Balanço de potência óptica

Escrevi em outros artigos sobre o balanço de perda óptica e seu cálculo. Mas existe um conceito muito parecido, que acaba causando confusão com o anterior, que é o do “balanço de potência óptica”. Neste artigo, vamos falar sobre ele, e como ele se diferencia do balanço de perda.

Só para recordar, o “balanço de perda óptica” é um cálculo realizado para estimar qual será a atenuação total de um enlace em fibra óptica antes mesmo de ser instalado. Já o “balanço de potência óptica” é um cálculo realizado para se conhecer a quantidade mínima e máxima de potência que poderá (ou deverá) ser perdida durante a transmissão.

O balanço de perda é específico para os tipos de equipamentos de transmissão e recepção (transceivers) que serão utilizados. Portanto, para realizar esse cálculo é absolutamente necessário saber quais os modelos exatos dos transceivers que serão empregados em determinada instalação.

As características dos equipamentos que precisam ser conhecidas são:

  • Potência do transmissor
  • Sensibilidade do receptor
  • Faixa dinâmica do receptor

Esses valores são tipicamente expressos em “dBm”. O dBm é uma unidade de medida que expressa a potência absoluta mediante uma relação logarítmica (em decibéis) com base em 1 mW. Ou seja, 0 dBm equivale a 1 mW. Como exemplo, 30 dBm representa uma potência 30 dB superior a 1 mW, ou seja, 1.000 mW, ou 1 W. Em mais um exemplo, -10 dBm representa uma potência 10 dB inferior a 1 mW, ou seja, 0,1 mW, ou 100 µW.

O cálculo do balanço de potência é simples: subtraímos a sensibilidade do receptor da potência do transmissor para saber o quanto de potência podemos perder durante a transmissão sem que haja uma diminuição significativa na sua qualidade (expressa pela “taxa de erro de bit”, ou BER).

Exemplos:

  • Equipamento com potência de transmissão de 10 dBm e sensibilidade do receptor de 2 dBm.
    Balanço de potência = 10 dBm – 2 dBm = 8 dB.
    Ou seja, o canal passivo de transmissão (enlace óptico completo) pode apresentar atenuação de até 8 dB sem que haja degradação de qualidade
  • Equipamento com potência de transmissão de -5 dBm e sensibilidade do receptor de -20 dBm.
    Balanço de potência = -5 dBm – (- 20 dBm) = 15 dB.
    Ou seja, o canal passivo de transmissão (enlace óptico completo) pode apresentar atenuação de até 15 dB sem que haja degradação de qualidade.

Mas não devemos nos esquecer da faixa dinâmica do receptor. Ela nos informa os valores mínimos e máximos de potência que devem ser recebidos para que o equipamento interprete os sinais recebidos corretamente.

Se um receptor possui sensibilidade de -20 dBm e faixa dinâmica de 15 dB, isso significa que ele aceita sinais com potência entre -20 dBm e -5 dBm (ou seja, -20 + 15). Se ele receber um sinal com potência superior a -5 dBm, também haverá degradação na qualidade, e poderá ocorrer até mesmo a queima do receptor. Por exemplo, se a potência do transmissor for de -2 dBm, além de saber que a atenuação máxima deve ser inferior a 18 dB (-2 – (-20)), também saberemos que a atenuação mínima do canal deverá ser de 3 dB (-2 -(-5))! Se o enlace óptico não possuir atenuação igual ou maior que 3 dB, também haverá degradação da qualidade da transmissão, com aumento do BER.

Isso ocorre com frequência em equipamentos de transmissão de longa distância, que possuem alta potência de transmissão e ata sensibilidade do receptor, pois devem contar com enlaces de diversos quilômetros de fibra óptica, com diversas emendas. Nesses casos, quando queremos testar os equipamentos em uma bancada, e vamos conectá-los apenas com um patch cord, corremos o risco de até queimar o receptor, tamanha será a potência recebida. Para isso, devemos usar atenuadores, dispositivos que introduzem uma perda proposital no enlace a fim de não “inundar” o receptor com uma potência que esteja fora de sua faixa dinâmica.

Como vimos, o resultado do balanço de potência nos dá a atenuação máxima que o canal óptico passivo pode apresentar para que o equipamento de rede funcione a contento. E é agora que entra o outro cálculo, o do “balanço de perda óptica” que vimos nos outros artigos. Sabendo do balanço de potência, temos que projetar um enlace que apresente um balanço de perda inferior ao balanço de potência do equipamento.

Ao utilizar o valor do balanço de perda, não devemos deixar de incluir previsões para manutenções futura, além de uma margem de segurança.

