Base de conhecimento · Medição
Perda de retorno óptica (ORL): o que é esse número e por que cada um chega a um valor diferente
A ORL diz quanto da luz enviada a um enlace volta para a fonte, somando tudo de uma vez. É um número só para a curva inteira, e há mais de um jeito de chegar a ele: dois equipamentos dão valores diferentes para o mesmo arquivo, e os dois estão certos, cada um nos seus termos.
A perda de retorno de um enlace não é a refletância de um evento isolado. A refletância pertence a um conector ou a uma emenda e ocupa uma linha da tabela; a ORL soma tudo o que voltou, inclusive o espalhamento da própria fibra.
Autor: Ilya (engenheiro, 6 anos em fibra óptica) ·
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De onde vem a luz que volta
Na ORL entram tanto a luz refletida quanto a espalhada, e quanto disso se acumula depende também do comprimento do enlace.
Reflexão nas faces terminais
Reflexão de Fresnel em todo ponto onde a luz passa de um meio para outro: conectores com folga de ar, emendas mecânicas, uma ponta de fibra aberta, uma trinca. É a maior parcela e a que tem conserto; é por causa dela que enlaces sensíveis recebem conectores com polimento angular.
Espalhamento na fibra
O espalhamento Rayleigh é uma propriedade da própria fibra, não um defeito. Uma fração da luz espalhada segue de volta para a fonte e vai parar na ORL, ao longo de todo o comprimento do enlace.
O comprimento do enlace
Quanto mais longa a fibra, mais luz espalhada voltou, e é isso que afasta os números uns dos outros. A ORL é uma propriedade do enlace inteiro, não um valor de ficha técnica de um componente, e não se transfere de um vão para outro.
Por que o número depende do que mediu
A perda de retorno se mede com dois equipamentos diferentes. O OTDR separa a luz que volta pelo tempo e consegue dizer de onde ela veio. O medidor de ORL (OCWR, muitas vezes parte de um conjunto de teste de perda óptica) envia um sinal contínuo e mede só o total. Mede esse total diretamente, mas não distingue reflexão de espalhamento e exige que a ponta distante do enlace esteja terminada. São duas medições diferentes da mesma grandeza, e nada obriga as duas a bater.
No próprio OTDR, o número é deduzido da curva, não medido. Entram nessa conta o coeficiente de retroespalhamento da fibra, tirado das configurações do equipamento, o trecho sobre o qual se calculou e o ponto de referência. O arquivo não grava nenhum dos três, só o resultado. Por isso fabricantes diferentes chegam a valores diferentes no mesmo vão: a aritmética é a mesma, o que muda é a convenção sobre o que conta como enlace.
O próprio coeficiente de retroespalhamento é uma configuração do equipamento, e não uma constante da fibra: o fabricante diz com todas as letras que quem o define é o operador e que ele fica guardado separadamente para cada comprimento de onda. Os arquivos confirmam: em 1310 nm os equipamentos gravam um valor, em 1550 nm um valor uns dois decibéis menor. Só que mexer nesse ajuste não reproduz o número de outro equipamento. Em todo o nosso corpus o coeficiente fica em torno de −80 dB e varia entre fabricantes em poucos decibéis, enquanto os valores de ORL de um mesmo vão diferem em dezenas.
Faz sentido comparar um valor de ORL com outro obtido do mesmo jeito: de OTDR com de OTDR, de conjunto de teste com de conjunto de teste. Uma divergência entre os dois métodos no mesmo enlace não é erro de nenhum deles. E faz sentido comparar enlaces de comprimento parecido: num enlace curto, a maior contribuição vem da reflexão na ponta distante, mas com o comprimento ela se apaga no caminho de volta, e a partir de uns quarenta quilômetros a ORL depende só do espalhamento; aí quase não faz diferença se o enlace está terminado ou não.
Quem escolhe o trecho é uma pessoa
No manual do próprio equipamento, a ORL é uma medição manual como qualquer distância: o operador põe um marcador no início da fibra, o outro no fim do vão, e o equipamento imprime a perda de retorno entre eles. Ou seja, quem decide o trecho é quem mediu. Só o resultado vai para o arquivo, sem os pontos entre os quais ele foi tomado.
