FTTH Fusionadas X FTTH Precon

Prévia do material em texto

Departamento de Computação - Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)
Caixa Postal 676 – 13.565-905 – São Carlos – SP – Brasil
Autor para correspondência: guilhermemonfre@gmail.com, jander@dc.ufscar.br
ISSN 2316-2872
T.I.S. São Carlos, v. 3 , n. 3 , p. 222-234, set-dez 2014
©Tecnologias, Infraestrutura e Software
Análise comparativa das formas de conexão de fibras
ópticas em redes FTTx: fusão óptica versus
conectorização
Guilherme Augusto Monfré, Jander Moreira
Resumo: O uso da fibra óptica para a rede de acesso permite altas taxas de transmissão de dados.As redes FTTx estão presentes no mercado
de telecomunicação com novos produtos sendo desenvolvidos para essa tecnologia, sendo que o principal desafio está em diminuir o custo e
tempo gasto para a ativação do cliente. Este artigo apresenta um estudo comparativo de redes FTTx cujas conexões sejam por fusão óptica ou
por meio de conectorização, apresentando os problemas e as vantagens em utilizar cada uma delas. Foi observado que o sistema de
conectorização possui vantagens por permitir maior organização, flexibilidade de mudanças e maior agilidade para ativação do cliente, mas
desvantagens em relação à perda de potência óptica na comparação com sistema de fusões ópticas.
Palavras-Chave:FTTx, PON, GPON, fusão óptica, conectorização.
Comparative analysis ofoptical fiber connections in FTTx networks: optical fusion versus connectorization
Abstract: Using optical fiber for accessing network allows high rates of data transmission. Currently, FTTx networks are spreading in the
telecommunications market and new products for this technology are under development in a daily basis. The main challenge for the
telecommunications companies is trying to reduce the costs and the time spent for the client activation. This paper presents a comparative
study of FTTx networks with optical or connectorized fusion, presenting the problems and the advantages of each one. This comparison
showed that the connectorized system has some advantages such as better organization, flexibility of changing and more agility in the
customer activation. However, it brings some disadvantages in relation to optical power loss when compared to optical fusion system.
Keywords:FTTx, PON, GPON, optical fusion, connectorization.
I. INTRODUÇÃO
Com o amplo desenvolvimento da internet, cada vez mais
pessoas a utilizam para se conectar e interagir com o mundo.
A internet hoje se depara com a necessidade de melhorias
entre os assinantes e os provedores de serviço. Para uma
apropriada qualidade dessa interligação, a solução é a
utilização de redes inteligentes que façam a divisão,
concentração e melhorias no transporte dos dados.
A procura crescente por parte dos usuários finais por mais
velocidade de acesso à internet para suprir necessidades,
como vídeo sob demanda, internet protocol television (IPTV)
e voz sobre IP (VOIP), por exemplo, está fazendo com que as
empresas de telecomunicações e provedores de acesso
implantem redes de fibras diretamente a casa dos assinantes,
a chamada fiber to-the-home (FTTH), na rede de acesso de
banda larga. Com as redes FTTH, que são um dos modelos de
rede da arquitetura passive optical network (PON), é possível
atender a dezenas de usuários de banda larga utilizando uma
única fibra.
Comparando-se a rede PON com outras tecnologias de
acesso de banda larga, como a digital subscriber line (DSL),
very-high-bit-rate digital subscriber line (VDSL) e cabo, a
rede PON incluem algumas vantagens interessantes. Podemos
citar as seguintes: longo tempo de duração dos componentes,
suporte para grandes distâncias entre os equipamentos e a
largura de banda muito maior que as demais tecnologias,
sendo está última a mais relevante no contexto deste trabalho.
As redes PON estão sendo a solução para o futuro das redes
de acesso, pois utilizam menos elementos ativos, menor
espaço físico e pouca necessidade de manutenção.
(CASTRO, 2011 )
Este trabalho apresenta inicialmente, de uma forma
simplificada, o funcionamento de uma rede PON, ilustrando
com algumas topologias e equipamentos. Em seguida, na
seção III, é apresentado como é realizada a instalação de uma
rede fiber to the x (FTTx), com a utilização de equipamentos
para ativação do cliente por fusões ópticas, demonstrando
toda a maneira de como deve ser a instalação e os maiores
problemas encontrados. A rede FTTx é uma rede de acesso
baseada em fibra, onde conecta uma grande quantidade de
usuários finais diretamente com fibra óptica. Nesta mesma
seção serão apresentados a instalação e equipamentos
utilizados para uma rede FTTx conectorizada. Na seção IV é
apresentada uma análise das tecnologias previamente
223T.I.S. 2014; 3 (3): 222-234
Guilherme Augusto Monfré, Jander Moreira
apresentadas, suas vantagens e desvantagens e na conclusão
são apresentadas as considerações finais.
II. REDES ÓPTICAS
A fibra óptica possui baixa perda de sinal, baixo ruído e
grande largura de banda. Essas características fazem com que
a ela tenha o melhor tipo de transmissão de dados para
grandes distâncias em altas taxas de transmissão. (LAM,
2007)
Os modos de propagação na fibra representam as diferentes
possibilidades de propagação da luz pela fibra. Os números de
modos aceitáveis em uma fibra são dados a partir de um
parâmetro que é calculado com as características da fibra.
