domingo, 30 de mayo de 2010

Grandes avances en cables de fibra óptica. Hasta 10 veces más rápidos

Como suele ocurrir con toda tecnología, la fibra óptica sigue avanzando y cada vez se consiguen desarrollar cables más rápidos y que son capaces de transmitir más cantidad de datos en menor tiempo. En esta ocasión los laboratorios R&D de KDDI (compañía japonesa de telecomunicaciones), junto con el Instituto Nacional de Tecnología en Información y Comunicaciones (NICT) presentaron un nuevo cable de fibra capaz de transmitir datos 10 veces más rápido que los anteriores.

Concretamente este cable es capaz de transmitir hasta 30Tbits por segundo (la actual sólo maneja 3Terabits por segundo), lo que significa que se podrían transmitir unos 720DVDs de vídeo de dos horas en tan sólo un segundo. Las pruebas se realizaron a una distancia de unos 240 kilómetros con unos resultados realmente interesantes. Ahora habrá que esperar hasta 2012 que es cuando KDDI espera poder comercializarlo, aunque seguramente tardará más tiempo en llegar a otros mercados diferentes al país nipón.

Según los estudios realizados conectar las principales ciudades japonesas con este tipo de cable costaría 210 millones de dólares (unos 148 millones de euros), una inversión importante, pero teniendo en cuenta los avances que se hacen en Japón seguramente no se lo piensen mucho antes de sustituir los cables actuales por este nuevo modelo. ¿Pasará algo similar en Europa? Suponemos que sí, pero a un ritmo mucho más lento y todavía más lento si pensamos en España.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

Avances en la Tecnología de Fibra Optica, DWDM.

Worldcom y Optisphere Networks (subsidiaria de Siemens) anunciaron hace unos dias haber alcanzado la increible velocidad de 3.2 terabits por segundo en una sola fibra, para que os hagais una idea 3.2 terabits por segundo equivalen a 41 millones de llamadas telefonicas simultaneas. La tecnología empleada es conocida como Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), lo que hace es multiplicar la capacidad de una fibra dividiendo la luz entre distintos canales separados. Las redes opticas operativas de mayor capacidad alcanzan velocidades de 10 gigabits por segundo, cuatro veces menos que las redes DWDM...

Lamentablemente mucho tendremos que esperar para notar en nuestras conexiones esta tecnología, sobre todo porque los grandes carriers no parecen tener la intención de apliar la capacidad de sus redes cuando todavía no tienen necesidad real y las tecnologías de banda ancha como el streaming no estan suficientemente desarrolladas para sacar provecho del DWDM.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

Nanotecnología puede crear una red de Internet basada en energía solar.

Unos investigadores de Canadá han demostrado que se puede utilizar la nanotecnología para conseguir un Internet de máxima potencia basado en la potencia de luz. Este descubrimiento podría llevar a una red 100 veces más rápida que la actual.

En un estudio publicado este mes en Nano Letter, el Professor Ted Sargent y compañeros explican el uso de un láser para dirigir a otro con un exactitud sin precedentes, condición necesaria dentro de redes futurísticas de fibra de óptica. "Este descubrimiento enseña como la nanotecnología es capaz de diseñar y crear materiales hechos a mediad a partir de una molécula" según Profesor Sargent.

Hasta ahora investigadores ingenieros no han podido hacer realidad la capacidad de la luz de controlar luz. La imposibilidad de hacer que materiales realicen su potencial teorética se conoce dentro del campo de óptica molecular no-linear como la brecha cuántica "Kuzyk" (Kuzyk quantam gap). "Hasta ahora los materiales moleculares utilizados para cambiar señales de luz con luz han sido más débiles que la teoría física decía que debían ser. Con estos últimos descubrimientos, por primera vez la capacidad de procesar señales que contienen datos por medio de la luz está a nuestro alcance" según Sargent.

Para superar la brecha Kuzyk, dos profesores de la Universidad de Carleton diseñaron una sustancia que combinaba buckyballs con un tipo de polímero. Esta combinación logró crear una capa clara y lisa, diseñada para lograr que las partículas de luz captase la trayectoria de otras partículas.

Luego Sargent y su compañero de la Universidad de Toronto, Qiying Chen, estudiaron las propiedades ópticas de esta nueva sustancia híbrida. Descubrieron que la sustancia era capaz de procesar datos transportados en ondas de telecomunicaciones – los colores infla-rojos de luz utilizados en cables de fibra de óptica. En este sentido, se acercaron más que nunca a lo que según la física mecánica cuantitativa, es posible. Según Sargent, un sistema futuro basado en la comunicación vía fibra óptica podría enviar señales por la red global en un pico-segundo, resultando en un Internet 100 veces más rápido que el actual.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

Propiedades Opticas

Dan lugar a la clasificación según el índice de refracción y la apertura numérica.

