Cinco dicas para uma melhor escolha dos cabos ópticos
Marco Antônio Scocco, gerente técnico e de engenharia de aplicação da Sterlite Conduspar
Conteúdo oferecido por Sterlite Conduspar, fabricante multinacional de cabos ópticos, com unidade industrial no Brasil
Os cabos ópticos que atendem às normas são “aparentemente” iguais, mas existem caraterísticas intrínsecas e “ocultas” que podem impactar negativamente nas expectativas do investimento e sobrecarregar os custos operacionais e de manutenção.
Na construção das redes ópticas, os cabos ópticos desempenham um papel chave para garantir a qualidade e longevidade da rede. Entretanto, com a grande quantidade de empresas ofertando cabos ópticos no mercado, é difícil definir a melhor solução e saber como diferenciar o “joio do trigo” do ponto de vista da qualidade, evitando a tomada de decisão baseada somente nos aspectos financeiros. Pode-se dizer que todos os cabos ópticos que atendem às normas são “aparentemente” iguais, mas existem caraterísticas intrínsecas e “ocultas” que podem impactar negativamente nas expectativas do investimento (CapEx) e sobrecarregar os custos operacionais e de manutenção (OpEx).
Tenho recebido muitos questionamentos de ISPs sobre esse tema e também vivenciado situações de campo que me motivaram a escrever este pequeno artigo, apresentando cinco dicas que considero importantes para uma melhor definição e escolha dos cabos ópticos e seu fornecedor.
1 – Definir corretamente o tipo de cabo óptico segundo sua aplicação
Temos observado ultimamente uma maior ocorrência de utilização de cabos ópticos, projetados e definidos para uma determinada aplicação, em outras completamente diferentes. Os critérios adotados são normalmente baseados puramente no sentimento e não em características técnicas. Por exemplo, cabos aéreos instalados diretamente enterrados, cabos para dutos ou aéreos em aplicações subfluviais (neste caso simplesmente adicionando-se uma proteção metálica), cabos drop compactos instalados em microvalas, cabos para uso externo, sem proteção contra a propagação da chama, adentrando edificações, etc.
Certas trocas de aplicações são factíveis, mas devem ter um respaldo técnico para se garantir a segurança da implantação e a expectativa do tempo de vida do cabo óptico. Este respaldo deve ser dado, de preferência, pelo fabricante do cabo ou entidades independentes. Por exemplo, um cabo óptico para duto pode ser instalado na rede aérea e, dependendo das condições da aplicação, pode até ser autossustendado. Um cabo aéreo também pode ser instalado em duto, pois normalmente tem maior resistência a tração e as mesmas proteções contra UV. Já um cabo aéreo ou para duto não deveria jamais ser instalado diretamente enterrado, pois ficará sujeito a condições não consideradas no seu projeto. Cabos aéreos e para dutos não possuem proteção contra o ataque de térmitas, que consiste em uma camada de poliamida (Nylon), que é um dos riscos que os cabos diretamente enterrados ficam submetidos.
A instalação subfluvial de cabos terrestres é ainda um tema muito mais polêmico, sendo o correto utilizar os cabos projetados e fabricados especificamente para estas aplicações.
2 – Especificar as fibras ópticas e suas principais características
É uma prática comum da maioria dos ISPs – provedores de serviços de Internet comprar os cabos ópticos apenas pela sua definição de aplicação, sem qualquer referência às características das fibras ópticas. É importante lembrar que o elemento da conectividade óptica são as fibras ópticas e serão elas que definirão o desempenho dos sistemas ópticos a serem utilizados.
Operadoras tradicionais e competitivas de maior porte utilizam a prática de especificar as características relevantes das fibras que impactarão no desempenho da sua rede. Podemos citar algumas características relevantes das fibras ópticas a serem consideradas e especificadas.
a – Atenuação óptica máxima nas janelas de 1310, 1550 e 1625 nm. É comum se definir também a atenuação máxima no pico d’agua a 1385nm. A definição da fibra no padrão G.652.D (Low Water Peak) ou de baixo pico d’agua, por si já define alguns limites máximos da atenuação, mas muitas vezes o ISP pode necessitar melhores características para atender o projeto da sua rede óptica.
b – Dispersão cromática nas janelas de 1310 e 1550 nm. A dispersão cromática em fibras monomodo G.652.D é tipicamente menor ou igual a 3 ps/nm.km a 1310nm e menor ou igual a 20ps/nm.km a 1550nm. Esta característica não se altera na fibra antes e depois de ser cableada, diferentemente da atenuação. É a dispersão cromática que definirá, junto com a atenuação, se o sistema de transmissão poderá operar sem problemas e quais serão os limites de operação, tais como a distância e a taxa de transmissão. A construção de backbones e anéis metropolitanos de longas distancias, com ou sem DWDM, requer uma adequada análise dos aspectos da dispersão cromática das fibras ópticas.
c – Dispersão dos Modos de Polarização (PMD). O PMD é um parâmetro importante, mas não é crítico para as atuais redes de acesso FTTx/GPON, desde que seus valores sejam mantidos dentro dos padrões normais, ou seja, menor ou igual a 0,5 ps/√km. Todavia, ele poderá se tornar relevante com o avanço das novas tecnologias das redes PON, com os sistemas XG-PON, XGS-PON, NG-PON, etc., que passam a operar em maiores distancias, maiores taxas de transmissão, maior faixa espectral e multicomprimentos de onda. Vale ressaltar que o PMD já é relevante para os anéis metropolitanos e backbones. Na prática, recomenda-se especificar fibras com valor de PMD menor ou igual a 0,2 ps/√km. É importante também solicitar ao fabricante que demonstre explicitamente e estatisticamente que os valores de PMD na fibra cableada (no interior do cabo) não seja muito diferente dos valores nas fibras antes de serem cableadas.