Exemplos:

  • Enlace composto por 20 km de fibra monomodo OS2 terminada em ambas as extremidades dentro de distribuidores ópticos (DIO) através da fusão de pigtails, cujos conectores serão acoplados na parte interna dos adaptadores frontais do DIO; haverá uma fusão no meio da rota; prever duas fusões para manutenção futura. Equipamento com potência de transmissão de 10 dBm e sensibilidade do receptor de -5 dBm:
    1. Perda da fibra óptica: 20 km X 0,4 dB/km = 8,0 dB
    2. Perda das conexões: 2 X 0,75 dB = 1,5 dB
    3. Perda das emendas: 3 X 0,3 dB = 0,9 dB
    4. Previsão de perda das possíveis emendas futuras: 2 X 0,3 dB = 0,6 dB
    5. Margem de segurança: 1 dB
    6. Balanço da perda (1310 nm e 1550 nm): 8,0 + 1,5 + 0,9 + 0,6 + 1,0 = 12,0 dB
    7. Balanço da potência: 10 – (-5) = 15 dB
    8. Conclusão: projeto correto, pois ainda há uma margem de 3 dB (15 – 12) entre o balanço da potência e as perdas projetadas do enlace óptico.
  • Enlace composto por 30 km de fibra monomodo OS2 terminada em ambas as extremidades dentro de distribuidores ópticos (DIO) através da fusão de pigtails, cujos conectores serão acoplados na parte interna dos adaptadores frontais do DIO; haverá duas fusões no meio da rota; prever duas fusões para manutenção futura. Equipamento com potência de transmissão de 5 dBm e sensibilidade do receptor de -10 dBm:
    1. Perda da fibra óptica: 30 km X 0,4 dB/km = 12,0 dB
    2. Perda das conexões: 2 X 0,75 dB = 1,5 dB
    3. Perda das emendas: 4 X 0,3 dB = 1,2 dB
    4. Previsão de perda das possíveis emendas futuras: 2 X 0,3 dB = 0,6 dB
    5. Margem de segurança: 1 dB
    6. Balanço da perda (1310 nm e 1550 nm): 12,0 + 1,5 + 1,2 + 0,6 + 1,0 = 16,3 dB
    7. Balanço da potência: 5 – (-10) = 15 dB
    8. Conclusão: projeto incorreto, o enlace óptico projetado pode apresentar perda acima do tolerado pelo equipamento previsto.

Equipamentos de rede Ethernet já possuem tabelas que mostram o balanço da perda alocada para o enlace óptico, assim não precisamos realizar esse cálculo, basta consultar as tabelas publicadas no padrão IEEE 802.3. Como exemplo, a tabela abaixo mostra a perda máxima alocada para o canal óptico para os padrões Ethernet sobre fibra óptica entre as velocidades de 10 Mb/s e 1 Gb/s:

Padrão FibraComprimento de onda (nm) Perda máx. do canal (dB)
10BASE-FL OM1 850 12,5
100BASE-FXOM1 1300 11
1000BASE-SX OM2 850 3,56
1000BASE-LX OM2 1310 2,35
1000BASE-LX SM 1310 4,57

Saiba mais sobre o balanço de perda óptica no curso rápido online SCE335, e sobre os padrões Ethernet no curso rápido online SCE381. Ao final de cada curso, você poderá baixar materiais de referência, realizar avaliações e, se for bem nelas, ainda receberá certificados de conclusão!

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Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS, DCS Design, Assessor CEEDA
Clarity Treinamentos
marcelo@claritytreinamentos.com.br

Canal de cabeamento estruturado no YouTube

A partir deste mês iniciamos a publicação periódica de vídeos curtos tratando de temas variados relacionados ao Cabeamento Estruturado

Este é o endereço do playlist dos vídeos já publicados no canal: Cabeamento Estruturado by Marcelo Barboza

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Assista já o primeiro vídeo publicado no canal

Até a próxima!
Marcelo Barboza

Optical Loss Budget Calculation

On 21/Mar/2019, I wrote an introductory article on the “Optical Loss Budget” (http://www.claritytreinamentos.com.br/2019/03/21/optical-loss-budget-an-introduction/), where I present what an optical loss budget is and what’s its purpose. In this article, we will address how to calculate it.

To recall, the “optical loss budget” is a calculation performed to estimate what will be the total attenuation of a fiber optic link even before it is installed. Among its purposes, we can emphasize two:

  • Verify that the optical link being designed meets the requirements of the applications that will run on it. If the calculated loss budget is greater than the loss margin allocated for the cabling of the intended application (e.g. 10GBASE-SR), the link may show data loss and even “go down”;
  • Establish a threshold that will be used during the performance of acceptance tests of the installed link. When testing the link with a PMLS (power meter + light source), if the measured attenuation is greater than the project’s loss budget, then we will know that something has failed during installation: the material and/or the labor were less than reasonable.

