martes 16 de octubre de 2018
Revista Innovación Seguridad » Infraestructura » 1 dic 2004

Sistema AMP NETCONNECT XG.

Introducción: Si la historia es un indicador, las aplicaciones de red continuarán demandando altas velocidades. Las nuevas aplicaciones como gráficas de alta resolución y modelamiento científico complejo continúan requiriendo un mayor ancho de banda en el escritorio y en el backbone.


El incremento en el número de aplicaciones de gran ancho de banda, el número de usuarios y el volumen del tráfico de red determina que las antiguas redes LAN Ethernet de 10Mbps y Fast Ethernet de 100Mbps serán reemplazadas por conexiones LAN de mayor velocidad. Las redes Fibre Channel también están migrando a velocidades mayores, y las aplicaciones LAN están evolucionando para cubrir la WAN y aún aplicaciones de acceso como fibra hasta el hogar (FTTH). Los administradores de red deben prever conexiones de muy alta velocidad en las conexiones de backbone.

Muchos usuarios se han cambiado a Gigabit Ethernet (1000 Mbps) para mantener unos niveles de rendimiento aceptables. Mientras que la necesidad de un canal Gigabit al puesto de trabajo puede ser demasiado hoy, la rápida disminución en la diferencia de precios entre Fast Ethernet y Gigabit Ethernet es un argumento efectivo para utilizar Gigabit Ethernet como una póliza económica para asegurarse contra futuros dolores de cabeza por re-cableados. De hecho, el creciente número de conexiones Fast Ethernet ha creado la necesidad de conexiones Gigabit Ethernet en los enlaces de backbone; así que Gigabit Ethernet ha creado la necesidad de 10 Gigabit Ethernet (10.000Mbps).

Diez Gigabit Ethernet (10GBASE-X) provee la solución para las conexiones de backbone de alta velocidad, como una migración natural para ampliar la inversión existente a un costo razonable, y sin la necesidad de re-educar al personal técnico de IT.
El grupo de trabajo IEEE 802.3ae trabajó dos años desarrollando el Estándar para 10 Gigabit Ethernet, publicado en el 2002. Este nuevo estándar brinda la oportunidad de incrementar significativamente el ancho de banda, manteniendo la compatibilidad con los equipos Ethernet instalados.

La conveniencia de un solo tipo de fibra para adaptarse a todas las soluciones es inestimable, y no estaba disponible anteriormente. Tyco Electronics introdujo a comienzos del 2002 el Sistema AMP NETCONNECT XG para proveer un fácil camino de migración de 10Mbps hasta 10Gbps sobre la misma fibra óptica, tanto para el subsistema horizontal como para el de backbone. El Sistema XG (X = 10 y G = Giga) ofrece el gran ancho de banda de los cables y conectores de fibra óptica optimizados para fuentes tipo Láser en la ventana de 850nm.
Este sistema es capaz de transportar aplicaciones de 10Gbps, como Ethernet y Fibre Channel, desde 2 hasta 300m en la ventana de 850nm. Esta nueva fibra soporta también las antiguas aplicaciones como lo hace la fibra estándar 50/125um. Instale este tipo de fibra hoy y utilícela para todos los futuros upgrades.

Historia

Los avances tecnológicos utilizados para aplicaciones como Gigabit Ethernet y ahora 10 Gigabit Ethernet requieren ahora fuentes ópticas más veloces para soportar las altas frecuencias de modulación necesarias para transportar los bits de información, y también requieren las ventajas de los bajos costos de que han hecho de Ethernet la tecnología LAN más popular. El tradicional diodo emisor de luz (LED) puede ser utilizado para aplicaciones hasta de 622Mbps (la salida de esta fuente de luz no es legible a mayores velocidades). Los láser para monomodo, que han estado disponibles por muchos años, son capaces de mayores velocidades pero son mucho más costosos que los LEDs comunes.

Afortunadamente, la industria ha desarrollado una tecnología Láser costo efectiva llamada VCSEL (Láser Emisor de Cavidad Vertical Superficial) para aplicaciones de alta velocidad en longitudes de onda corta (850nm). Por supuesto, las fuentes ópticas son tan buenas como lo permita la fibra con las que se conectan.
Las fibras estándares de 62.5/125um y 50/125um han sido adecuadas para soportar los VCSELs utilizados para Gigabit Ethernet, y para velocidades similares de transmisión en redes LAN. Sin embargo, para tomar ventaja de la tecnología VCSEL de 10Gbps, una fibra óptica de mayor ancho de banda tenía que ser desarrollada. Límites físicos restringían a la fibra de 62.5/125um para lograr anchos de banda de esta magnitud, excepto en raros casos.

La fibra estándar 50/125um ofrece mayor ancho de banda, pero está diseñada con un perfil del índice de refracción que provee un ancho de banda óptimo a 980nm, entregando así un buen ancho de banda tanto a 850nm como a 1300nm (las dos longitudes de onda para redes ópticas multimodo). Esto explica el por qué esta fibra ofrece el mismo ancho de banda en las dos ventanas, típicamente 500 MHz•km. Los modelos matemáticos muestran que 500 MHz•km no son suficientes para poder transportar 10Gbps a 300m. De hecho, ni siquiera 1000 MHz•km ó 1500 MHz•km. Para soportar 10 Gigabit Ethernet y 10 Gigabit Fibre Channel, se requiere un ancho de banda de 2000 MHz•km @ 850nm. Como la fabricación convencional de la fibra 50/125um difícilmente produce una fibra con este ancho de banda, era necesario entonces realizar un cambio.

