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Ricardo Raineri Fiber Optics Specialists Ricardo.raineri@viavisolutions.com VIAVI Brasil Workshop FTTx / GPON mailto:Ricardo.raineri@viavisolutions.com 2 Atualização Tecnológica: Janelas de Transmissão ▪ Hoje E-/G-PON utilizam 2 comprimentos de onda para comunicação ▪ Downstream 2.5 Gbps em 1490 nm & Upstream 1.2 Gbps em 1310 nm Fonte: FTTH EMEA D&O Committee FTTH Poland 2015 1260 1280 1290 1330 1480 1500 1524-1544 1575-1581 1598-1603 1603-1625 1625 - 1675 OTDRGPON Up GPON Down 1550 RFNG-PON2 Up NG-PON2 Down PtP WDM XGS-PON Down XGS-PON Up • RF overlay em 1550nm não sofre impacto • 10GE / XGS-PON traz 2 novos λ para serviços 10 Gbps • Downstream 10 Gbps em 1577 nm & Upstream 10 Gbps em 1270 nm • Serviços Futuros: NG-PON2 suporta múltiplos canais de 10Gbps • Downstream 40/80 Gbps em 4/8 canais TWDM entre 1589 – 1603 nm • Upstream 10/20 Gbps em 4/8 canais TWDM entre 1524 – 1544 nm • Janela para testes em fibras ativas (OTDR): 1625 nm – 1675 nm • Janela adicional para canais PtP WDM de alta velocidade: 1603 – 1625 nm 3 Por que um Power meter específico? Splitter 1 GPON OLT Central Office Drop Terminal Drop Terminal Splitter 2 CEx: Elementos Coexistentes 1577nm Downstream 1270nm Upstream XGS-PON XGS-PON OLT CEx 1490nm Downstream 1310nm Upstream GPON • Power Meter Seletivo é necessário • Filtros ópticos para medir downstream em1490/1577 nm e 1550nm • Verificação do Sistema correto (G-PON_1490 XGS-PON_1577) • Downstream com comprimentos de onda combinados • Dados em 1490nm (G-PON) e em 1577nm (XGS-PON) • Power Meter de Banda Larga (BBPM) só consegue medir a potencia combinada => não há separação entre 1490nm e 1577nm => potência apresentada é uma soma das duas potências 4 Por que um Power meter específico? 850nm 1310nm 1490nm 1550nm 1650nm 5 Por que um Power meter específico? 850nm 1310nm 1490nm 1550nm 1650nm Power Meter Banda Larga (BBPM) Centralizado em 1490nm 6 850nm 1310nm 1490nm 1550nm 1650nm Valor na tela do PM: -19dBm Power Meter Banda Larga (BBPM) Centralizado em 1490nm Por que um Power meter específico? 7 Por que um Power meter específico? 850nm 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1550nm Video RF 1650nm Power Meter Banda Larga (BBPM) Centralizado em 1490nm Valor na tela do PM: -7dBm 8 Por que um Power meter específico? 850nm 1650nm Valor na tela do PM: -6dBm 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1577nm DS XGSPON Power Meter Banda Larga (BBPM) Centralizado em 1490nm 9 Por que um Power meter específico? Power Meter Seletivo (SPM) - Um filtro pra cada janela 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1577nm DS XGSPON Valor na tela do PM: 1490nm = -19dBm 1550nm = -3dBm 1270nm US XGSPON 1550nm Video RF 10 Por que um Power meter específico? Power Meter Seletivo (SPM) - Um filtro pra cada janela 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1577nm DS XGSPON Valor na tela do PM: 1490nm = -19dBm 1577nm = -17dBm 1270nm US XGSPON 1550nm Video RF 11 Por que um Power meter específico? • Power Meter Seletivo com modo through é necessário PARA MEDIR O UPSTREAM • Se o Power Meter tem somente uma porta, seria necessário desconectar a ONT da fibra e conectá-la diretamente ao PM • Ao faze-lo, a ONT seria desconectada da OL, perdendo assim seu timeslot • Sem timeslot a ONT não transmite, logo o Power Meter apresenta valor “LOW” (ou sem sinal) • ONTs se