ES2297777T3 - Procedimiento de diagnostico y chip de diagnostico para la determinacion del ancho de banda de fibras opticas. - Google Patents
Procedimiento de diagnostico y chip de diagnostico para la determinacion del ancho de banda de fibras opticas. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la determinación del ancho de banda de al menos una fibra óptica, comprendiendo los pasos - acoplamiento de luz con una primera potencia óptica y una primera frecuencia en la fibra óptica, - medición de un primer nivel de la señal en función de la potencia óptica de la luz que atraviesa la fibra óptica de la primera frecuencia, - acoplamiento de luz con una segunda potencia óptica y una segunda frecuencia en la fibra óptica, - medición de un segundo nivel de la señal en función de la potencia óptica de la luz que atraviesa la fibra óptica de la segunda frecuencia, - determinación del ancho de banda de la fibra óptica en función de la primera y segunda potencia óptica y/o del primer y segundo nivel de la señal medido con empleo de un reglamento predeterminado, que describe el comportamiento absorbente de la fibra óptica dependiente de la frecuencia.
Description
Procedimiento de diagnóstico y chip de
diagnóstico para la determinación del ancho de banda de fibras
ópticas.
La presente invención hace generalmente
referencia a la transmisión óptica de datos y particularmente a un
procedimiento y un mecanismo para el diagnóstico de fibras
ópticas.
Los cableados basados en cable óptico se vuelven
cada vez más interesantes para los cableados de backbone, así como
en relación con la FastEthernet y Gigabit-Ethernet.
La transmisión de señales en fibras ópticas, designadas también
como conductores de ondas de luz (LWL), se lleva a cabo
unidireccionalmente a través de impulsos de luz, es decir sólo en
una dirección, por lo que se emplean típicamente al menos dos fibras
ópticas por cable. Los impulsos de luz se acoplan generalmente por
medio de un diodo láser o de un diodo de luminiscencia en la
fibra.
Las ventajas de la transmisión óptica de datos
consisten en la alta velocidad de transmisión obtenible y en el
alto alcance, así como en la insensibilidad respecto a la radiación
electromagnética, en la seguridad de escucha y estabilidad respecto
al calor e influencias atmosféricas. Mediante el fino conductor
interno pueden tirarse además cables ópticos de manera
flexible.
Además de las fibras de vidrio puras, las fibras
ópticas de polímeros han tenido una gran difusión debido a los
menores costes. Las fibras ópticas de polímeros se designan como
fibras POF (Plastic Optical Fiber) y son fibras plásticas puras,
que consisten en un núcleo transparente y una envoltura, presentando
la envoltura un menor índice de refracción que el material del
núcleo. Como material del núcleo se emplean polímeros como
polimetilmetacrilato o policarbonato. Entre las fibras ópticas
poliméricas se cuentan, además de las fibras poliméricas puras,
también las fibras híbridas, que presentan una combinación de fibra
de vidrio y revestimiento plástico, como por ejemplo, la fibra HCS
(Hard Polymer Cladded Silica).
La distancia franqueable directamente con
conductores de ondas de luz está limitada por diferentes efectos
dispersantes y difusores. Depende del ancho de banda a transmitir y
se indica, por tanto, típicamente como producto de la longitud y el
ancho de banda. Las fibras poliméricas como POF o HCS presentan
respecto a las fibras de vidrio claramente mayores valores de
absorción. Los sistemas de fibras POF y/o HCS operan a longitudes
de ruta de 50 y/o 100 m y velocidad de datos de 100 Mbit/s y/o 125
MBd ya al límite de sus posibilidades técnicas. Un diagnóstico de
las fibras ópticas de la ruta de transmisión es hoy en día un
procedimiento habitual para garantizar una transmisión de datos
segura.
Un procedimiento para el diagnóstico de rutas
ópticas de los conductores de ondas de luz, particularmente para el
diagnóstico óptico en el interbus, se conoce, por ejemplo, gracias a
la DE 42 17 899 C2. El procedimiento allí descrito sirve para la
optimización del sistema de tramos de transmisión LWL durante la
puesta en marcha y prevé una modificación de la potencia óptica de
transmisión de un transceptor, hasta que la señal óptica recibida
por el lado contrario corresponda a los requisitos del sistema.
Gracias a la EP 1 227 604 A2 se conoce un
procedimiento, en el que, para una ruta óptica de transmisión, su
reserva de nivel instantánea se determina para el límite sensible,
por tanto, entre la potencia instantánea de transmisión del emisor
y el límite sensible instantáneo del receptor.
Otro procedimiento para la determinación del
ancho de banda de las fibras ópticas se conoce gracias a la
EP-A-1018642.
