Impacto de não-uniformidades em cabos de pares trançados na transmissão em modo fantasma

Espera-se que o tráfego para sistemas de comunicação móveis aumente drasticamente nos próximos anos. A nova geração de comunicação denominada 5G está em processo de desenvolvimento com o intuito de dar suporte a tais demandas, permitindo uma gama de novas aplicações. Um ponto chave para o sucesso das futuras redes 5G é a adoção de soluções fronthaul. Em geral, enlaces ópticos e de micro-ondas são as alternativas mais adequadas para o fronthaul. Entretanto, o cobre ainda é uma alternativa viável em certas situações, principalmente devido ao custo reduzido e a aplicação de técnicas que aumentam o seu desempenho, como o modo fantasma. Tal técnica adiciona canais de comunicação extras aos enlaces físicos existentes, aumentando assim a taxa de dados agregada. Para tanto, os canais ditos “fantasmas” utilizam sinalização em modo comum sobre os canais ordinários (diferenciais). Idealmente, não existe acoplamento entre os canais diferenciais e o fantasma. Entretanto, cabos de cobre possuem não-uniformidades que são fonte de acoplamento de sinal entre os pares, especialmente em frequências da ordem de centenas de MHz. Não é completamente conhecido como as não-uniformidades nos cabos afetam o vazamento do modo de transmissão diferencial para o fantasma e vice-versa. Neste trabalho é estudado o efeito de não-uniformidades em cabos na atenuação dos canais fantasma e diferencial bem como no acoplamento de sinal (crosstalk) entre eles. Para viabilizar a transmissão em modo fantasma, foi adaptado um simulador desenvolvido na Universidade de Stanford. Foram simulados três tipos de não-uniformidades: variação na distância entre o centro dos pares, pigtail e trançado não-uniforme, para faixas de DC até 500 MHz, utilizando cabos com comprimentos de 10 a 100 m. Mostra-se que o canal fantasma agrega taxa com contribuição de 61,94% em cenários uniformes para 100 m. Além disso, para este mesmo comprimento, variações no centro do par teve impacto dominante para redução da taxa agregada com apenas 24,02% de contribuição do canal fantasma, enquanto que o trançado não-uniforme tem impacto desprezível na taxa de dados do canal, de maneira que a contribuição do canal fantasma foi de 61,93 %. Além disso, mostrou-se que o pigtail teve impacto somente para comprimentos pequenos.