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Planejamento de rede GPON e orçamento óptico

6 min de leitura

Como calcular o orçamento óptico de uma PON, com perdas típicas, margem e um exemplo resolvido.

Planejar uma PON é garantir que a luz que sai da OLT chegue à ONU mais distante acima da sensibilidade dela, e que a luz da ONU chegue de volta à OLT também acima da sensibilidade da OLT. A diferença entre o que sobra e o mínimo necessário é a sua margem.

Todos os valores deste artigo são típicos, para estudo e pré-projeto. No projeto final, use os valores da folha de dados do seu módulo óptico, da sua ONU, dos seus splitters e do seu cabo.

Os dois sentidos

  • Descida (OLT para ONU): comprimento de onda de 1490 nm. Conta a potência de transmissão da OLT contra a sensibilidade da ONU.
  • Subida (ONU para OLT): 1310 nm. Conta a potência de transmissão da ONU contra a sensibilidade da OLT.
  • A fibra perde mais em 1310 nm do que em 1490 nm. Por isso a subida costuma ser o sentido mais apertado.

Classes de módulo da OLT (valores típicos)

ClasseTransmissão da OLTSensibilidade da OLTPerda suportada no enlace
B++1,5 a +5 dBmcerca de −28 dBm13 a 28 dB
C++3 a +7 dBmcerca de −32 dBm17 a 32 dB

Uma ONU GPON típica transmite entre +0,5 e +5 dBm e tem sensibilidade em torno de −27 a −28 dBm. Ela também tem um limite de sobrecarga (tipicamente em torno de −8 dBm): num enlace muito curto com módulo C+, a potência pode passar do máximo e ser preciso um atenuador.

Para o cálculo conservador, use o valor mínimo de transmissão da faixa e a sensibilidade da folha de dados, não os valores médios.

Perdas típicas

ElementoPerda típica
Fibra monomodo em 1310 nm0,35 dB por km
Fibra monomodo em 1490 nm0,25 dB por km
Emenda por fusão0,1 dB cada
Conector (par conectado)0,5 dB cada
Splitter balanceado 1:23,7 dB
Splitter balanceado 1:47,3 dB
Splitter balanceado 1:810,5 dB
Splitter balanceado 1:1613,7 dB
Splitter balanceado 1:3217,1 dB
Splitter balanceado 1:6420,5 dB

Cada vez que o sinal é dividido por dois, a perda cresce cerca de 3,2 a 3,6 dB. Por isso dois níveis de 1:8 (21,0 dB) perdem praticamente o mesmo que um único 1:64 (20,5 dB): o que manda é a divisão total, não a quantidade de caixas.

Splitters desbalanceados

O splitter desbalanceado divide a luz em partes diferentes, por exemplo 10/90 ou 30/70. A saída menor atende uma caixa próxima e a maior segue para frente, perdendo pouco. É usado em rede linear, em que o cabo passa por várias caixas em sequência.

RazãoPerda na saída menorPerda na saída maior
10/90cerca de 10,5 dBcerca de 0,7 dB
20/80cerca de 7,5 dBcerca de 1,2 dB
30/70cerca de 5,6 dBcerca de 1,8 dB
50/50cerca de 3,4 dBcerca de 3,4 dB

Na rede com desbalanceados, calcule o enlace de cada caixa separadamente: a última caixa da sequência acumula a perda da saída maior de todos os splitters anteriores.

Margem de segurança

Reserve pelo menos 3 dB de margem no fim do cálculo. Ela cobre envelhecimento dos componentes, emendas de manutenção que virão com o tempo, conector sujo e variação de temperatura. Enlace que fecha com margem abaixo disso já nasce no limite.

Distância e quantidade de ONUs

  • O alcance físico típico de uma PON GPON é de 20 km. O padrão admite distâncias lógicas maiores, mas o orçamento óptico e a diferença de distância entre a ONU mais próxima e a mais distante limitam antes.
  • O padrão GPON admite até 128 ONUs por PON na camada lógica. O limite real por porta é definido pela OLT e pela placa: consulte a folha de dados do seu modelo.
  • Divisões físicas acima de 1:64 dificilmente fecham orçamento. Na prática, 1:32 a 1:64 é a faixa comum, e dividir por mais significa dividir também a banda de 2,5 Gbit/s de descida entre mais clientes.
  • Planeje sobra de posições: PON que nasce cheia não tem espaço para troca de ONU nem para cliente novo na mesma rua.

Exemplo resolvido

Cenário: cliente a 8 km da OLT, dois níveis de splitter balanceado 1:8 (divisão total 1:64), 4 conectores no caminho e 6 emendas por fusão. Módulo da OLT classe B+.

  1. Perda passiva comum aos dois sentidos: splitters 10,5 + 10,5 = 21,0 dB; conectores 4 × 0,5 = 2,0 dB; emendas 6 × 0,1 = 0,6 dB. Total de 23,6 dB.
  2. Descida (1490 nm): fibra 8 × 0,25 = 2,0 dB. Perda total de 25,6 dB.
  3. Potência na ONU: transmissão mínima da OLT B+ de +1,5 dBm menos 25,6 dB dá −24,1 dBm. Com sensibilidade da ONU de −27 dBm, sobram 2,9 dB.
  4. Subida (1310 nm): fibra 8 × 0,35 = 2,8 dB. Perda total de 26,4 dB.
  5. Potência na OLT: transmissão mínima da ONU de +0,5 dBm menos 26,4 dB dá −25,9 dBm. Com sensibilidade da OLT B+ de −28 dBm, sobram 2,1 dB.
  6. Conclusão: os dois sentidos fecham, mas abaixo dos 3 dB de margem. O enlace funciona no dia da instalação e fica sem folga para a primeira emenda de manutenção.
  7. Com módulo C+ na mesma rede: descida de +3 − 25,6 = −22,6 dBm, sobram 4,4 dB; subida contra sensibilidade de −32 dBm, sobram 6,1 dB. Os dois sentidos passam a ter margem.
  8. Outra saída, mantendo B+: reduzir a divisão total (por exemplo, 1:4 no primeiro nível e 1:8 no segundo, total 1:32) ganha cerca de 3,2 dB nos dois sentidos, ao custo de menos clientes por PON.

Como o Zaindu Core ajuda

  • Sinal por ONU nos dois sentidos, onde a OLT informa, com histórico: dá para comparar o valor medido com o calculado no projeto.
  • Relatório de ONUs atenuadas e contagem de ONUs abaixo de −27 dBm por planta, prontos para virar ordem de manutenção.
  • Ocupação de cada PON no console da OLT: você vê a PON que está enchendo antes de faltar posição.
  • Quedas com causa (Dying-Gasp, LOS) concentradas numa porta, que ajudam a separar problema de fibra de problema de energia.

Ficou alguma dúvida?A equipe que faz a implantação responde.

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