comunicam através de TDMA • Cada ONT adquire um timeslot ao sincronizar-se com a OLT • Se uma ONT é adicionaa ou removida, o relógio é modificado ( com mais ou menos posições) 1310nm 1490nm 1490 / 1550nm 1310nm 2 ONT 1310nm Meter 1 Meter 2 1550nm Meter 3 1490 / 1550nm OLT • O Power Meter Seletivo com modo through deve: • Possuir uma porta de entrada (OLT) e uma porta de saída (ONT) • Estar preparado para medir em modo de rajada • Possuir um filtro para cada janela de transmissão 12 O N T R U A Por que um Power meter específico 13 Por que um Power meter específico Power Meter Seletivo (SPM) - Um filtro pra cada janela 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1577nm DS XGSPON Valor na tela do PM: 1310nm = +2dBm 1490nm = -19dBm 1270nm US XGSPON 1550nm Video RF 14 Por que um Power meter específico Power Meter Seletivo (SPM) - Um filtro pra cada janela 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1577nm DS XGSPON Valor na tela do PM: 1310nm = +2dBm 1490nm = -19dBm 1550nm = -3dBm 1270nm US XGSPON 1550nm Video RF 15 Por que um Power meter específico Power Meter Seletivo (SPM) - Um filtro pra cada janela 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1577nm DS XGSPON Valor na tela do PM: 1270nm = +1dBm 1310nm = +2dBm 1490nm = -19dBm 1577nm = -17dBm 1270nm US XGSPON 1550nm Video RF 16 Por que um Power meter específico Power Meter Seletivo (SPM) - Um filtro pra cada janela 1310nm US GPON 1490nm DS GPON 1577nm DS XGSPON Valor na tela do PM: 1270nm = +1dBm 1310nm = +2dBm 1490nm = -19dBm 1550nm = -3dBm 1577nm = -3dBm 1270nm US XGSPON 1550nm Video RF Inspeção e Limpeza 19 Conexão Óptica entre 2 Conectores Acoplador Óptico Conector de Fibra Alinhamento Alinhamento Contato Físico Fibra Ferrolho 20 O que torna BOA uma conexão de fibras? ▪ Perfeito alinhamento do núcleo ▪ Contato físico ▪ Conectores livre de sujeiras Os 3 princípios básicos que são críticos para atingir uma eficiente conexão óptica são: Núcleo Casca LIMPO Luz Transmitida 21 O que torna uma MÁ conexão de fibras? ▪ Uma única partícula acoplada no núcleo da fibra pode causar uma significativa reflexão, perda por inserção e até danificar o equipamento. Hoje em dia, os projetos dos conectores e as técnicas de produção dos mesmos tem ajudado a eliminar as diversas dificuldades para atingir o alinhamento de núcleo e o contato físico. O desafio ainda é manter a face do conector livre de impurezas. Como resultado, a CONTAMINAÇÃO é a razão numero 1 de problemas em redes ópticas. SUJEIRA Núcleo Casca Reflexão Perda por InserçãoLuz 22 Migração de Partículas 11.8µ 15.1µ 10.3µ Núcleo Casca ▪ Toda vez que é feita uma conexão, particulas da fibra são transferidas. ▪ Partículas maiores que 5µm costumam explodir, e se multiplicarem. ▪ Partículas grandes, podem gerar “air gaps” diminuindo a qualidade do contato. ▪ Partículas menores que 5µm tendem a se mesclarem à superfície, gerando riscos e pontos irreparáveis. Face atual do conector fixo (ONT) 23 Migração de Partículas & Degradação do Sinal ▪ Note que para cada contato, a atenuação do sinal aumenta, diminuindo a performance dos sinais. Face atual do conector fixo (ONT) -20 -30 -40 -50 -60 -70 Contaminação Inicial 1º contato 2º contato 3º contato Degradação do Sinal -67.5 -67.2 -62.3 -39.6 24 ▪ Uma vez que conectores com detritos incorporados são removidos, fendas e lascas permanecem na fibra. ▪ Estas fendas podem atrapalhar a transmissão de luz, causando reflexão, perda por inserção ou danos a outros componentes da rede. A maioria dos conectores não é inspecionada até que o problema seja detectado… DEPOIS que o dano permanente tenha ocorrido. Acoplamento de conectores sujos embute detritos na fibra. Núcleo Casca Reflexão Perda por InserçãoLuz SUJEIRA (dano permanente) Pressão de acoplamento de 1kg sobre um diâmetro de 200 µm gera 3.200 kgf/cm². Sujeira Danifica Fibra! 