Perfil de índice de refracción

Es la variación índice conforme nos movemos en la sección transversal de la fibra óptica, es decir a lo largo del diámetro. Se tiene al índice escalón e índice gradual.

Fibras de índice escalón o también llamadas salto de índice (SI), son aquellas en las que al movernos sobre el diámetro AB, el índice de refracción toma un valor constante n2 desde el punto A hasta el punto donde termina el revestimiento y empieza el núcleo. En ese punto se produce un salto con un valor n1 > n2 donde también es constante a lo largo de todo el núcleo. Este tipo de perfil es utilizado en las fibras monomodo.

En las fibras de índice escalón multimodo la dispersión del haz de luz ocasionado por retardo de los distintos caminos de los modos de propagación, limita en ancho de banda.

Fibras de índice gradual.- El índice de refracción n2 es constante en el revestimiento, pero en el núcleo varía gradualmente (en forma parabólica) y se tiene un máximo en el centro del núcleo. Este tipo de perfil es utilizado en las fibras multimodo pues disminuye la dispersión de las señales al variar la velocidad para las distintas longitudes de los caminos en el centro y próximos a la frontera.








Apertura Numérica (NA).- Es un parámetro que da idea de la cantidad de luz que puede ser guiada por una fibra óptica. Por lo tanto cuanto mayor es la magnitud de la apertura numérica de una fibra, mayor es la cantidad de luz que puede guiar o lo que es lo mismo, mas cantidad de luz es capaz de aceptar en su núcleo.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

Chips de integración fotónica a 100 Gb/s

Infinera está acelerando sus planes de desarrollo de sistemas ópticos de próxima generación para aprovechar las tendencias detectadas en el mercado y los avances tecnológicos en el desarrollo de productos. El nuevo programa de producto incorpora planes para la comercialización de sistemas basados en la transmisión coherente a 100 Gigabits por segundo (100G) para el año 2012 a fin de dar respuesta, y contribuir a su dinamización, al crecimiento de la demanda del mercado de redes ópticas ofreciendo 8 Terabits por segundo (Tb/s) de capacidad por fibra.

Los nuevos sistemas 100G estarán basados en los circuitos fotónicos integrados (PICs) de última generación de Infinera, que integran las funcionalidades de centenares de dispositivos para conseguir una capacidad óptica de 500 Gb/s en tan sólo un par de chips (los PICs 500G). Estos sistemas están diseñados para utilizar la detección coherente, con lo que logran un sistema óptico de alcance de "distancia ultra larga", capacidad de 8 Tb/s por fibra y el ahorro de costes que permite la integración fotónica.

Infinera además prevé añadir capacidades coherentes basadas en dispositivos no-PIC en su sistema DTN para el año 2011, a fin de resolver las necesidades de aquellos clientes que necesitan una solución de 40 Gigabits por segundo (40G).

El equipo de desarrollo de producto ha estado trabajando en soluciones tanto de 40G como de 100G, incluyendo las tecnologías de base fundamentales, ópticas y electrónicas. El reciente logro de una serie de hitos de ingeniería como ha sido conseguir hace poco la transmisión de una señal de 100G a través de una fibra de 1.600 kms de distancia empleando tecnología de modulación coherente ha motivado que Infinera acelere su calendario de proyecto para la solución de 100G . La compañía considera que esta demostración es la prueba de que un sistema 100G de Infinera basado en los PICs 500G exclusivos de esta empresa será capaz de cumplir con los requisitos de alcance de ultra larga distancia, y aumentar de manera muy significativa la capacidad de la fibra con un coste por bit más reducido.

Se espera que la demanda de 40G sea limitada, pero cree que las soluciones 40G van a ser necesarias a corto plazo para aplicaciones donde se necesite capacidad adicional de transmisión por fibra óptica, como puede ocurrir en despliegues terrestres y submarinos. Para cubrir estas necesidades, Infinera ofrecerá el año próximo capacidad de 40G en su DTN. Las redes 40G de Infinera ofrecerán todas las ventajas de la inteligencia digital de Infinera, así como una transición transparente a partir de las redes actuales 10G.