El diagnóstico óptico acorde al estado actual de
la técnica aspira a diagnosticar la absorción de las rutas ópticas
de conexión, para implicar una transmisión segura. Esto basta
también en sistemas con menor ratio de bits también. Sin embargo,
para velocidades de datos a partir de los 100 Mbit/s en polímeros
(POF) y fibras HCS, la absorción del cable ya no es el factor
limitante para una transmisión sin errores, sino el ancho de banda
de la línea. Éste no puede examinarse, sin embargo, automáticamente
por los procedimientos conocidos hoy en día. Otro inconveniente de
los sistemas conocidos se basa en que el tipo de fibra empleado,
como por ejemplo, POF o HCS, que pueden operarse en la misma
interfaz, no puede determinarse automáticamente. Esto actúa también
desfavorablemente sobre el diagnóstico de absorción, ya que los
diferentes tipos de fibra presentan también un comportamiento
absorbente diferente y, por tanto, los datos del diagnóstico han de
evaluarse diferentemente. Hoy en día se tiene que indicar
típicamente el tipo de fibra manualmente en el software de
diagnóstico.
La presente invención se basa, por tanto, en el
objetivo de descubrir una vía por la que pueda mejorarse y/o
simplificarse el diagnóstico de fibras ópticas y/o cables. El
objetivo de la invención consiste particularmente en especificar un
procedimiento y un mecanismo para la determinación sencilla y
favorable en costes del ancho de banda de las fibras ópticas. Otro
objetivo de la invención consiste en descubrir una vía para la
optimización del sistema de rutas ópticas de transmisión de
datos.
Este objetivo se resuelve del modo más
sorprendentemente sencillo mediante un procedimiento conforme a la
Reivindicación 1 y 19, así como un componente electrónico conforme a
la Reivindicación 24. Los modos favorables de ejecución y
perfeccionamientos son objeto de las respectivas
subreivindicaciones.
Correspondientemente, un procedimiento conforme
a la invención para la determinación del ancho de banda de al menos
una fibra óptica comprende los pasos del acoplamiento de luz con una
primera potencia óptica y una primera frecuencia en la fibra
óptica, de la medición de un primer nivel de la señal en función de
la potencia óptica de la luz que atraviesa la fibra óptica de la
primera frecuencia, del acoplamiento de luz con una segunda
potencia óptica y una segunda frecuencia en la fibra óptica, de la
medición de un segundo nivel de la señal en función de la potencia
óptica de la luz que atraviesa la fibra óptica de la segunda
frecuencia, y de la determinación del ancho de banda de la fibra
óptica en función de la primera y segunda potencia óptica acoplada
y/o del medida primer y segundo nivel de la señal con empleo de un
reglamento predeterminado, que describe el comportamiento
absorbente de la fibra óptica dependiente de la frecuencia.
La primera potencia óptica de la luz acoplada de
la primera frecuencia y la segunda potencia óptica de la luz
acoplada de la segunda frecuencia presentan además, favorablemente,
valores predeterminados, preferentemente esencialmente iguales en
particular.
Para la misma potencia inicial de la luz
acoplada de la primera y segunda frecuencia y para el reglamento
predefinido para la descripción del comportamiento absorbente
dependiente de la frecuencia de la fibra, puede determinarse el
ancho de banda a partir de la razón de los niveles primero y segundo
de la señal medidos, en cada caso, para las potencias
iniciales.
Alternativamente se modifica favorablemente la
primera potencia óptica de la luz acoplada de la primera frecuencia,
hasta que el primer nivel medido de la señal alcance un primer
valor umbral predeterminado, y se modifica la segunda potencia
óptica de la luz acoplada de la segunda frecuencia, hasta que el
segundo nivel medido de la señal alcance un segundo valor umbral
predeterminado. El primer y segundo valor umbral son,
favorablemente, esencialmente iguales en particular.
El primer valor umbral de la primera frecuencia
y el segundo valor umbral de la segunda frecuencia son
favorablemente iguales, de forma que el ancho de banda de la fibra
pueda determinarse simplemente a partir de las respectivas
potencias ópticas iniciales o magnitudes proporcionales a ellas.
El principio del procedimiento conforme a la
invención prevé esencialmente determinar la absorción de dos
señales ópticas de diferente frecuencia y calcular, a partir de
ésta, su ancho de banda mediante una consulta de frecuencia
característica conocida preliminarmente de la absorción de la fibra
óptica.
Se entienden por absorción las pérdidas de la
luz que atraviesa una fibra óptica. La absorción se expresa
típicamente como logaritmo en base diez de la razón de la potencia
óptica al inicio y al final de la fibra óptica:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La absorción se origina principalmente por los
procedimientos físicos de absorción y difusión, así como por
flexión mecánica.
En fibras ópticas, que presente una
característica de paso bajo, el ancho de banda corresponde a aquella
frecuencia de modulación, a la que la potencia luminosa disminuye
ópticamente en torno al 50% y/o 3 dB comparada con el valor a la
frecuencia cero.
Para aumentar la precisión del procedimiento,
las señales de la primer y segunda frecuencia presentan
favorablemente una absorción dependiente de la frecuencia muy
diferente.