Conforme o número de modos, a fibra pode ser classificada
como multimodo ou monomodo. (LAM,2007)
As fibras multimodos possuem maior diâmetro (cerca 50 e
62,5µm ) no material interno e demandam menor precisão no
equipamento para lançar o raio. Os transportes de ondas por
essa fibra possuem alguns efeitos de distorção. Já as fibras
monomodo são caracterizadas pelo baixo diâmetro do
material interno (aproximadamente 10 µm). A precisão do
equipamento para lançar o raio de luz na fibra deve ser muito
alta. Para satisfazer a necessidade de atingir altas taxas de
transmissão, como é o caso da tecnologia PON, é necessária a
utilização de fibras monomodo, pois as mesmas possuem
menores distorções. (KEISER, 1991 )
A) Redes PON
As redes ópticas PON, inicialmente, foram destinadas
apenas à transmissão residencial de banda estreita,
desenvolvida para serviços de telefonia sobre redes ópticas e
banda larga para empresas (broadband PON - BPON).
(COELHO, 2009)
Redes ópticas passivas são redes de acesso, que geralmente
utilizam uma configuração ponto-multiponto e são
constituídas por componentes ópticos passivos. A rede se
localiza entre o terminal de linha óptica (OLT) e a unidade de
rede óptica (ONU) ou em um terminal de rede óptica
(ONT).(FURUKAWA, 2013)
Nas redes PON, não há elementos ativos entre o prestador
de serviço e o cliente. Com isso não é necessária a utilização
de equipamentos elétricos e, por esse motivo, é exigida pouca
manutenção e há baixo custo de operação. Na Figura 1 é
apresentado um exemplo de um chassi Furukawa. Podemos
observar componentes do chassi juntamente com a OLT e a
ONT/ONU. O chassi possui 16 slots para placas OLT e um
slot para placa de gerencia. A ONT/ONU da Furukawa possui
duas portas ethernet e uma porta PON. (FURUKAWA, 2013).
Figura 1 - Chassi Furukawa – OLT/ONU
O sinal da rede PON é utilizado entre todos os usuários,
saindo da OLT através de uma fibra óptica com transmissão
bidirecional e chega ao divisor óptico passivo (splitter), que
tem a função da divisão do sinal óptico e o fracionamento da
taxa de transmissão, distribuindo os sinais da OLT para as
ONUs. A localização do divisor óptico pode estar diretamente
na central, nas ruas ou dentro de prédios deste que os mesmos
sejam bem protegidos. (VILLALBA, 2009)
Com a utilização do divisor óptico, é limitada a distância
máxima de 20 km da arquitetura PON, porque cada divisão é
proporcional à divisão da potencia do sinal. Nessa arquitetura
são utilizados elementos ativos somente nos terminais de
envio e recepção para converter o sinal elétrico/óptico na
transmissão e em ópticos/elétricos na recepção.
(FURUKAWA, 2013)
Esse transmissor geralmente é formado por um diodo laseroperando de 1480 a 1510nm no sentido de downstream e de
1260 a 1360nm no sentido de upstream, além dos demais
componentes eletrônicos de processamento. O receptor é
formado por um fotodetector e por dispositivos eletrônicos.
(COELHO, 2009)
A função da fibra óptica é fazer a ligação entre a OLT e a
ONU, enquanto os divisores ópticos dividem o sinal óptico
em uma taxa de fracionamento, Por exemplo, dividir um sinal
224 TI.S. 2014; 3 (2): 1 22-1 30
Análise comparativa das formas de conexão de fibras ópticas em redes FTTx: fusão óptica versus conectorização
óptico em 1 :8 significa que um sinal de saída é igual a um
oitavo de potência do sinal de entrada. Conforme mostra a
Figura 2, é apresentado exemplos de níveis de splitters em
uma rede PON. Podemos observar na imagem que podemos
realizar diversas formas de divisão na rede, onde o
posicionamento dos splitters na rede determina o modelo da
arquitetura PON. (VILLALBA, 2009)
Figura 2 - Cascata de Splitters – (FURUKAWA, 2013)
Os três principais modelos da arquitetura PON são:
centralizado, convergência local e splitters distribuídos. A
arquitetura centralizada possui uma fibra dedicada para cada
assinante a partir da central. A convergência local possui uma
fibra dedicada a partir de um ponto de convergência. Nos
splitters distribuídos é usada uma arquitetura que possui
diversos pontos de convergência para realizar a distribuição.
(FURUKAWA, 2013)
Na Figura 3 é exibido um exemplo de uma rede PON, no
qual se pode observar uma arquitetura de splitters
distribuídos, com vários pontos de distribuição no decorrer da
rede.
Figura 3 - Exemplo de rede PON (FURUKAWA, 2013)
B) Componentes da rede PON
Uma rede PON é composto pelos seguintes equipamentos:
• Central de equipamentos;
• Rede óptica troncal;
• Distribuição de fibra (splitters);
• Rede óptica de distribuição;
• Drop óptico;
• Ambiente interno do cliente.