25 Tipos de Contaminação A face do conector deve ser livre de qualquer contaminação ou sujeira, como mostra a figura: Tipos comum de contaminação e defeitos: Sujeira/Pó Óleo/Gordura Fendas e Lascas Riscos Fibra Monomodo 26 Tipos de Face do Conector ▪ PC – Physical Contact ▪ APC – Angled Physical Contact ▪ O ângulo reduz a reflexão para o conector SC - PC SC - APC 27 Contaminação de conectores vs Desempenho Contaminação de conectores e seu efeito no desempenho Conexão Limpa Reflexão (ORL) = 67.5 dB Perda (IL) = 0.250 dB 1 ConexãoSuja Reflexão (ORL) = 32.5 dB Perda (IL) = 4.87 dB 3 No traço do OTDR pode-se perceber a diferença de reflexão e atenuação entre um conector limpo (1) e um conector sujo (3) 28 Teste Real 29 Os Patch cords são de mais fácil acesso e inspeção comparados a um conector “fêmea” em um DGO, que usualmente não é verificado. O lado do bulkhead representa metade da conexão, contudo, é mais propenso a estar sujo e ser mais problemático. Inspeção e Limpeza de Conectores Inspecionar AMBOS os lados da conexão é a única forma de assegurar-se que estará livre de contaminação e defeitos Bulkhead (“Fêmea”)Patch Cord (“Macho”) 30 Inspecionar Antes de Conectar CONNECTINSPECT CLEAN Is it clean? NO YES 31 32 Redes GPON Balanceadas 33 Arquitetura PON 1490/1550 nm ▪ OLT → Transmissão Descendente (Downstream) – Voz / Video IP / Dados @ 1490 nm – Video analógico (RF) @ 1550 nm Splitters Distribução (Secundária) ONT ONT ONT W D M Splitter* PON OLT Video AMP Video RF Escritório Central Alimentação (Primária) * É possível ter vários splitters em cascata 1310 nm ▪ ONT → Transmissão Ascendente (Upstream) – Voz / Dados @ 1310 nm 34 Cálculo de Budget (Orçamento Óptico) OLT DGO S1 (1x8) S2 (1x8)PTOONT D3 = 150m D1 = 1km D2 = 5km +3dBm -27dBm Perda Max 30dB Perda total ?? Margem ?? DGOI CDOI 35 Cálculo de Budget (Orçamento Óptico) Evento Atenuação Quantidade Total Emendas 0,2dB 7 1,4dB Conectores 0,5dB 7 3,5dB Splitter 1 (1x8) 10,5dB 1 10,5dB Splitter 2 (1x8) 10,5dB 1 10,5dB Distância (1310nm) 0,35dB/km 6,15 2,15dB Distância (1550nm) 0,25dB/km 6,15 1,54dB 28,05dB Splitter Atenuação Teórica Atenuação Real 1x2 3dB ~3,7 dB 1x4 6dB ~7,3 dB 1x8 9dB ~10,5 dB 1x16 12dB ~14 dB 1x32 15dB ~ 17dB 1x64 18dB ~ 21dB 100% 25% 25% 25% 25% 36 Cálculo de Budget (Orçamento Óptico) OLT DGO S1 (1x8) S2 (1x8)PTOONT D3 = 150m D1 = 1km D2 = 5km +3dBm -27dBm Perda Max 30dB Perda total 28,05dB Margem 1,95dB DGOI CDOI 37 Tipos de Testes – Medições Recomendadas C o n s tr u ç ã o In s ta la ç ã o M a n te n ç ã o / M o n it o ra ç ã o Qualidade da Fibra Medição de perda de inserção para caracterizar o enlace, medição de perda de retorno Equipamentos : LTS, PM, ORL meter Caracterizar a fibra com OTDR Testes Ópticos Verificar a potência óptica em cada comprimento de onda usando um Power Meter Seletivo Manutenção da Fibra Medir potência óptica com um Power Meter Seletivo. Localizar falhas com OTDR para PON Monitoração de Fibra Terminais ONT ONT