Para este propósito resulta ventajoso que la
primera frecuencia sea menor, particularmente al menos en torno al
factor 10, particularmente al menos en torno al factor 100, que el
ancho de banda de la fibra óptica. De manera particularmente
favorable, la absorción de la fibra óptica dependiente de la
frecuencia de la primera frecuencia vale esencialmente cero, ya que
bajo esta condición se simplifica claramente la especificación de
cálculo para la determinación del ancho de banda.
La segunda frecuencia se encuentra
favorablemente en el rango del ancho de banda de la fibra óptica. La
segunda frecuencia puede encontrarse convenientemente en el rango
del ancho de banda de la fibra óptica ideal y, por tanto,
típicamente por encima del ancho de banda real.
La señal de la segunda frecuencia experimenta,
por tanto, una absorción más fuerte que la señal de la primera
frecuencia. La fibra óptica presenta particularmente una absorción
dependiente de la frecuencia para la luz continua de la segunda
frecuencia, que se encuentra entre 1 y 5 dB, particularmente entre 2
y 4 dB, particularmente aproximadamente 3 dB, por encima de la
absorción dependiente de la frecuencia para la luz continua de la
primera frecuencia.
Al menos una fibra óptica comprende
preferentemente un polímero y/o un cristal y se constituye
particularmente como fibra POF o HCS. Las fibras de vidrio puras se
encuentran, sin embargo, asimismo en el contexto de de la
invención.
Un reglamento favorable, que describe el
comportamiento absorbente dependiente de la frecuencia de una fibra
óptica, particularmente de una fibra POF o HCS, es una función
gaussiana de paso bajo, que se define mediante la ecuación
La medición del primer y segundo nivel de la
señal se lleva a cabo con particular ventaja por el procedimiento
OMA (Optical Modulated Amplitude) por medio de un transceptor
óptico, que presenta una interfaz DMI (Diagnostic Monitoring
Interface) conforme a la SFF-8472.
La interfaz DMI (Diagnostic Monitoring
Interface) es una interfaz en serie expandida, que posibilita el
acceso a determinados parámetros de operación de un transceptor
óptico por motivos de diagnóstico. A estos parámetros de operación
pertenecen, por ejemplo, la temperatura del transceptor, la potencia
final, así como particularmente la potencia óptica recibida por el
transceptor.
También puede preverse favorablemente un
transceptor óptico del lado del receptor, con el que no se determina
directamente la potencia óptica recibida, sino con el que sólo se
pueden detectar valores umbrales para una determinada potencia
luminosa. Uno de estos transceptores puede montarse de manera más
sencilla y, por tanto, más económicamente. La detección de valores
umbrales para una determinada potencia luminosa se convierte, por
ejemplo, en dispositivos PSI-MOS de PSM.
La determinación del ancho de banda se lleva a
cabo en el modo de ejecución basado en la detección de valores
umbrales casi de la misma forma que en el modo de ejecución basado
en la medición exacta de la potencia luminosa óptica recibida. A
tal efecto se modifica la potencia óptica de transmisión de la luz
de la primera y de la segunda frecuencia lo más exactamente
posible, mientras que por el lado del receptor se vigila la
obtención de un valor umbral predefinido de la potencia óptica
luminosa recibida. En muchos casos resulta técnicamente más simple
convertir éste que efectuar una medición exacta de la potencia
luminosa.
Para determinar el ancho de banda se ajusta la
potencia luminosa del emisor a la primera frecuencia, hasta
alcanzar el primer valor umbral predeterminado en el receptor.
Entonces se ajusta en el emisor la segunda frecuencia, que
experimenta una absorción dependiente de la frecuencia diferente de
la de la primera frecuencia. Por tanto, tiene que reajustarse la
potencia de transmisión, hasta que la potencia luminosa alcance el
segundo valor umbral en el receptor, que corresponde
preferentemente al valor umbral a la primera frecuencia.
Por ejemplo, el aumento de corriente necesario
en el emisor permite, para alcanzar a la mayor frecuencia el mismo
valor umbral que a la menor frecuencia, si se conoce la relación
entre la corriente del emisor y la potencia luminosa, una
afirmación acerca de la absorción dependiente de la frecuencia, de
forma que el ancho de banda pueda calcularse de manera análoga a
como se determina en el modo de ejecución basado en la medición
exacta de la potencia luminosa óptica recibida.
El modo de ejecución descrito, basado en la
influencia de la potencia de transmisión, es también más simple en
la conversión técnica, por lo general, siempre que exista una
relación lineal considerablemente precisa entre la potencia de
transmisión y la corriente del emisor en el caso de LEDs y láseres y
sea técnicamente más sencillo ajustar corrientes en el rango de
aproximadamente 1 a 100 mA exactamente, que medir potencias
luminosas en el receptor, ya que estas mediciones se basan
típicamente en la evaluación de corrientes de diodos en el rango de
pA o menores.