Infinera considera que su plan de desarrollo de producto, incluyendo sus redes 40G y 100G, ofrece a sus clientes la mejor hoja de ruta del sector para adaptarse a las necesidades futuras. Para los clientes de Infinera un fuerte crecimiento del ancho de banda supone el reto de expandir sus propias redes y a la vez optimizar al máximo su rentabilidad en un marco general de descenso de los precios de los servicios de telecomunicaciones. Esta nueva familia de productos de Infinera trata de facilitar a los proveedores de servicios una expansión rápida y económica de sus redes, contando con que los ahorros de costes que ofrecen los PICs de 500G les ayudarán a mejorar sus resultados.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

POF: Excelente futuro para fibras robustas

Fibra Óptica de Polímero en el coche, en la industria – y ahora en los hogares. Los responsables de las tomas de decisiones en las empresas de telecomunicaciones, la industria de la construcción, instaladores y personas a nivel particular están descubriendo las ventajas de este medio de transmisión para cableado multimedia tan económico y al mismo tiempo fuerte y resistente.

Después de que la Fibra Óptica de Polímero - abreviado POF – haya sido utilizada durante años de forma fiable en la industria de automoción para aplicaciones especiales, pero ha pasado inadvertida para la gran mayoría, se han reconocido ahora sus ventajas para el cableado en los hogares. Se espera una gran demanda del Triple Play, la oferta de los tres servicios - teléfono, Internet y televisión – a través de una sola conexión. Los operadores de red están proporcionando cada vez más ancho de banda en los hogares para transportar estos servicios. ¿Pero cómo puede continuar esto? Más del 95 por ciento de los hogares existentes no tienen conexiones multimedia en todas las habitaciones de la casa. Los conductos de instalación para líneas telefónicas son a menudo demasiado estrechos para permitir la introducción de cables de datos de cobre adicionales y los sistemas de WLAN y Powerline son demasiado sensibles a la interferencia externa para llevar contenido multimedia.

POF es una alternativa única para poder tener disponible los servicios de Triple Play en todas las habitaciones de una casa. POF es muy fácil de instalar por vías existentes posterior a la construcción de la vivienda ya que la fibra no es conductora de electricidad y puede ser introducida en conductos eléctricos sin ningún peligro. Es puramente una transmisión óptica. Un rayo de esperanza para los propietarios, instaladores y empresas de telecomunicaciones que necesitan llevar sus servicios a los clientes. No es por tanto casualidad que Swisscom, la mayor operadora de telecomunicaciones en Suiza, haya estado también utilizando POF desde finales de 2006.

Fibraoptica2-1POF frente al cobre y la fibra convencional - muchas ventajas

La mayor ventaja de POF comparado con el cobre reside en sus escasas necesidades de espacio pero con similar rendimiento de transmisión. Al igual que un cable de fibra de vidrio, éste no plantea ningún problema con respeto a EMC. No obstante, comparado con el vidrio, el polímero posee ventajas muy prácticas, ante todo porque éste es más maleable. Solo tiene que comparar la moldeabilidad del Plexiglas™ con el cristal de una ventana. Por lo tanto, el POF soporta radios de curvatura menores y es más resistente a un tratamiento duro e incorrecto que los cables de fibra óptica.

El diámetro de la fibra, mucho más grande en comparación con la fibra óptica, proporciona más tolerancia en los interfaces. Así, el POF puede ser convertido en cable, pulido y montado más fácilmente. Éste a cambio reduce los gastos de instalación y mantenimiento. Sin embargo deben tenerse en cuenta las características ópticas. El POF es por tanto un cableado apropiado para el hogar y para instalaciones industriales, pero no para enlaces a larga distancia o anchos de banda elevados.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

Tipos de Fibra Optica

a) Fibras multimodo de índice escalonado.

Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado.


Si se considera un rayo luminoso que se propaga siguiendo el eje de la fibra y un rayo luminoso que debe avanzar por sucesivas reflexiones, ni que decir tiene que a la llegada, esta segunda señal acusará un retardo, que será tanto más apreciable cuanto más larga sea la fibra óptica. Esta dispersión es la principal limitación de las fibras multimodo de índice escalonado. Su utilización a menudo se limita a la transmisión de información a cortas distancias, algunas decenas de metros y flujos poco elevados. Su principal ventaja reside en el precio más económico.

b) Fibras multimodo de índice de gradiente gradual.

Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.

La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de tamaño 62,5/125 m (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta) está normalizado, pero se pueden encontrar otros tipos de fibras:

- multimodo de índice escalonado 100/140 m.

-multimodo de índice de gradiente gradual 50/125 m

- multimodo de índice de gradiente gradual 85/125 m.

c) Fibras monomodo

Potencialmente, este último tipo de fibra ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. El dibujo muestra que sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único ). Son fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 8 m. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de las fibras monomodo, ya que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan dificultades de conexión que aún se dominan mal.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

USB por Fibra Optica

Intel quiere sustituir el popular USB por fibra óptica para conectar entre sí distintos aparatos con el ordenador. La tecnología se llama Light Peak y, según la compañía, ya ha recibido el apoyo de Sony.