But how to calculate the optical loss budget? First, we must know exactly which optical components will be used in the link. If possible, know the exact brand name and model. Usual components are:

  • Fiber optic cable
  • Connectors
  • Splices
  • Splitters
  • Other passive components (e.g. taps and attenuators)

Next, we must determine the loss (attenuation) that each of these components will present when installed on the link. This information can be obtained from the technical specification sheets of the selected components. Caution: the attenuation may be different depending on the wavelength of light used.

The calculation must be carried out at all wavelengths intended to be used in the link. As a minimum, test:

  • multimode fibers in wavelengths 850 nm and 1300 nm;
  • single-mode fibers in wavelengths 1310 nm and 1550 nm.

If the part numbers of the components are not yet known, use standard market values or values specified by national or international cabling standards.

Examples of standard attenuation values established by ISO/IEC 11801-1:2017:

  • Coupled connectors:                       0.75 dB
  • Splice:                                             0.3 dB
  • Multimode fiber OM1 thru OM4: 3.5 dB/km (850 nm) and 1.5 dB/km (1300 nm)
  • Multimode fiber OM5:                   3.0 dB/km (850 nm) and 1.5 dB/km (1300 nm)
  • Single-mode fiber OS1a:                 1.0 dB/km (1310 nm and 1550 nm)
  • Single-mode fiber OS2:                   0.4 dB/km (1310 nm and 1550 nm)

We also need to know the total length of the complete link, in kilometers. That is because the loss of the “fiber optic” component will be proportional to its length (so the loss is given in “dB/km” as seen above).

Based on this information, we add all the values for the link to obtain its loss budget, in decibels (dB).

Example 1: A 3,000 m link made of OS2 single-mode fiber, terminated in pigtails spliced at both ends inside optical trays, whose connectors will be coupled to the front panel adapters. There will be a splice in the middle of the link:

Optical fiber loss: 3 km X 0.4 dB/km = 1.2 dB

Connector loss: 2 X 0.75 dB = 1.5 dB

Splice loss: 3 X 0.3 dB = 0.9 dB

Loss budget (1310 nm and 1550 nm): 1.2 + 1.5 + 0.9 = 3.6 dB

Example 2: A 200 m link made of OM3 multimode fiber, terminated in field polished connectors at both ends, coupled to the front panel adapters. No splices used:

Optical fiber loss @ 850 nm: 0.2 km X 3.5 dB/km = 0.7 dB

Optical fiber loss @ 1300 nm: 0.2 km X 1.5 dB/km = 0.3 dB

Connector loss: 2 X 0.75 dB = 1.5 dB

Loss budget @ 850 nm: 0.7 + 1.5 = 2.2 dB

Loss budget @ 1300 nm: 0.3 + 1.5 = 1.8 dB

As already mentioned, the values obtained should be compared to the applications specifications and to the values measured during the certification of the installed link.

If the measured value is greater than the calculated loss budget, check the installed material, the fiber route, the cleaning of the connectors and the quality of the splices. If necessary, use an OTDR to find the locations that exhibit losses above the expected.

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See you next time.

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS, DCS Design, Assessor CEEDA
Clarity Treinamentos
marcelo@claritytreinamentos.com.br

About the author

Marcelo Barboza, Structured Cabling instructor since 2001, graduated in Mackenzie University, has more than 30 years of experience in IT, member of BICSI, member of the ABNT/COBEI Committee of Studies on Structured Cabling (Brazilian Standards organization), certified by BICSI (RCDD, DCDC and NTS), Uptime Institute (ATS), and DCProfessional (Data Center Specialist – Design). Authorized instructor for selected courses of DCProfessional, Fluke Networks and Clarity Treinamentos.

Optical Loss Budget – An Introduction

When designing a fiber optic link, how to ensure that there will be enough light for the application to work? Or, after installing the optical link, how to ensure that the material has of good quality and that the workforce used in the installation followed all the recommendations and good practices?

Each application (or physical network protocol, such as Ethernet, for example) for fiber optics establishes a maximum attenuation (or loss) in the channel for it to work without performance degradation. If the channel attenuation is higher than the expected, the bit error rate (BER) begins to increase, causing network slowdowns and eventually dropping the link.

Each optical component bought and installed must also have a maximum expected loss, defined in structured cabling standards. When acquiring and installing optical links, we should know what this loss is, so we can compare it to the measurements performed at the time of network certification. If the measured loss is greater than expected, whether the material acquired is not so good, or the manpower used in the installation did not follow the normative recommendations and the respective suppliers. In this case, the link may not be able to receive the extended warranty from the manufacturer.

It is precisely for this that there is such a thing as the “optical loss budget”, a calculation of how much loss an optical link should present, at maximum, to ensure the quality of the installation and the operation of the network.

See you next time!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos

Cálculo do balanço de perda óptica

Em 04/abr/2017, escrevi um artigo sobre o “balanço de perda óptica” (http://www.claritytreinamentos.com.br/2017/04/04/balanco-de-perda-optica/), onde conceituo o que ele é e para que serve. Neste artigo, vamos abordar a sua forma de cálculo.