W D M Splitter* PON OLT Escritório Central 1490/1550 nm 1310 nm 38 Fluxograma de Manutenção Somente uma ONT? Ou várias com problema? Estão conectados em um mesmo splitter? As potências estão dentro dos limiares? O 1490nm apresenta potência baixa ou nula? O 1310nm apresenta potência baixa ou nula? Problema resolvido? Verificar com um Certificador GPON ANTES de entrar na casa do cliente (verificar Potências, ID da OLTe Status da ONT) Testar com OTDR 1625nm em campo para encontrar o ponto de falha (fibra cortada ou atenuada) Visitar o cliente: inspecionar e limpar os conectores do cliente (Splitter secundário, Roseta e ONT) Verificação de aprovisionamento e configuração da ONT no sistema Fim Verificar e/ou substituir a ONT Chamado de um Cliente Sim Sim Sim Sim Sim Não Não Não Não Não Várias Somente uma 39 Testes de OTDR GPON x Ponto a Ponto CDOE OLT CDOI DistributionFeeder 1310 nm 1490 nm ONT ONT ONT 40 Testes com OTDR Os picos não são identificáveis! Zonas “invisíveis” largas Traço REAL com 32 picos de assinantes (ONT) 41 Testes de OTDR CDOE OLT CDOI DistributionFeeder 1310 nm 1490 nm ONT ONT ONT 42 Medições com OTDR a partir do usuário final Testes através de Splitters 1x128 3 Splitters em Cascata, 1x2, 1x8 e 1x8 SmartOTDR Reflectometria Óptica 44 OTDR É o Teste mais importante nos enlaces de fibra óptica SmartOTDR Com ele medimos… ▪ Distância Óptica ▪ A eventos – fusões, conectores ▪ Falhas, final de fibra ▪ Perdas (dB) ▪ Fusões, Conectores ▪ Pérda na fibra (dB/km) ▪ ORL / Reflectancia ▪ Perda de retorno no enlace ou de uma seccão ▪ Reflectância dos conectoresRepresentacão gráfica do enlace como um todo 45 Como funciona? ▪ O OTDR injeta um pulso de luz curto em umd os extremos da fibra e analisa a luz refletida nos eventos que retornam, chamada backscatter. ▪ O sinal recebido é plotado no eixo x e y em dB vs. distancia. ▪ Em seguida é realizada uma análise de eventos para preencher a tabela de resultados. Diagrama de Blocos OTDR Exemplo de um traço OTDR 46 Range Dinâmicos e Nível de Injeção • O Range Dinâmico determina a distancia que o instrumento consegue medir e depende do design do OTDR e da configuração. • Nivel de injeção: é o nível de potência de luz injetada pelo OTDR na fibra sob teste. • Condições desfavoráveis de lançamento são a principal causa de redução no alcance dos OTDRs, prejudicando assim a precisão do teste. • Efeito do Pulso de Teste: Quanto mais longo, menos preciso serão os eventos de curto e médio alcance, pois mais potência retorna ao instrumento. 47 OTDR – Eventos Encontrados 48 Como interpretar um traço de OTDR 49 Interpretando um traço OTDR - Eventos ▪ Propósito: Detectar, localizar e medir eventos/ impedimentos em qualquer ponto do enlace de fibra Fusão Perdas Conector Perda/ Reflectancia Fusão “Ganho” ▪ Os Testes podem ser uni ou bi-direcionais ▪ Configuraciones más comunes: ▪ Telecom/ Cable - Monomodo: 1310, 1550 e 1625 nm ▪ Mobile BH, E-prise - Multimodo: 850, 1300nm (Quad) Macro- Curvatura Fim de Fibra ou Rompimento 50 OTDR: Gpon x Ponto a Ponto “Preciso de um OTDR para fibra ativa” “Vi no catalogo que o OTDR mede até 260km” “Esse OTDR mede rede GPON?” • Range Dinâmico - Splittagem e distâncias 40/40/41dB • Fibra Ativa - Manutenção da rede 1625nm FILTRADO • Zonas mortas: Atenuação e Evento 51 Evento de perda Perda de luz neste evento Atenuação neste ponto Evento Não Refletivo 52 Perda de luz em um ponto de