Notas de campo sobre planeamento de divisores FTTH:
1: 32 vs 1: 64 e a regra dos 3 dB

Quanto custam realmente 1:32 e 1:64 em dB ópticos?

A perda teórica de divisão é 10 × log10(N): 15 dB para 1:32 e 18 dB para 1:64. Um módulo PLC real acrescenta perda excedentária, pelo que a perda de inserção típica é de 16,5 dB para 1:32 e 20,5 dB para 1:64. A diferença entre os dois rácios é de 4 dB, o que é mais do que um par de conectores e frequentemente mais do que a margem residual numa ligação de 20 km. Um orçamento que indica 18 dB para um divisor 1:64 está a usar o número teórico, não o número a colocar no orçamento.

A uniformidade é indicada separadamente: cerca de 2,0 dB para 1:32 e 2,5 dB para 1:64 na mesma família. É a dispersão entre saídas, e importa quando o projeto está justo. Se o valor da perda de inserção for um valor típico e não um máximo, a porta mais fraca pode situar-se na perda típica mais a dispersão de uniformidade. Pergunte ao fornecedor se a perda indicada é típica ou máxima, e peça dados de teste por porta antes de construir a ODN.

O resto do orçamento é comum: 0,35 dB/km a 1310 nm, 0,2 dB/km a 1550 nm, 0,3–0,5 dB por par de conectores acoplados, 0,1 dB por emenda e uma margem de envelhecimento de 3 dB. Um conector sujo pode acrescentar 1–3 dB, razão pela qual a limpeza faz parte do comissionamento e não é um passo cosmético. A derivação está no guia de orçamento de ligação óptica em /resources/optical-link-budget/; estas notas cobrem as decisões de campo que a fórmula não cobre.

A margem de envelhecimento de 3 dB não é um desconto no projeto. A potência do laser cai com a temperatura e com a idade, os conectores degradam-se com os ciclos de acoplamento e uma reparação acrescenta uma emenda. Uma ligação que mede 0 dB de margem no primeiro dia falhará no terceiro ano. Num local com alta temperatura ou num percurso com muitos conectores de campo, utilize 4–5 dB. Se a margem calculada for inferior a 3 dB, a resposta correta é um rácio de divisão inferior ou um percurso mais curto, não uma nota a dizer que a ligação funciona hoje.

Porque é que a porta de pior caso, e não a média, deve definir o rácio de divisão?

Um divisor não é uniforme. A saída média pode passar o orçamento enquanto a saída mais fraca falha, e o assinante nessa porta é quem telefona. Considere uma ligação Classe B+ de 20 km com um orçamento de 30 dB, um divisor 1:32 a 16,5 dB, 7 dB de perda na fibra, 2,4 dB de perda nos conectores e 0,4 dB de perda nas emendas. O total médio é de 26,3 dB, deixando 3,7 dB, o que passa uma reserva de envelhecimento de 3 dB com 0,7 dB de folga.

Aplique agora 2,0 dB de uniformidade à porta mais fraca. O total passa a 28,3 dB, deixando 1,7 dB, abaixo da reserva de envelhecimento de 3 dB. A porta média passa e a pior porta falha. Se a perda de inserção indicada já for um máximo, a aritmética é diferente, mas a pergunta é a mesma: qual é a pior porta e que perda tem realmente? Não aceite uma resposta baseada apenas na média.

O remédio não é uma ONU de maior potência. Reduza o rácio de divisão para 1:16, encurte o troço, retire um par de conectores ou aproxime o divisor do assinante. Um divisor 1:16 a 13,5 dB típicos mais 1,5 dB de uniformidade dá 15,0 dB de pior caso; o total passa a 24,8 dB e a margem após envelhecimento é de 2,2 dB. Isso é uma alteração real de projeto, não um ajuste de margem no papel.

Os dados por porta mudam a decisão. Peça o relatório de teste do lote efetivo, não o valor típico do catálogo. Se a porta mais fraca estiver 2 dB abaixo da melhor, coloque essa porta no ramal mais curto ou reserve-a para um serviço com mais margem. Se o divisor já estiver instalado e a porta mais fraca falhar, um latiguilho com menor perda, um conector limpo ou uma reemenda podem recuperar alguns décimos de dB; um rácio de divisão diferente é a correção fiável.

