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OPINIÓN

Expanded Beam Optical (EBO): ¿La tecnología del futuro para los centros de datos y la industria?

Mercado   01 dic 2021
Expanded Beam Optical (EBO): ¿La tecnología del futuro para los centros de datos y la industria?
Por Wolfgang Rieger
desarrollo de negocio del Centro de Datos para Europa, Rosenberger OSI

Cloud Computing, Big Data e IoT contribuyen a la necesidad de transmitir cada vez más datos. Las aplicaciones informáticas en los entornos de oficina e industriales necesitan anchos de banda cada vez mayores. Esto podría conseguirse fácilmente con cables de fibra óptica. Pero su complicado manejo ha hecho dudar hasta ahora a muchos usuarios. Un nuevo principio de conexión salva esta barrera de entrada.

La digitalización de todos los ámbitos de la vida está avanzando. La inteligencia artificial y el aprendizaje automático basado en Big Data son solo un aspecto de esta tendencia. Las aplicaciones desde la nube son ya habituales, la educación en casa, la oficina en casa y las videoconferencias en lugar de los desplazamientos a las escuelas, oficinas y los viajes de negocios son otros aspectos que ha ganado en importancia, sobre todo en el último año. Pero una de las consecuencias de la digitalización es siempre la misma: los volúmenes de datos crecen y con ellos las necesidades de ancho de banda en las redes de datos.

El cable de cobre está llegando poco a poco a su límite. Esto no sólo es cierto para las conexiones DSL domésticas: Deutsche Telekom también está abandonando el cobre y planea instalar sólo fibra óptica en un futuro próximo. La fibra óptica ya se utiliza ampliamente en los centros de datos. El cableado de los edificios, las redes de los hospitales y los consultorios médicos y la infraestructura de las instituciones de investigación también se están implementando cada vez más con fibra óptica. Con el 5G, la fibra óptica se está abriendo paso incluso en los mástiles de las antenas y en los centros de producción industrial.

 

Ancho de banda frente a diámetro

Muchos puestos de trabajo aún necesitan conexiones por encima de Gigabit Ethernet, llegando incluso requerir 10 Gb/s. Esto todavía se puede conseguir con cables de cobre de alta calidad, pero en el siguiente nivel de la red, cuando se juntan los datos de numerosos usuarios, las cosas se ponen difíciles. Aumentar el número de cables de cobre sólo es posible hasta cierto punto, pues los conductos por los que se instalan tienen una capacidad limitada y, por otro lado, las interacciones electromagnéticas entre los cables de cobre que circulan muy juntos pueden producir cortes en la transmisión de datos. Estos efectos pueden servir incluso para ‘espiar’ la transmisión de datos en el cable de cobre sin que se note.

Las finas fibras de vidrio ofrecen un ancho de banda varias veces superior al de los cables de cobre, con secciones transversales mucho más pequeñas. Esto significa que las velocidades de transmisión estándar de 40 a 100 Gb/s no son un problema. Al mismo tiempo, se pueden salvar distancias mucho más largas sin amplificadores intermedios. Y la seguridad de los datos también es mejor porque no hay efectos de radiación. En algunas aplicaciones, el menor peso o la posibilidad de uso en zonas potencialmente inflamables también juegan un papel importante, ya que los cables de fibra óptica no transportan energía eléctrica y, por tanto, no hay chispas ni problemas de conexión a tierra.

Las finas fibras de vidrio ofrecen un ancho de banda varias veces superior al de los cables de cobre, con secciones transversales mucho más pequeñas. Esto significa que las velocidades de transmisión estándar de 40 a 100 Gb/s no son un problema

Operación tradicionalmente compleja

A la vista de estas innegables ventajas de la fibra óptica, cabría esperar un uso generalizado. Pero el manejo que requiere ha frenado hasta ahora la expansión de esta potente tecnología de red. No sólo se requieren conocimientos técnicos y precisión para la instalación. Cada conexión también va ido acompañada de una inspección y una limpieza que requieren mucho tiempo. Si no se respetan las especificaciones correspondientes, pueden producirse problemas de transmisión, inestabilidades o incluso daños en el sistema de conexión. Esto puede dar lugar a costosas operaciones de localización de averías y reparaciones.

El motivo estriba en la sensibilidad de esta tecnología. Partículas muy pequeñas, como los granos de polvo o el polen, que penetran en el conector pueden inhibir el haz de luz hasta tal punto que la transmisión de datos se resiente o se hace imposible. Por tanto, una instalación fiable y sin errores sólo es posible con personal especializado y formado. A la vista de las crecientes exigencias de fiabilidad y disponibilidad del acceso a la red, esto representaba una grave desventaja.

Si no se respetan las especificaciones correspondientes, pueden producirse problemas de transmisión, inestabilidades o incluso daños en el sistema de conexión

Manejo más fácil

De la mano de 3MTM llega ahora el concepto de conector EBO (Expanded Beam Optical Interconnect), que ofrece un avance decisivo. La conexión de haz expandido (EBC) primero expande y luego reenfoca el haz de luz al pasar de una fibra a otra. Las interferencias de las partículas se reducen al mínimo, ya que el polen o un grano de suciedad que haya penetrado en la fibra sólo bloquea una pequeña parte del área de luz ampliada. Por lo tanto, el haz de luz ya no está completamente bloqueado, sino que es ligeramente más débil. Esto significa que la capacidad de transmitir datos se puede mantener plenamente.