La medición del primer y segundo nivel de la
señal se lleva a cabo de manera especialmente preferente, por
ejemplo, con ayuda de la interfaz DMI de un transceptor, para
señales acopladas, que presenten un patón continuo de bits
"10", tal y como se proporciona, por ejemplo, con la señal IDLE
de una red como, por ejemplo, FL base 10 o FX base 100, siendo la
frecuencia de señal de las señales acopladas diferente para ambas
mediciones.
El procedimiento conforme a la invención
comprende además favorablemente los pasos de la determinación de la
longitud de la fibra óptica por medio de una medición del tiempo de
ejecución y de la determinación del producto de la longitud y el
ancho de banda de la fibra óptica a partir del ancho de banda
determinado y de la longitud de la fibra óptica determinada.
Entonces puede determinarse de manera
especialmente favorable el tipo de fibra de la fibra óptica, en
función del producto de la longitud y el ancho de banda, por medio
de rangos de valores almacenados del producto de la longitud y el
ancho de banda para los diferentes tipos de fibra.
La presente invención prevé además un
procedimiento para el establecimiento de una conexión para la
comunicación de datos entre un primer y un segundo servidor,
conectados con al menos una fibra óptica por medio de una ruta
óptica de transmisión de datos, que prevea favorablemente una fase
de inicialización, dentro de la cual se determinará el ancho de
banda de la fibra óptica conforme al procedimiento descrito
anteriormente para la determinación del ancho de banda de una fibra
óptica.
La ruta óptica de transmisión de datos comprende
favorablemente un primer transceptor óptico en el primer extremo de
la ruta y un segundo transceptor óptico en el segundo extremo de la
ruta, conectados a través de una primera y una segunda fibra óptica
para las dos direcciones de transmisión. El procedimiento prevé
preferentemente, para esta ordenación, la determinación del ancho
de banda de la primera y de la segunda fibra óptica. La
determinación del ancho de banda de la primera y de la segunda
fibra óptica puede realizarse sucesiva o paralelamente.
La determinación del ancho de banda sirve
particularmente para el diagnóstico de los límites existentes del
ancho de banda, que tengan influencia sobre la máxima velocidad de
transmisión de datos posible. Acorde a esto, el procedimiento prevé
favorable el paso del ajuste automático de la velocidad de
transmisión de la comunicación de datos en función del ancho de
banda determinado de al menos una fibra óptica.
Un componente electrónico para el empleo en una
ruta óptica de transmisión de datos con al menos una fibra óptica,
diseñado particularmente como circuito integrado y apropiado para la
ejecución del procedimiento descrito anteriormente para la
determinación del ancho de banda de una fibra óptica, comprende,
conforme a la invención, medios para el cálculo de un valor para el
ancho de banda de una fibra óptica en función de un primer y de un
segundo nivel de la señal con empleo de un algoritmo basado en un
reglamento predeterminado, que describe el comportamiento
absorbente dependiente de la frecuencia de la fibra óptica.
El primer y/o segundo nivel de la señal es
preferentemente proporcional a una primera y/o segunda potencia
óptica de una luz, que se acopla, en cada caso, en la fibra óptica a
una primera y/o a una segunda frecuencia o se recibe tras atravesar
la fibra óptica.
El componente puede estar integrado
favorablemente en un transceptor óptico LWL o en una de las capas
físicas de un transceptor FY asignado a la red, particularmente en
un transceptor FY Ethernet.
El componente está configurado, con particular
ventaja, como chip independiente de diagnóstico, que se conecta a
la ruta de datos entre una de las capas físicas de un transceptor FY
asignado a la red y un transceptor óptico LWL.
El componente comprende favorablemente, para
este propósito, tanto una interfaz para la conexión a una interfaz
PECL (PECL: Positive Ecentror Coupled Logic o Pseudo Ecentror
Coupled Logic) del transceptor óptico como también una interfaz
para la conexión a una interfaz PECL del transceptor FY.
El componente comprende además preferentemente
una primera interfaz en serie para la conexión a una interfaz en
serie del transceptor óptico y una segunda interfaz en serie para la
conexión a una interfaz en serie del transceptor FY.
En el caso de la comunicación normal vía
Ethernet, el componente configurado como chip independiente de
diagnóstico es transparente para las señales de datos de Ethernet.
Sin embargo, en este caso, el chip puede emplearse, por ejemplo,
para la conversión de la interfaz DMI de I^{2}C
(Inter-Integrated-Circuit) a, por
ejemplo, SPI (Serial Peripheral Interface), ya que la última
interfaz se encuentra antes en los procesadores para FastEthernet
que una interfaz I^{2}C. Acorde a esto, el componente comprende
favorablemente un convertidor para la conversión de datos entre
diferentes protocolos de transmisión, particularmente para la
conversión de datos de I^{2}C a SPI y/o de SPI a I^{2}C.
