En el diseño de una red FTTH, uno de los pilares más importantes es el presupuesto óptico. No sobrepasar este presupuesto te garantizará el correcto funcionamiento de tu red, a pesar de las adversidades y el envejecimiento de la misma a lo largo de los años. 

Para calcular el presupuesto óptico, lo primero que debes hacer es observar las especificaciones técnicas de tus transmisores PON y de las ONT. Por ejemplo, suponiendo que en la OLT vas a usar módulos GPON C+, y en las viviendas de tus clientes vas a instalar ONTs con láser B+, tendrás los siguientes presupuestos:

Canal descendente:

OLT TX Potencia: +3dBm

ONT Rx Sensibilidad: -27dBm

Presupuesto potencia (Pp) = Potencia – Sensibilidad

    Pp = 3dBm – ( -27dBm ) => Pp = 30 dB

Canal ascendente:

ONT Tx Potencia: +0.5dBm

OLT Tx Sensibilidad: -32dBm

Presupuesto potencia (Pp) = Potencia – Sensibilidad

    Pp = 0.5dBm – ( -32dBm ) =>    Pp = 32.5 dB

Siempre debes atenerte al presupuesto más bajo a la hora de diseñar los niveles de división. Aquí, el valor corresponde al canal descendente, con un valor de 30dB. Para comprobar si superas o no el presupuesto óptico, a este valor hay que restarle las pérdidas por conectorización, atenuación de la fibra, divisores (splitters), etc.

Pérdida por atenuación de la fibra:

Generalmente, usarás fibra monomodo G.652D, o bien fibra monomodo G.657A, ya que es la más extendida para el despliegue de redes de fibra óptica. En ambos casos, la normativa establece una pérdida máxima de 0.4dB/km. Supón que tu cliente más lejano está a unos 5 km:

    5km * 0.4dB/km = 2dB de pérdida por atenuación de la fibra.

Pérdida por atenuación en conectores:

La pérdida resultante de enfrentar 2 conectores será como máximo de 0.5dB, según la ITU. Esta pérdida debes multiplicarla por el número de conectores existentes desde la OLT hasta un cliente dado. Lo normal es que sean unos 5 o 6 conectores, aunque pueden ser más, dependiendo de si los splitters utilizados son conectorizados o fusionados. Por tanto:

    6 conectores * 0.5dB/conector = 3dB de pérdida por atenuación en conectores.

Pérdida por fusión:

Tendrás que hacer multitud de fusiones para realizar el despliegue de la red, aunque es necesario mencionar que solo debes hacer las justas y necesarias y no hacer cortes en el cable en exceso, puesto que las fusiones también introducen pérdidas. Una fusión bien hecha, rara vez supera los 0.03dB de pérdida, aunque para hacer este cálculo, hay que escoger un valor con más margen, en torno a 0.1dB, según la recomendación ITU G.650.

Imagina tener que hacer 7 fusiones hasta llegar a la CTO más lejana. En un futuro, pensando en las posibles roturas que puedan surgir, necesitarás introducir algunas fusiones más para la reparación. Si introduces una previsible fusión por cada km, en previsión de una posible rotura futura en el cable, y el cliente más lejano estaba a 5km, pues necesitarás 5 fusiones. Por tanto:

    (7 fusiones necesarias + 5 fusiones previstas por rotura) * 0.1dB = 1.2dB de pérdida por fusión.

Pérdida por división (splitteo):

La utilización de divisores (o splitteo, de forma informal) es donde más pérdidas introducirás en tu red de fibra óptica. La forma más conservadora de diseñar una red FTTH es hacerlo con una división 1:64, es decir, que de cada fibra de salida desde la OLT, puedas conectar 64 clientes. No obstante, si tu OLT es GPON, podrás hacer divisiones 1:128, y si tu OLT es XGS-PON, incluso hasta 1:256.

Puedes combinar los splitters como quieras, para poder llegar a la división elegida. Sin embargo, cada splitter tiene una pérdida definida y hay que tenerla en cuenta en el presupuesto óptico. Elegir la forma de colocar los splitters dependerá en gran medida del escenario. Es muy diferente acometer el despliegue de una población con una mayoría de viviendas unifamiliares, donde las casas están muy espaciadas, a acometer el despliegue de una urbanización de bloques de pisos, donde las viviendas están muchísimo más concentradas.

Normalmente, la opción más extendida es la de utilizar 2 niveles de splitter 1×8 en caso de elegir división 1:64; o un nivel 1×2, y luego 2 niveles 1×8 en caso de elegir división 1:128.

Los diferentes splitters existentes tienen aproximadamente los siguientes valores de pérdida:

    Splitter 1×2 = Aprox 4dB de pérdida.

    Splitter 1×4 = Aprox 7dB de pérdida.

    Splitter 1×8 = Aprox 10.5dB de pérdida.

    Splitter 1×16 = Aprox 13.8dB de pérdida.

    Splitter 1×32 = Aprox 17.4dB de pérdida.

    Splitter 1×64 = Aprox 20.1dB de pérdida.

Por ejemplo:

• Usar un splitter 1×2, después un splitter 1×4 y, a continuación, un splitter 1×8, te dará una división 1:64, con aproximadamente 22.5dB de pérdida.
• Usar un splitter 1×8 y, a continuación, otro splitter 1×8, te dará la misma división 1:64, pero únicamente con 21dB de pérdida.
• Usar un splitter 1×2, después un splitter 1×8 y, por último, otro splitter 1×8, te dará una división 1:128, con aproximadamente 25dB de pérdida.

En el caso de este ejemplo, vamos a suponer que vas a hacer 2 niveles de splitteo, en ambos casos de 1×8. Por tanto:

2 x ( Splitter 1×8 = 10.5dB) = 21dB de pérdida por splitteo.

Margen extra:

Es importante dejar algo de margen en el presupuesto óptico, ya que la atenuación de la fibra óptica puede verse afectada por elementos externos como cambios en la temperatura o curvaturas no ideales en el despliegue. Del mismo modo, hay que tener en cuenta que la fibra también envejece y que al hacerlo atenúa la señal. 

Una vez analizadas todas las posibles atenuaciones que va a sufrir la fibra, el cálculo del presupuesto óptico sería el siguiente:

       Presupuesto óptico inicial = 30dB

       Pérdida por atenuación de la fibra = 2dB

  +   Pérdida por atenuación de conector = 3dB

       Pérdida por atenuación en fusiones = 1.2dB

       Pérdida por introducción de splitters = 21dB

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       Pérdida total red = 27.2dB

    30dB (presupuesto óptico) – 27.2dB (pérdidas) = 2.8dB

Si sumas todas las pérdidas, verás que aún queda un margen de 2.8dB, el cual cumple el margen extra, y permite que el despliegue sea viable.

A modo de conclusión, hay que comentar que los valores usados en el cálculo suelen ser exagerados, ya que en la realidad, cualquiera de los elementos definidos anteriormente tendrán menos pérdida que la usada en el cálculo, permitiendo la división a 1:128.

También existen módulos GPON con otras características, como los C++, que en caso de usarlos aumentarían bastante el presupuesto óptico, dando así más margen. No obstante, siempre hay que tener en cuenta que una red cuyo presupuesto óptico sea positivo en la teoría, será mucho más resistente a los problemas que surgirán en la práctica.

Si tienes alguna duda acerca de los despliegues de fibra óptica, podemos ayudarte. ¡No dudes en contactar con nosotros!