A central de equipamentos é o local onde ficam os
equipamentos do provedor de acesso e todos os equipamentos
principais da rede, equipamentos ópticos de transmissão e o
distribuidor geral óptico, é responsável pela interface entre os
equipamentos de transmissão e os cabos troncais de
transmissão.
A rede óptica troncal são os cabos ópticos principais da
rede, onde leva o sinal da central de equipamentos até os
pontos de distribuição. Esses cabos são compostos por fibras
monomodo.
Os pontos de distribuição da fibra é o local onde é feita a
ramificação de uma única fibra para diversas fibras,
distribuindo para os pontos estratégicos para atender um
número maior de assinante. É instalado caixas de emendas de
225T.I.S. 2014; 3 (3): 222-234
Guilherme Augusto Monfré, Jander Moreira
distribuição junto com splitters ópticos. Esses splitters
ópticos devem possuir estabilidade térmica, uniformidade e
baixas perdas de inserção.
A rede óptica de distribuição é composta por cabos ópticos,
levam o cabo dos splitters às áreas especificas de
atendimento. O cabo da rede óptica possui características de
autossustentação e com núcleo seco para a facilidade da
instalação. Junto com os cabos estão associados às caixas de
emendas que faz a derivação da fibra.
Os drops ópticos levam o cabo da caixa de emenda
terminal até o assinante. São cabos autossustentados e com
número baixo de fibras.
No ambiente interno do cliente são utilizados extensões
ópticas ou cordões ópticos para realizar a transação do sinal
óptico da fibra ao equipamento interno do cliente.
Na Figura 4 é apresentando todos os componentes da rede
PON, conforme citado. Podemos verificar que na central de
equipamentos possui uma placa OLT, onde sai o cabo óptico e
vai para os splitters da rede óptica troncal, no qual desses
splitters ocorre uma ramificação para os splitters da rede
óptica de distribuição. A partir dos splitters da rede de
distribuição é feito a ativação do cliente utilizando o drop
óptico.
Figura 4 - Componentes da rede PON - (FURUKAWA, 2011 )
2. 3. Principais modelos FTTx
Atualmente existem três modelos de redes FTTx: fiber-to-
the-home, fiber-to-the-building (FTTB) e fiber-to-the-
apartment (FTTA). Serão apresentadas cada uma delas nas
seções seguintes.
2. 3. 1 . Fiber-to-the-home
A fiber-to-the-home é uma rede óptica, na qual o cabo drop
entra na residência do assinante, que possui assim uma fibra
exclusiva. Dentro da residência do assinante, para realizar a
conexão entre o cabo drop e o equipamento do assinante, é
utilizado um mini distribuidor óptico ou um bloqueio óptico
para realizar a transição do sinal ao interior da residência.
Logo após essa transição é utilizada extensão ou cordão
óptico para o equipamento do cliente. Na Figura 5 é mostrado
um exemplo desse modelo fiber-to-the-home, pode-se
observar na figura que entra um cabo drop dentro da
residência, onde é realizada a acomodação da fibra e logo
após é ligado a ONT. (FURUKAWA, 2013)
Figura 5 - Exemplo do modelo FTTH – (FURUKAWA, 2013)
226 TI.S. 2014; 3 (2): 1 22-1 30
Análise comparativa das formas de conexão de fibras ópticas em redes FTTx: fusão óptica versus conectorização
Fiber-to-the-building
O fiber-to-the-building é uma rede óptica onde o drop de
fibra finaliza na entrada de um edifício. A rede interna do
edifício é composta por cabos metálicos. Na Figura 6 mostra
um exemplo do modelo FTTB, onde a fibra chega à entrada
do edifício, que é realizado a acomodação da fibra e logo
após a conexão com a ONT. Nesse modelo uma única fibra
será compartilhada com todos os assinantes do edifício.
(FURUKAWA, 2013)
Figura 6 - Exemplo do modelo FTTB - (FURUKAWA, 2013)
Fiber-to-the-Apartment
O fiber-to-the-apartment é uma rede óptica na qual o cabo
drop entra no edifício chegando a uma sala de equipamentos.
Nessa sala o sinal sofre uma divisão com splitters ópticos,
sendo ramificado para os apartamentos. A Figura 7 mostra
um exemplo do modelo FTTA. Podemos observar na figura
que chega uma única fibra no edifício, porem com a instalação
do splitter óptico, será uma fibra exclusiva ao assinante.
(FURUKAWA, 2013)
Figura 7 - Exemplo do modelo FTTA - (FURUKAWA, 2013)
III. FORMAS DE DISTRIBUIÇÃO
Existem atualmente no mercado duas formas de
distribuição da fibra. A distribuição das fibras da tecnologia
FTTx por fusões óptica e a solução FTTx conectorizada.
