O que é um transponder 300-pin MSA?

Publicado: 27 de abril de 2015 em Assuntos Técnicos
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Introdução

No artigo técnico Multiplexação DWDM em fibras ópticas [1] 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 [2].

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) [3], 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.

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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).

Meg-Array

Figura 1: Conector do tipo Meg Array de 300 pinos

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Figura 2: Dimensões do conector do tipo Meg Array de 300 pinos

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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 [4] REFERENCE DOCUMENT FOR 300 PIN 40Gb TRANSPONDER [5]. 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.

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Figura 2: Dimensões mecânicas de um transponder 300-pin MSA

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Nas tabelas a seguir se pode observar algumas dimensões especificadas para um transponder de 10 Gb/s (Tabela 1 e Tabela 2).

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Tabela 1Cooled 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  –  –

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Tabela 2Cooled 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

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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.

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Principais funções

Na Figura 3, podemos observar num diagrama de blocos típico, as principais funções do transpondersintonizável, 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.

MSA-Blocos
Figura 3: Blocos típicos de um transponder 300-pin MSA

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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.

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Referências

[1] https://consulteengenheiroeletronico.wordpress.com/2015/04/23/multiplexacao-dwdm-em-fibras-opticas/

[2] http://300pinmsa.org

[3] https://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-G.691-200603-I%21%21PDF-E&type=items

[4] http://300pinmsa.org/MSA10GTRXPublicDocumentEdition4.doc

[5] http://300pinmsa.org/MSA40GTRXPublicDocumentv3.doc

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Licença Creative Commons
Esta obra, “O que é um transponder 300-pin MSA?“, de Henrique Frank W. Puhlmann, foi licenciada sob uma Licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial-CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.

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