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5 tipos de fibras ópticas para las redes 5G

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Don Juan

17 de abril de 2020
2020-11-25 16:32:07
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Los cables de fibra óptica se han convertido en uno de los puntos clave dentro de la competencia en el ámbito de la red 5G. Se sabe que las redes de 5G le ofrecerán a los consumidores servicios de alta velocidad y baja latencia con conexiones más fiables y potentes. Pero para que esto suceda, se deben construir más estaciones base 5G, debido a la mayor banda de frecuencia y a la limitada cobertura de la red. Se estima que para el 2025, el número total de estaciones base 5G en todo el mundo alcanzará los 6,5 millones, lo que implica mayores exigencias en cuanto al rendimiento y a la producción de cableado de fibra óptica.

Actualmente, aún existen varias incertidumbres en cuanto a las arquitecturas de las redes 5G y a la adopción de soluciones técnicas. Pero en la capa física básica, los cables de fibra 5G deben satisfacer tanto las necesidades actuales de aplicación como las futuras. A continuación, presentamos cinco tipos de cables de fibra óptica que resuelven los problemas de las redes 5G construidas hasta cierto punto.

1. Fibra óptica insensible a la flexión para microestaciones básicas en interiores de 5G de fácil uso

Las densas conexiones de fibra que existen entre las nuevas macroestaciones base de 5G y las microestaciones base interiores constituyen el desafío principal en la construcción de la red de acceso de 5G. Los entornos de cableado complejos, especialmente el cableado de fibra en interiores, el espacio limitado, y la curvatura requieren de altos estándares para el rendimiento de la curvatura de la fibra. La fibra óptica que cumple con la normativa ITU G.657.A2/B2/B3 cuenta con un gran rendimiento de curvatura, el cual puede ser grapado y doblado en las esquinas sin comprometer el rendimiento.

Muchos fabricantes de fibra han anunciado cables de fibra insensible al doblado (BIF) con baja pérdida para resolver estos problemas en aplicaciones interiores de 5G.

Empresa Nombre del producto Estándar ITU Radio de curvatura (1 giro de un mandril)
(1 turn around a mandrel)
Atenuación inducida (dB)
(dB)
Corning Fibra ClearCurve LBL G.652.D, G.657.A2/B2 7.5 mm ≤ 0.4
YOFC EasyBand® Ultra BIF G.652.D, G.657.B3 5 mm ≤ 0.15
Prysmian Group Fibra BendBright XS G.652.D, G.657.A2/B2 7.5 mm ≤ 0.5

Nota: La atenuación inducida se produce gracias a la fibra envuelta alrededor de un mandril de un radio específico.

2. Fibra multimodo OM5 aplicada a redes centrales 5G

Los proveedores de servicios 5G también deben enfocarse en la construcción de la red de fibra óptica de los centros de datos donde se almacena el contenido. Actualmente, la velocidad de transmisión de los centros de datos está evolucionando desde 10G/25G, 40G/I00G a 25G/I00G, 200G/400G, por lo que se plantean nuevos requisitos para las fibras ópticas multimodo utilizadas para la interconexión dentro de los centros de datos. Las fibras ópticas multimodo necesitan ser compatibles con el estándar Ethernet existente, cubrir las futuras actualizaciones a mayor velocidad como 400G y 800G, soportar tecnologías de multiplexación de longitudes de onda múltiples como SWDM y BiDi, y asimismo deben proporcionar una excelente resistencia a la flexión para ajustarse a los densos escenarios de cableado de los centros de datos.

Fibra OM5 en aplicaciones 100G BiDi y 100G SWDM

Imagen 1: Fibra OM5 en aplicaciones 100G BiDi y 100G SWDM

En tales condiciones, la nueva fibra multimodal OM5 de banda ancha se convierte en la opción de punto de acceso para la construcción de centros de datos. La fibra OM5 permite que múltiples longitudes de onda sean transmitidas simultáneamente en las cercanías de 850 nm a 950 nm. Al adoptar la modulación PAM4 y la tecnología WDM, la fibra óptica OM5 es capaz de soportar 150 metros en sistemas de transmisión de 100Gb/s, 200Gb/s y 400Gb/s, y aseguran la capacidad de las futuras redes de transmisión de corta distancia y de alta velocidad, convirtiéndolas en una óptima elección para las conexiones intra-centro de datos bajo el entorno de 5G.

Tipo de fibra Ancho de banda efectivo (MHz.km) (MHz.km) Inyección completa Ancho de banda (MHz.km)
Tipo de fibra 850nm 953nm 850nm 953nm 1310nm
OM3 >2000 / >1500 / >500
OM4 >4700 / >3500 / >500
OM5 >4700 / >3500 1850 >500

A continuación, presentamos una comparación de la longitud del enlace de OM5 y otras fibras multimodo de más de 850nm de longitud de onda.


