Sobre os módulos ópticos SFP de classes B+ e C+ para uso em FTTH, há bem pouco tempo pouco não se escutava falar. Especialmente módulos de classe C+. Entretanto, por exigência de mercado, fabricantes tem desenvolvido equipamentos ativos compatíveis além da classe B+, com a classe C+.
Mas isso provoca dúvidas. Isso sustentado no fato de haverem ainda questões nebulosas relativas aos módulos B+. É muito comum provedores não saberem escolher adequadamente quando usar módulos SFP classe B+ ou C+.
Módulos tranceptores SFP (Small Form-factor Pluggable)
A saber, um tranceiver, em português tranceptor é um dispositivo opto eletrônico que combina um transmissor e um receptor ópticos. Assim, utiliza componentes em um circuito comum para ambas às funções num só equipamento (TX e RX).
Os tranceptores (transmissores + receptores) são módulos ópticos eletrônicos padronizados por normas. Também são conhecidos pelo nome de mini GBIC (embora sejam tipos específicos de SFPs) possuem um dispositivo laser para a conversão de sinais elétricos em luz.
GBIC e SFP?
Assim sendo observamos que houve uma evolução dos modelos de módulos GBIC para os modelos reduzidos de GBICs, denominados de mini GBIC. Estes também são chamados pela designação de SFPs, daí a razão da confusão com os GBICs tradicionais. Assim, a diferença dos módulos tipo GBIC para os SFP é que os primeiros foram produzidos para conexões Ethernet. Ambos são para conexão a quente hot swappable (conexão sem necessidade de desligamento da energia de alimentação).
Ainda temos a presença de um receptor de luz cujo propósito é fazer a conversão de luz para óptica em elétrica). Então, em uma rede de dados, converte sinais elétricos em ópticos e vice-versa. É um dispositivo eletrônico que opera na camada “um” (camada física do modelo OSI), porque somente considera os bits e não as informações de endereço ou protocolos de níveis superiores.
Quando se vai desenvolver um projeto de um dispositivo de rede, o fabricante deve decidir algumas questões importantes, como o tipo de porta e a quantidade delas. E, quando há conexões ópticas existem algumas questões envolvidas. Em primeiro lugar existem dois tipos de fibra óptica (multimodo e monomodo).
Embora a fibra monomodo esteja tomando o lugar da multimodo em praticamente todas as aplicações, pelo baixo custo, características e praticidade. Ela possibilita grandes distâncias (na casa de Km) desde que haja um laser adequado. Mas essa distância é relativa a sensibilidade do receptor e a potência do emissor. E essa opção para porta PON deve recair sobre um laser de classe B, B+, C ou mesmo C+?
Qual módulo escolher?
Nestes casos é que os transceiveres ou transceptores entram em jogo. Assim, fabricantes desenvolvem projetos em que deixam a opção de qual modelo de dispositivo será acoplado por conta do usuário.
Temos então, uma “lacuna” que permite que o cliente escolha e compre o modelo de dispositivo adequado a sua aplicação. Então, nessa “lacuna” é onde vai ser instalado o transceiver. É claro que cada fabricante não desenvolveria um modelo de tamanho e encaixe que lhe desse “na telha”. Portanto foram criados padrões para isso.
Diferentes laseres possuem diferentes potências de transmissão, conforme o modelo. Assim, a potência se refere a intensidade de luz que será emitida. No caso de recepção temos a sensibilidade, tando a máxima como a mínima. A sensibilidade corresponde ao maior ou menor nível de potência óptica que se pode ser percebida (identificada) e convertida em sinais elétricos, sem que ocorram erros nesse processo.
Assim sendo, seria de se imaginar que laseres de maior potência sempre sejam a melhor opção. Além de maior sensibilidade de recepção possível. No entanto, laseres mais potentes e receptores mais sensíveis invariavelmente são mais caros. E até que ponto estamos dispostos a pagar por isso? Então a escolha recai em preço versus necessidade.
Classes de módulos ópticos
Em síntese, para sistemas ópticos em redes passivas (PON) são definidas três classes, segundo a sua perda no percurso óptico (Optical Path Loss). São elas as classes A, B e C. Podendo existir subdivisões B+, BC+ ou C+.
As classes de módulos são justamente definidas em função dos seus níveis de transmissão e sensibilidade. Para equipamentos tipo EPON as recomendações foram determinadas pelo IEEE. As classes para equipamentos foram definidas pela recomendação ITU-T G.984-2.