Para recordar, o “balanço de perda óptica” é um cálculo realizado para estimar qual será a atenuação total de um enlace em fibra óptica antes mesmo de ser instalado. Dentre suas finalidades, podemos ressaltar duas:

  • Verificar se o enlace óptico sendo projetado atenderá aos requisitos das aplicações que nele rodarão. Se o cálculo do balanço for superior à margem de perda alocada para o cabeamento da aplicação pretendida (ex.: 10GBASE-SR), o link poderá apresentar perda de dados e até mesmo nem “subir”;
  • Estabelecer um limite que será utilizado durante os testes de aceitação do enlace instalado. Ao testar o link com um PMLS (power meter + light source), se a atenuação medida for superior ao balanço de perda do projeto, então saberemos que algo falhou na execução: o material e/ou a mão-de-obra envolvidos.

Mas, como calcular o balanço de perda óptica? Primeiramente, temos que saber exatamente quais os componentes ópticos que serão utilizados no enlace, de preferência com marca e modelo. Componentes usuais:

  • Fibra óptica
  • Conectores
  • Emendas
  • Splitters
  • Outros componentes passivos (como taps e atenuadores, por exemplo)

Em seguida, devemos determinar a perda (atenuação) que cada um desses componentes apresentará ao ser instalado no enlace. Essa informação pode ser obtida nos folhetos de especificações técnicas dos componentes escolhidos. Atenção: a atenuação poderá ser diferente dependendo do comprimento de onda de luz utilizado.

O cálculo deve ser realizado em todos os comprimentos de onda previstos a serem utilizados no enlace em questão. No mínimo, testar:

  • Fibras multimodo nos comprimentos de onda 850 nm e 1300 nm;
  • Fibras monomodo nos comprimentos de onda 1310 nm e 1550 nm.

Se as marcas e modelos dos componentes não forem ainda conhecidos, utilizar valores padrões de mercado e/ou especificados pelas normas nacionais/internacionais correspondentes.

Exemplos de valores de atenuação padrões estabelecidos pela norma ISO/IEC 11801-1:2017, e que possivelmente estarão na próxima revisão da norma nacional ABNT/NBR 14565:

  • Par de conectores acoplados: 0,75 dB
  • Emenda: 0,3 dB
  • Fibra MM, OM1 a OM4: 3,5 dB/km (850 nm) e 1,5 dB/km (1300 nm)
  • Fibra MM, OM5: 3,0 dB/km (850 nm) e 1,5 dB/km (1300 nm)
  • Fibra SM, OS1 e OS1a: 1,0 dB/km (1310 nm e 1550 nm)
  • Fibra SM, OS2: 0,4 dB/km (1310 nm e 1550 nm)

Precisamos saber também o comprimento total do enlace final, em quilômetros. Pois a perda do componente “fibra óptica” será proporcional ao seu comprimento (por isso a perda é dada em “dB/km”, como visto acima).

Com base nessas informações, somamos todos os valores para o enlace para a obtenção do balanço de perda, em decibéis (dB).

Exemplos:

1 – Enlace composto por 3.000 m de fibra monomodo OS2 terminada em ambas as extremidades dentro de distribuidores ópticos (DIO) através da fusão de pigtails, cujos conectores serão acoplados na parte interna dos adaptadores frontais do DIO; haverá uma fusão no meio da rota

Perda da fibra óptica: 3 km X 0,4 dB/km = 1,2 dB
Perda das conexões: 2 X 0,75 dB = 1,5 dB
Perda das emendas: 3 X 0,3 dB = 0,9 dB
Balanço da perda (1310 nm e 1550 nm): 1,2 + 1,5 + 0,9 = 3,6 dB

2 – Enlace composto por 200 m de fibra multimodo OM3 terminada em ambas as extremidades dentro de distribuidores ópticos (DIO) através da terminação direta em conectores (processo de cola e polimento), e eles serão acoplados na parte interna dos adaptadores frontais do DIO

Perda da fibra óptica a 850 nm: 0,2 km X 3,5 dB/km = 0,7 dB
Perda da fibra óptica a 1300 nm: 0,2 km X 1,5 dB/km = 0,3 dB
Perda das conexões: 2 X 0,75 dB = 1,5 dB
Balanço da perda a 850 nm: 0,7 + 1,5 = 2,2 dB
Balanço da perda a 1300 nm: 0,3 + 1,5 = 1,8 dB

Os valores obtidos, como já mencionado, deverão ser comparados às especificações das aplicações e aos valores medidos durante a certificação do enlace instalado.

Se o valor medido for superior ao balanço de perda calculado, verifique o material instalado, a rota da fibra, a limpeza das conexões e a qualidade das emendas. Se for o caso, utilize um OTDR para encontrar os locais que apresentam perdas acima do esperado.