Longitud del enlace (M) @850nm de longitud de onda
Tipo de Fibra 10GBASE-SR 25GBASE-SR 40GBASE-SR4 100GBASE-SR4 400GBASE-SR16 400GBASE-SR8 400GBASE-SR4.2
OM3 300 70 100 70 100 70 70
OM4 550 100 150 100 150 100 100
OM5 550 100 150 100 150 100 150

3. Las fibras ópticas de diámetro micrónico permiten una mayor densidad de fibra

A causa de los entornos de despliegue sumamente complejos en la capa de acceso o capa de agregación de las redes portadoras 5G, resulta fácil encontrar problemas, como por ejemplo, los recursos de tuberías de cable existentes, que son muy limitados. Para asegurar que el espacio limitado pueda albergar más fibras ópticas, los fabricantes de cables se esfuerzan por reducir el tamaño y el diámetro de los haces de cables. Por ejemplo, recientemente el Grupo Prysmian ha introducido la fibra monomodo BendBright XS 180µm para satisfacer las demandas de la tecnología 5G. Esta innovadora fibra óptica le permite a los diseñadores de cables ofrecer dimensiones de cable fuertemente reducidas, manteniendo el diámetro de vidrio de 125µm.

La fibra BendBright XS 180µm de Prysmian

Imagen 2: La fibra BendBright XS 180µm de Prysmian

Igualmente, bajo los mismos principios, Corning ha introducido la fibra SMF-28 Ultra 200, la cual le permite a los fabricantes de cables de fibra recortar 45 micrones de los espesores de recubrimiento de los cables anteriores, pasando de 245 micrones a 200 micrones, y así lograr un diámetro exterior total más pequeño. YYOFC, otro fabricante de fibra óptica, suministra la fibra EasyBand plus-Mini 200μm, la cual es insensible a la flexión de diámetro, y a su vez, de tamaño reducido para redes 5G. Con ello, se disminuye el diámetro del cable en un 50% y se aumenta significativamente la densidad de la fibra en las tuberías, en comparación con las fibras ópticas comunes.

4. La fibra ULL de gran área efectiva puede extenderse hasta 5G de longitud de enlace

Los fabricantes de fibra 5G exploran de forma activa las tecnologías de fibra óptica de pérdida ultra baja (ULL) para extender el alcance de la fibra lo máximo posible. La fibra óptica G.654.E es un tipo de fibra 5G muy innovadora. A diferencia de la fibra común: G.652.D, utilizada a menudo en los 10G, 25G y 100G, la fibra G.652.E cuenta con un área efectiva más grande y con características de pérdida ultra baja, que pueden reducir significativamente el efecto no lineal de la fibra óptica y mejorar las OSNR, las cuales se ven fácilmente afectadas por un formato de modulación de señal más alto en las conexiones de 200G y 400G.

Velocidad (bps) 40G 100G 400G 400G
Tipo de fibra G.652 común G.652 de baja pérdida G.652 de baja pérdida G.654.E. innovadora
Capacidad máxima (Tbs) 3.2 8 20 20
Límite de la distancia del relé (km) 6000 3200 <800 <2000
Atenuación típica del enlace (dB/km) 0.21 0.20 0.20 0.18
Área efectiva de la fibra (µm²) 80 80 80 130

A medida que la velocidad de transmisión y la capacidad de la red central de 5G y del centro de datos cloud o en la nube, los cables de fibra óptica como este seran cada vez más indispensables. Se dice que la última fibra TXF de Corning, un tipo de fibra G.654.E, viene con capacidades de alta tasa de datos y un alcance excepcional, capaz de ayudar a los operadores de red para hacer frente a las crecientes demandas de ancho de banda, al tiempo que reduce los costos generales de la red. Recientemente, Infinera y Corning han alcanzado los 800G a lo largo de 800km utilizando la fibra TXF, demostrando que esta fibra ofrece excelentes soluciones de transmisión de larga distancia para el despliegue de redes 5G.

5. Cable de fibra óptica para una instalación más rápida en la red 5G

El despliegue de la red 5G abarca tanto ambientes interiores como exteriores, y la velocidad de instalación es un factor a considerar. El cable óptico completamente seco que utiliza la tecnología de bloqueo de agua en seco, es capaz de mejorar la velocidad de empalme de la fibra durante la instalación del cable. Los microcables soplados por aire son compactos y ligeros, y contienen una alta densidad de fibra para maximizar el número de fibras. Este tipo de cable es fácil de instalar en conductos más largos con múltiples curvas y ondulaciones, y permite ahorrar en costes de mano de obra, tiempo de instalación, y mejorar la eficiencia de la instalación mediante los métodos de instalación por soplado. Para el despliegue del cable de fibra en exteriores, es necesario utilizar también algunos cables ópticos resistentes a los roedores y a los pájaros.

Prepárate para las redes 5G

Actualmente, la fibra óptica constituye la forma más apropiada para adaptarse a las exigencias de los 5G. La mayor capacidad de ancho de banda de las redes 5G, los requisitos de latencia más bajos y los complicados despliegues en exteriores traen consigo desafíos así como posibilidades ilimitadas para los fabricantes de fibra óptica. Sin embargo, nuestras redes ópticas deben adaptarse rápidamente para satisfacer estas nuevas demandas. Salvo la fibra óptica mencionada anteriormente, está por verse si los fabricantes de fibra de 5G presentarán otras fibras innovadoras en el mercado lo antes posible.