La traduzione della lunghezza d'onda utilizzando i ricetrasmettitori SFP consente l'estensione dell'ottica

Sistemi fotonici BTI, Ottawa, Canada

La traduzione della lunghezza d'onda (WT) ottico-elettrico-ottico (OEO) basata su ricetrasmettitori SFP (Small Form-Factor Pluggable) sta incontrando un crescente interesse per le applicazioni di rete ottica metropolitana. Fornisce una soluzione flessibile ed economica quando si interfaccia con apparecchiature ottiche preesistenti che non supportano le lunghezze d'onda dell'Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU). Il WT migliora le prestazioni dei sistemi ottici modificando la lunghezza d'onda operativa del segnale ottico in entrata in una lunghezza d'onda che consente una portata più lunga attraverso un'attenuazione inferiore o una minore penalità di dispersione.

Oltre ad essere indipendente dal protocollo, WT offre l'opportunità di implementare una sorgente ottica con una larghezza di linea più ridotta, estendendo il collegamento ottico attraverso una migliore gestione della dispersione. Ciò è particolarmente utile per i sistemi a velocità più elevata, come OC-48 in esecuzione su sistemi a 1300 nm, che richiedono l'estensione del collegamento. I segnali di comunicazione dati a 850 nm che funzionano su fibra multimodale possono trarre vantaggio anche dal WT che consente al sistema di funzionare su fibra monomodale a 1550 nm, eliminando la dispersione multimodale.

Il componente principale che ha reso possibile il WT è il ricetrasmettitore SFP costituito da un trasmettitore, un ricevitore e un microcontrollore. Il modulo trasmettitore è costituito da un laser e da un circuito di azionamento laser che può includere un dispositivo di raffreddamento termoelettrico (TEC). Il laser potrebbe essere: un laser non raffreddato, monomodale, a feedback distribuito (DFB) con la lunghezza d'onda centrale ovunque nell'intervallo compreso tra 1480 nm e 1580 nm (tipicamente a 1550 nm); un multiplexing a divisione di lunghezza d'onda grossolana (CWDM), lunghezza d'onda della griglia ITU, laser DFB raffreddato a una lunghezza d'onda il cui picco è centrato a una spaziatura di 100 GHz sulla griglia ITU; un laser multimodale Fabry-Perot (FP) da 1310 nm; o un laser multimodale a emissione superficiale a cavità verticale da 850 nm (VCSEL).

Il ricevitore è un modulo basato su PIN o APD, a seconda del budget di collegamento, con un amplificatore a transimpedenza (TIA) e un postamplificatore limitatore. La portata del collegamento raggiungibile dopo il WT è una funzione sia del trasmettitore che del ricevitore e può essere breve (fino a 10 km), intermedia (fino a 60 km), lunga (fino a 100 km) o a portata estesa (fino a 160 km). ).

Oggi, la maggior parte dei ricetrasmettitori SFP rispetta un accordo multi-source (MSA) firmato da molti fornitori per garantire la conformità e l'intercambiabilità dei moduli. Questi ricetrasmettitori offrono moduli sostituibili a caldo che utilizzano singole fonti di alimentazione da 3,3 V per ridurre al minimo il consumo energetico.

Il ricetrasmettitore SFP riceve un segnale ottico codificato senza ritorno a zero (NRZ) e lo converte in un segnale elettrico compatibile CML (logica in modalità corrente) a basso rumore o LVPECL (logica con accoppiamento di emettitore con riferimento positivo a bassa tensione). Il trasmettitore è compatibile con i livelli di dati di ingresso CML o LVPECL. I ricetrasmettitori SFP sono incorporati con una funzione diagnostica digitale per segnalare lo stato del trasmettitore e del ricevitore. Possono essere utilizzati per velocità dati da 50 MHz a 2,7 GHz e supportano SONET, Gigabit Ethernet e Fibre Channel oltre ai prodotti datacom. Un ricetrasmettitore SFP per comunicazioni dati deve soddisfare lo standard IEEE (Gigabit Ethernet 802.3) o le specifiche FC-PI Fibre Channel dell'American National Standards Institute (ANSI). I ricetrasmettitori SFP con protocollo SONET devono soddisfare i requisiti di qualificazione Telcordia.

La Figura 1 mostra un diagramma a blocchi WT utilizzato per convertire un segnale TDM da 850 nm in un segnale da 1550 nm per la trasmissione a un sito remoto. Il segnale da 850 nm potrebbe essere un segnale dati da 1 Gb/s su fibra multimodale da 200 MHz-km che deve essere inviato a un altro sito di rete a chilometri di distanza. La conversione a 850 nm può avvenire in un segnale TDM a 1550 nm, una lunghezza d'onda CWDM o una lunghezza d'onda DWDM (multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa) sulla ITUgrid. La scelta del sistema è una questione di distanza tra i siti, bit rate e considerazioni di budget.

La traduzione e la rigenerazione della lunghezza d'onda trovano applicazioni nelle estensioni dei collegamenti per superare le limitazioni di perdita e dispersione negli aggiornamenti della rete. Ad esempio, una rete legacy da 1310 nm può essere convertita in una rete DWDM che migliorerebbe la capacità di collegamento e la gestione della rete senza ricorrere alle spese del multiplexing elettrico e della trasmissione di segnali con bit rate più elevato. La capacità del collegamento viene aumentata convertendo molti segnali da 1310 nm in fibre diverse in un numero corrispondente di canali DWDM da 1550 nm, ciascuno funzionante al bitrate del segnale originale, che potrebbe essere multiplexato otticamente in una singola fibra e gestito utilizzando le tecnologie attuali come quelle riconfigurabili aggiungi/rilascia multiplexer (ROADM).