Nesta seção serão demonstrados todos os equipamentos
necessários para a ativação de uma rede FTTx por fusão
óptica. Logo após nesta mesma seção será demonstrado às
perdas de atenuação e potência óptica dessa solução e os
227T.I.S. 2014; 3 (3): 222-234
Guilherme Augusto Monfré, Jander Moreira
principais problemas encontrados nas fusões ópticas. Esses
mesmos tópicos apresentados na solução por fusão será
demonstrado também na solução conectorizada.
A) Solução de distribuição por fusão óptica
A solução FTTx por fusão óptica é a mais utilizada
atualmente na rede PON. Nessa solução, com a utilização da
máquina de fusão é realizado as fusões ópticas na fibra, onde
após um alinhamento apropriado, a fibra é submetida a um
arco voltaico que eleva a temperatura nas faces das fibras, o
que provoca o derretimento das fibras e a sua soldagem.
Abaixo será apresentando todos os equipamentos necessários
para a solução por fusão óptica.
Conjunto de emenda óptica
A caixa de emenda óptica é um dispositivo que tem a
função de acomodar o local onde dois ou mais cabos ópticos
foram unidos. Funciona por meio de uma emenda mecânica
(conectores) ou por fusão. O objetivo da caixa é selar o ponto
de emenda impedindo a entrada de água ou outros materiais.
Geralmente possui espaço para abrigar de quatro a 24 fibras
ópticas.
Essa caixa tem a finalidade da proteção dos splitters
ópticos que serão acomodadas no seu interior.
Existem diversos modelos no mercado. Nesta seção, será
exemplificado o modelo FK-CEO-4T 144F da empresa
Furukawa. Esse modelo possui quatro saídas circulares para
cabos de derivação, uma entrada oval que permite a sangria
da fibra, capacidade de até seis bandejas de emenda com 24
fibras, totalizando 144 fibras.
A Figura 8 mostra imagem externa deum conjunto de
emenda óptica, onde é fixados diversos conjunto de emenda
no decorrer da rede.
Figura 8 - Conjunto de emenda óptica - (FURUKAWA, 2011 )
Splitters ópticos
Nos primeiros sistemas de fibras ópticas, o divisor óptico
não era necessário, visto que se transportava o sinal óptico
apenas entre dois pontos. Agora muitos dos serviços
requerem acesso a diversos terminais, e um divisor óptico
conectado a essa rede possibilita a divisão do sinal em 1x4,
1x8, 1x16, 1x32 ou 1x64, ou seja, uma única fibra é capaz de
ter mais 64 fibras de saída para atendimento após passar por
um divisor óptico, chamado de spllitter. A capacidade de
divisão do splitters depende muito do seu processo de
fabricação. (FURUKAWA, 2013)
São requisitos de qualidade para splitters ópticos:
• Baixos níveis de perda;
• Possibilidade de fabricação segundo especificações
do cliente;
• Altas estabilidades térmica e mecânica;
• Fácil efeito cascata;
• Compatibilidade mecânica com a maioria dos
sistemas de distribuição.
Os splitters ficam acomodados no interior do conjunto de
emenda óptica. Em uma rede PON é possível realizar a
instalação de “cascatas” de splitters, ou seja, vários splitters
interligados um a outro, formando assim as chamadas redes
primária e secundária. Na Figura 9 é mostrado um exemplo
de instalações de splitters dentro do conjunto de emenda
óptica.
228 TI.S. 2014; 3 (2): 1 22-1 30
Análise comparativa das formas de conexão de fibras ópticas em redes FTTx: fusão óptica versus conectorização
Figura 9 - Instalações de splitters ópticos - (FURUKAWA, 2011 )
Cabo óptico drop
O cabo óptico drop é utilizado em redes FTTx, para acesso
ao cliente final. É constituído por fibras ópticas monomodo
ou multimodo, revestidas em acrilato, com elementos de
proteção da unidade básica e núcleo resistente à penetração
de umidade, devido à presença de geleia de proteção. O cabo
drop possui elemento de sustentação metálico, ligado à parte
óptica através de uma membrana termoplástica, configurando
o formato. O material termoplástico, que além de não-
propagante à chama também protege o cabo contra a ação dos
raios ultravioleta.
O cabo drop tem como características grande flexibilidade e
dimensão reduzida para facilitar a instalação.
Na Figura 10 mostra a instalação dos cabos drops, onde se
pode observar que o cabo está saindo do conjunto de emenda
óptico e entrando diretamente a residência do assinante.
Figura 10 - Instalação de cabo drop - (FURUKAWA, 2011 )
229T.I.S. 2014; 3 (3): 222-234
Guilherme Augusto Monfré, Jander Moreira
Rede de terminação
As redes de terminação tratam-se das instalações internas
na residência do cliente. Os cabos drop entram pela tubulação
da residência e vai para um ponto de terminação óptico
interno, onde é realizada a acomodação da fibra e a fusão dos
conectores para realizar a conexão com a OLT. Na Figura 11 é
mostrado um exemplo de instalação de uma rede de
terminação, onde se pode observar que a fibra é acomodada
no ponto de terminação óptico e logo após é realizado a
conectorização com os cabos óptico e ligado a ONT.