conexão Reflexão de luz causada pela conexão de duas fibras Ponto de atenuação (Perda por inserção) Conector Evento Refletivo 53 Ruído de fundo Fim de fibra causa reflexão de luz em um ponto distante (exceção a conectores angulados APC) Fim da fibra Fim da fibra 54 Reflexão do Extremo Inicial Conexão entre o OTDR e o patchcord ou cabo de lançamento Localizado no início do extremo esquerdo do traço. Reflectancia: Conector polido ~ -45dB Conector ultra-polido ~ -55dB Conector angulado - APC polido ~ -65dB Perda por Inserção: Não é possível medir 55 Zonas Mortas Zona Morta de Atenuação (Attenuation Dead Zone - medido (0.5dB) ▪ Neste caso, se dois eventos estão mais proximos que a ADZ, são mostrados como um único evento. ▪ ADZ pode ser reduzida utilizando um pulso de largura menor. Zona Morta de Evento (Event Dead Zone - EDZ) É a distancia mínima que 2 eventos refletivos, consecutivos e não saturados pueden ser distinguidos ▪ Neste caso, os eventos estão mais próximos que a EDZ, e são mostrados como um único evento ▪ EDZ pode ser reduzida por meio de um pulso de largura menor. 56 Conectores Um conector acopla mecanicamente 2 fibras e cria un evento refletivo Reflectância: Conector polido: ~ -45dB Conector ultra-polido: ~ -55dB Conector angulado - APC polido: ~ -65dB Perda por Inserção: ~ 0,5dB 57 Emenda por Fusão Uma Emenda por Fusão – Une duas fibras termicamente utilizando una maquina de fusão Reflectância: Nenhuma Perda por insercão:uma emenda pode aparecer como um ganho ou uma perda dependendo do sentido testado. A análise bi-direcional permite um teste mais preciso por justamente determinar o valor real da perda em uma emenda, evitando assim falsos ganhos 59 Macro - Curvaturas ▪ Macro-Curvarutas: Resultam de uma dobra física de uma fibra. ▪ Perdas por curvaturas são maiores conforme se aumenta o comprimento de onda, ▪ Por isso se utiliza o teste em 1310nm e 1550nm para se diferenciar uma emenda por fusão de uma macro-curvatura Reflectancia: Nenhuma Pérdida por Insercão: Variável dependendo da dobra e do comprimento de onda 60 Fusão Mecânica Uma fusão mecânica alinha mecanimente duas fibras por meio de um adaptador acoplador. Reflectância: ~ -35dB Perda por Inserção: ~ 0.5dB 61 Fim de Fibra ou Rompimento Um Fim de Fibra ou Rompimento ocorre quando termina a fibra A reflexão final depende do corte final da fibra e do seu entorno Reflectancia: PC ao ar livre: ~ -14dB APC ao ar livre ~ -35dB Perda por Inserção: Geralmente Muito Alta 62 Fantasma Un Fantasma é um evento não esperado que resulta de uma forte reflexão causando “ecos” no traço OTDR. Quando aparece, normalmente ocorre antes do término da fibra Sempre é uma copia exata da distância desde o incidente até a reflexão. Reflectância: Menor que a fuente de eco Perda de Inserção:Nenhuma 63 Múltiplos Pulsos 64 Como funcionam os Múltiplos Pulsos? S2 S1ONT OLT 65 Primeiro Pulso – O mais curto possível S2 S1ONT OLT 66 Segundo Pulso – Um pouco mais forte que o anterior S2 S1ONT OLT 67 Terceiro Pulso – Um pouco mais forte que o anterior S2 S1ONT OLT 68 Quarto Pulso – Um pouco mais forte que o anterior S2 S1ONT OLT 69 Último Pulso – Encontrar o final de fibra S2 S1ONT OLT 70 Até onde o Primeiro Pulso (Vermelho) funciona? S2 S1ONT OLT 71 Até onde o Segundo Pulso (Roxo) funciona? S2 S1ONT OLT 72 Até onde o Terceiro Pulso (Azul) funciona? S2 S1ONT OLT 73 Até onde o Quarto Pulso (Verde) funciona? S2 