Presupuesto óptico
El presupuesto óptico es el cálculo que nos indica el alcance de los equipos activos a utilizar y la atenuación que vamos a tener en conjunto con todos los elementos pasivos que integran mi enlace, por lo que hay un presupuesto de potencia y un presupuesto de pérdida. Éste se debe realizar durante el diseño de un tendido de cables tanto para planta interna como para planta externa. Para entenderlo mejor, comencemos por hablar de atenuación y potencia.
La atenuación en fibra óptica
Se conoce como atenuación a la disminución de potencia de la señal óptica, aquí más bien seria directamente proporcional, ya que entre más longitud más atenuación. La unidad utilizada para medir la atenuación en una fibra óptica es decibeles (dB). La atenuación del hilo de fibra se expresa en dB/km. Este valor significa la pérdida de luz en kilómetros y es conocido como coeficiente de atenuación.
Los factores que influyen en la atenuación se pueden agrupar en dos conjuntos:
Intrínsecos: los cuales son propios del material y proceso de fabricación del hilo de fibra óptica, en general se produce por la absorción o la dispersión. La primera se debe a impurezas del material de la fibra tales como iones metálicos, níquel variado (OH)- , etc. ya que absorben la luz y la convierten en calor, este tipo de absorción representa entre el 3-5% de la atenuación de la fibra. La segunda, también conocida como esparcimiento, se manifiesta como reflexión del material, debido a las irregularidades microscópicas ocasionadas durante el proceso de fabricación, cuando un rayo de luz se está propagando y choca contra estas impurezas, se dispersa y refleja. La dispersión de Rayleigh representa mayoritariamente cerca del 96% de la atenuación de un hilo de fibra óptica.
Extrínsecos: el principal factor que afecta son las deformaciones mecánicas. Dentro de estas las más importantes son las curvaturas, esto conduce a la pérdida de luz, porque algunos rayos no sufren la reflexión total y se escapan del núcleo. Las curvas a las que son sometidas las fibras ópticas se pueden clasificar en macro curvaturas (radio del orden de 1 cm o más) y micro curvaturas (el eje de la fibra se desplaza unas decenas de micra sobre una longitud de unos pocos milímetros).
Valores mínimos de pérdida aceptable
Ahora que ya sabes el significado de atenuación, es necesario conocer los valores mínimos de pérdida aceptable por conectores, empalmes y kilómetros que se establecen en ANSI/TIA/EIA-568.3-D y ISO/IEC 11801:2002 para una red de fibra óptica.
Coeficiente de atenuación / desempeño de transmisión de acuerdo a ANSI/TIA-568.3-D
Los valores que mencionamos para hacer el presupuesto de atenuación son los que el estándar indica y se pueden utilizar como referencia si de desconoce la marca y las características de la fibra que empleamos, sin embargo, si se conoce que marca de cable se utilizará, lo mejor es utilizar los valores definidos por el fabricante. Por ejemplo, en el cable drop plano monomodo Optronics® se especifica que su coeficiente de atenuación es de 0.36 dB por kilómetro a 1310 nm y de 0.22 dB a 1550 nm.
De seguro ya descubriste que el estándar aceptable de atenuación no considera los divisores ópticos, también llamados splitters, para conocer su atenuación y mejores prácticas entra aquí.
Presupuesto de atenuación
El presupuesto de pérdida óptica es la cantidad de pérdida que una red óptica de cables debe tener, se calcula sumando la pérdida de todos los componentes utilizados de punto a punto en la red.
Recuerda que un enlace de datos funcionará sólo si la pérdida de la red óptica está dentro del presupuesto de potencia óptica del enlace.
Por ejemplo, para sacar el cálculo de atenuación de la red anterior debemos sumar los conectores los cuales, nos indica la ANSI/TIA/EIA-568.3-D tienen un valor de atenuación de 0.3 dB, más la pérdida por los empalmes de 0.3 dB, nos da un total de 1.8 dB. Para continuar con nuestro cálculo debemos conocer el presupuesto de potencia óptica y terminar por realizar nuestro cálculo de presupuesto óptico.
Presupuesto de potencia de una red de fibra óptica (Ganancia del sistema)
¿A qué nos referimos con presupuesto de potencia? A la cantidad de pérdida que el enlace (de transmisor a receptor) puede tolerar. El presupuesto de potencia óptica tiene un valor máximo y un valor mínimo, el primero establece la pérdida máxima para garantizar que el receptor pueda funcionar; mientras que la segunda establece el mínimo de pérdida para evitar saturación o sobrecarga en el receptor.
Todos los transmisores deben tener un mínimo de potencia y un máximo descrito por la marca, asimismo los receptores deben contar con esa información. El siguiente paso para realizar nuestro presupuesto es el cálculo, a continuación, daremos un ejemplo.
Cálculo presupuestal (ejemplo)
Supongamos que tenemos un transmisor y un receptor con las siguientes especificaciones:
Y que nuestra red de fibra óptica tendrá las siguientes características:
Primero calculamos la atenuación del sistema pasivo con los datos anteriores:
Y terminamos por verificar el rendimiento:
Hay algunos equipos activos que tienen el mismo rendimiento mínimo y máximo, como los que Optronics ofrece, entra aquí para conocerlos.
Así es como se realiza un presupuesto de atenuación y potencia, los cuales te permiten saber si necesitarás atenuadores o si tu equipo activo (tanto transmisor como receptor) pueden aceptar los valores totales mínimos y máximos.