El componente comprende además preferentemente
medios para originar una medición del tiempo de ejecución a lo
largo de al menos una fibra óptica para la determinación de la
longitud de la fibra óptica, así como medios para la determinación
del producto de la longitud y del ancho de banda de la fibra óptica
a partir del ancho de banda determinado y de la longitud
determinada de la fibra óptica.
En el caso de las fibras ópticas, el máximo
ancho de banda utilizable es inversamente proporcional a la
distancia, que puede franquearse sin regeneración de la señal. El
producto del ancho de banda y la longitud forma, por tanto, una
medida absoluta, principalmente dependiente del tipo de fibra óptica
empleada.
El componente comprende, por tanto, además
preferentemente medios apropiados para determinar el tipo de fibra
de la fibra óptica en función del producto de la longitud y el ancho
de banda. Esto se lleva a cabo preferentemente por medio de rangos
de valores del producto de la longitud y el ancho de banda
almacenados para al menos dos tipos diferentes de fibra.
La presente invención se describe a continuación
a fondo mediante los modos preferentes de ejecución y en referencia
a los dibujos adjuntos. Además, los mismos símbolos de referencia
designan en los dibujos a las mismas piezas o similares.
\newpage
Muestran:
Fig. 1 esquemáticamente, una ruta óptica de
transmisión con dos transceptores ópticos conectados a través de
dos fibras ópticas,
Fig. 2 una representación esquemática de un modo
preferente de ejecución de un componente electrónico conforme a la
invención,
Fig. 3 un diagrama esquemático del
comportamiento de absorción dependiente de la frecuencia de una
fibra POF.
\vskip1.000000\baselineskip
La Fig. 1 muestra una ruta óptica de transmisión
de datos entre un primer servidor 10 y un segundo servidor 20. Los
servidores 10 y/o 20 están provistos de un primer transceptor óptico
12 y/o un segundo transceptor óptico 22, conectados a través de una
línea Duplex-LWL a una primera fibra óptica 30 y a
una segunda fibra óptica 40 para las dos direcciones de datos
respectivas.
En este ejemplo de ejecución se emplean fibras
POF como fibras ópticas y el examen conforme a la invención del
ancho de banda se efectúa antes del establecimiento de la conexión
como inicialización de las interfaces. A continuación se describe
el desarrollo en principio de la determinación del ancho de banda.
Primero, el transceptor 12 envía una señal con una potencia
luminosa predeterminada y con una primera frecuencia, que en este
ejemplo de ejecución se encuentra típicamente por debajo de 10 MHz,
y el transceptor 22 mide la potencia luminosa OMA de la señal
recibida. A continuación, el transceptor 12 envía una señal de la
misma potencia luminosa, aunque con una segunda frecuencia, que en
este ejemplo de ejecución se encuentra típicamente entre 60 y 100
MHz, y el transceptor 22 mide de nuevo la potencia luminosa OMA de
la señal recibida. Paralelamente se mide, de esta misma forma, la
segunda fibra de la línea Duplex-LWL con cambio de
los roles de los transceptores 12 y 22. En función de la longitud
del cable, del acoplamiento de la luz (conexión-NA)
en la fibra y, si fuera necesario, flexiones o deterioros de la
fibra, la potencia luminosa recibida de la segunda señal es menor
que la de la primera señal. Si esta diferencia es mayor que 3 dB
para un sistema FastEthernet, se originan interferencias en la
transmisión debido a los límites del ancho de banda. En este caso
puede generarse una correspondiente advertencia o ajustarse
automáticamente la velocidad de transmisión de datos.
Alternativamente a la medición exacta de la
potencia luminosa recibida, también puede, tal y como se ha descrito
anteriormente, modificarse la potencia de transmisión a una primera
y una segunda frecuencia, hasta que el lado del receptor detecte un
valor umbral predefinido para la potencia luminosa recibida.
La longitud de ruta de la ruta de transmisión
óptica entre los terminales 10 y 20 puede determinarse
adicionalmente a través de una medición del tiempo de ejecución, en
el caso de la Profinet, por ejemplo, a través de la medición del
tiempo de ejecución para la sincronización de los relojes. A
continuación puede relacionarse y evaluarse, por tanto, el ancho de
banda determinado con la longitud del cable. Se posibilita, por
tanto, la determinación automática del tipo de fibra, ya que, por
ejemplo, una fibra POF presenta un producto de la longitud y el
ancho de banda diferente del de la fibra HCS.
El procedimiento conforme a la invención puede
emplearse también para transceptores Gbit y fibras de vidrio
multimodo (50/135 \mum, 62,5/125 \mum), ya que también en este
caso la posible distancia de transmisión entre dos transceptores
está limitada en su ancho de banda. Allí han de ajustarse las
frecuencias a las condiciones en las fibras de vidrio.