Saiba mais sobre o balanço de perda óptica no curso rápido online SCE335, e sobre os testes com PMLS no curso rápido online SCE333. Ao final de cada curso, você poderá baixar materiais de referência, realizar avaliações e, se for bem nelas, ainda receberá certificados de conclusão!

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Até a próxima! Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS, DCS Design, Assessor CEEDA
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Norma ANSI/TIA-568.2-D aprovada para publicação

A principal norma de cabeamento estruturado dos EUA, uma das primeiras do mundo a tratar do tema, é a ANSI/TIA-568. Ela é dividida em 5 partes, sendo elas:

  • Parte 0: estabelece as bases para um sistema genérico de cabeamento estruturado
  • Parte 1: cabeamento estruturado para edifícios comerciais
  • Parte 2: especifica os componentes de par trançado balanceado
  • Parte 3: especifica os componentes em fibra óptica
  • Parte 4: especifica os componentes em cabo coaxial

Periodicamente, a TIA-568 passa por revisões, assim como a maioria das normas, para se atualizar em relação à tecnologia, produtos e melhores práticas adotados. Uma letra ao final indica a revisão. A primeira revisão foi indicada com a letra “A”. A revisão seguinte recebeu a letra “B”, e assim por diante. Assim, o nome ANSI/TIA-568-C.2 indica a revisão “C” (3ª revisão) da parte 2 da referida norma.

Só que a quarta revisão (“D”) mudou a ordem desses dois indicadores, tornando o nome mais coerente com as demais normas. Os indicadores de parte e revisão se inverteram, de forma que a 4ª revisão da 2ª parte passou a se chamar ANSI/TIA-568.2-D. A revisão “D” das demais partes já haviam sido publicadas nesse formato. Agora os nomes são:

  • ANSI/TIA-568.0-D, Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises, publicada em 15/dez/2015
  • ANSI/TIA-568.1-D, Commercial Building Telecommunications Cabling Standard, publicada em 9/set/2015
  • ANSI/TIA-568.2-D, Balanced Twisted-Pair Telecommunication Cabling and Components Standard, a ser publicada em breve
  • ANSI/TIA-568.3-D, Optical Fiber Cabling And Components Standard, publicada em 25/out/2016
  • ANSI/TIA-568.4-D, Broadband Coaxial Cabling and Components Standard, publicada em 27/jun/2017

O que mudou na ANSI/TIA-568.2-D em relação à revisão anterior? Em resumo, os principais pontos alterados foram:

  • A adição da configuração MPTL (Modular Plug Terminated Link)
  • Incorporação da Categoria 8 ao corpo da norma
  • O reconhecimento de patch cords com bitola de condutor 28 AWG
  • Considerações ao suporte ao PoE

A adição da configuração MPTL (Modular Plug Terminated Link)

O MPTL é um acréscimo aos outros dois modelos padrões de enlace que já existiam, o canal (CH) e o enlace permanente (PL). Resumidamente, o CH é a configuração que inclui todo o cabeamento horizontal, incluindo todos os patch cords, enquanto o PL é a configuração que inclui apenas a parte “permanente” ou “fixa” do cabeamento, desde a terminação no rack até a terminação na tomada, sem incluir os patch cords.

Esta nova configuração, o MPTL, atende aos anseios de muitos usuários e instaladores, que se sentiam “incomodados” ao instalar uma tomada de telecomunicações, mais um patch cord, para conectar equipamentos fixos, principalmente próximos ao forro, como pontos de acesso wireless (WAP) e câmeras de vigilância (CFTV). Nesta configuração, o cabo horizontal é terminado diretamente com um plugue RJ45 (macho), em campo, que será diretamente conectado ao dispositivo terminal. Os principais fabricantes de cabeamento já estão disponibilizando tais plugues, com garantia de desempenho, para confecção em campo, incluindo versões com desempenho de Categoria 6A e até mesmo Categoria 8.

A norma também dará provisionamento para a forma como um enlace MPTL deverá ser testado. O desempenho do plugue terminado em campo deverá ser incluso no teste. Isso é diferente dos requisitos de teste de um canal, que exclui o desempenho dos plugues das extremidades. Outra coisa a ser ressaltada é que a norma continua obrigando a utilização de tomadas e patch cords para a conexão de dispositivos de usuário nas áreas de trabalho, como desktops, notebooks, telefones e impressoras. Tais dispositivos podem mudar de lugar com frequência, por isso o requisito de utilizar patch cords em sua conexão.

Incorporação da Categoria 8 ao corpo da norma 

A Categoria 8 de cabeamento de par trançado era parte de um adendo à norma TIA-568-C.2. Agora, fará parte da nova revisão 2-D. Lembramos que essa categoria, testada até 2000 MHz, permite a utilização de Ethernet a 40 Gb/s sobre um canal Cat. 8 de até 30 metros, sendo um enlace permanente de 24 metros, mais dois patch cords de até 3 metros cada. Tal aplicação foi pensada para conexões entre equipamentos localizados na mesma fileira de racks de um data center, e permitirá a configuração MPTL para conexão direta ao servidor.

