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
Clarity Treinamentos
marcelo@claritytreinamentos.com.br