óptico

Por que precisamos de um transponder óptico (OEO) em um sistema WDM?

Em um sistema de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), diferentes dispositivos podem usar diferentes comprimentos de onda de luz. No entanto, às vezes esses diferentes dispositivos precisam se comunicar entre si, e os diferentes comprimentos de onda podem causar incompatibilidades.  Além disso, um transponder óptico (OEO) pode ajudar a resolver essas incompatibilidades convertendo os diferentes comprimentos de onda em um único comprimento de onda que possa atravessar de uma rede de fibra óptica para outra. Isso permite que diferentes dispositivos se comuniquem entre si sem problemas, independentemente dos diferentes padrões entre diferentes redes de fibra. Como resultado, os OEOs são um componente essencial de qualquer sistema WDM. Geralmente, dividimos transponders ópticos em três modelos diferentes dependendo do tipo de conversão

Converter fibra multimodo para monomodo

Entre os dois modos diferentes de fibra óptica, a fibra multimodo é usada para transmissão de curta distância e a fibra monomodo geralmente é usada para transmissão de longa distância. Se precisarmos transmitir dados por distâncias que excedam o limite de distância de transmissão multimodo, ou se precisarmos estabelecer enlaces de transmissão de dados entre dispositivos monomodo e multimodo, então teremos que realizar a conversão de modo; caso contrário, eles não poderão interoperar dados. A imagem a seguir mostra como conectar dois switches à distância por meio de dois transponders ópticos enquanto se converte fibra multimodo em fibra monomodo. Esse modo de conexão geralmente é usado para estender a rede de transporte óptico (OTN) 10G e a rede óptica síncrona (SONET).

Figura 2: Fibra multimodo para monomodo Conversão

Converter fibra dupla em fibra única

A fibra única geralmente opera em redes BiDi, que conseguem usar dois comprimentos de onda diferentes no mesmo filamento de fibra por meio de transmissão bidirecional (BiDi), enquanto a fibra dupla usa o mesmo comprimento de onda em duas fibras diferentes. Ao converter entre fibra dupla e fibra única, você pode usar dois transponders ópticos para realizar a tarefa, ao converter dois switches de fibra dupla de longa distância conectados por dois transponders ópticos. A fibra única BiDi usa dois comprimentos de onda diferentes em uma fibra: a transmissão (Tx) em uma extremidade da fibra e a recepção (Rx) na outra extremidade, e vice-versa.

Figura 3: Conversão de Fibra Dupla para Fibra Única

Converter comprimentos de onda

sistemas de rede. Equipamentos de rede de fibra óptica com interfaces de fibra fixas que usam comprimentos de onda convencionais devem ser convertidos para comprimentos de onda CWDM ou DWDM por meio de um transponder óptico.  Na imagem abaixo, a conversão de comprimento de onda é realizada usando um SFP+ SMF e um módulo óptico SFP+ CWDM de 1530nm, conectando assim o switch 10G ao Mux/Demux CWDM. A rede requer um switch 10G com saída de sinal de 1310nm para um Mux/Demux CWDM com comprimento de onda de 1530nm, conectando assim o switch 10G ao Mux/Demux CWDM. Com este transponder óptico instalado, você pode concluir a conversão de comprimento de onda, pois o sinal pode passar no comprimento de onda necessário. Isso oferece uma maneira muito mais eficiente de operar um sistema WDM, além de ser muito menos caro.

Figura 4: Conversão de diferentes comprimentos de onda

Transponder vs. transceptor e muxponder

Transponders e Transceivers são dispositivos usados para conectar dois tipos diferentes de redes para que possam se comunicar entre si. Um Transceiver é um dispositivo que pode tanto transmitir quanto receber dados, enquanto um Transponder apenas recebe dados. Tanto Transponders quanto Transceivers podem ser usados para converter dados de uma forma para outra. Por exemplo, um Transponder pode ser usado para converter sinais elétricos em sinais ópticos, e um transceiver pode ser usado para converter sinais ópticos para outro comprimento de onda de sinais ópticos. Transceivers são normalmente usados em aplicações de longa distância, enquanto Transponders são normalmente usados em aplicações de curta distância. 