O reconhecimento de patch cords com bitola de condutor 28 AWG

Anteriormente, apenas condutores 22 a 26 AWG eram reconhecidos para utilização em patch cords. Mas em racks de alta densidade, abrigando a terminação de centenas de cabos, isso poderia tornar a organização dos patch cords uma tarefa quase impossível!  Grandes quantidades de patch cords grossos poderiam também causar restrições ao fluxo de ar para a refrigeração de equipamentos ativos, causando seu sobreaquecimento.

Mas patch cords com bitola reduzida, como 28 AWG, apresentam maior atenuação de sinal e maior resistência à corrente elétrica. Por esse motivo, a norma provê recomendações para restringir o tamanho de canais contendo patch cords 28 AWG. Patch cords 28 AWG deverão utilizar 1,95 como fator de correção. Por exemplo, um canal com 10 metros em patch cords 28 AWG poderá ter um máximo de 92,5 m, sendo 82,5 m para o enlace permanente, em vez dos tradicionais 90 m. Com o tempo, melhores práticas deverão ser desenvolvidas e aplicadas com tais patch cords para minimizar possíveis problemas com sua utilização em canais que utilizem PoE, especialmente acima de 30 W, que surgirão com sua nova versão, o four-pair PoE, ou 4PPoE.

Considerações ao suporte ao PoE

Com a chegada do 4PPoE, que permite alimentação de quase 100 W pelo switch, garantindo um mínimo de 71 W no dispositivo remoto, começa a aumentar a preocupação com os projetos e instalações de sistemas em par trançado de forma a evitar anomalias na alimentação elétrica, como quedas excessivas de tensão e aumento exagerado da temperatura no feixe de cabos.

Referências ao boletim técnico ANSI/TSB-184-A, Guidelines for Supporting Power Delivery Over Balanced Twisted-Pair Cabling, são feitas nessa nova revisão, assim como o requisito para um teste particularmente importante para o PoE, que é o desequilíbrio resistivo dentro dos pares e entre os pares do cabo.

 

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Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS, DCS Design
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Polaridade em enlaces de fibra óptica dúplex

Você sabe como manter a polaridade em enlaces de fibra óptica dúplex? Como garantir que, ao montar um canal óptico dúplex (enlace mais patch cords de ativação), os equipamentos ativos se comuniquem através de um cabeamento que garanta que cada transmissor seja ligado a um receptor, estabelecendo assim um link up?

A regra geral é sempre fazer um canal óptico crossover, de forma a interligar transmissores com receptores. E para isso existem diversas opções disponíveis e utilizadas pelos instaladores de cabeamento. Vamos explorar as três mais conhecidas:

  • Enlace direto mais patch cords diferentes
  • Enlace com posicionamento simétrico
  • Enlace cruzado com pares invertidos

Cada um tem suas vantagens e desvantagens, e nem todos são normatizados. Vamos entender as diferenças entre esses métodos.

 

Enlace direto mais patch cords diferentes

Esse método, que parece ser um dos mais utilizados dentre os instaladores, não está dentre os recomendados pelas normas de cabeamento, notadamente a ISO/IEC 14763-2 Implementation and operation of customer premises cabling – Part 2: Planning and installation. Esta norma, aliás, está para ganhar uma versão nacional, uma NBR.

Nele, o enlace é instalado de maneira direta, ou seja, as fibras são conectadas aos adaptadores, em ambas as extremidades do cabo, na mesma sequência, em ordem crescente (1, 2, 3, 4…). Para cabos ópticos nacionais, a sequência se iniciaria com as fibras verde, amarela, branca, azul etc., em ambas extremidades da terminação. Para cabos importados, a sequência de cores mudaria, de acordo com a origem e norma correspondente, mas sempre de acordo com a ordem estabelecida pela norma em questão.

O cruzamento do canal acaba sendo realizado através dos patch cords de ativação, sendo que um deve ser direto e o outro, crossover. Se ambos forem iguais (diretos ou cross), o canal não fica cruzado e os ativos não “sobem”.

A principal desvantagem desse método, além de não ser normatizado, é que são necessários dois tipos de patch cords, com diferentes polaridades, o que pode causar problemas durante a operação. A qualquer momento, alguém não treinado no sistema pode querer usar patch cords iguais e o link acaba ficando fora do ar. Além de ser necessário manter dois itens em estoque.