La Fig. 2 muestra una representación esquemática
de un modo preferente de ejecución de un componente electrónico 60
conforme a la invención, diseñado como chip independiente de
diagnóstico. El chip de diagnóstico 60 se acopla en la ruta de
datos entre una de las capas físicas de un transceptor FY asignado a
la red 50 y un transceptor óptico LNL 12. En el componente 60 se
prevén, para la comunicación de datos, una primera y una segunda
interfaz 641 y 642, a través de las cuales se conecta la interfaz
PECL 124 del transceptor LWL 12 con la interfaz PECL 54 del
transceptor FY 50. De este modo, en el caso de la comunicación
normal de Ethernet, el componente 60 diseñado como chip
independiente de diagnóstico es transparente a las señales de datos
de Ethernet.
El componente 60 comprende además,
particularmente, para la consulta de la potencia luminosa recibida,
una primera interfaz en serie 662 para la conexión a una interfaz
DMI 126 del transceptor óptico 12. Adicionalmente se prevé una
segunda interfaz en serie 661 para la conexión a una interfaz en
serie 56 del transceptor FY 50.
En este ejemplo de ejecución, las interfaces 126
y 662 emplean el protocolo de transmisión I^{2}C y las interfaces
56 y 661 el protocolo de transmisión SPI. Para la conversión entre
estos dos protocolos de transmisión se integra en el componente 60
un correspondiente convertidor, no representado.
La presente invención se puede aplicar
favorablemente en todas las interfaces ópticas para equipos de
FastEthernet con interfaces de fibra POF y fibra HCS, así como para
interfaces de fibra de vidrio, particularmente interesantes para
los sistemas con velocidades de transmisión de datos de 10
Gbit/s.
Especialmente en el caso de interfaces Profinet,
el procedimiento ofrece ventajas adicionales respecto a los
sistemas habituales de diagnóstico, ya que no se basa directamente
en el transceptor LWL empleado, sino que es un procedimiento
digital. Una condición es sólo que el transceptor LWL a emplear
posee una interfaz DMI acorde a la SFF-8472 y mide
la porción AC de la potencia luminosa por el procedimiento OMA
(Optical Modulated Amplitude) allí descrito.
Tal y como se ha descrito ya anteriormente, el
procedimiento se basa en principio en efectuar, por ejemplo, dos
mediciones de la absorción a dos frecuencias diferentes con ayuda de
la interfaz DMI de un transceptor óptico. Las señales de diferente
frecuencia pueden representarse de manera especialmente sencilla
mediante un patrón continuo de bits "10" con la frecuencia
apropiada. De manera especialmente favorablemente puede emplearse
para ello la señal IDLE de una red.
A continuación se describe un ejemplo concreto
de determinación del ancho de banda con relación a la Fig. 3. Las
señales de la primera y segunda frecuencia se forman además por
medio de una señal IDLE conforme al FL base 10 para la primera
frecuencia y mediante una señal IDLE conforme al FX base 100 para la
segunda frecuencia. La señal IDLE conforme al FL base 10 presenta
una frecuencia de 0,5 MHz, que resulta de las señales alternantes
de "luz encendida" y "luz apagada" de, en cada caso, 1
\mus de duración. La señal IDLE conforme al FX base 100 presenta
una frecuencia de 62,5 MHz, que resulta de la velocidad de datos de
100 Mbit/s, de la codificación 4B/5B y un cambio en el código NRZI
por tiempo de bit de la señal IDLE.
La primera medición se lleva a cabo
correspondientemente a una frecuencia de 0,5 MHz, que se encuentra
ampliamente por debajo del ancho de banda 84 de la fibra POF
empleada en este ejemplo de ejecución de aproximadamente 90 MHz. A
tal efecto se excita el emisor del primer transceptor con esta
frecuencia y se determina la potencia luminosa media que llega al
receptor del segundo transceptor a través de su interfaz DMI. A esta
frecuencia no ocurre ninguna absorción dependiente de la frecuencia
y la potencia luminosa recibida tiene los niveles designados en la
Fig. 3 con los símbolos de referencia 72.
A continuación se efectúa una segunda medición a
la frecuencia de 62,5 MHz, provista en la Fig. 3 de los símbolos de
referencia 82, que se encuentra en el orden de magnitud del ancho de
banda 84 de 90 MHz de la fibra a medir, en la que la potencia
luminosa recibida 76 se reduce a la mitad respecto a la frecuencia
cero.
Debido a la característica de paso bajo de la
fibra, esta segunda potencia luminosa 74 determinada es menor que
la primera 72. A partir de la característica de paso bajo conocida
de la fibra LWL empleada puede determinarse ahora, conforme a la
invención, el ancho de banda de la conexión y, a través de una
medición automática de la longitud de ruta, también el tipo de
fibra.
