Projeto de engenharia óptica – PON para FTTx
Celso Gonsales Saes, diretor da Sirius Tecnologia
Numa análise simples e puramente conceitual, desenhar um circuito óptico é projetar caminhos físicos para a que um feixe de Luz, partindo de um ponto, atinja uma extremidade ou diversas extremidades simultaneamente.
A engenharia de circuitos ópticos é desenvolvida para diversos usos e aplicações, tendo como objetivo principal o encaminhamento de feixes e pulsos de luz com a função de transmitir sinais por meio dessa portadora luminosa ou onda óptica.
O meio físico utilizado como guia de onda óptica é a fibra óptica, porém, outros componentes são fundamentais para que ocorra essa transmissão. A forma de guiamento e derivação da luz incidente no guia de onda é feita com uso de prismas e espelhos inseridos no caminho do feixe luminoso, com a manipulação dos fenômenos lineares e não lineares da luz, como a refração, reflexão, absorção e espalhamento. Tais elementos não necessitam de energia elétrica para executar as suas funções, por isso a conotação “passiva”. Esses componentes são colocados ao longo dos enlaces ópticos que compõe o circuito e em dispositivos com funções diferentes: multiplexadores/demultiplexadores, amplificadores ópticos, filtros, divisores e combinadores, acopladores, terminais ópticos, etc.
Sob o ponto de vista do projetista de redes ópticas passivas, não só os componentes passivos que integrarão o circuito, mas também os elementos ativos, são essenciais nas análises para que se obtenha um enlace que atenda às premissas da aplicação. Por exemplo, as perdas máximas permitidas no enlace para “rodar” uma aplicação (voz, dados e vídeo) vão determinar a escolha da fonte de luz (laser, LED), a potência de bombeamento, os comprimentos de onda que serão utilizados pela aplicação, entre outros.
Já dá para sentir o nível de profundidade de conhecimentos que são postos à mesa para definirem a solução de engenharia óptica. O estudo vai se basear nas premissas básicas do projeto que parametrizam a escolha dos componentes da rede óptica passiva.
Quais são estas premissas?
1– Comprimentos de onda que a aplicação utiliza.
2 – Serviços de triple play (voz, dados e vídeo) que serão transportados pelo sinal.
3 – As perdas máximas permitidas e atenuações de potência suportadas no enlace óptico, para cada serviço rodando no canal.
4– As distâncias de cada enlace óptico passivo entre as extremidades ativas (OLT/ONT-ONU).
5 – As exigências de velocidade e largura de banda por subescritor.
6 – Quantidade de usuários finais (subescritores) o que o circuito óptico irá atender.
Conhecidos os parâmetros e métricas necessários, o projetista deve tomar posse das plantas físicas (baixas, arquitetônicas, etc.) do local onde será implementada a rede óptica passiva, observando ainda possíveis exigências ou restrições para as rotas de cabos e elementos ópticos. Embora os diagramas ópticos unifilares, indicados abaixo, não levem em conta os posicionamentos físicos de cada subescritor (eles mostram apenas as distâncias para alcançá-los), uma próxima etapa do projeto será a sobreposição e concatenação destes diagramas à planta de engenharia civil. Este resultado será o ponto de partida para que a engenharia de rotas (outside plant) possa desenvolver as rotas de encaminhamento de cabos e elementos de OSP, para o circuito passivo.
Durante os esboços do circuito óptico, o projetista deve procurar ser racional e econômico na inserção dos elementos passivos. Quanto mais simples e direto for o caminho entre o sinal de partida e o seu destino final, melhor será o desempenho deste enlace. A escolha dos componentes também é crucial para o funcionamento do link. É obvio que a execução deste circuito óptico também é fator crucial para o funcionamento do enlace, porém este detalhe não representa absolutamente nada o tempo de projeto do circuito óptico.