Logo ao lado, no mesmo manual, está a medição de refletância de um único evento, e ela funciona de outro jeito: o marcador esquerdo na borda de subida do pico, o direito no topo dele. A refletância é um valor local de uma junção, a ORL é uma soma sobre todo o trecho escolhido, e não há o que comparar entre elas. A refletância se escreve como número negativo, e a leitura não é a que parece à primeira vista: quanto mais longe de zero o número, mais fraca a reflexão. A perda de retorno aparece positiva nos relatórios, e a regra é a mesma: mais longe de zero é melhor.
O mesmo equipamento calcula a perda de retorno de duas maneiras ao mesmo tempo, então os números diferem antes de qualquer conta. A primeira é manual, entre os marcadores A e B. A segunda pega o vão inteiro, e aí a fronteira se move: a conta vai do início ao fim do vão ou cobre a fibra inteira, conforme as pontas estejam incluídas no próprio vão ou não. Basta mudar essa configuração para a mesma fibra dar outro valor. O mesmo manual diz que, com as pontas incluídas, a perda e a refletância delas também entram na verificação de limites, de modo que a configuração muda o valor e também o veredito.
Do nosso lado, nenhum operador escolhe o trecho. O valor tirado da tabela do equipamento segue os marcadores do vão, quando o equipamento os gravou, e o valor tirado da curva vai do início do registro até o fim da fibra. O início só se move de um jeito: posicione o cursor A, e a perda de retorno passa a ser contada a partir dele. O equipamento contou sobre o trecho que o operador indicou, e só isso já basta para os dois valores diferirem, mesmo quando todo o resto coincide. É mais um motivo para mostrar o nosso valor apenas onde o equipamento não gravou nenhum, e nunca sob o mesmo rótulo que o dele.
O que mostramos
Quando o equipamento gravou uma ORL no arquivo, os totais trazem o número dele, atribuído ao equipamento. Quando não gravou, o modo experimental mostra o nosso próprio valor, marcado como «calculado»: é uma grandeza nossa, não um substituto da dele, e as duas nunca aparecem sob o mesmo rótulo. Calculamos de uma de duas maneiras, e quem escolhe é o arquivo. Se o equipamento gravou uma tabela de eventos com pelo menos dois trechos de fibra, o valor vem dessa tabela: o retroespalhamento de cada trecho e a reflexão de cada evento, atenuados pela perda no caminho de ida e de volta. Se a tabela tem só o início e o fim do enlace, o equipamento não gravou no arquivo o seu próprio mapa, e o valor vem da curva. As duas maneiras precisam do coeficiente de retroespalhamento do arquivo; se o arquivo não o informa, não há valor: não colocamos no lugar um número plausível para a sílica.
O aplicativo não tem valores-limite, nem para a ORL nem para nada. O que uma instalação exige de perda de retorno é definido pelo projeto e pelo tipo de sistema, e vem da documentação da obra, não de nós.
Um white paper da SENKO sobre medição de perda de retorno dá a ordem de grandeza. Ele cita uma ORL mínima de 24 dB para uma rede OC-48 a 2,5 Gbit/s, 30 dB para OC-768 a 40 Gbit/s e 32 dB para uma rede FTTx com vídeo, em que a tolerância a erros de bit é baixa. Qual desses vale para o seu enlace, quem diz é o projeto.
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O sinal: as fórmulas costumam escrever a ORL como número negativo, enquanto equipamentos e relatórios a imprimem positiva, como «perda de retorno de 45 dB». É a mesma grandeza: quanto maior o número, menos luz voltou e melhor está o enlace.
Fontes
- Bernard Lee. Optical Return Loss Measurement. White Paper, SENKO, 2016.
- EXFO. OTDR. Оптический импульсный рефлектометр. Руководство пользователя. Версия 18.0.0.1, 2023.
- VeEX. OTDR Series e-Manual. D07-00-076, Rev. C00.