A tal efecto se emplea como reglamento, que
describe el comportamiento absorbente de la fibra dependiente de la
frecuencia, una función de paso bajo gaussiana conforme a la
ecuación
En este ejemplo de ejecución se mide la potencia
luminosa recibida a través de la interfaz DMI como nivel eléctrico
de la señal y se originan los siguientes valores de medida:
Como el nivel de la señal determinado por el
procedimiento OMA y proporcionado por la interfaz DMI es
proporcional a la potencia luminosa recibida, se deduce a partir de
la ecuación (2) antes indicada
A partir de esto se puede calcular ahora el
ancho de banda de la fibra óptica
De manera análoga se puede calcular el ancho de
banda de la fibra óptica, cuando se modifique la potencia de
transmisión, hasta que la potencia óptica recibida alcance un valor
umbral predefinido, siendo el valor umbral el mismo para ambas
frecuencias.
Para esta variante se deduce
con
- P_{0;f1}:
- potencia óptica de transmisión para la obtención del valor umbral a la primera frecuencia, y
- P_{0;f2}:
- potencia óptica de transmisión para la obtención del valor umbral a la segunda frecuencia.
\vskip1.000000\baselineskip
En el caso de una relación lineal entre la
corriente del emisor I del LED empleado para el envío o de láser
empleado para el envío y la potencia luminosa acoplada, se
deduce
con
- I_{0;f1}:
- corriente del emisor para la obtención del valor umbral a la primera frecuencia, y
- I_{0;f2}:
- corriente del emisor para la obtención del valor umbral a la segunda frecuencia.
Claims (33)
-
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1. Procedimiento para la determinación del ancho de banda de al menos una fibra óptica, comprendiendo los pasos- -
- acoplamiento de luz con una primera potencia óptica y una primera frecuencia en la fibra óptica,
- -
- medición de un primer nivel de la señal en función de la potencia óptica de la luz que atraviesa la fibra óptica de la primera frecuencia,
- -
- acoplamiento de luz con una segunda potencia óptica y una segunda frecuencia en la fibra óptica,
- -
- medición de un segundo nivel de la señal en función de la potencia óptica de la luz que atraviesa la fibra óptica de la segunda frecuencia,
- -
- determinación del ancho de banda de la fibra óptica en función de la primera y segunda potencia óptica y/o del primer y segundo nivel de la señal medido con empleo de un reglamento predeterminado, que describe el comportamiento absorbente de la fibra óptica dependiente de la frecuencia.
- 2. Procedimiento acorde a la Reivindicación 1, presentando la primera potencia óptica de la luz acoplada de la primera frecuencia y la segunda potencia óptica de la luz acoplada de la segunda frecuencia valores predeterminados.
- 3. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, siendo la primera potencia óptica de la luz acoplada de la primera frecuencia y la segunda potencia óptica de la luz acoplada de la segunda frecuencia esencialmente iguales.
- 4. Procedimiento acorde a la Reivindicación 1,
- -
- modificándose la primera potencia óptica de la luz acoplada de la primera frecuencia, hasta que el primer nivel medido de la señal alcance un primer valor umbral predeterminado, y
- -
- modificándose la segunda potencia óptica de la luz acoplada de la segunda frecuencia, hasta que el segundo nivel medido de la señal alcance un segundo valor umbral predeterminado.
- 5. Procedimiento acorde a la Reivindicación 4, siendo el primer y segundo valor umbral esencialmente iguales.
- 6. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, comprendiendo además
- -
- la determinación de una primera absorción de la fibra óptica para la luz continua de la primera frecuencia y
- -
- la determinación de una segunda absorción de la fibra óptica para la luz continua de la segunda frecuencia.
- 7. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, siendo el reglamento predeterminado, que describe el comportamiento absorbente de la fibra óptica dependiente de la frecuencia, una función de paso bajo gaussiana.
- 8. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, comprendiendo al menos una fibra óptica un polímero y/o un cristal, formado particularmente como fibra POF o HCS.
- 9. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, siendo la primera frecuencia menor, particularmente al menos en torno al factor 10, particularmente al menos en torno al factor 100, que el ancho de banda de la fibra óptica.
- 10. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, siendo la absorción de la fibra óptica dependiente de la frecuencia esencialmente cero a la primera frecuencia.
- 11. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, situándose la segunda frecuencia aproximadamente en el ancho de banda de la fibra óptica.
- 12. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, situándose la segunda frecuencia por encima del ancho de banda de la fibra óptica.
- 13. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, presentando la fibra óptica una absorción dependiente de la frecuencia para la luz continua de la segunda frecuencia, localizada entre 1 y 5 dB, particularmente entre 2 y 4 dB particularmente aproximadamente 3 dB por encima de la absorción dependiente de la frecuencia para la luz continua de la primera frecuencia.
- 14. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, efectuándose la medición del primer y segundo nivel de la señal por el procedimiento OMA (Optical Modulated Amplitude) por medio de un transceptor óptico, que presenta una interfaz DMI (Diagnostic Monitoring Interface) conforme a la SFF-8472.