d – Características geométricas. As características geométricas das fibras, tais como o Diâmetro do Campo Modal, seu erro de circularidade e concentricidade núcleo/casca, definirão a atenuação das emendas ópticas, quer sejam com conectores ou por fusão. Normalmente estes parâmetros possuem uma variação máxima permitida por normas, mas o bom fabricante usualmente apresenta uma menor faixa de variação. Grandes fabricantes mundiais de fibras ópticas, que utilizam modernas tecnologias de fabricação, conseguem ter um melhor controle dos processos e, portanto, restringir a faixa de variação destes parâmetros. Fibras com melhores características geométricas garantirão uma menor perda óptica do enlace, que importante para se conseguir um maior alcance de atuação e longevidade da rede.
3 – Avaliar a capacitação técnica do fabricante
A capacitação técnica do fabricante de cabos ópticos deve abranger diversos fatores, desde o profundo conhecimento das fibras ópticas, do projeto dos cabos, passando pela sua qualificação até o conhecimento da aplicação e práticas de instalação.
Projetar um cabo óptico de qualidade não significa apenas reproduzir os padrões aparentes existentes no mercado. Existe uma grande quantidade de características que devem ser consideradas e parâmetros a serem respeitados, para se atribuir ao cabo confiabilidade óptica e mecânica, quando instalado dentro das condições preconizadas pelas normas e suas especificações.
Por exemplo, uma característica muito importante e normalmente não facilmente medida é a margem à tração do cabo óptico versus deformação das fibras. Quando o cabo óptico é tracionado, quer seja durante sua instalação como também na sua operação, as fibras ópticas não podem ser alongadas acima de determinado valor. As normas brasileiras (ABNT/NBR) e os requisitos Anatel, definem qual a máxima tração que o cabo poder ser submetido (CMO – Carga Máxima de Operação) e o máximo alongamento que as fibras serão submetidas.
Por exemplo, cabos para instalação em duto aceitam alongamentos da fibra de no máximo 0,2%. Já os cabos aéreos o alongamento das fibras deve ficar abaixo de 0,05%. Quando as fibras ópticas ficam submetidas a alongamentos acima dos limites especificados, sofrem uma drástica redução do seu tempo de vida, podendo ocorrer movimentação das fibras nas caixas de emendas, aumentos de atenuação e principalmente ruptura.
Determinar o correto projeto do cabo óptico para que esse parâmetro seja atendido não é algo trivial. A obtenção desta característica exige a aplicação de cálculos complexos e a realização de ensaios para validar os cálculos e comprovar o desempenho do cabo óptico.
Portanto, é fundamental que o fabricante possua um laboratório de testes e possa realizar o ensaio de tração do cabo óptico e determinação da deformação da fibra óptica e o realize periodicamente para comprovar a capabilidade de seus processos. Cabe ao ISP exigir que o fabricante possua este ensaio, entre outros ensaios mecânicos, como por exemplo compressão, impacto, torção, ciclo térmico, etc. e apresente os resultados de sua avaliação periódica.
Um ponto importante de salientar é que muitas vezes o cabo é instalado desrespeitando-se as especificações e limites preconizados nas normas. O problema é que está prática normalmente não é notada imediatamente, pois a fibra pode estar sob tensão, mas não manifestar aumento de atenuação. O problema só se manifestará após algum tempo, que pode ser de dias, semanas ou meses, ocorrendo aumentos de atenuação e/ou ruptura das fibras.
4 – Avaliar a capacitação industrial e de qualidade do fabricante
Existe uma grande quantidade de fornecedores de máquinas para a fabricação de cabos ópticos. Entretanto, assim com os cabos em si, também existem fornecedores de equipamento de qualidade e muitos de qualidade duvidosa. Os principais fornecedores de equipamentos de fabricação de precisão e mais robustos são europeus. Existem também bons fabricantes na Ásia, mas também uma enorme quantidade de equipamentos de baixa qualidade que não permitem um rigoroso controle dos parâmetros de processo. Um exemplo é o controle do excesso das fibras ópticas no interior dos tubos loose, parâmetro que define o desempenho do cabo nos ensaios de tração do cabo versus deformação da fibra, anteriormente mencionado. O controle desse excesso deve ser bem rigoroso e de elevada estabilidade, para garantir a repetibilidade das características em todos os cabos produzidos.
Disponibilidade de modernos equipamentos de controle de qualidade e ensaios de qualificação também é fundamental para o fabricante garantir e assegurar a qualidade a seus clientes.
Também é de extrema importância as características e qualidade das Matérias Primas utilizadas para a construção dos cabos ópticos. Sabe-se que matérias primas de baixa qualidade permitem fabricar os cabos ópticos sem problemas aparentes, mas não garantem sua longevidade. Um exemplo é a utilização de polietilenos reciclados na aplicação da capa dos cabos. Estes cabos terão seguramente um tempo de vida drasticamente reduzido, principalmente quando ficam expostos a radiação UV da luz solar.
5 – Exigir as homologações Anatel e garantia da qualidade
A homologação Anatel, por exemplo, é um certificado bem importante pois avalia e atesta a capacidade do fabricante e seu cabo óptico em atender todas as especificações definidas pelas normas NBR e requisitos Anatel. Todavia sabe-se que isto não é um atestado de garantia da qualidade, pois durante os processos de fabricação em escala industrial podem ocorrer situações diferentes que poderão impactar no tempo de vida dos cabos ópticos.
Cabe, então, ao ISP avaliar o sistema de gestão da qualidade do seu fornecedor de cabos ópticos.
