No artigo técnico Multiplexação DWDM em fibras ópticas foram abordadas algumas técnicas de multiplexação de canais de comunicação por fibra óptica mostrando os recursos que são utilizados para aumentar a capacidade desses canais e ainda atingir relações de custo/benefício bastante atraentes. Este artigo complementa o artigo sobre DWDM e traz uma breve descrição sobre os transponders modulares para comunicação por fibra óptica em conformidade com as especificações 300-pin MSA.
Introdução
Definindo o termo transponder:
Transponder: De acordo com a definição encontrada na ITU-T (Recomendation G.691 Terms and definitions, 3.1.4 – pg. 8), da União Internacional de Telecomunicações, um transponder é um dispositivo que combina um transmissor e um receptor (transceptor), com ou sem recuperação de pulso e ajuste de temporização, que converte um sinal óptico em outro sinal óptico por uma transformação em sinal elétrico. Numa definição um pouco mais detalhada, um transponder óptico é composto por dois transceptores, um que transmite e recebe os sinais ópticos num comprimento de onda padrão e outro que transmite e recebe os sinais em outro comprimento predeterminado. A conexão entre os transceptores é elétrica.
O que é 300-pin MSA?
MSA é acrônimo de Multi Source Agreement, um acordo de fornecedores para a padronização, neste caso de módulos do tipo transponder para comunicação por fibra óptica, nas velocidades de 10 Gb/s e 40 Gb/s. O 300-pin é a identificação do tipo de acordo com referência ao conector especificado. O conector é do tipo Meg Array da FCI de 300 pinos (Figura 1 e Figura 2).
Os Melhores Treinamentos sobre Sistemas embarcados e IoT
Cursos com professores qualificados para acelerar sua carreira e projetos
Figura 1: Conector do tipo Meg Array de 300 pinos
Figura 2: Dimensões do conector do tipo Meg Array de 300 pinos
Esse MSA foi criado por um grupo de fabricantes de dispositivos eletro-ópticos, entre eles a Agere, Alcatel, Ericsson, Agilent, JDS, NEC e Fujitsu. Eles criaram uma especificação padronizada para a fabricação de módulos transceptores ou transponders de forma que os módulos dos diversos fabricantes tenham características semelhantes e possam ser intercambiados, permitindo assim a interoperabilidade entre os módulos. Para isso foram criadas as especificações REFERENCE DOCUMENT FOR 300 PIN 10Gb TRANSPONDER e REFERENCE DOCUMENT FOR 300 PIN 40Gb TRANSPONDER. Nessas especificações foram definidos parâmetros de arquitetura interna do transponder onde, por exemplo, define-se que o dispositivo deve possuir um transmissor laser e um receptor óptico compatível, outros parâmetros de desempenho óptico que devem atender a determinadas normas técnicas, parâmetros elétricos de comunicação e alimentação; foram estabelecidos padrões físicos do invólucro, dimensões, posição dos conectores, furos de fixação, etc (Figura 2). Esses módulos atendem às especificações de comunicação de longo e ultralongo alcance, por meio de fibras ópticas, a taxas de 10 Gb/s e 40 Gb/s. Esses módulos podem ser usados para multiplexação do tipo DWDM. Também são definidos modos de operação com laser de frequência fixa ou sintonizável.
Figura 2: Dimensões mecânicas de um transponder 300-pin MSA
Nas tabelas a seguir se pode observar algumas dimensões especificadas para um transponder de 10 Gb/s (Tabela 1 e Tabela 2).
Tabela 1 – Cooled and Uncooled Transceiver connector and holes position dimensions
| Symbol | mm | inch | ||||
| Min. | Typ. | Max. | Min. | Typ. | Max. | |
| D | – | 45.7 | – | – | 1.80 | – |
| E | – | 46.7 | – | – | 1.84 | – |
| F | – | 9.4 | – | – | 0.37 | – |
| G | – | 23.37 | – | – | 0.92 | – |
| H | – | – | 12.2 | – | – | 0.48 |
| K | – | – | 3.0 | – | 0.12 | |
| N | 0.38 | – | – | 0.015 | – | – |
Tabela 2 – Cooled and Uncooled Transceiver connector and holes position dimensions
| Symbol | mm | inch | ||||
| Min. | Typ. | Max. | Min. | Typ. | Max. | |
| A | – | – | 127.0 | – | – | 5.0 |
| 2 x B | – | – | 127.0 | – | – | 5.0 |
| C | – | – | 18.0 | – | – | 0.7 |
| J | 12.4 | – | – | 0.49 | – | – |
| 2 x L | 49.6 | – | – | 1.96 | – | – |
| 2 x M | 42.5 | – | – | 1.68 | – | – |
| P | 900 | 1000 | 1100 | 35.4 | 39.4 | 43.4 |
| Q | – | – | 30 | – | – | 1.2 |
Dessa forma os diversos fabricantes puderam desenvolver seus módulos em conformidade com esse padrão. Podem ser citados, entre outros: CIVCOM, FINISAR, FUJITSU, JDSU, MULTIPLEX INC, NEC, OCLARO e OPNEXT.
Principais funções
Na Figura 3, podemos observar num diagrama de blocos típico, as principais funções do transponder sintonizável, em conformidade com o 300-pin MSA. Há duas interfaces principais: A elétrica, que se conecta com outros sistemas através de um conector elétrico de 300 pinos, e a óptica, que se conecta por meio de fibras ópticas. Pode-se observar também que o módulo tem um canal de comunicação de transmissão e outro de recepção no mesmo invólucro.
Figura 3: Blocos típicos de um transponder 300-pin MSA
Os blocos principais do transponder são:
Na transmissão: O Laser sintonizável, que gera uma fonte de luz coerente de banda estreita bastante estável. Os parâmetros do Laser e de outros blocos podem ser programados através do conector de 300 pinos. O Mux, que também é chamado de Serializador, recebe 16 bits de dados e os converte num canal serial de 1 bit com a taxa de 10 Gb/s. Esse canal serial é conduzido a um driver de modulador, que por sua vez aciona um modulador óptico do tipo Mach-Zehnder de LiNbO3 (Niobato de Lítio) para modular o laser e gerar o sinal óptico de comunicação;
Na recepção: Um fotodetector do tipo APD (Avalanche Photodiode) de alta sensibilidade, que transforma o sinal óptico num canal serial de 10 GB/s. Esse canal é transferido para um Demux, também chamado de “Desserializador“, transformado num barramento de 16 bits de dados e transferido para o sistema externo através do conector de 300 pinos.