Não esqueça que, como nas outras engenharias, a “documentação do projeto executivo” acompanha um memorial descritivo e um método construtivo que ajudarão a definir as formas, ferramentas necessárias e as melhores práticas para a execução do circuito projetado.
Uma tendência natural dos fabricantes e desenvolvedores de soluções e produtos para redes ópticas passivas e FTTx é inserir em sua metodologia ou arquitetura, além de nomenclaturas diversas, elementos “estruturados” para melhor o gerenciamento, maior facilidade de organização, menor gasto de tempo e recursos para manutenções. Tudo isso, aumenta os custos do projeto e dificulta o entendimento e a complexidade de algo que, em essência, é simples:
O sinal óptico parte do DGO – distribuidor geral óptico situado na sala de equipamentos (headend) por meio de cabos ópticos chegando aos divisores/combinadores de sinal óptico (spliters). Das derivações do spliter, o sinal é roteado via fusões dessas derivações nas caixas FOSC – Fiber Optic Splice Clousure. A saída de cada uma dessas derivações na FOSC será fundida, por sua vez, aos cabos que interligam os terminais de fibra selados em fábrica (sealed FTerminal).
De cada uma das portas tipo OptiTap do terminal de fibra selado, um cabo drop pré-conectorizado envia o sinal para aos ONTs/ONUs. Cada tipo de conexão das fibras, seja por fusão ou por conectorização, obedece a uma tabela de referência de perdas e atenuações. Quanto mais simplificada a técnica utilizada na concepção do projeto óptico, menores serão as perdas ópticas e, como consequência, maior será a eficiência do circuito. Claro que os custos aumentam ou diminuem, conforme a técnica utilizada.
Uma vez concebidos os diagramas unifilares, sobrepostos e concatenados às plantas de engenharia civil, o trabalho agora será direcionado à confecção dos mapas de fusão de fibra (como indicado abaixo).
Os mapas definirão o caminho óptico de cada enlace, partindo da porta PON na OLT até a ONT/ONU. Eles ocorrem em níveis de enlaces distintos:
- Rede primária – Cabos (backbone) que interligam o DGO aos armários de conexão externos (outdoor cabinet), alimentando os spliters ópticos.
- Rede secundária – Cabos que interligam as derivações dos spliters às caixas FOSC.
- Rede terciária – Cabos que interligam as saídas correspondentes nas caixas FOSC aos terminais de fibra selados que distribuirão o sinal passivo para a última milha. A última correspondência da rota de sinais de cada subescritor é descrita na planilha de conectorização dos FTerminals, que registrá os cabos drops específicos de cada usuário atendido pelo terminal de fibra em questão. Mas ainda não acabou.
A lista de materiais é um elemento importantíssimo no projeto. Nela vão descritos os itens ópticos passivos que atendem às premissas descritas para o circuito, independente do fabricante. Itens como part numbers, quantidade, características técnicas e preço médio de mercado, devem ser claramente explicitados para que a estrutura de custos do projeto possa ser mensurada. Por fim, o memorial descritivo do projeto elucida os objetivos que serão atendidos e o método construtivo orienta as melhores técnicas e práticas para a execução.
Entre os dias 9 e 13 de setembro vai acontecer, em São Paulo, a Sedcitec 2019 – Semana de Educação, Ciência e Tecnologia. Celso Gonsales Saes será um dos palestrantes do evento. Clique aqui para mais informações sobre o encontro.
É consultor sênior e iniciou a carreira na área de tecnologia com programação de sistemas e modelagem de dados em plataformas RISC e Intel. Especialista em cabeamento estruturado e networking, Saes trabalhou como professor nos cursos de Tecnologia da Informação no Centro Universitário Ibero-Americano. É perito judicial em tecnologia e informática, em diversos Fóruns em São Paulo. Atua desde 2004 em tecnologia de telecomunicações com redes ópticas passivas, com especialização em serviços FTTH e triple play. Criador do treinamento técnico FTTx-Clássico©, instrutor FTTx, consultor em soluções FTTx e serviços triple play.