De la mano de 3MTM llega ahora el concepto de conector EBO (Expanded Beam Optical Interconnect), que ofrece un avance decisivo

El nuevo concepto también muestra sus puntos fuertes cuando se observan los criterios de calidad decisivos de un sistema de conectores de fibra óptica. Por un lado, provoca una pérdida de inserción (IL) significativamente menor y, por otro, muestra una elevada pérdida de retorno (RL).

 

Tecnología flexible

La óptica rediseñada permite utilizar el concepto de conector tanto para fibra óptica monomodo como multimodo. Según el fabricante, la pérdida de inserción para aplicaciones monomodo es inferior a 0,70 db, mientras que la pérdida de retorno es superior a 55 db. Estos valores se mantienen durante varios cientos de ciclos de acoplamiento.

En su versión estándar, la férula admite 12 fibras monomodo o multimodo. Sin embargo, el sistema es escalable y permite conectar hasta 192 fibras. Rosenberger OSI inició una estrecha colaboración con 3MTM en relación con esta nueva tecnología en una fase temprana, desarrollando los conectores básicos junto al fabricante, pero también diseña sus propios sistemas de conectores en colaboración con sus clientes. En Rosenberger OSI estamos seguros de que todavía hay muchas aplicaciones con diferentes requisitos que pueden realizarse con este concepto de conector.

 

Eficiencia en la producción y el uso

El concepto de “plug-in” tiene como objetivo facilitar el manejo sin dejar de garantizar la máxima fiabilidad de las conexiones de red, con un enfoque del diseño orientado a conseguir la máxima eficiencia. En lugar de cerámica, se utiliza una férula de plástico moldeado por inyección de alta precisión con ranuras, no hay agujeros. Dentro de la pieza moldeada por inyección se encuentra la lente colimadora SLR, que expande el haz y también lo reenfoca.

Las fibras pueden colocarse y pegarse automáticamente en esta férula moldeada por inyección. Incluso sin el uso de guías, se fijan de tal manera que la desviación en la alineación de las fibras es prácticamente imposible. Tampoco es necesario pulir los extremos de las fibras, lo que lleva mucho tiempo, y también se descarta que las fibras se dañen por contacto mutuo.

Al mismo tiempo, este concepto de acoplamiento reduce la cantidad de trabajo que antes suponía cada proceso de acoplamiento. Y, por último, pero no menos importante, también reduce las exigencias sobre el personal que realiza el cableado, sin comprometer la fiabilidad operativa de la red de fibra óptica.

El aumento de las aplicaciones de IoT con sus correspondientes despliegues de red, son también un motor para el uso de la tecnología EBO

Adecuado para numerosas aplicaciones

En la actualidad, las aplicaciones se centran en complejos cableados de backplane. Pero el aumento de las aplicaciones de IoT con sus correspondientes despliegues de red, son también un motor para el uso de la tecnología EBO. Y ya están surgiendo otras aplicaciones, ya que la nueva tecnología muestra sus puntos fuertes especialmente en entornos difíciles.

En comparación con otros conceptos de conectores, es menos sensible al polvo y también a las vibraciones. Por ejemplo, es especialmente adecuado para el uso de 5G y el ‘edge computing’ de la producción industrial. La fibra óptica es la única manera de lograr los altos anchos de banda y las bajas latencias en la red troncal que se necesitan para la Industria 4.0 a largo plazo.

Las propias redes 5G también son dignas de mención. Aquí se necesita la FTTA (fiber to-the-antenna - fibra hasta la antena). Las redes con anchos de banda cada vez mayores también se demandan en aplicaciones móviles, por ejemplo en ferrocarriles y sector aéreo, donde se producen vibraciones considerables durante el funcionamiento. Rosenberger OSI desarrolla, junto con los clientes, sistemas de conectores adecuados para este tipo de aplicaciones según sus necesidades individuales.

 

Conclusión

Junto con la digitalización en curso de todos los ámbitos de la vida y la economía, el uso de la fibra óptica seguirá creciendo en importancia, aunque sólo sea por los mayores anchos de banda que se pueden realizar. Las ventajas, además del ancho de banda, el menor diámetro y la posibilidad de salvar mayores distancias, se han visto contrarrestadas hasta ahora por el complicado manejo de los procesos de conexión. No era sólo la compleja manipulación, que requiere mucho tiempo, lo que actuaba como freno. También eran los conocimientos técnicos necesarios para ello lo que limitaba el círculo de personal especializado al que se podían encomendar estas tareas.

Aquí es precisamente donde entra en juego la tecnología de interconexión óptica de haz expandido, más fácil de utilizar. Abre muchos nuevos campos de aplicación para la tecnología de fibra óptica de gran ancho de banda. Los procesos de acoplamiento más rápidos y las menores restricciones en la selección del personal adecuado se traducen en menores costes y tiempos de ejecución del proyecto más cortos. Esto significa que nada se interpone en el avance de esta tecnología.

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