Um Muxponder é um dispositivo que multiplexa (ou combina) vários sinais em um único sinal. Muxponders são semelhantes aos Transceptores, pois ambos podem transmitir e receber dados, mas são projetados especificamente para multiplexar sinais. Muxponders são normalmente usados em aplicações de longa distância, onde vários sinais precisam ser combinados em um único sinal. 

Embora Transponders, Transceivers e Muxponders tenham semelhanças em sua funcionalidade, eles são essencialmente dispositivos diferentes considerando suas finalidades projetadas. Transponders são projetados para aplicações de curta distância, Transceivers são projetados para aplicações de longa distância, e Muxponders são projetados para combinar vários sinais em um único sinal.

Um transponder WDM multirate de 8 portas e quatro canais converte sinais multimodo de 1Gbps ou 10Gbps para comprimentos de onda CWDM/DWDM monomodo, pelo qual a distância máxima do link 1G/10G pode ser estendida. Neste link, apenas o sinal é amplificado e a taxa de dados não muda antes e depois da conversão do sinal.

Figura 5: A Transponder de 8 portas e quatro canais

Transceptores ópticos WDM que contêm módulos transceptores CWDM/DWDM podem ser usados para transmitir e receber sinais ópticos de comprimentos de onda específicos. Eles apenas transmitem o sinal negativamente, sem alterar seu modo, comprimento de onda ou velocidade.

Figura 6: Um módulo óptico DWDM SFP

No caso dos Muxponders de fibra, eles são dispositivos multiprotocolo e multiestágio que consolidam vários tipos diferentes de serviços em uma única fibra. Por exemplo, um Muxponder de 100Gbps com conectores 10x10G SFP+ e 1x100G CFP pode consolidar até 10 padrões separados de sinais 10G em um único sinal 100G.

Figura 7: Muxponder Multiprotocolo Multitaxa 100G

Transponder WDM autônomo ou em placa de linha, qual escolher?

Quando se trata de transponders WDM, há dois tipos principais: autônomos e placas de linha. Transponders autônomos são dispositivos independentes que podem ser montados em rack ou usados em mesa. Transponders em placa de linha, por outro lado, são integrados a placas de linha instaladas em chassis. Então, qual deles você deve escolher?

Há algumas coisas a considerar ao tomar sua decisão. Primeiro, pense na quantidade de espaço que você tem no seu data center. Se você tiver espaço limitado, um transponder de placa de linha pode ser a melhor opção, pois não ocupará tanto espaço quanto um transponder autônomo. Em segundo lugar, considere seu orçamento. Transponders de placa de linha tendem a ser mais baratos do que transponders autônomos do mesmo tamanho. Por fim, pense nas suas necessidades específicas. Se você precisa de maior densidade de portas ou deseja aproveitar recursos avançados, um transponder de placa de linha pode ser a melhor opção. 

Conclusão

Quando se trata de transmitir sinais entre diferentes dispositivos, é preciso considerar se eles são compatíveis entre si e se você precisa de um transponder óptico para conversão de dados. Neste artigo, apresentamos vários transponders ópticos comuns para conversão de dados, incluindo conversão de fibra monomodo para fibra multimodo, conversão de fibra dupla para fibra única e conversão entre diferentes comprimentos de onda. É importante observar que o transponder óptico é responsável apenas por reamplificar, monitorar e limpar o sinal, e a taxa de transmissão não é alterada. Com um transponder óptico, podemos estender a distância de transmissão do link de transmissão óptica. Se quiser saber mais, entre em contato QSFPTEK via [email protected]. Podemos fornecer a você transponders ópticos e uma ampla variedade de módulos ópticos, solicite uma cotação!