Onde deve ficar o divisor: headend, armário de rua ou edifício?

Um divisor centralizado na OLT ou no ODF é fácil de alimentar, refrigerar, testar e proteger. Também implica um núcleo de fibra por assinante desde o headend até ao edifício, o que é dispendioso num percurso longo ou denso. Um projeto distribuído coloca um 1:8 num armário de rua e um 1:4 ou 1:8 no edifício, o que poupa fibra mas acrescenta um segundo divisor, mais conectores e um armário de rua para manter. As perdas somam-se, e o segundo estágio é frequentemente menos acessível.

A regra de campo é a acessibilidade. Um divisor enterrado numa caixa de teto selada ou numa caixa de visita alagada é uma avaria futura. Coloque-o num ODF, num painel de bastidor ou numa caixa de edifício com fecho, identifique cada saída e deixe um laço de serviço. Se o projeto precisar de um segundo estágio, coloque-o onde um técnico o possa alcançar sem retirar um teto.

A aritmética em cascata é simples e frequentemente ignorada. Um 1:8 seguido de um 1:8 é um equivalente a 1:64 com cerca de 21 dB mais um par de conectores adicional, não 20,5 dB. Um 1:64 seguido de um 1:64 é 1:4096, muito além de qualquer porta PON e de qualquer contagem de ONUs sensata. A porta da OLT também tem uma contagem máxima de ONUs, tipicamente 64, pelo que o rácio do divisor e o limite da porta têm ambos de passar.

A contagem de ONUs é um limite separado. Um divisor 1:64 pode servir 64 ONUs, e um 1:32 pode servir 32, mas a porta da OLT pode estar classificada para 64 ONUs independentemente do divisor. Uma rede de divisores em dois estágios não pode exceder o limite da porta da OLT, e um divisor 1:64 numa porta classificada para 32 ONUs não registará as unidades adicionais. Verifique ambos os números antes da encomenda.

Quantos conectores e emendas deve o orçamento incluir?

Conte cada par acoplado, não cada conector. Um percurso FTTH típico tem um latiguilho da OLT para o ODF, um latiguilho do ODF para o divisor, um latiguilho do divisor para o ODF, uma emenda ou conector da fibra de alimentação para a caixa do edifício, um conector da caixa para o ramal e um conector do ramal para a ONT. Isso são facilmente seis a dez pares. A 0,4 dB por par, o orçamento de conectores é de 2,4–4,0 dB antes de contar o divisor.

Um projeto com dez pares de conectores gastou 4 dB antes do divisor, da fibra e das emendas. Isso é frequentemente a diferença entre 1:32 e 1:16. Reduza a contagem utilizando conjuntos terminados em fábrica, combinando painéis de ligação ou aproximando o divisor do assinante. Não reduza a contagem omitindo o ODF ou o ponto de teste; são ativos de manutenção, não decoração.

O que deve ser medido no comissionamento?

Meça a saída da OLT na porta PON, a entrada do divisor, cada saída do divisor e a entrada da ONT. Registe o comprimento de onda, o medidor, o valor e a data. A diferença entre a saída da OLT e a entrada da ONT é a perda real do percurso; compare-a com o projeto. Uma discrepância de 2–3 dB significa normalmente um conector sujo, uma emenda má, um rácio de divisor errado ou uma macrocurvatura, não uma avaria de protocolo misteriosa.

Defina um critério de aprovação antes de medir. A ligação passa se a perda medida estiver dentro do valor de projeto e a margem residual após a reserva de envelhecimento de 3 dB não for negativa. Se a medição for 2 dB pior do que o projeto, não ajuste o critério; encontre a perda adicional. Uma nova medição após limpeza é o primeiro passo, seguida da inspeção das emendas e da porta do divisor.

Utilize um medidor calibrado e um latiguilho de referência, e teste no comprimento de onda de funcionamento. Um medidor calibrado a 1310 nm lerá de forma diferente a 1490 ou 1550 nm; a diferença é pequena mas real. Para uma avaria, um OTDR localiza o evento, mas não substitui um medidor de potência para a perda. Registe os valores mesmo quando a ligação passa; a linha de base é o que torna a avaria seguinte localizável. Uma verificação pontual anual nas ligações críticas é suficiente para detetar uma degradação lenta, desde que a leitura seja registada contra a mesma linha de base.

