Mediciones OTDR en redes FTTH – PON desbalanceadas

Introducción

A partir del auge de las redes de fibra ópticas hacia el hogar, las cuales se enfocan en conectar un punto central con múltiples suscriptores mediante fibra óptica,se comienza a utilizar a los splitters o divisores ópticos como forma de “dividir “ o repartir la señal óptica de una entrada a varias salidas para alcanzar mayor número de abonados. Ademas de tener múltiples salidas, dichos elementos tienen la posibilidad de repartir la potencia de forma distinta, lo cual puede presentar distintas características a la hora de implementarlos en una red óptica. Estas diferencias dan lugar a nuevos desafíos en la medición con OTDR.

Redes balanceadas y desbalanceadas:

Una clasificación de divisores ópticos puede ser:

• Splitters o divisores balanceados: Los mismo reparten la potencia óptica entre sus salidas de forma equilibrada ,es decir, que un divisor de 1 entrada a 2 salidas (o muchas veces indicado como 1x2) reparte la señal 50% de la señal de entrada en una salida, y el otro 50% en la otra salida. Extendiendo esta definición si tenemos un splitter de 1x4, se tiene 25% de la señal de entrada en cada una de las 4 salidas, en 1x8 en cada salida un 12,5% , y asi sucesivamente.

• Splitters o divisores desbalanceado: Este tipo de elemento puede repartir la potencia de entrada de forma asimétrica en relaciones de 95/5 ,90/10, 85/15,70/30 ,60/40,55/45 ,entre otras, es decir, en un splitter  de 1 entrada y 2 salidas de relación 90/10 (o simplemente un splitter 90/10) se tiene que la potencia de la entrada se reparte 10% en una salida, y el porcentaje del 90% restante continua por la otra salida.

Según las características de cada tipo de divisor se construyen dos tipos de redes distintas. La mayoría de las redes actuales se encuentran bajo el paradigma de la utilización de splitters balanceados, dando origen a la denominada red centralizada o red distribuida. En el primer caso, la red utiliza únicamente un solo divisor (generalmente 1x32) y en el segundo caso consiste en una cascada de 1, 2 o en ocasiones hasta 3 splitters balanceados. Los divisores son instalados en gabinetes aéreos,  conectados entre si mediante cable de fibra óptica llamado alimentador (feeder) si  conecta a la red con la central, de distribución (distribution) si conecta al alimentador con el punto de conexión  del cliente, o de bajada al cliente(Cable de bajada o drop) si conecta el ultimo divisor con el terminal del cliente. Estos tipos de implementación no tiene un costo elevado cuando se tiene un gran número de abonados (64 o 128 clientes) próximos y la inversión económica comienza antes de que el abonado este activo.

Otra topología que está tomando impulso en la actualidad es la que utiliza divisores desbalanceados en conjunto con divisores balanceados. Esta consiste en una serie de splitters de distintas relaciones de desbalanceo (usualmente 95/5, 90/10, 85/15,70/30 y 60/40) a lo largo del cable principal, en donde se va derivando pequeñas porciones de potencia a las distintas ramas que conectan con splitters balanceados de 1x8.

Algunas de las principales características de las redes con splitters  desbalanceados son:

• Crecimiento de la red según crezca la cantidad de abonados: La red se puede ampliar fácilmente a nuevas áreas simplemente utilizando nuevos divisores en el cable principal (siempre y cuando no se supere el presupuesto óptico de la tecnología PON desplegada).
• Se utilizan elementos “Plug-and-play” para realizar la implementación más rápida y fácil: Se utilizan cables de conexión preconectorizados y modulos splitters integrados en gabinetes aereos que utilizan la tecnología FastConnect / Opti-Tap.
• Reducción de costos de infraestructura y mantenimiento: Debido al tipo de implementación, el cable principal es más largo respecto que el alimentador de redes balanceadas,  resultando los tramos entre divisor desbalanceado y balanceado mas cortos. Sumado a que si no existe área a conectar, se tiene una reducción en los costos de construcción y costos de material. Adicionalmente, como también se tendrá una red de distribución más pequeña, también se hará más fácil encontrar defectos en la red.

Frente a este tipo de despliegues,  sin las herramientas adecuadas  que identifiquen este tipo de topologías desbalanceadas es difícil poder realizar interpretaciones correctas, confundiendo estos divisores con atenuaciones elevadas por conectores sucios o macrodobleces excesivos, y por ende teniendo certificaciones de red fallidas o evaluaciones innecesarias o re-trabajos, causando pérdida de tiempo y dinero.

OTDR en redes desbalanceadas:

En  relación a la medición de este tipo de redes y caracterizar todos los parámetros de interés como perdida de inserción (IL – insertionloss o atenuación ) y perdidas de retorno ópticos (RL – ReturnLoss o reflexiones) de cada elemento de la red (empalmes, conectores, divisores, etc)  o simplemente buscando fallas, los principales desafíos de estas topologías desbalanceadas son:

• Poder tener una correcta interpretación de la red PON de extremo a extremo realizando la prueba OTDR desde lado ONT hacia OLT (“Aguas arriba”). La posibilidad de atravesar dicho divisor conlleva un incremento de rango dinámico efectivo endel OTDR, debiendose utilizar anchos de pulsos mas grandes,con lo que tendremos también zonas muertas grandes del instrumento, donde es posible que la interpretación de  algunos eventos quede enmascarada.
• Los divisores están muy cerca uno del otro en el cable principal (entre 100-400 m como máximo). Cuanto más cerca están los divisores entre sí, más desafiante se vuelve el escenario.

Teniendo en cuenta los desafíos comentados y mediante la asociación de múltiples anchos de pulsos a las distintas zonas de análisis de splitters desbalanceados, se muestra un ejemplo obtenido en una red  en donde se puede ver en la vista de eventos con iconos la interpretación de un empalme que supera en atenuación del limite permitido, confeccionada a partir de la traza OTDR, pudiendo alternar entre las dos vistas para analizar la situación con mas detalle si se requiriese. Vista de Iconos Intuitivos (SLM – Smart Link Mapper) Traza OTDR con tabla de eventos (obtenida desde ultimo divisor de 1x8 de una red desbalanceada).

Conclusiones

A raíz de esta nueva topología que incorpora divisores desbalanceados y balanceados se tienen nuevos desafíos tanto en la implementación como en la medición de este tipo de redes. La técnica de múltiples pulsos en asociación a la configuración del tipo de red que se desea medir, simplifica la tarea para realizar  mediciones con OTDR más simples y eficaces.