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Curva PON: perda do splitter, três larguras de pulso e vários fins de fibra

Numa rede PON, um caminho de fibra é dividido entre vários assinantes. Por isso o OTDR vê um degrau de dez decibéis ou mais no meio da curva e, depois dele, vários fins de fibra de uma vez, em vez de um só.

Abrir uma curva PON

Esta página explica o que aparece na curva e por que um mesmo caminho costuma vir em vários arquivos. Requisitos e limites não estão aqui; eles chegam com o projeto.

Autor: Ilya (engenheiro, 6 anos em fibra óptica) ·

Nesta página
  1. 1Em que uma rede PON difere de um vão comum
  2. 2Quanto um splitter leva: todas as razões de divisão
  3. 3Daí vários arquivos para um mesmo caminho
  4. 4A macrocurvatura só aparece num segundo comprimento de onda
  5. 5O que o próprio equipamento chama de splitter
  6. 6O que fazemos e o que não fazemos
  7. 7Continue lendo

Em que uma rede PON difere de um vão comum

A fibra e o equipamento são os mesmos de um vão comum.

O splitter leva o orçamento de uma vez

A potência se divide igualmente entre as saídas, e cada vez que o número de saídas dobra, o preço é de cerca de três decibéis. O degrau real é maior que o cálculo: o splitter acrescenta à divisão a sua própria perda em excesso e a dos seus conectores. Isso é a aritmética do dispositivo, não um limite de aceitação: um degrau desse tamanho é normal numa PON e é falha num vão comum.

Há mais de um fim de fibra

Depois do splitter, a luz entra em todos os ramos ao mesmo tempo, e o equipamento vê a soma deles. As reflexões nas faces terminais dos assinantes chegam cada uma à sua distância, então o fim da fibra numa curva assim é um grupo de eventos, e não um ponto. Ramos mais curtos que o medido somem por inteiro dentro da curva comum.

Resolução contra alcance

Um pulso curto separa eventos próximos; um longo chega ao fim do enlace, mas arrasta atrás de si uma zona morta longa, dentro da qual eventos vizinhos se fundem. Numa PON essas duas exigências brigam mais que o normal: os conectores perto da cabeceira ficam colados uns nos outros, e depois do splitter ainda são necessários mais dez decibéis de alcance.

Quanto um splitter leva: todas as razões de divisão

A potência se divide igualmente, então a perda acompanha o número de saídas: 10·log10 desse número. Cada duplicação custa cerca de 3 dB, e essa parte é igual seja quem for o fabricante.

Perda do splitter por razão de divisão: o cálculo e o limiar a partir do qual o equipamento nomeia a razão
Razão de divisão Divisão, dB Degrau a partir do qual o equipamento nomeia a razão, dB
1×233
1×466
1×898
1×161211
1×321515
1×641818
1×1282121

A segunda coluna é a tabela de reconhecimento da Anritsu, não um limite de aceitação: é o degrau a partir do qual o equipamento aceita dar nome a uma razão. Em duas linhas ela fica abaixo do cálculo: um degrau de 8 dB já é chamado de splitter 1×8, e um de 11 dB de 1×16, onde a aritmética dá 9 e 12.

O degrau real numa curva é sempre maior que o calculado. À divisão se somam a perda em excesso do próprio splitter e também os seus conectores, se o conjunto for conectorizado; um conjunto fundido não tem conectores. A mesma razão varia bastante entre as duas montagens, e pode variar mais do que a tolerância usada para julgar o degrau: um splitter fundido conferido com um valor pensado para um conectorizado parece pior do que é. Por isso o valor esperado vem da ficha técnica do seu próprio splitter, e a tabela serve como ordem de grandeza e como um jeito de reconhecer a razão pelo degrau.

Um splitter 1×32 numa curva real

Abaixo está uma curva de demonstração do conjunto de exemplos da EXFO, medida em 1310 nm com pulso de 1000 ns. O degrau em 1,51 km é de 16,987 dB. O arquivo leva o nome do seu splitter, 1×32, e marcamos essa linha com essa razão. O aplicativo então dividiu o degrau em dois: 15,051 dB são a divisão da potência entre 32 saídas, e os 1,936 dB restantes são o excesso sobre ela.

A curva de demonstração da EXFO no modo PON do OTDR Master. A linha do splitter traz a razão escolhida e o excesso sobre a divisão.

O excesso reúne a perda do próprio splitter e a perda das suas junções. Se 1,936 dB é aceitável, quem decide é o limite do seu projeto, e o aplicativo não fornece nenhum.

Daí vários arquivos para um mesmo caminho

Nenhuma configuração atende às duas exigências, então o enlace é medido em várias passadas. A ordem que a EXFO dá no seu próprio guia de PON é esta: primeiro um pulso curto, de poucos nanossegundos, para qualificar o primeiro conector e tudo o que vem até o splitter; depois um médio, para medir o próprio splitter; por fim um longo, para chegar ao fim do enlace.

Ficam três ou quatro curvas do mesmo caminho, e nenhuma responde a todas as perguntas. Depois alguém as compara entre si para decidir qual passada mede cada evento de forma mais confiável. Essa comparação é feita à mão e leva mais tempo que a própria aquisição.