O que deve constar do as-built do divisor?

O as-built deve identificar o divisor por ID de ativo, rácio, número de série e localização, e mapear cada porta de entrada e saída para um núcleo de fibra, um assinante ou um edifício. Anexe os dados de teste da perda de inserção por porta, o comprimento do percurso, a contagem de emendas e o polimento dos conectores. Acrescente fotografias do invólucro e da etiqueta, e a data do comissionamento e o nome do técnico.

Atualize o registo quando uma porta muda. Uma porta de divisor que estava de reserva na entrega torna-se um ramal de assinante após a primeira expansão; se a etiqueta e o as-built não forem atualizados, o técnico seguinte testará a porta errada. Mantenha o inventário da OLT e o mapa de divisores na mesma revisão e entregue à equipa de campo o mesmo documento que o escritório utiliza.

• ID de ativo, rácio e número de série do divisor.
• Mapa de portas: entrada, saídas, cascata e portas de reserva.
• Perda por porta e potência de receção medida na ONT.
• Comprimentos do percurso de alimentação e do ramal, contagem de emendas e polimento dos conectores.
• Porta da OLT, VLAN e número de série da ONT para cada assinante.
• Data do comissionamento, modelo do medidor e nome do técnico.

Que erros de planeamento de divisores aparecem após a entrega?

O erro mais comum é projetar com a porta média. O segundo é usar os 18 dB teóricos para um divisor 1:64 em vez dos 20,5 dB típicos. O terceiro é um divisor 1:64 num troço de 20 km com uma elevada contagem de conectores. O quarto é colocar dois divisores 1:64 em cascata, o que produz um rácio 1:4096 que nenhuma porta PON consegue servir. O quinto é misturar SC/UPC e SC/APC sem um latiguilho híbrido.

O grupo seguinte é a documentação. Um divisor sem mapa de portas, sem perda por porta e sem etiqueta é uma deslocação futura ao local. Um projeto que não deixa portas de reserva tem de acrescentar um divisor para o assinante seguinte. Um divisor selado numa caixa de teto não pode ser limpo nem testado. Uma sobreposição CATV que esquece a perda do acoplador WDM pode passar o orçamento PON e falhar o orçamento RF. Nenhum destes problemas aparece num teste de bancada; todos aparecem no primeiro ano.

Uma sobreposição CATV acrescenta o seu próprio modo de falha. O acoplador WDM acrescenta 0,5–1,5 dB, o recetor de 1550 nm tem uma janela de +2 a −18 dBm, e o nível RF tem de se manter dentro do intervalo do AGC. Uma ligação PON que passa a 1310 nm pode ainda falhar o canal RF se o percurso de 1550 nm estiver no limite da janela do recetor. Meça ambos e registe o nível RF bem como a potência óptica.

• Porta média em vez de pior caso.
• Perda teórica de divisão em vez de perda de inserção típica.
• 1:64 num troço longo com muitos conectores.
• 1:64 mais 1:64 em cascata, um rácio 1:4096.
• Mistura de UPC e APC.
• Sem portas de reserva e sem divisor sobressalente.
• Sem dados de teste por porta ou sem as-built.

Qual é a regra de campo para um plano de divisores que resiste?

Utilize 1:32 para um troço de 20 km, 1:64 para uma ODN curta no interior do edifício, e mantenha pelo menos 3 dB de margem de envelhecimento após a porta de pior caso. Conte cada conector e cada emenda, utilize a perda medida por porta e escreva o resultado no as-built. Se a margem for inferior a 3 dB, desça um passo no rácio ou mova o divisor; não projete para zero e espere que o primeiro ano seja generoso.

O divisor é o local mais barato para alterar um projeto e o mais dispendioso para corrigir uma avaria. Um 1:16 em vez de um 1:32 custa um passo de rácio de divisão e poupa 3 dB; um divisor que tem de ser substituído após a entrega custa uma visita ao local, uma reemenda e um novo registo de teste. Escolha o rácio a partir do orçamento, não a partir da contagem de assinantes, e comprove-o na pior porta.