La fibra óptica 50/125um optimizada para fuentes Láser @ 850nm, es fabricada al realizar pequeños cambios en el perfil del índice de refracción (el índice de refracción del núcleo vs. la posición del núcleo) para proveer el máximo ancho de banda a 850nm en lugar de 980nm. Con este cambio es posible fabricar fibras con el mínimo ancho de banda necesario para soportar aplicaciones de 10Gbps, cubriendo la distancia de los backbones de cableado estructurado internos hasta 300m. Esta fibra, específicamente diseñada para trabajar con VCSEL, fue optimizada para fuentes Láser.
Pero aún eso no fue suficiente. La medición tradicional del ancho de banda, utilizando una emisión de sobrellenado (OFL), no aseguraba que una fibra con 2000MHz•km pudiera soportar las aplicaciones de 10Gbps. Dado que las fuentes VCSEL sólo llenan parcialmente el núcleo de la fibra con luz, es mucho más susceptible a las perturbaciones en el perfil del índice de refracción. Estas perturbaciones, como consecuencia del proceso de manufactura, son más críticas en la línea central de la fibra (en el centro del núcleo) donde el VCSEL emite el haz de luz. En lugar de utilizar el OFL, se desarrolló un método de medición basado en la emisión cercana a la de un Láser y compensando la distribución de la luz en el núcleo. Ahora, es fácil determinar la capacidad de una fibra para soportar aplicaciones de 10Gbps a una distancia de 300m.

Esta fibra, llamada Fibra Óptica Multimodo Optimizada para Fuentes Láser @ 850nm, está disponible para implementar las redes ópticas de hoy y del mañana.

¿Por qué una fibra optimizada Láser 50/125um?

En una palabra, la respuesta es “compatibilidad”. Esta fibra, con un ancho de banda Láser de 2000 MHz•km @ 850nm cumple con los requisitos de desempeño óptico de los nuevos estándares basados en fuentes Láser, y soporta los sistemas anteriores que utilizan LEDs. Además, este tipo de fibra soportará las necesidades de las redes de hoy (Ethernet, Token Ring, Fibre Channel, FDDI, Fast Ethernet, etc.), del mañana (Gigabit Ethernet, 2 Gigabit Fibre Channel, etc.) y de próxima generación (10 Gigabit Ethernet y 10 Gigabit Fibre Channel). Adicionalmente, esta fibra es compatible con las fuentes de 850nm (las fuentes ópticas de menor costo!) y la electrónica asociada (ver tablas 1 y 2). Ahora ya no hay que seleccionar entre una electrónica de alto costo o tener que re-cablear las instalaciones a medida que se migra a velocidades de transmisión mayores.
Las fibras del Sistema XG son seleccionadas para asegurar una transmisión de luz Láser limpia, manteniendo su transmisión de luz LED igualmente limpia. De hecho, las fibras XG ofrecen un ancho de banda OFL muy alto (mínimo 1500/500 MHz•km @ 850nm/1300nm), suficiente para las aplicaciones actuales que requieren un ancho de banda de 500/500 MHz•km (o menos). Adicionalmente, el gran ancho de banda @ 850nm provee mayores distancias para Gigabit Ethernet – hasta 900 metros!

Observando la tabla 1, las distancias para Gigabit Ethernet 1000BASE-SX con fibra 62.5/125 @ 850nm son muy cortas para un backbone de 300m o para CNA. En el caso que se requiera utilizar esta fibra para mayores distancias, es necesario comprar los costosos equipos 1000BASE-LX (típicamente usados con fibra monomodo @ 1310nm), y conectarlos al enlace utilizando Patch Cord Especiales (Acondicionadores de Modo) para poder inyectar el haz de luz Láser dentro del núcleo de la fibra multimodo. Las limitaciones de distancia son aún más severas a velocidades de 10Gbps, siendo esta fibra insuficiente para el subsistema horizontal (90m) según se muestra en la tabla 2 (10GBASE-SR: transmisión serial @ 850nm con una fuente VCSEL).

La fibra estándar 50/125um puede soportar Gigabit Ethernet en los enlaces horizontales, CNA y de backbone internos instalados en la actualidad; pero las limitaciones de distancia para 10Gbps significarían utilizar fibra monomodo (y el alto costo asociado de la electrónica), o utilizar la fibra optimizada Láser 50/125um para cubrir los 300m. El Sistema AMP NETCONNECT XG soporta las aplicaciones de 10Gbps tanto para el subsistema horizontal (canal de 100m) como también para la arquitectura de red centralizada (CNA) y el backbone interno de 300m.