 

Enlace com posicionamento simétrico

Este método é o preferido pela norma IEC 14763-2. Nele, os adaptadores são inseridos no patch panel em uma extremidade do cabo com orientação oposta aos adaptadores da outra extremidade do cabo. Em uma extremidade do cabo, os adaptadores são instalados de forma que a posição A do adaptador corresponda às posições ímpares do painel (ordem A-B, A-B), e na outra extremidade do cabo, os adaptadores são instalados na orientação oposta, de forma que a posição B do adaptador corresponda às posições ímpares do painel (ordem B-A, B-A). Já as fibras são conectadas aos adaptadores, em ambas as extremidades do cabo, na mesma sequência, em ordem crescente (1, 2, 3, 4…), assim como no método visto anteriormente. Mas, diferentemente do método anterior, os patch cords são todos iguais, todos crossover.

E onde se dará o cruzamento? Como os adaptadores em ambas extremidades ficam invertidos entre si, de um lado o patch cord é conectado também de forma invertida em relação ao outro lado.

Este método tem a grande vantagem de requerer apenas um tipo de patch cord, não estando sujeito a enganos na hora da ativação, pois os patch cords geralmente só conseguem ser inseridos de uma maneira, por causa das guias dos conectores. Mas, este método não consegue ser aplicado quando são utilizados patch panels que não permitem a inversão de polaridade dos adaptadores. Neste caso, deve-se usar o método seguinte.

 

Enlace cruzado com pares invertidos

Este método também está presente na norma IEC 14763-2. Nele, adaptadores são instalados no patch panel em uma extremidade do cabo com a mesma orientação dos adaptadores da outra extremidade do cabo. O cruzamento se dará na sequência das fibras. As fibras ópticas são conectadas nos adaptadores na sequência numérica normal em uma extremidade do cabo e com inversões par-a-par na outra extremidade. Para cabos nacionais, ficaria verde-amarela, branca-azul etc. de um lado e amarela-verde, azul-branca etc. do outro lado. Aqui, como no método anterior, todos os patch cords também são iguais.

A vantagem deste método é similar à anterior, teremos apenas um tipo de patch cord. A desvantagem é que na hora de testar (ou ativar) uma única fibra, ela estará em posição diferente, quando comparamos as duas extremidades, o que vai requerer um trabalho de identificação mais preciso fibra a fibra.

 

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Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS, DCS Design
Clarity Treinamentos
marcelo@claritytreinamentos.com.br

Projeto de link de fibra óptica

Você conhece todos os passos para o projeto de um enlace de fibra óptica para uma rede local? Existem diversas “coisas” que temos que conhecer antes mesmo de começarmos um projeto desse tipo. A seguir, vamos descrever algumas delas.

Se existe a previsão pela utilização de algum equipamento óptico de rede específico, devemos saber qual o seu padrão e, de acordo com o padrão, quais as mídias ópticas suportadas e em quais condições (perda e comprimento máximos, tipo de conector, quantidade de fibras por link). Por exemplo, se vamos usar um switch com porta óptica Ethernet a 1 Gb/s, devemos saber se é no padrão 1000BASE-SX ou 1000BASE-LX. O primeiro trabalha apenas com fibra multimodo, já o segundo aceita multimodo e monomodo.

Ao mesmo tempo, devemos escolher o tipo de fibra óptica. Multimodo ou monomodo? De qual categoria (OMx ou OSx)? Essa informação precisa ser combinada com o padrão de rede, pois os requisitos mudam a cada combinação. Por exemplo: 1000BASE-SX sobre fibra OM1 tem o alcance de 275 m, enquanto sobre OM2 pode chegar a 550 m; já o 1000BASE-LX funciona até 5 km sobre fibra monomodo.

De posse dessas informações, precisamos calcular se a fibra escolhida, na topologia requerida, poderá atender ao padrão de rede pretendido. Isso é feito através do cálculo do balanço de perda óptica. Exemplo: Uma fibra OM1 com 250 m, quatro conexões SC e quatro emendas por fusão, de acordo com as normas, pode apresentar perda de até 5,08 dB; mas para o 1000BASE-SX funcionar, não poderemos ter perda maior do que 2,6 dB em fibra OM1; ou mudamos a topologia, ou a aplicação ou o tipo de fibra.

Depois, precisaremos saber em qual ambiente o cabo óptico será instalado. Isso determinará o tipo de capa necessária e, consequentemente, o tipo de cabo. Cabos para uso interno devem possuir classificação antichama. Cabos externos precisam ser protegidos contra intempéries, apenas para dar um exemplo.

Uma vez escolhido o tipo de cabo, precisamos calcular o diâmetro dos dutos e calhas por onde serão instalados, algo que varia em função de vários fatores, como: quantidade de cabos, diâmetro de cada cabo, taxa de ocupação, necessidade por expansão e manutenção etc.

Finalmente, depois de o enlace ser instalado, precisamos realizar as medições ópticas de certificação para entregar para o cliente e para o fabricante (caso seja requerida a garantia estendida). Os testes mínimos de um enlace óptico instalado fazem parte da certificação “tier 1”.

