Un transceiver o transceptor óptico como su nombre lo dice se trata de un módulo compuesto por una sección transmisora y otra receptora dispuestas dentro de una misma carcaza bajo un circuito compartido usualmente.

Tipos de transceiver

Generalmente existen tres tipos de transceiver que se adaptan a diferentes modos de transmisión:

• Transceiver para telefonía alámbrica
•  Transceiver para tecnología de Radio
•  Transceiver para Fibra Óptica

En este apartado se hará un especial enfoque en los módulos destinados para enlaces ópticos, y se mostrará de forma general la clasificación de acuerdo con la capacidad de transporte y el diseño físico para el cual están destinados.

Transceiver de Fibra Óptica

Los transceiver de fibra óptica son dispositivos diseñados para emplearse en equipos de telecomunicaciones como switches de red, servidores, entre otros.Hay varios tipos de transceiver que se clasifican según la velocidad de transmisión a la cual operan como se aprecia a continuación:

Módulos SFP

Los transceptores SFP son dispositivos capaces de brindar velocidades de transmisión de datos entre los 100 Mbps y los 4 Gbps, con un alcance que varía entre los 500 m y los 100 km.

En la industria se fabrican para conexión con fibras ópticas y cables de cobre monomodo y para patchcord multimodo que permite trabajar con cualquier tipo de cable.

Estos dispositivos obedecen a un acuerdo de fuente múltiple o MSA por lo cual es compatible con los principales estándares de comunicación como:

• Sonet
• Fiber Channel
• Ethernet

Lo que traduce gran capacidad de adaptación con las redes de los diferentes NEM, como se aprecia a continuación se presentan los diferentes tipos de módulos SFP según el alcance para enlaces ethernet de 1Gbps, el alcance para redes 10Gbps y según la velocidad de transmisión.

Clasificación según la velocidad de transmisión

Alcance de transmisión – Corto Alcance

Alcance de Transmisión – Largo Alcance

Módulos CFP

Los transceptores CFP  son dispositivos capaces de alcanzar flujos de transferencia de datos de hasta 100 Gbps a distancias de 1000 km, esto los hace favoritos para uso en redes WAN y redes remotas.

Estos módulos parten de la base del diseño SFP, empleando 10 canales de 10 Gbps que actúan de manera sincronizada, una variable notable a nivel de hardware es su tamaño y peso que es considerable respecto al de otros módulos. También está normalizado bajo un estándar acordado MSA, lo que los hace compatibles con la mayoría de arquitecturas de redes y protocolos de comunicación.

CFP 40Gbps/100Gbps

CFP hace referencia a 100G de factor de forma enchufable, siendo una interfaz de entrada/salida (o E/S) enchufable de ultra alta velocidad. La conexión óptica puede soportar tres variantes de 4 x 10Gbps, 10 x 10Gbps y 4 x 25Gbps.

Los módulos CFP de 100 G incluyen 100GBASE-SR10 CFP para 100 m en MMF, 100GBASE-LR10 CFP y 100GBASE-LR4 CFP para 10 km a través de SMF, y 100GBASE-ER10 CFP y 100GBASE-ER4 CFP para 40 km en SMF. Estos módulos constituyen la mejor alternativa para las aplicaciones en los centros de datos.

Nota:

Los transceptores CFP incorporan en su arquitectura un disipador de calor, lo que hace posible su integración directa en la placa base sin alterar en nada el rendimiento o funcionamiento del sistema. Siempre con la más absoluta estabilidad y seguridad.

CFP2    40Gbps/100Gbps

El módulo CFP2 cuenta con un diseño cuyo tamaño es la mitad del módulo CFP. La interfaz eléctrica del módulo ha sido diseñada para permitir adaptarse a las necesidades del proveedor en torno a varias interfaces. Sin embargo, los CFP2 de 200G y 400G no se están utilizando por el momento.

CFP4    40Gbps/100Gbps

Por su parte el módulo CFP4 tiene el tamaño de la mitad del módulo CFP2 y está diseñado para admitir ópticas Ethernet de fibra monomodo y multimodo. Este dispositivo está provisto de 4 pares eléctricos de E/S de transmisión y recepción x25G, por lo que su velocidad de línea de señalización nominal es de 25 Gbit/s. La interfaz eléctrica está especificada para admitir tanto interfaces de 4 x 25 Gbit/s como de 4 x 10 Gbit/s.

Es un dispositivo destinado para ser utilizados para aplicaciones de Ethernet 40G/100G en telecomunicaciones y otras aplicaciones.

CFP8    400Gbps

El módulo CFP8 cuenta con un factor de forma es similar al del módulo CFP2 [40 mm x 102 mm x 9,5 mm], ofreciendo cuatro veces más ancho de banda que las soluciones de 100 G existentes. Su interfaz eléctrica se ha especificado generalmente para permitir un modo de 16 x 25 Gb/s y 8 x 50 Gb/s. El estandar CFP MSA demostró el factor de forma CFP8 (16 x 25 Gb/s) para 400 Gigabit Ethernet. El transceptor CFP8 de 400 G proporciona a los usuarios de Ethernet una solución de puerto denso y alto rendimiento gracias a su tamaño compacto y bajo consumo de energía. Desde el punto de vista de la densidad del ancho de banda, el módulo CFP8 es ocho veces mayor que el módulo CFP y cuatro veces mayor que el módulo CFP2.