O nome do arquivo costuma ser a única anotação sobre o pulso usado. A largura de pulso em si fica gravada no cabeçalho do equipamento, mas nenhum formato traz uma etiqueta dizendo que esta passada vai até o splitter e aquela até o fim. Ao abrir um lote, comece pela curva mais longa: ela mostra o enlace como um todo, e as curtas detalham o começo dele.

A macrocurvatura só aparece num segundo comprimento de onda

Uma emenda atenua igual em qualquer comprimento de onda; uma macrocurvatura atenua mais quanto mais longo o comprimento de onda, porque a luz obrigada a contornar uma dobra escapa do núcleo com mais facilidade. Numa curva só, macrocurvatura e emenda parecem o mesmo degrau para baixo, e nenhum processamento de uma única curva separa as duas.

É por isso que os procedimentos dos fabricantes repetem toda a aquisição num segundo comprimento de onda e comparam a perda de cada evento entre as duas curvas. Só essa comparação de duas medições separa uma macrocurvatura de uma junção.

O que o próprio equipamento chama de splitter

Para o OTDR, um splitter não é «um evento com perda grande», e sim uma classe própria, com uma razão. Num VIAVI SmartOTDR o operador marca o evento à mão e escolhe em duas listas: splitter balanceado, sete razões de 1×2 a 1×128, e derivador desbalanceado, quatorze razões de 99/1 a 50/50. Essa marcação vive no equipamento: em nenhum dos arquivos que lemos há uma classe de splitter gravada, então o degrau fica na tabela do jeito que o equipamento o descreveu, como perda. Ainda assim vale conhecer a classe: é por causa dela que quem está com o equipamento na mão diz «esse é um 1×8» sobre o mesmo degrau que o arquivo descreve com um único número.

O equipamento procura o splitter com um mecanismo à parte, e não pela regra geral de eventos: no Yokogawa a busca de splitter se liga por conta própria, e ao lado dela há uma configuração para o estágio do splitter, porque um caminho pode ter mais de um. Então a palavra «splitter» num arquivo alheio diz tanto sobre a configuração da busca quanto sobre o próprio degrau.

Um derivador divide de forma desigual, e na curva isso aparece de outro jeito. Em 95/5 o ramo de passagem perde cerca de 0,2 dB e o ramo derivado cerca de 13: um só dispositivo, um degrau quase invisível numa fibra e um degrau fundo na outra. As duas imagens são de um dispositivo saudável, e qual dos dois ramos foi medido o arquivo não diz; isso só o desenho da obra mostra.

Daí uma armadilha ao comparar dois comprimentos de onda. A regra «cresceu com o comprimento de onda, então parece macrocurvatura» falha numa curva PON, e não porque o splitter cresça: o degrau de um splitter é divisão de potência, e ela não depende do comprimento de onda. A folha de fábrica de um 1×8 dá uma variação de 0,16 dB em três comprimentos de onda, e ainda por cima não monotônica. A falha está em outro lugar: ao lado de nove decibéis de divisão, um aumento de alguns décimos se perde, e a parcela de perda do splitter é sempre pequena, seja ele qual for. Por isso, na vista PON, uma linha marcada sai da comparação por completo.

O que fazemos e o que não fazemos

Lemos e exibimos arquivos; não analisamos redes. Quem dá nome ao splitter é você: na vista PON, a linha de um evento oferece a escolha da razão de divisão, e a partir dela calculamos a divisão de potência e o excesso sobre ela. Nunca chamamos um evento de splitter por conta própria, porque seria a nossa palavra sobre o dispositivo de outra pessoa. Várias curvas de um caminho podem ir para o mesmo gráfico, cada uma com a sua cor, para comparar passadas feitas com larguras de pulso diferentes.

Modo PON no nosso exemplo com dois splitters em sequência. Sob a curva há um esquema do vão: quem lê deu nome à razão de cada splitter, o aplicativo imprime os comprimentos das seções, e depois do fim da análise uma linha tracejada diz «não medido além daqui».

O que não temos: valores-limite, veredito sobre a rede passar ou não, qualquer conhecimento da topologia da PON ou um jeito de dizer a que assinante pertence um ramo. O orçamento de perdas é definido pela classe do sistema no projeto, vem da documentação da obra e não é fornecido por nós de forma nenhuma.

O que a vista não faz: não caça splitters, não conhece a topologia e não fornece normas. O limite para o excesso sobre a divisão é você quem escreve no painel de limites, como qualquer outro. Depois de um splitter, o nosso fim da fibra dá lugar a «não medido além daqui»: atrás de um splitter não conseguimos distinguir um rompimento do piso de ruído, e o silêncio é mais honesto que um palpite. A marcação chega também ao relatório: a folha ganha uma coluna de splitter e uma «acima da divisão», e uma linha sob a tabela dizendo que a razão foi declarada por você, e não medida pelo equipamento.

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Uma PON também pode ser medida com o serviço no ar: os equipamentos têm uma porta separada num comprimento de onda que o filtro do assinante bloqueia, e os canais em operação ficam intocados. Normalmente é 1625 ou 1650 nm, e os procedimentos de aceitação de PON dos fabricantes são escritos em torno desses dois. No arquivo, uma curva assim só difere de uma comum pelo comprimento de onda no cabeçalho, e é a única marca de que a rede estava ativa durante a medição.

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