Figura 11 - Rede de terminação - (FURUKAWA, 2011 )
Características ópticas da rede
Fatores que determinam as características ópticas da rede e
que se não estiverem dentro dos limites de dimensionamento
do projeto irão distorcer os sinais de downstren e upstream:
• Número de splitters sobre a mesma fibra;
• Comprimento da rede. (máximo de 10 Km/ 27dB ou
20 Km/30dB);
• Raio de curvatura dos cabos na rede externa;
• Esforços mecânicos causados por ferragens mal
dimensionadas;
• Raio de curvatura das fibras nas bandejas de emenda;
• Número de conectorização e limpeza dos conectores;
• Raio de curvatura dos cordões ópticos.
(FURUKAWA, 2013)
Medições Ópticas (Perda de inserção)
A perda por inserção é um dos fatores mais importantes no
dimensionamento da rede, limitando o tamanho e a
quantidade de usuários que podem ser atendido por uma OLT.
Na tabela 1 é apresentado a perda de inserção, que depende do
número de portas do divisor óptico. (FURUKAWA, 2013)
Tabela 1 - Perda de inserção nos splitters
(FURURAWA, 2013)
Atenuação típica das fibras
A atenuação da fibra é outro ponto importante que tem ser
observado. Na tabela 2 é mostrado as perdas de atenuação das
fibras por Km, dos cordões ópticos, dos conectores e a perda
máxima por cada fusão óptica.
Tabela 2 – Atenuação fibra, cordões, conectores e fusão
óptica – (FURUKAWA, 2013)
Para as medições e análises, faz-se o uso de um power-
meter para redes PON. São consideradas todas as perdas
envolvidas.
Com o equipamento optical time-domain reflectometer
(OTDR) é possível medir e checar o comprimento do enlace.
As medidas devem ser feitas nos dois sentidos do link e o
valor correto será a média matemática dos valores.
(FURUKAWA, 2013)
Análise e soluções dos problemas
O maior problema de uma rede PON normalmente cai sobre
a potência óptica. Caso a potência óptica esteja fora do
esperado, as seguintes medidas deverão ser tomadas:
230 TI.S. 2014; 3 (2): 1 22-1 30
Análise comparativa das formas de conexão de fibras ópticas em redes FTTx: fusão óptica versus conectorização
• Limpeza dos conectores ópticos;
• Verificação das acomodações dos cordões ópticos;
• Verificação da qualidade do cordão óptico;
• Verificação das portas dos divisores ópticos não está
aberta, sem tampa ou sem cordão óptico, isso pode
influenciar na medida da potência e na perda de retorno;
• Realização de fusão com máquinas adequada as
fibras utilizada
• Analisar a qualidade das fusões ópticas e das fibras
através do uso do power meter e de um OTDR . O OTDR vai
indicar a atenuação de inserção e de retorno de uma fusão ou
conexão. (FURUKAWA, 2013)
Problemas encontrados na solução óptica por fusão
Abaixo serão apresentados alguns problemas já
encontrados na solução por fusão óptica:
• Tempo gasto na ativação do cliente;
• Treinamento de técnicos especializado;
• Organização das fibras nos splitters;
• Acesso à rede troncal.
O tempo gasto na ativação do cliente é alto devido à
complexidade da instalação. É necessário de treinamento de
técnicos especializado, onde o técnico conheça toda a rede
troncal e também possuir treinamentos para a realização de
fusões ópticas. Por várias equipes técnicas terem acesso aos
splitters, a organização das fibras fica difícil, podendo gerar
muitos problemas caso ocorrer algum tipo de manutenção ou
paralização da rede. Todos os técnicos também possuem
acesso a rede troncal, e com isso no momento da instalação
de um cliente, podem ocorrer rompimentos de fibra,
ocasionando a paralização de outros clientes já em
funcionamento.
B) Solução de distribuição por conectorização
A solução conectorizada é uma linha completa de caixas
de emenda óptica, conectores de emenda em campo e uma
série de cabos ópticos tipo drops. Essa é uma solução nova no
mercado e foi lançada recentemente devido aos
questionamentos das operadoras de Telecom, pois as soluções
por fusão ocorrem alguns problemas conforme citado
anteriormente. Com isso surgiu no mercado de FTTx as
soluções conectorizadas, a qual se propõe a solucionar alguns
pontos falhos da solução por fusão.
Caixa terminal óptica (CTO) conectorizada
A caixa terminal óptica aérea tem a função de acomodar e
proteger emendas ópticas entre o cabo de entrada e os cabos
de saída de uma rede terminal. O modelo da empresa
Furukawa FK-CTO-16MC tem a capacidade de atender até
16 assinantes através de cabos drop conectorizados. Tem
como característica resistência a corrosão e envelhecimento,
proteção ultra-violeta, instalação em postes, cordoalha ou
parede, fechamento das portas através de fixadores de
borracha. A caixa suporta duas configurações: duas bandejas
de emenda com capacidade de 16 fusões cada, e ainda uma
bandeja de adaptadores com 16 posições ou quatro bandejas
de emenda. Aceita cabo de entrada com diâmetro de até
12mm e 16 cabos drop de saída, podendo ser circular com
diâmetros de 4,5 à 5,3mm ou compacto com dimensões de
3,1 e 2,0mm.
