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Serie 101: ¿Qué es el ancho de banda modal?

Mark Mullins

A menudo, cuando oímos el término “ancho de banda” pensamos en la cantidad de datos que se pueden enviar a través de un enlace de fibra. Pero cuando analizamos las especificaciones de fibra, normalmente vemos una especificación para el ancho de banda modal, o ancho de banda modal (EMB) eficaz. Esta característica clave de la fibra multimodo se refiere a la cantidad de datos que una fibra específica puede transmitir en una longitud de onda determinada, y depende de otra característica: retraso en el modo diferencial.

En esta serie 101 de crónicas de cableado, vamos a tratar de hacer un poco de sentido del ancho de banda modal.

Dependiente de DMD

EMB se mide como megahercio sobre 1 kilómetro, expresado como MHz*km. Una fibra de 200 MHz*km puede mover 200 MHz de datos hasta un kilómetro. Y funciona viceversa: una fibra de 200 MHz*km también puede definirse como trasladar 100 MHz de datos de hasta dos kilómetros. Así que un EMB más alto admite la transmisión en una velocidad dada sobre distancias más largas. Por ejemplo, la fibra OM3 tiene un EMB de 2000 MHz*km mientras que OM4 tiene un EMB de 4700 MHz*km. Esto tiene sentido ya que OM3 solo puede admitir 10 gig de hasta 300 m, mientras que la fibra OM4 puede admitir gig a 10 550m. Es importante notar que el ancho de banda modal no es algo que se puede comprobar en el campo, es un requisito basado en normas y la calificación se encuentra en la hoja de especificaciones de un proveedor.

Perfil de índice de evaluación de fibra multimodoEl ancho de banda modal depende del retraso en el modo diferencial de una fibra, o DMD, que es el factor de limitación de ancho de banda primario de fibra multimodo. Cuando varios modos de luz viajan a través de una fibra multimodo, algunos viajan por el centro, mientras que otros viajan a lo largo de los caminos más cerca de la interfaz de revestimiento de núcleo. Ésos que viajan en el borde exterior se refieren como modos más altos de orden, mientras que ésos cerca del centro de la base son modos más bajos de orden. Los modos más altos y más bajos del orden viajan en diversas velocidades, y DMD es la diferencia en tiempo del recorrido. Cuanto más pequeño sea el DMD, menos se extienden los pulsos de luz a lo largo del tiempo y el ancho de banda es más alto.

Para limitar DMD, la fibra multimodo de hoy está diseñada con un perfil de índice de fibra evaluada que crea una vía parabólica (es decir, curva simétrica). Esto permite que los modos de orden inferior recorran la distancia más corta cerca del núcleo de la fibra para recorrer más despacio, y los modos de orden más altos que recorren distancias más largas cerca del borde del núcleo para recorrer más rápido. Esto minimiza los retrasos de tiempo entre pulsos, así disminuyendo DMD y permitiendo un mayor ancho de banda.

Existen dos opciones compatibles con las normas para comprobar el ancho de banda modal: el método minEMB y el método de máscara DMD. Incluso mejor es cuando los fabricantes de fibra confían en ambos métodos.

El secreto de Min

Mientras que DMD impacta ancho de banda, el rendimiento general de la fibra es también una función de las fuentes de luz del transceptor. Con velocidades más altas vino un cambio de las fuentes de luz más lentas y más anchas de LED que inundaron un núcleo de la fibra a las fuentes de luz basadas en láser más altas de la velocidad tales como láseres de superficie de emisión de cavidad vertical (VCSEL) que emiten un haz de luz mucho más estrecho. Sin embargo, las normas que cumplen con VCSEL incluyen una gama donde algunos láseres podrían concentrar energía más hacia el centro del núcleo de la fibra que otros, que da lugar a diversos resultados de ancho de banda en la misma fibra. De hecho, existen 10 diferentes fuentes de VCSEL definidas por las normas de TIA para representar el rango de características de potencia de salida permitidas.

Para resolver este problema, algunos fabricantes de fibra utilizan una medición minEMBc que se calcula utilizando cálculos DMD para las diez de las diferentes opciones de VCSEL, con el resultado más bajo proporcionando el rendimiento mínimo. Según algunos fabricantes de fibra, esto garantiza rendimiento sobre la gama entera de los transmisores que cumplen con las normas, y por lo tanto se considera una representación mucho mejor del ancho de banda que solo contemplar DMD, que no tiene en cuenta varias características de VCSEL.

Detrás de la máscara

Otras manufacturas de fibra creen firmemente que el método de máscara DMD es una mejor manera de calcular el rendimiento de una fibra. Mientras que tanto minEMB y el método de máscara DMD dependen de las mediciones de DMD, es la forma en que se usa esa medición que es la diferencia.

El método de la máscara DMD compara los resultados de comprobación DMD con un juego de especificaciones, denominadas plantillas o máscaras para determinar si la fibra controla efectivamente la dispersión modal, sobre la cual depende el rendimiento verdadero. Para cumplir con el objetivo de EMB para un tipo específico de fibra, la fibra debe ajustarse a una de las máscaras DMD. Según las normas, una fibra que satisface cualquiera de las máscaras para ese tipo de fibra cumplirá el EMB mínimo requerido.


 
 
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