A implantação de redes GPON (Gigabit Passive Optical Network) e GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) exige um planejamento cuidadoso para garantir a máxima eficiência e cobertura. Um dos principais desafios é calcular corretamente a distribuição dos splitters ópticos, que são responsáveis por dividir o sinal de fibra óptica para atender múltiplos usuários. Neste artigo, abordaremos como realizar esses cálculos para dimensionar corretamente a rede.

1. Entendendo os Splitters Ópticos

Os splitters ópticos são dispositivos passivos que dividem o sinal óptico de um único feixe em vários, sem a necessidade de alimentação elétrica. Eles são classificados de acordo com sua taxa de divisão, como 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 e 1:64.

Perdas Ópticas dos Splitters

Cada divisão introduz uma perda no sinal óptico, que pode ser expressa em dB (decibéis). As perdas típicas são:

• 1:2 → 3.5 dB

• 1:4 → 7.0 dB

• 1:8 → 10.5 dB

• 1:16 → 14.0 dB

• 1:32 → 17.5 dB

• 1:64 → 21.0 dB

Além disso, perdas adicionais podem ocorrer devido a conectores, fusões e cabos de fibra óptica.

Splitters Desbalanceados

Os splitters desbalanceados são utilizados para aplicações onde diferentes potências de saída são necessárias. Eles possuem divisões assimétricas, como 90/10, 80/20 ou 70/30, permitindo que uma parte maior da potência seja direcionada para um caminho específico enquanto o restante é distribuído para outras ramificações da rede. Esses splitters são especialmente úteis para topologias onde há distâncias variadas entre a OLT e os usuários finais.

2. Cálculo do Orçamento de Potência

O orçamento de potência define se o sinal óptico será suficiente para alcançar os usuários finais. Ele é calculado pela seguinte fórmula:

Potência do transmissor - (Soma das perdas ópticas) ≥ Sensibilidade do receptor

Exemplo de Cálculo

Considere uma OLT (Optical Line Terminal) com potência de saída de +4 dBm e um ONT (Optical Network Terminal) com sensibilidade mínima de -27 dBm. O caminho óptico inclui:

• Splitter 1:8 (10.5 dB)

• Splitter 1:4 (7.0 dB)

• Fusões e conectores (~3.0 dB no total)

• Atenuação da fibra (~0.35 dB/km em 10 km → 3.5 dB)

Cálculo:

+4 dBm - (10.5 + 7.0 + 3.0 + 3.5) dB = -20 dBm

Como -20 dBm está acima da sensibilidade do receptor (-27 dBm), o enlace está viável.

Exemplo de Cálculo para Rede Desbalanceada

Agora, considere uma rede onde um splitter desbalanceado 80/20 é utilizado antes de um splitter 1:8. O caminho óptico inclui:

• Splitter desbalanceado 80/20 (perda na saída de 80%: 1.0 dB, perda na saída de 20%: 7.0 dB)

• Splitter 1:8 (10.5 dB)

• Fusões e conectores (~3.0 dB no total)

• Atenuação da fibra (~0.35 dB/km em 10 km → 3.5 dB)

Cálculo para saída de 80%: +4 dBm - (1.0 + 10.5 + 3.0 + 3.5) dB = -14 dBm

Cálculo para saída de 20%: +4 dBm - (7.0 + 10.5 + 3.0 + 3.5) dB = -20 dBm

Nesse caso, a saída de 80% garante melhor potência óptica para usuários mais distantes, enquanto a saída de 20% pode ser usada para usuários mais próximos.

3. Escolhendo a Melhor Estratégia de Distribuição

Existem três abordagens principais para distribuição de splitters:

• Divisão em cascata: Usa múltiplos splitters menores ao longo da rede (exemplo: um 1:4 seguido de splitters 1:8).

• Divisão única: Utiliza um único splitter de alta divisão na central (exemplo: 1:64 direto).

• Uso de splitters desbalanceados: Permite otimizar a distribuição de potência conforme a distância e necessidade dos clientes finais.

A escolha depende da topologia da rede, distâncias e densidade de usuários.

4. Ferramentas para Simulação

Para garantir um planejamento eficiente, podem ser utilizadas ferramentas como:

• Software de planejamento FTTx (FiberPlanIT, OptiSystem)

• Planilhas Excel personalizadas

• Calculadoras online de perdas ópticas

Conclusão

O correto dimensionamento dos splitters ópticos é essencial para garantir um desempenho adequado na rede GPON e GEPON. O cálculo do orçamento de potência, considerando perdas ópticas e sensibilidade dos equipamentos, assegura a entrega de um sinal estável para os usuários finais. Com um planejamento adequado, é possível otimizar os recursos da infraestrutura e expandir a rede de forma eficiente.