S1ONT OLT 74 Zona 1 – O melhor Pulso fica, o resto é apagado… S2 S1ONT OLT 75 Zona 2 – O melhor Pulso fica, o resto é apagado… S2 S1ONT OLT 76 Zona 3 – O melhor Pulso fica, o resto é apagado… S2 S1ONT OLT 77 Zona 4 – O melhor Pulso fica, o resto é apagado… S2 S1ONT OLT 78 Zona 5 – O melhor Pulso fica, o resto é apagado… S2 S1ONT OLT 79 Traço Final – “Costura” dos traços de todas as zonas S2 S1ONT OLT 80 Traço Final – “Costura” dos traços de todas as zonas S2 S1ONT OLT 81 Redes GPON Desbalanceadas 82 Esquema Genérico – Redes Desbanceadas 83 Configuração para testes em redes desbalanceadas 84 Resultados de testes em redes desbalanceadas 85 Resultados de testes em redes desbalanceadas 86 Resultados de testes em redes desbalanceadas Caneta de Luz Visível Localizador de Falha Visual 88 Localização de Falhas ▪O VFL insere um feixe de luz vermelha visível (@ 630 ou 650nm) na fibra ▪ Utilização: - Identifica Fibras - detecta falhas devido a curvaturas, conectorização mal feita - confirma a continuidade ▪ Até 7km de range ▪ Disponíveis como equipamentos pequenos ou integrados em instrumentos Power Meter Seletivo Medidor de Potência para GPON 91 Power Meter para FTTX / GPON – Medidor Seletivo ▪ Ativação OLT/ONT 1310nm 1490nm 1490 / 1550nm 1310nm 2 ONT 1310nm Meter 1 Meter 2 1550nm Meter 3 1490 / 1550nm OLT • Medidor de Potência de comprimentos de onda simultâneos para FTTH: • Como o comp. de onda de 1310nm (upstream) é ativado pelo comp. de onda de 1490nm, um medidor em modo trough ativa a comunicação simultânea permitindo medir a potência em todas os comp.de onda. • Como o upstream se transmite em “pacotes”, o medidor de potência deve analisar o comp. de onda de 1310 nm em rajadas. 92 SmartClass Fiber - OLP-87 Medindo todos os níveis de potência GPON simultaneamente (1310, 1490 e 1550nm) 93 Sistema de adaptadores intercambeáveis ou fixos ▪ Conectores PC ou APC. ▪ Duas soluções disponíveis: ▪ Adaptadores intercambeáveis • FC, SC, ST, LC (JAE) • Compatíveis com /MTS, SmartClass, SmartPocket • Troca em campo, fácil e rápido ▪ Adaptadores fixos • FC, SC, ST, LC. • Aparafusáveis. 2150 adaptodores 94 Inspeção com teste Passa/Falha Inspeção Objetiva baseada na IEC 61300-3-35 ▪ Medidor de Potência com Microscópio para inspeção de conectores com teste PASSA/FALHA integrado ▪ Só realize medidas de potência após inspecionar e limpar seus conectores. ▪ Previna danos na fibra. ▪ Microscópio para Patchcord integrado ▪ Conecte o microscópio de testes P5000i via USB, para inspecionar o DGO. => Análise PASSA/FALHA 95 Interface de Usuário Tela Touch Colorida • Tela Touch colorida de 3,5” de alta visibilidade • Menu gráfico intuitivo com ícones para cada aplicação • Teclado alphanumérico touch Botões de Ação Físicos • Botões físicos para navegação e troca de telas instantânea entre testes de potência e inspeção de conectores • Optimizado para utilização externa • LEDs indicadores que mostram o status do equipamento 96 Interface de Usuário Tela de Resultados FTTx ▪ Apresenta todos os comprimentos de onda medidos simultaneamente ▪ Sinal de dados Downstream da OLT em 1490nm ▪ Sinal de vídeo Downstream da OLT em 1550nm ▪ Sinal Upstream da ONT em 1310nm Topologias 98 Rede Real – Casa Luis Fillipe Couto OLT ??m ??m 0m 692m -30m 20m 1 x 8 1 x 2 1 x 8 475m 516m 41m ONT 6m 24m 18m 17m 894m 377m Power Meter Seletivo (OLP-87) OLT Port ONT Port 20m OTDR (SmartOTDR136FB) Perguntas?