A caixa óptica conectorizada tem comovantagem ser uma
caixa versátil, pois possui a possibilidade do uso tanto do
sistema de emendas como de conectorização. Essa caixa
possui fechamento e vedação da base por sistema mecânico.
Possui a possibilidade de fechamento com cadeado,
aumentando a segurança. Existe na caixa um sistema de
reserva de fibra de acomodação com áreas separadas para
armazenar, encaminhar, proteger e “transportar” as fibras. A
Figura 12 mostra um modelo de CTO conectorizada, a qual é
usada para a instalação de diversas CTO ao longo da rede.
Figura 12 - CTO conectorizada - (FURUKAWA, 2011 )
231T.I.S. 2014; 3 (3): 222-234
Guilherme Augusto Monfré, Jander Moreira
Splitter conectorizado
O splitter conectorizado é ideal para ser utilizado como
splitter de atendimento em caixas de atendimento
conectorizadas. Atualmente possui diversos modelos no
mercado. Possibilidade de instalação em bandejas óptica de
emenda e possui estabilidade térmica para aplicações
externas. Na base da caixa é realizado a acomodação da fibra
e dos splitters. A figura 13 mostra um modelo do splitter
conectorizado e a maneira de acomodação dentro da CTO.
Figura 13 - Splitter conectorizado
Cabos drops para rede conectorizada de distribuição
O cabo de terminação totalmente seca corresponde ao cabo
óptico para instalações aéreas ou em dutos que são
otimizados para construção de redes de distribuição. A
tecnologia de fabricação de cabos totalmente secos tem como
principal vantagem agilizar e facilitar o processo de
instalação. Os cabos drops tem grande versatilidade para
soluções conectorizadas.
O peso linear do cabo é 40% menor e com um diâmetro de
20% a menos que o atual utilizado na rede por fusão óptica. O
cabo elimina a necessidade de solventes orgânicos. Com essas
vantagens a preparação do cabo torna-se até três vezes mais
rápido (FURUKAWA, 2013)
Cabos drops de rede conectorizada para acesso final ao
assinante
Os cabos drops para acesso final ao assinante é utilizado
para aplicações externas e internas, construído com apenas
uma ou duas fibras monomodo otimizada para curvaturas
reduzidas. Possui elevada flexibilidade e é autossustentado
para vãos de até 80 metros. A empresa Furukawa indica alguns
modelos de cabo que possuem essas características: cabo drop
low fricition, cabo drop tight buffer, cabo drop circular tight
buffer e cabo drop compacto baixo atrito. Todos esses modelos
possuem um tempo de preparação reduzido.
3. 2. 5. Conector de Campo
Os conectores ópticos para montagem foram desenvolvidos
para situações em que não é necessária a utilização de
máquina de fusão de emenda e se faz necessária a terminação
de uma fibra ou cabo óptico em um conector.
As utilizações de conectores são pré-polidos e pré-
montados, que são compatíveis com os conectores dos padrões
SC e LC. A vantagem é que os conectores possui um sistema
de trava mecânica que prende firmemente a fibra óptica de
forma precisa dentro do conector. A instalação pode ser
concluída tipicamente em menos de dois minutos. Para a
realização da conectorização é necessária uma ferramenta
especial para auxiliar na clivagem e no alinhamento exato da
fibra.
No momento em que é realizada a compra do conector, o
produto já possui um guia de montagem para auxilio na
conectorização, nesse guia possui uma unidade de fixação dos
conectores, o guia de montagem e o fixador do cabo. Na
Figura 14 é mostrado o kit de montagem e como é realizada a
preparação do conector na fibra.
Figura 14 – Montagem do conector óptico - (FURUKAWA, 2013)
3. 2.6. Ponto de terminação óptico
O ponto de terminação óptico é utilizado para uso interno
e em instalações em paredes, cabeamento vertical ou
primário, em salas ou armários e tem a função de distribuição
de serviços em sistemas ópticos. É realizada a terminação
direta de cabos e cordões conectorizados, ou através de
emendas por fusão em pigtail interno.
232 TI.S. 2014; 3 (2): 1 22-1 30
Análise comparativa das formas de conexão de fibras ópticas em redes FTTx: fusão óptica versus conectorização
Figura 15 - Rede final FTTx conectorizada - (FURUKAWA, 2011 )
Atenuação ou perda de inserção na conectorização
Conforme citado anteriormente, é de extrema importância
analisar todas as perdas no decorrer da rede PON. A perda de
atenuação ou inserção na rede conectorizada ocorre quando a
perda de potência luminosa na passagem da luz nas conexões.
Vários fatores são responsáveis para a perda de atenuação
ou inserção, as principais causas está relacionado à
irregularidade no alinhamento dos conectores e também as
irregularidades intrínsecas às fibras ópticas. Essa perda é a
que contribui para a soma total da atenuação ou perda de
potência óptica de todo o lance dos cabos na rede PON.