Antes de mais nada é bom lembrar que a potência de um módulo “real” pode estar compreendida em um valor entre o valor máximo e o mínimo tabelados. Para fins de projeto se considera o pior caso (ou seja, a menor potência). Os módulos presentes nas ONUs geralmente não são removíveis. São para uso estático (fixo) nos equipamentos. Conforme podemos ver na figura.
Quando um fabricante disponibiliza uma determinada OLT, seja ela para uso em classe B+ ou classe C+, assim isso dependerá dos módulos ópticos escolhidos para uso nas portas. Assim não existem diferenças internas quanto a processamento, por exemplo. Em princípio a compatibilidade da OLT nada tem a ver com os módulos presentes às portas. Sem dúvida, pode-se comprar uma OLT com módulos B+ e substituí-los por C+, ou vice-versa, em qualquer momento. Então, as alterações ocorrerão por conta da potência e da sensibilidade determinando as questões de splittagem e de distância.
Orçamento de potência
O orçamento de potência corresponde a diferença entre a potência do sinal emitido pelo transmissor (PTX) e a sensibilidade do receptor (SRX). Matematicamente é o valor de potência de transmissão menos a sensibilidade de recepção (OP = PTX – SRX). Em outras palavras é a quantidade de potência em que é possível que se “perca” em uma rede óptica ainda garantindo que o sistema continuará funcionando livre de erros. Tanto no sentido OLT-ONU (downstream) como no sentido ONU-OLT (upstream).
Lembrando que se se a potência de emissão for maior e sensibilidade ainda maior, como o caso dos módulos classe C+ teremos maior orçamento de potência disponível. Desse modo ainda deve-se calcular o orçamento para o downstream e para o upstream. Considerando o pior caso (menor potência).
OLT e ONU módulo de classe B+:
Para downstream
OP (downstream) = PTX OLT – SRX ONU
OP (downstream) = 1,5 – (-27)
OP (downstream) = 1,5 + 27
OP (downstream) = 28,5 dB
Para upstream
OP (upstream) = PTX ONU – SRX OLT
OP (upstream) = 0,5 – (-28)
OP (upstream) = 0,5 + 28
OP (upstream) = 28,5 dB
OLT e ONU módulo de classe C+:
Para downstream
OP (downstream) = PTX OLT – SRX ONU
OP (downstream) = 3 – (-30)
OP (downstream) = 3 + 30
OP (downstream) = 33 dB
Para upstream
OP (upstream) = PTX ONU – SRX OLT
OP (upstream) = 0,5 – (-32)
OP (upstream) = 0,5 + 32
OP (upstream) = 32,5 dB
OLT módulo de classe C+ e ONU módulo classe B+:
Para downstream
OP (downstream) = PTX OLT – SRX ONU
OP (downstream) = 3 – (-27)
OP (downstream) = 3 + 27
OP (downstream) = 30 dB
Para upstream
OP (upstream) = PTX ONU – SRX OLT
OP (upstream) = 0,5 – (-32)
OP (upstream) = 0,5 + 32
OP (upstream) = 32,5 dB
OLT módulo de classe B+ e ONU módulo classe C+:
Para downstream
OP (downstream) = PTX OLT – SRX ONU
OP (downstream) = 1,5 – (-30)
OP (downstream) = 1,5 + 30
OP (downstream) = 31,5 dB
Para upstream
OP (upstream) = PTX ONU – SRX OLT
OP (upstream) = 0,5 – (-28)
OP (upstream) = 0,5 + 28
OP (upstream) = 28,5 dB
Conclusão: Classe B+ ou C+?
Realizando uma análise de portas de OLT classe C+, podemos verificar que temos um orçamento de potência de 30dB em downstream e 32,5dB em upstrem com uma ONU classe B+; ou então 33dB de downstream e 32,5dB de uptream com uma ONU classe C+.
Portanto, caso use OLTs com módulos de classe B+ para o orçamento de potência, não fará diferença o uso de ONUs de classe B+ ou classe C+. Assim, comprar ONUs de classe C+ apenas será desperdício financeiro.
Vale salientar ainda que deve ser observado as diferentes atenuações para upstrem em relação ao downstream devido aos diferentes comprimentos de onda. Assim, deste modo devemos avaliar agora se o preço justifica os dBs a mais, para qual necessidade e justificativa.
Autor: Fernando César Morellato