Pero para que esta nueva tecnología se convierta de verdad en el sustituto del USB hace falta un consenso de la industria para lanzarlo como estándar. Para hacer migrar a los consumidores al "ecosistema Light Peak", en palabras de Intel, se necesita fijarlo como estándar. La dificultad, por el momento, parece más comercial que tecnológica.

La noticia coincide con el anuncio de mejoras en el sistema USB. La nueva versión USB 3.0 transfiere 5 gigabits por segundo, una velocidad 10 veces superior a los modelos actuales. Light Peak emplea una circuitería que permite trabajar con distintos protocolos de comunicación a la vez lo que le permitiría convertirse en un conector universal, desplazando las actuales y diferentes tecnologías destinadas a esta tarea.

Según Intel, el próximo año podría haber un modelo que trabajara a 10Gbps pero eso sólo sería el inicio. En la próxima década podría alcanzar velocidades diez veces mayores. El apoyo de Sony es significativo al tratarse de un fabricante de muy distintos aparatos, desde televisores a ordenadores. Pero la demostración realizada la semana pasada por Intel se hizo, según Cnet, con un ordenador equipado con el sistema operativo de Apple, otro actor influyente en este mercado con aparatos tan populares como el iPod y el iPhone.

El foro de desarrollo de USB está atento al movimiento de Intel pero no ve su propuesta como el asesino del USB 3.0. Un problema es el mayor coste de esta tecnología. Los fotones de la fibra óptica transportan los bits de información más rápidamente que los electrones. Para largas distancias es una tecnología imbatible, pero para las cortas resultan más baratos los electrones. Añádase a este dato el hecho de que en el mundo hay miles de millones de USB y sustituirlos no es una cuestión de días.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2

Sistema óptico y de cobre que permite 12 canales de 10 Gbps de datos

El sistema de interconexión óptico y de cobre iPass+™ con canal de alta velocidad (HSC) y CXP enchufable que acaba de lanzar al mercado Molex Incorporated, permite doce canales de 10 Gbps de datos, para alcanzar hasta 120 Gbps de ancho de banda.

El iPass+ CXP permite opciones de conexión directas por cobre y ópticas a la vez para el mismo puerto del sistema, por lo que aumenta la flexibilidad del hardware para los usuarios finales. Este innovador sistema de tarjeta de acceso doble fue adoptado como la especificación de arquitectura InfiniBand* vol. 2 Release 1.2.1; anexo A6 de septiembre de 2009.
"El sistema iPass+ HSC CXP que presenta Molex en primicia en el mercado supone uno de los I/O más rápidos y de mayor densidad del mercado actual", afirma Jay Neer, director comercial técnico avanzado y estándares del sector de Molex Incorporated. "Al apalancar la tecnología de obleas de alta velocidad de Molex con conectores conformes, fuimos capaces de desarrollar un sistema conector I/O de alta densidad y doce canales que satisface las necesidades de un mercado de datos informáticos que persigue un rendimiento cada vez mayor".
Este conector de ensamblaje único se coloca en la placa mediante un solo paso y se presenta en configuraciones únicas y de puerto doble con apilamiento. Los doce cables de cobre de conexión directa Molex CXP están diseñados para soportar configuraciones de conectores únicas, ganged o apiladas que cumplan con requisitos de muy alta densidad. Los cables de cobre pasivos CXP están disponibles en diferentes longitudes.
Además, Molex está desarrollando soluciones CXP ópticas con montajes y loopbacks en cables de módulos ópticos enchufables AOC (cables ópticos activos). Las opciones de cableado para los productos ópticos CXP incluyen OFNP (plenum de fibra óptica no conductiva) redondo de 24 fibras de 3,8 y 5,4 mm de diámetro adecuados tanto para cableados más cortos entre bastidores como en circuitos más grandes. La construcción redonda del cable ofrece una gestión superior de la fibra respecto a los cables planos tradicionales a la hora de conectar los puertos CXP. El montaje del cable óptico CXP para aplicaciones transceptoras enchufables usa cable OM3 de ancho de banda alto de 24 fibras (12 transmisoras y 12 receptoras) mediante los conectores estándares MTP/MPO. Este diseño cumple con los requisitos del ancho de banda InfiniBand para los módulos CXP de hasta 300 m de longitud. Entre los productos también encontramos las unidades de cable MTP/MPO-to-LC para conexiones a enchufables de factor de pequeño formato (SFP) y LC patch panels. Los MPO CXP loopbacks incluyen una carcasa compacta que curva los puertos TX a RX ópticos para probar, diagnosticar y detectar errores.

Gibson A. Ortega S.
EES, Sección 2