As perdas de inserção dependem do número de portas do
divisor óptico, conforme citado anteriormente na instalação
por fusões óptica, pois está relacionada ao número de portas
do divisor óptico. Um ponto importante é a perda nos
conectores, pois cada conector óptico tem uma perda de cerca
de 0,75 dB, ou seja, valor muito mais elevado do que realizar
fusões ópticas. Além das perdas dos conectores temos que
levar em considerações todas as outras no decorrer da rede.
Essa é uma das grandes desvantagens de uma rede
conectorizada. (FURUKAWA, 2013)
3. 2. 9. Perda de retorno
A perda de retorno na solução conectorizada trata-se da
quantidade de potência óptica refletida na conexão, a luz que
foi refletida será retornada até a fonte luminosa. As causas
dessa perda de potência está relacionada com sujeiras no
momento da conectorização, onde a luz refletida é impedida
de entrar no interior da fibra óptica do conector do lado
oposto. Geralmente podem sofrer degradações no
funcionamento da luz refletida e devido a isso toda a
comunicação sofre perdas de retorno.
Para que ocorra uma boa conectorização é necessário que
se fique atento aos seguintes cuidados: baixo nível de
umidade, temperatura controlada e a limpeza do ambiente
junto com as ferramentas para conectorização. (FURUKAWA,
2013)
IV. ANÁLISE CRÍTICA DE UMA REDE ÓPTICA FTTX POR FUSÃO
VERSUS POR CONECTORIZAÇÃO
Ao realizar-se o planejamento de uma rede de fibra FTTx,
tem que se ter em mente como construí-la e quais as
vantagens e desvantagens da rede planejada. O objetivo maior
é construir uma rede confiável e com uma infraestrutura
flexível. Para determinar a melhor estratégia para atingir todos
os objetivos esperados, os provedores de serviço devem tomar
algumas decisões e uma das delas é partir para o investimento
em uma rede utilizando emendas ópticas ou conectores para as
junções na rede.
Conforme citado anteriormente, o sistema por fusões
ópticas, por meio de um arco voltaico, derrete as fibras e as
duas pontas se fundem milimetricamente. Com isso temos
uma perda do sinal óptico muito baixo (cerca de 0,2 dB). No
sistema de conectorização, são utilizados conectores pré-
polidos e pré-montados utilizando um sistema de trava
mecânica, onde prende firmemente a fibra óptica de forma
precisa dentro do conector, no qual a perda do sinal óptico é
cerca de 0,75 dB. Nesse primeiro comparativo entre o sistema
por fusão óptica versus conectorização se pode observar que o
sistema por fusões ópticas possui uma grande vantagem, pois
a perda de potência que é um fator importante em uma rede
óptica é cerca de três vezes menor.
O equipamento utilizado para fazer fusões ópticas é
chamado de máquina de fusão, onde o técnico deve possuir e
levar até o campo para realizar a emeda da fibra óptica. No
sistema de conectorização não é necessário esse tipo de
equipamento, pois os cabos já vêm pré-conectorizados de
fábrica e quando é necessário realizar uma conectorização em
uma fibra, no kit dos conectores já há os equipamentos
necessários para a realização da junção do conector a fibra
óptica. Comparando os equipamentos utilizados para a
233T.I.S. 2014; 3 (3): 222-234
Guilherme Augusto Monfré, Jander Moreira
realização da junção da fibra óptica, o sistema por fusão
óptica possui grande desvantagem, pois além da máquina de
fusão ter um valoraltíssimo para aquisição, requer
treinamento de técnico especializado para operar o
equipamento e leva-se mais tempo de trabalho para a
instalação e a manutenção do cliente e da rede óptica. No
sistema de conectorização, não são necessários grandes
investimentos, devido que não necessita de equipamentos
adicionais para a realização da conectorização, pois no kit de
conectores já possuem os equipamentos necessários. Outro
ponto forte no sistema de conectorização é que não se exige
técnico tão qualificado como deve haver para realizar fusões
ópticas.
O sistema de conectorização tem a vantagem de fácil
flexibilidade, possibilidade de remanejamento e expansões,
pois uma rede FTTx é difícil não haver mudanças de
topologias, conforme a cidade vai se expandindo é necessário
expandir a rede junto, pois se você tiver armários já pré-
conectorizados, basta abri-lo e alterar o fator de
conectorização de 16 para 32 ou 64 usuários. No sistema de
fusão óptica é necessário o rompimento da fibra novamente e
inserir novos divisores ópticos.
Um dos pontos muito importante no sistema de
conectorização está na separação da rede primária da rede
secundária do provedor de serviço. Com os novos produtos
lançado no mercado conforme citado anteriormente, a caixa
terminal óptica conectorizada faz com que o primeiro nível de
splitters seja separado do segundo nível. A grande vantagem é
que o técnico responsável pela rede primária do provedor
consiga proteger a rede de tal forma que a equipe responsável
pela ativação do cliente final não tenha acesso à rede
primária. Já o mesmo cenário na rede por fusão óptica, por
ficar tudo organizado em um caixa terminal óptica é muito
difícil manter a organização dos splitters ópticos.Com isso no
momento da ativação do cliente ocorre o risco do rompimento
da fibra da rede primária, ocorrendo à paralisação dos demais
clientes na mesma região. Pode ocorrer também o
rompimento da fibra da rede secundária no momento da
ativação do cliente. Com esses pontos podemos afirmar que a
segurança e a eliminação de problemas implantando a rede
FTTx com CTO conectorizada é muito maior do que
utilizarmos o sistema por fusão óptica.
