Viene de Conectorización y balance óptico en una red FTTH (1ª parte)
Consideraciones de balance óptico
Si se tiene en cuenta que la fibra ha empezado a reemplazar al cobre en la última milla solamente en la última década, no sorprende que la tendencia inicial de hacer mucha fusión haya tardado en cambiar. Los operadores veían la fusión como una técnica más barata en términos de coste inicial (no había que comprar conectores y sobre todo no había que comprar elementos que los pudiesen albergar con sus restricciones de espacio y guiado de cables), y además la conectorización les preocupaba por el balance óptico y por los nuevos posibles puntos de fallo en la red, mientras que no estaban convencidos de la necesidad de flexibilidad por un lado y de monitorización fácil por otro en la red. Esta tendencia inicial ha cambiado por completo, y los operadores están alterando sus topologías de despliegue, maximizando la conectorización desde la Central hasta el abonado, con la única limitación del balance óptico.
Desde un punto de vista pragmático, la conectorización es claro que ofrece la máxima flexibilidad en la red de fibra, y la mejor manera de garantizar el crecimiento futuro de la misma, tanto en penetración de clientes como en cambios en la demanda de ancho de banda. Y al tiempo es claro que la conectorización tiene el límite y la desventaja frente a las fusiones de mayores atenuaciones.
De esta manera el balance óptico, es decir, la máxima atenuación posible de la señal entre el equipo de central y el de abonado, se ha convertido en uno de los parámetros clave en el diseño y construcción de redes FTTH/B. El valor típico para este balance óptico se encuentra entre los 20dB y los 30dB (y usualmente se diseña para 26 dB).
Factores que afectan al balance óptico
En una red de fibra óptica, hay dos tipos de pérdidas que impactan el balance óptico:
- Atenuación – que afecta a la calidad de la señal al disminuir el nivel de potencia de la misma.
- Pérdidas de retorno – que afecta a la calidad de la señal, al incrementar el ruido. Las pérdidas de retorno recomendadas son de menos de 32 dB (recomendación de la ITU), calculándose estas como la suma de todas las reflexiones que sufre luz hacia el origen, el láser.
Hay bastantes puntos a tener en cuenta, como la potencia de salida del láser. Los continuos desarrollos en láser de mayor potencia y mejores receptores continúan expandiendo el balance óptico (láser C+ frente a B+, etc.). En el medio y largo plazo esto contribuirá a mejorar la calidad de la red y su flexibilidad, incrementando la posibilidad de poner componentes pasivos en medio de la red (conectores, divisores ópticos, etc.) sin comprometer el BER. En el corto plazo este valor de salida del láser condiciona de manera definitiva el alcance de la red y el ratio de división.
Distancia OLT-ONT típica
El balance óptico considera la distancia total del tramo entre OLT y ONT. Esta distancia influye linealmente en la atenuación (denominada atenuación espectral) introducida por el cable de fibra óptica (típicamente se considera 0.4 dB/km en 1310nm, que es la longitud de onda más restrictiva a la hora de diseñar). Hay otros elementos en este trayecto entre OLT y ONT que introducen pérdidas, como son:
- Conectores
- Fusiones
- Divisores ópticos
Conocidos el número de conectores, fusiones y divisores ópticos, así como la atenuación espectral del cable, y las características de los equipos activos, se puede calcular cual es la distancia máxima permitida. Por ejemplo, la distancia máxima para una red GPON con un divisor óptico 1:32 y con un balance óptico máximo de 28 dB, es de 20 Km.
En la realidad, los valores de distancia a la que están los usuarios en una red FTTH suelen estar entre 5 y 20km.
Pérdidas en los conectores
Un conector produce generalmente dos tipos de pérdidas principales:
- Pérdidas de inserción – dependen directamente del tipo de conector y de la longitud de onda. Se debe tener en cuenta que una red FTTH utiliza tres longitudes de onda diferentes a la vez (1310 desde usuario a central, 1490 desde central a usuario, y 1 550 desde central a ONT para la señal de video). Las pérdidas típicas de un conector son de 0.3 dB y en el peor caso de 0.5 dB
- Pérdidas de retorno – como los conectores son normalmente contactos fibra-aire-fibra, una pequeña cantidad de luz es reflejada en estas transiciones hacia la fuente. Utilizando conectores APC (angulados 8º en la cara del conector), las pérdidas de retorno se pueden minimizar en cada transición, estando incluso por debajo de los 65 dB.
Es imposible construir una red de fibra óptica pasiva sin conectores (los equipos los llevan los puentes en central los tienen en ambos extremos, etc.). Cualquier instalación de una red es certificada y probada utilizando generalmente equipos OTDR, que permiten a los instaladores detectar fallos de fusiones, conexiones sucias, de poca calidad de fusión, etc.
Pérdidas de un divisor óptico
Como cualquier elemento pasivo, los divisores ópticos introducen:
- Pérdidas de inserción – dependen básicamente del ratio del divisor óptico y de la calidad de este. Por ejemplo, un divisor óptico 1:2 pierde típicamente 3.5 dB.
- Pérdidas de retorno (reflexión) – un divisor óptico individual tiene una pérdida típica de reflexión de 50/55 dB, que es un valor considerable, que impacta el resultado total de la reflexión, mucho más que los conectores.
- Directividad – es el ratio de potencia que se deriva desde la entrada de un divisor óptico a otras entradas de ese mismo divisor óptico, y afecta de la misma manera que las reflexiones normales que hemos visto en el punto anterior.
Pérdidas de un empalme de fusión
Típicamente las pérdidas de una fusión son casi despreciables, del orden de 0.1 dB por empalme de fusión. Otra cosa es cuando estos empalmes son mecánicos, en los que hay que vigilar de cerca los valores obtenidos, y que dependen mucho de la tecnología utilizada.
Continúa la semana que viene en Conectorización y balance óptico en una red FTTH (3ª parte y fin)