Como podemos ver, são diversas etapas, cada qual com técnicas e conhecimentos específicos. Para auxiliá-lo nessa tarefa, preparamos alguns cursos rápidos online. Cada um focado em uma das tarefas acima, para que você possa tirar suas dúvidas somente naquilo de que precisa:

SCE381 Padrões Ethernet sobre cabeamento estruturado

SCE322 Desempenhos e parâmetros das fibras ópticas

SCE335 Balanço de perda óptica

SCE321 Características construtivas dos cabos de fibra óptica

SCE341 Cálculo de taxa de ocupação para caminhos

SCE333 Certificação óptica tier 1

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Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos
marcelo@claritytreinamentos.com.br

Sala de Telecomunicações vs. Sala de Equipamentos

Quem projeta e instala sistemas de cabeamento estruturado está familiarizado com as famosas “salas de racks”, locais onde diversos racks abrigam sistemas de cabeamento e equipamentos de TI, como switches e servidores. Mas nem todos sabem diferenciar essas salas entre si, pois elas não são todas iguais, nem têm a mesma finalidade. Neste artigo, vamos falar sobre duas das principais “salas de rack”: a sala de telecomunicações e a sala de equipamentos.

Em princípio, ambas são utilizadas para a terminação dos sistemas de cabeamento estruturado, mas as semelhanças acabam por aqui. A Sala de Telecomunicações, ou TR (do inglês “telecommunications room“), tem a finalidade de atender somente aos usuários do pavimento onde se localiza. Isso significa abrigar as terminações dos cabos horizontais (aqueles que atendem aos equipamentos dos usuários, nas áreas de trabalho) e os switches de rede que os alimentam.

Já, a Sala de Equipamentos, ou ER (do inglês “equipment room“), deve atender a todos os usuários da edificação ou do complexo de edifícios. Portanto, usualmente abriga as terminações dos cabos de backbone (sistema de cabos que interliga as TRs e a sala de entrada de telecomunicações) e os equipamentos centrais da rede, como servidores, switches core, storage etc.  A ER é similar a um data center. É comum existir apenas uma ER em uma instalação, enquanto as TRs são espalhadas pelos diversos pavimentos das edificações.

Outra diferença entre TR e ER é a natureza, tamanho, complexidade e importância dos equipamentos instalados em cada uma. Como a TR atende apenas um pavimento, seus equipamentos tendem a ser menores e mais simples do que aqueles localizados na ER.

As normas nacionais NBR 14565 e NBR 16415 possuem uma série de recomendações com relação ao espaço ocupado por TRs e ERs, como tamanho sugerido, condições ambientais (temperatura e umidade), alimentação elétrica, localização e segurança.

Para saber mais sobre esses espaços de telecomunicações, bem como outros aspectos fundamentais do cabeamento estruturado, conheça o curso SCE100, nas versões Presencial e Online.

Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos

Quero rodar Ethernet a 40 Gigabits em minha fibra existente, posso?

Depende! Do quê? De qual fibra possui, primeiramente.

Se seu link for composto por fibras monomodo, você precisará de equipamentos nos padrões 40GBASE-LR4 ou 40GBASE-ER4, dependendo da distância pretendida, 10 km ou 40 km.

Mas se você possuir um link multimodo, precisará ser, no mínimo, de categoria OM3. Se for inferior, sem chances, precisará trocar de fibra. Se for OM3 ou OM4, precisará de um link com 8 fibras em um cabo tronco terminado em conectores MPO. O equipamento deverá ser do padrão 40GBASE-SR4.

Para OM3, o alcance será de 100 metros. Para OM4, de 150 metros. Mas atenção à perda óptica total de seu link! Com OM3, não deverá ser superior a 1,9 dB. Para OM4, não superior a 1,5 dB! Também há limites de perda para os links monomodo, portanto deve-se consultar as tabelas do padrão IEEE 802.3.

Há também opções de equipamentos proprietários, como o 40GBASE-SR-BiDi, da Cisco, que permite utilizar apenas duas fibras OM3 ou OM4. Para maiores informações, como alcance e perda máximos, consultar as tabelas da Cisco.

Para saber a perda total de seu link, deverá realizar um teste óptico Tier 1, com um equipamento do tipo OLTS (optical loss test set). Para estimar a perda total de seu link antes de fazer o teste, pode fazer o cálculo do balanço de perda óptica utilizando os valores padrões de perda. Se a instalação tiver sido bem feita, a perda medida deverá ser inferior a esse cálculo.

Para saber mais sobre como realizar o cálculo do balanço de perda óptica, há o curso SCE335.

Confira também o curso sobre os padrões Ethernet sobre cabeamento estruturado, o SCE381, e o curso sobre teste óptico tier 1, o SCE333.

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Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos