Perda em fibra óptica por km: o enlace fecha?

O que entra na conta de perda

Toda luz que sai do transmissor perde força até o receptor. A conta de perda, chamada de orçamento de enlace, soma três parcelas:

• A fibra: perda por quilômetro vezes a distância.
• Os conectores: cada par de conectores acoplados (um cordão encaixado no DIO, por exemplo) perde um pouco.
• As emendas: cada fusão entre bobinas ou entre o cabo e o pigtail do DIO soma mais.

Do outro lado da balança está o módulo óptico. A diferença entre a potência que ele transmite e a menor potência que o receptor ainda entende é o orçamento disponível. Se a perda total for menor que esse orçamento, com folga, o enlace fecha.

Passo 1: os valores de referência

A FOA (Fiber Optic Association) resume os limites máximos da norma TIA-568 para cada componente. São valores de pior caso, bons para projeto. Componentes bem instalados costumam perder menos, e a medição em campo é que dá o número real.

A ITU-T G.652 é a recomendação que define a fibra monomodo padrão. A ficha do fabricante do cabo informa a atenuação garantida em cada comprimento de onda e costuma ser menor que o limite da TIA-568. Para projeto conservador, fique com o limite da norma. Para conferir o que foi instalado, compare a medição com a ficha.

Passo 2: conte emendas e conectores

Com bobinas de 2 km, um cabo de 12 km precisa de 5 emendas no meio do caminho. Em cada DIO, o cabo é fundido a um pigtail, o que soma mais 2. Total: 7 emendas.

Conectores: em cada ponta, o cordão que sai do SFP encaixa no DIO. São 2 pares acoplados no caminho da luz. O conector que encaixa no próprio SFP não entra na conta do cabo: ele faz parte da medição do módulo.

Passo 3: some a perda

A fibra responde por 62% da perda. Por isso, em enlaces longos, a distância pesa mais que qualquer conector.

Passo 4: compare com o orçamento do módulo

O orçamento do módulo é a potência de transmissão menos a sensibilidade do receptor:

-3,0 dBm − (-23,0 dBm) = 20,0 dB

Use sempre a potência mínima de transmissão da ficha, não a típica. O pior módulo do lote é o que vai para o campo um dia.

Agora a margem:

• Orçamento do módulo: 20,0 dB
• Perda do enlace: 9,6 dB
• Margem bruta: 10,4 dB
• Reserva de segurança (premissa deste guia): 3,0 dB
• Sobra: 7,4 dB

A reserva cobre o que a conta não vê: envelhecimento dos componentes, sujeira em conector, uma emenda de reparo depois de um rompimento. A norma não fixa esse número. Os 3,0 dB aqui são uma premissa de exemplo.

A potência esperada no receptor fica em torno de -3,0 − 9,6 = -12,6 dBm. É esse valor que você deve comparar com a leitura de potência óptica no switch depois de ligar o enlace.

Passo 5: até onde esse módulo chega

Para estimar a distância máxima, separe o que cresce com o cabo do que é fixo.

• Cresce com o cabo: 0,5 dB/km de fibra mais uma emenda a cada 2 km, ou 0,15 dB/km. Total: 0,65 dB por km.
• Fixo: 2 pares de conectores e as emendas de pigtail, descontando a emenda que a conta por km já cobre. Total: 1,80 dB.

Distância máxima = (20,0 − 3,0 − 1,80) ÷ 0,65 ≈ 23,4 km.

A tabela mostra a mesma conta para outras distâncias, com os mesmos módulos e a mesma reserva:

Acima de 23 km, o caminho é trocar de módulo ou de comprimento de onda. A ficha do cabo mostra a atenuação em cada janela. Refaça a conta com o valor do comprimento de onda do novo módulo.

Passo 6: o que muda com um patch panel a mais

Projetos mudam no meio da obra. Suponha que a escola peça um segundo ponto de manobra, com mais 2 pares de conectores no caminho:

• Perda nova: 9,6 + 2 × 0,75 = 11,1 dB
• Sobra após a reserva: 5,9 dB

Ainda fecha. Num enlace mais longo, os mesmos 1,5 dB podem consumir o que restava de margem. Cada ponto de manobra deve entrar na conta antes da instalação, não depois.

Passo 7: confira em campo

A estimativa é o teto. Depois da instalação, duas medições fecham o ciclo.

• Fonte de luz e medidor de potência: medem a perda de ponta a ponta, no mesmo comprimento de onda do módulo. O resultado deve ficar abaixo dos 9,6 dB estimados.
• Leitura do próprio módulo: muitos SFPs informam ao switch a potência que recebem (função de diagnóstico digital, quando o modelo tem). Com o enlace ligado, a leitura deve ficar perto ou acima de -12,6 dBm.

Anote as duas leituras na documentação do enlace. Quando houver um rompimento e um reparo, a nova medição mostra quanto da sobra de 7,4 dB foi consumida. Sem a medição inicial, não há com o que comparar.

Se a perda medida passar da estimativa, a causa costuma estar nos pontos fixos: conector sujo, cordão dobrado demais ou emenda mal feita. Limpe e inspecione os conectores antes de suspeitar do cabo.

Erros comuns

• Usar a potência típica do módulo. A conta deve partir do mínimo de transmissão e da sensibilidade da ficha.
• Esquecer as emendas de pigtail. São 2 emendas a mais em todo enlace com DIO fundido.
• Contar conectores pela metade. A perda é por par acoplado, não por conector solto.
• Aplicar o valor de cabo interno ao externo, ou o contrário. Um trecho interno de 300 m pelo limite de 1,0 dB/km soma 0,30 dB. Pouco, mas entra na conta.
• Ignorar a saturação. Em enlaces curtos com módulo de alta potência, o receptor pode receber luz demais. A ficha traz a potência máxima de recepção; se a potência esperada passar dela, use atenuador.
• Não medir. A estimativa é um teto. O teste com fonte de luz e medidor de potência dá a perda real para documentar o enlace.

Checklist antes de aprovar o enlace

1. Distância real do traçado, com sobras técnicas de cabo nas caixas.
2. Número de bobinas e, portanto, de emendas no meio.
3. Emendas de pigtail nos DIOs.
4. Pares de conectores em cada ponto de manobra.
5. Potência mínima de transmissão e sensibilidade do módulo, no comprimento de onda certo.
6. Reserva de segurança definida pela equipe.
7. Medição em campo comparada com a estimativa.

Perguntas frequentes

Quanto a fibra óptica monomodo perde por km?

Pelo resumo da FOA para a TIA-568, o máximo é 0,5 dB/km em cabo externo e 1,0 dB/km em cabo interno. Em 12 km de cabo externo, isso dá 6,0 dB.

Quantos dB perde cada conector?

O limite da TIA-568, pelo resumo da FOA, é 0,75 dB por par acoplado. Os 2 pares deste caso somam 1,50 dB.

Qual a distância máxima de um SFP com orçamento de 20 dB?

Com os limites máximos da norma, 3 dB de reserva e emendas a cada 2 km, cerca de 23,4 km. Com fibra e emendas melhores que o limite, a distância real pode ser maior, mas só a medição confirma.

A medição deu 7,2 dB e a estimativa 9,6 dB. Está errado?

Não. A estimativa usa valores de pior caso, e o enlace instalado costuma perder menos. Neste exemplo, a medição ficou 2,4 dB abaixo do teto. Se a medição passar da estimativa, procure conector sujo ou emenda ruim.

Quanta luz deve chegar no receptor?

Neste caso, cerca de -12,6 dBm no pior caso. A leitura deve ficar entre esse valor e a potência máxima de recepção da ficha do módulo.

Vale a pena guardar margem se o enlace já fecha?

Sim. Uma emenda de reparo custa até 0,3 dB. Os 7,4 dB que sobram neste caso cobrem 24 reparos desse tipo, além da reserva de 3,0 dB.

Refaça a conta com a distância, as emendas e o módulo do seu projeto na calculadora de perda em fibra óptica.

Leia também: Orçamento de perda em fibra óptica: um enlace de 18 km