Qué es un OTDR

Un OTDR conocido como reflectómetro óptico en el dominio del tiempo, se trata de un instrumento de fibra óptica empleado para la caracterización, la solución de problemas y el mantenimiento de redes de telecomunicaciones de fibra óptica.

Por lo general estas pruebas se realizan mediante la transmisión y el análisis de la luz láser en forma de pulsos que recorre una fibra óptica en sentido unidireccional.

Dada la información tan detallada que brinda la firma luminosa resultante reflejada o retrodispersada, el OTDR actúa como un sistema de radar óptico y proporciona al usuario información detallada sobre la ubicación y el estado general de los empalmes, las conexiones, los defectos y otras cuestiones de interés.

Funcionamiento

Un equipo OTDR consta de una fuente de diodo láser, un detector de fotodiodos y un circuito temporizador (o base de tiempo) de alta precisión.

El láser emite un pulso de luz con una determinada longitud de onda y este pulso de luz se transmite a lo largo de la fibra sometida a las pruebas. A medida que el pulso de luz se desplaza por la fibra, partes de la luz transmitida se reflejan o refractan, o se retrodispersan por la fibra hacia el fotodetector del OTDR. La intensidad de esta luz de retorno y el tiempo que esta tarda en volver al detector indican el valor de la pérdida (por inserción y reflexión), el tipo y la ubicación de un evento en el enlace de la fibra.

                                 Diagrama de bloques funcional de un equipo OTDR.

Fenómenos que intervienen

Básicamente hay tres fenómenos que se presentan durante el funcionamiento:

Dispersión y retrodispersión de Rayleigh

Consiste en que cuando los fotones de la luz se dispersan por las moléculas del aire, las ondas de luz resultantes visibles en la Tierra se encuentran principalmente en el extremo azul del espectro, porque la luz azul se dispersa de forma más eficaz que la roja.

Cuando se inyecta luz en una fibra, algunos de los fotones de la luz se dispersan en direcciones aleatorias debido a las partículas microscópicas de la fibra. Este fenómeno es la dispersión de Rayleigh. Además, parte de la luz se dispersa en la dirección opuesta a la luz transmitida, lo que se conoce como retrodispersión.

                                 Efecto Rayleigh, Dispersión / Retrodispersión.

Reflexión de Fresnel

La reflexión de Fresnel es un fenómeno que se produce cuando la luz se refleja en el límite de dos materiales transmisores en términos ópticos con distinto índice de refracción. Este límite se puede producir en una unión (conector o empalme mecánico), el extremo de una fibra sin terminación o una rotura.

Medición de red óptica con equipo OTDR.

El fenómeno de reflexión de Fresnel mediante su sistema de ecuaciones es una grandiosa herramienta que permite determinar el tipo, la ubicación y la intesidad de los eventos en las fibras, esto principalmente por eventos como empalmes, roturas, conexiones y terminaciones.

Absorción

Otra propiedad física importante es la absorción, la cual influye enormemente en el rendimiento de la fibra óptica, se trata de las impurezas internas presentes en la fibra ya que estas absorben un pequeño porcentaje de la intensidad de la luz incidente a lo largo del núcleo de la fibra.

Es decir Cuanto mayor es la pureza de la fibra, menor es la absorción, lo que significa que un material de calidad superior generará una menor pérdida de la señal.

Los efectos de la absorción se capturan a través del efecto de retrodispersión, ya que la luz que vuelve a la fuente se absorbe proporcionalmente a la luz incidente.

Funciones de un OTDR

El diagnóstico del estado de las fibras ópticas es primordial cuando se tienen varios empalmes y varias conexiones susceptibles de presentar fallos, dentro de las funciones principales se tienen:

Tipos de OTDR

Generalmente existen 3 tipos de OTDR, cada uno con diferentes modelos y especificaciones.

• OTDR Manual – diseñado para actividades de trabajo en campo y mantenimiento.
• OTDR fijo – Consiste en Sistemas Remotos de Monitoreo de redes de transporte.
• C- OTDR – Especial para cables submarinos.

Especificaciones funcionales

• Tipo de Fibras a medir – monomodo / multimodo.
• Longitudes de onda de prueba-   850, 1310, 1550, 1625nm, etc.
• Rango dinámico (dB)- Perdida máxima del enlace a medir.
• Precisión de pérdida (dB) en eventos, baja zona muerta y detección solo de eventos reales.
• Para medir redes PON:  Detección de splitters en ambos sentidos.
• Módulo para plataforma o compacto portátil.
• Conectividad: WiFi, Ethernet, Bluetooth.
• Capacidad de almacenamiento (GB).