Outro ponto forte da rede FTTx conectorizada está na
rápida detecção de problemas e falhas técnicas em uma rede,
onde a maior parte acontecem na operação técnica da rede.
Analisando todos esses pontos, podemos verificar que os
principais problemas dos provedores de Telecom vêm
enfrentando com a rede FTTx vão sendo resolvido com o
lançamento de novas tecnologias no mercado que faz com
que diminui consideravelmente o tempo de ativação de um
único cliente que atualmente está sendo muito elevado e com
isso diminua os custos operacionais.
Pode ser feita também uma junção das duas formas de
instalação, ou seja, na rede primária do provedor de serviço
pode-se utilizar-se as fusões óptica, devido que as CTO
conectorizada tem a possibilidade de acomodação das
emendas ópticas separando-as da rede secundária
conectorizada, por ser uma rede que vai ter pouco acesso é
interessante manter o método por fusão óptica, pois a perda do
sinal óptico é bem menor do que mantermos a conectorização.
Já na rede secundária seria utilizada a rede conectorizada para
assim diminuir os custos operacionais, o tempo gasto na
ativação do cliente final, a eliminação de problemas de
rompimento de fibra e a capacitação de técnicos
especializados para a realização da instalação do cliente final.
V. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Há algum tempo o mercado de fibra óptica é uma realidade
para as empresas de Telecom, porém existe muita discussão
sobre o tema. As duas principais dúvidas abortadas nesse
trabalho foram de qual seria a melhor forma de chegar à fibra
até a casa do cliente e também qual é o menor custo para isso.
Neste trabalho foram apresentadas as maneiras de
instalações de um rede FTTx, apresentando os equipamentos
utilizados e as formas de instalações.
Podemos constatar que novos equipamentos surgem no
mercado para a facilidade nas redes PON, tornando mais
simples a instalação e manutenção de uma rede PON. Esses
novos equipamentos tem objetivam minimizar os custos de
instalação e aprovação pelas operadoras de Telecom.
Foi constatado também nesse trabalho que a solução
conectorizada tem suas desvantagens em relação à solução
óptica por fusão. A principal é a perda de potência óptica da
conectorização, que chega a ser até três vezes maior que a
solução por fusão óptica.
Após a realização da análise de todas as vantagens e
desvantagens das duas formas de instalações da rede FTTx,
podemos afirmar que a solução conectorizada tem grande
chance de ser a solução para o futuro, pois trata de uma
solução com um maior número de vantagens em relação à
solução por fusão. Apesar de possuir maior perda de potência
em sua conectorização, ao se realizar o projeto de implantação
da rede FTTx, pode-se levar em consideração as perdas
existentes, e com isso implantar uma rede sem que ocorram
problemas de atenuação e perda de retorno. Vale ressaltar
também que independente da tecnologia utilizada é importante
seguir todas as normas exigidas para que não ocorram
problemas futuros na rede.
REFERÊNCIAS
CASTRO, Eric Lopes De. Desenvolvimento de uma interface
homem-máquina para projeto de rede GPON. 2011 . 63 f.
Monografia (Graduação) - Curso de Engenharia Da
Computação, Usp, São Carlos, 2011 . Disponível em:
<http://www.tcc.sc.usp.br/tce/disponiveis/97/970010/tce-
1 8042012-094854/?&lang=br>. Acesso em: 08 jul. 201 3.
COELHO, Sara Catarina Rasteiro. Fibra Óptica na Rede de
Acesso: Tecnologias e Soluções. 2009. 1 42 f. Dissertação
(Mestrado) - Universidade de Aveiro, Aveiro, 2009.
Disponível em:
<http://ria.ua.pt/bitstream/10773/7435/1 /245167.pdf>.
Acesso em: 24 ago. 2013.
LAM, Cedric G. Passive Optical Networks - Principles and
234 TI.S. 2014; 3 (2): 1 22-1 30
Análise comparativa das formas de conexão de fibras ópticas em redes FTTx: fusão óptica versus conectorização
Practice 1 . ed (s1 .1 ): Academic Press, 2007 - Cedric F.
Lam
KEISER, Gerd Optical Fiber Communications. 2. ed ( si) :
McGra-Hill, 1 991
VILLALBA, Tany. Distribuição de divisores de potência em
redes ópticas passivas utilizando algoritmos genéticos.
Dissertação(mestrado) -Universidade de São Paulo, São
Carlos, 2009
FURUKAWA. Solução pré-conectorizada e transmissão de
vídeo para redes FTTH. Curitiba, 2011 . 82 p.
FURUKAWA. Conceitos de redes FTTX - Arquitetura e
topologia- Projeto sistêmico FTTX/PON - Elaboração de
projetos FTTX 2013 - Rede externa óptica. Curitiba, 2013
159 p.