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- 15. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, comprendiendo la luz conducida a través de la fibra óptica de la primera y/o segunda frecuencia una señal de datos, que presenta alternativamente los valores binarios 1 y 0.
- 16. Procedimiento acorde a la Reivindicación 15, siendo la señal de datos una señal IDLE conforme al estándar de red, particularmente conforme al 10base-FL o 100base-FX.
- 17. Procedimiento acorde a una de las anteriores Reivindicaciones, comprendiendo además los pasos
- -
- determinación de la longitud de la fibra óptica por medio de una medición del tiempo de ejecución,
- -
- determinación del producto de la longitud y el ancho de banda de la fibra óptica a partir del ancho de banda y de la longitud determinados de la fibra óptica.
- 18. Procedimiento acorde a la Reivindicación 17, comprendiendo además
- -
- determinación del tipo de fibra de la fibra óptica en función del producto de la longitud y el ancho de banda por medio de los rangos de valores almacenados del producto de la longitud y el ancho de banda para al menos dos tipos de fibra diferentes.
- 19. Procedimiento para el establecimiento de una conexión para la comunicación de datos entre un primer y un segundo servidor, conectados por medio de una ruta óptica de transmisión de datos con al menos una fibra óptica, comprendiendo la inicialización de la conexión, abarcando la inicialización la determinación del ancho de banda de al menos una fibra óptica conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 18.
- 20. Procedimiento acorde a la Reivindicación 19, comprendiendo la ruta óptica de transmisión de datos un primer transceptor óptico en el primer extremo de la ruta y un segundo transceptor óptico en el segundo extremo de la ruta, que se conectan a través de una primera y una segunda fibra óptica para las dos direcciones de transmisión, y determinándose el ancho de banda de la primera y de la segunda fibra óptica.
- 21. Procedimiento acorde a la Reivindicación 20, efectuándose la determinación del ancho de banda de la primera y de la segunda fibra óptica sucesivamente.
- 22. Procedimiento acorde a la Reivindicación 20, llevándose a cabo la determinación del ancho de banda de la primera y de la segunda fibra óptica de manera esencialmente simultánea.
- 23. Procedimiento según al menos una de las Reivindicaciones 19 a 22, comprendiendo la inicialización de la conexión el paso del ajuste automático de la velocidad de transmisión de la comunicación de datos en función del ancho de banda determinado de al menos una fibra óptica.
- 24. Componente electrónico para el empleo en una ruta óptica de transmisión de datos, que presente al menos una fibra óptica, formado particularmente como circuito integrado, comprendiendo medios para el cálculo de un valor para el ancho de banda de una fibra óptica en función de un primer y de un segundo nivel de la señal con empleo de un algoritmo basado en un reglamento predeterminado, describiendo el reglamento el comportamiento absorbente de la fibra óptica dependiente de la frecuencia.
- 25. Componente acorde a la Reivindicación 24, integrado en un transceptor LWL óptico.
- 26. Componente acorde a la Reivindicación 24, integrado en un transceptor FY asignado a una de las capas físicas de una red, particularmente en un transceptor FY de Ethernet.
- 27. Componente acorde a la Reivindicación 24, que se intercala entre un transceptor LWL óptico y un transceptor FY asignado a una de las capas físicas de la red.
- 28. Componente acorde a la Reivindicación 27, comprendiendo una interfaz para la conexión a una interfaz PECL del transceptor óptico y una interfaz para la conexión a una interfaz PECL del transceptor FY.
- 29. Componente acorde a la Reivindicación 27 ó 28, comprendiendo una primera interfaz en serie para la conexión a una interfaz en serie del transceptor óptico y una segunda interfaz en serie para la conexión a una interfaz en serie del transceptor FY.
- 30. Componente acorde a la Reivindicación 29, comprendiendo un convertidor para la conversión de datos entre diferentes protocolos de transmisión, particularmente para la conversión de datos de I^{2}C a SPI y/o de SPI a I^{2}C.
- 31. Componente acorde a una de las anteriores Reivindicaciones 24 a 30, comprendiendo además medios para efectuar una medición del tiempo de ejecución a lo largo de al menos una fibra óptica para la determinación de la longitud de la fibra óptica y medios para la determinación del producto de la longitud y el ancho de banda de la fibra óptica a partir del ancho de banda y de la longitud de la fibra óptica determinados.
- 32. Componente acorde a una de las anteriores Reivindicaciones 24 a 31, comprendiendo además medios para la determinación del tipo de fibra de la fibra óptica en función del producto de la longitud y el ancho de banda por medio de los rangos de valores almacenados del producto de la longitud y el ancho de banda para al menos dos tipos de fibra diferentes.
- 33. Componente acorde a una de las anteriores Reivindicaciones 24 a 32, formado para la ejecución de un procedimiento conforme a una de las anteriores Reivindicaciones 1 a 23.
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