Finalmente hay que tener en cuenta que el estándar del grupo de trabajo IEEE 802.3ae también hace posible utilizar la base instalada de fibra óptica para transportar 10Gbps cubriendo los 300m de distancia. La implementación a utilizar sería 10GBASE-LX4 @ 1300nm. ¿Cuál es la diferencia? Esta implementación utiliza una técnica de transmisión llamada WWDM mediante la cual se transmite la información utilizando 4 fuentes de luz (cada una operando a 2.5Gbps), y sobre un mismo hilo de fibra óptica tradicional, para lograr 4 x 2.5= 10Gbps. Entonces, ¿para que una nueva fibra? La respuesta está en los costos: la electrónica óptica 10GBASE-LX4 es muchísimo más compleja y costosa (más aún que la electrónica 10Gbps para fibra monomodo), debido a las 4 fuentes Láser, los 4 filtros ópticos y el MUX/DEMUX, etc., que requiere el equipo activo para su correcto funcionamiento.
¿Por qué no sólo comprar una fibra
con mayor ancho de banda?
El ancho de banda especificado en las fichas técnicas de las fibras estándar es para fuentes LED (medición OFL). Para las aplicaciones donde sólo se usan las fuentes LED, un mayor ancho de banda puede, dependiendo de la aplicación, soportar mayores niveles de rendimiento.

Sin embargo, el valor del ancho de banda LED no es un buen parámetro base para predecir el comportamiento con fuentes Láser. La medición OFL minimiza el impacto del perfil del índice de refracción en la línea central del núcleo; esta forma de medida puede no indicar un problema que las fuentes tipo Láser podrían experimentar. De acuerdo con esto, un gran ancho de banda LED no significa rendimiento Láser. De hecho, muchas fibras instaladas tienen menor ancho de banda Láser que OFL. Otro factor a considerar es el costo. Las fibras con mayor ancho de banda LED son seccionadas por el distribuidor y conllevan un costo premium. Esto puede resultar en un cable más costoso que no proveerá un rendimiento Láser mejor que el de la fibra convencional. También vale la pena mencionar que los estándares no garantizan un rendimiento mejor que aquél mostrado en las tablas 1 y 2 para fibras con mayores anchos de banda LED.

La mejor forma de asegurar que la fibra soportará las aplicaciones LED de ayer y hoy, y que además soportará las altas velocidades de transmisión de las aplicaciones basadas en Láser de hoy del mañana, es comprar e instalar la fibra óptica 50/125um optimizada para fuentes Láser.

El ancho de banda Láser es certificado utilizando un procedimiento de medición Láser, asegurando su compatibilidad con transceivers VCSEL, que además fue desarrollado en cooperación con los fabricantes de fuentes ópticas VCSEL para asegurar de esta forma la funcionalidad de las redes ópticas de 10Gbps.

Conclusión

Los avances en la tecnología de las fuentes y fibras ópticas han producido grandes velocidades de transmisión nunca imaginadas. La tecnología LAN más veloz basada en láser @ 850nm, 10Gbps, impone severas limitaciones en la utilización de la fibra estándar 62.5/125 um, la cual no puede transportar esta tecnología en los 90m del subsistema horizontal. Similarmente, aunque la fibra estándar 50/125um tiene un mayor ancho de banda @ 850nm y por lo tanto puede lograr enlaces de mayor distancia (más del doble para 1 GbE), no es suficiente para cubrir los 300m de CNA y de backbone interno a velocidades de 10Gbps.
El Sistema AMP NETCONNECT XG provee la mejor opción para una infraestructura de cableado “a prueba de futuro”, y cumple con los estándares ANSI/TIA/EIA 568B.3-1 (fibra TIA 492AAAC) e ISO/IEC 11801 2° Edición (fibra tipo OM-3).

Esta fibra no sólo trabaja bien con los componentes basados en LED disponibles hoy en día, sino también provee un fácil camino de migración hacia las tecnologías basadas en Láser, convirtiéndola en la mejor opción para transportar aplicaciones de 10Mbps hasta 10Gbps (300m); cubriendo el subsistema horizontal, CNA y backbone interno.
Planifique con anterioridad! Recuerde que la inversión en el Sistema AMP NETCONNECT XG se verá rápidamente recuperada cuando vaya a migrar a 10Gbps, pues la inversión en los equipos activos será muchísimo menor (10GBASE-SR @ 850nm), comparada con los costosos de los equipos requeridos (10GBASE-LX4 @ 1310nm) si la fibra instalada fuera la tradicional.

Componentes del Sistema AMP Netconnect XG
Línea completa de Cables XG

• Interconexión, Distribución, INT/EXT, OSP – dieléctricos y armados • OFNR, OFNP y LSZH • Cables híbridos
Línea completa de Conectores XG
• No-epoxy, No-polish LightCrimp Plus SC y MT-RJ • No-epoxy, Polish LightCrimp SC y ST • Epoxy, Polish SC, LC y ST • Compatibles con todos los faceplates y bandejas de fibra AMP NETCONNECT
Línea completa de Patch Cords
• MT-RJ, SC y LC en longitudes estándar y personalizadas • Híbridos: MT-RJ/SC, MT-RJ/LC, SC/LC

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