Atenuação e janelas de transmissão

A luz perde intensidade ao percorrer o vidro, e o quanto ela perde depende do comprimento de onda — uma curva com duas cristas e três vales que decidiu quais comprimentos de onda toda a indústria usa. Esta página explica de onde vem a perda (espalhamento, absorção, o pico de água), quantifica-a por quilômetro para cada tipo de fibra e janela, soma as perdas discretas de conectores e emendas, e mostra como o total se transforma na coluna “dB” de todo orçamento de potência.

De onde vem a perda

Mecanismo	Física	Dependência do comprimento de onda	Participação em 1550 nm
Espalhamento de Rayleigh	flutuações de densidade congeladas no vidro espalham a luz em todas as direções	∝ 1/λ⁴ — domina em comprimentos de onda curtos	~0,15 dB/km dos 0,2
Absorção infravermelha	vibrações da rede cristalina da sílica	cresce acentuadamente acima de 1 600 nm	pequena em 1550, fecha a janela além de 1 700
Absorção por OH⁻ (água)	íons hidroxila resultantes da fabricação	atinge o pico em 1 383 nm (e 1 240, 950 nm)	0 em fibra de baixo pico de água; até 1–2 dB/km em fibra antiga
Absorção por íons metálicos	impurezas de Fe, Cu, Cr	—	desprezível em fibra moderna
Curvatura	macro e microcurvaturas	cresce com o comprimento de onda	depende do projeto (A luz na fibra)
Absorção UV	transições eletrônicas	bem abaixo de 800 nm	irrelevante para telecom

O mínimo da soma está em ≈ 1 550 nm (0,17–0,20 dB/km na melhor fibra) — a razão pela qual os sistemas de longa distância e o DWDM operam nessa faixa.

As janelas

Janela	Comprimento de onda	Atenuação típica (SMF)	Atenuação típica (MMF)	Quem usa
1ª, 850 nm	770–910	— (somente multimodo)	2,5–3,5 dB/km	ópticas SR baseadas em VCSEL, de 1000BASE-SX a 800G-SR8; SWDM
2ª, 1310 nm (banda O)	1 260–1 360	0,32–0,40 dB/km	0,6–1,5 (MMF em 1300)	LX/LR/DR/FR, banda baixa do CWDM, upstream do PON, dispersão zero
Banda E	1 360–1 460	0,35 (somente fibra de baixo pico de água)	—	canais CWDM 1371–1451
Banda S	1 460–1 530	0,25	—	PON XG-PON upstream? não — GPON downstream 1490, CWDM 1471–1511
3ª, 1550 nm (banda C)	1 530–1 565	0,18–0,22 dB/km	—	ER/ZR, DWDM, janela de ganho do EDFA, vídeo PON/1550
Banda L	1 565–1 625	0,20–0,25	—	extensão do DWDM, downstream do PON XG-PON 1577, monitoramento em 1625
Banda U	1 625–1 675	0,3+	—	monitoramento por OTDR de sistemas em operação

Nomes de banda e planos de canais: Bandas de comprimento de onda.

Atenuação por tipo de fibra

Fibra	850 nm	1310 nm	1383 nm	1550 nm	1625 nm	Máximos padronizados
OM1 (62,5 µm)	3,5	1,5 (1300)	—	—	—	TIA-568
OM2–OM5 (50 µm)	3,0 (2,3 típ.)	1,5 (0,7 típ.)	—	—	—	TIA-568
OS1 (buffer justaposto para uso interno)	—	1,0	—	1,0	—	ISO 11801
OS2 / G.652.D (baixo pico de água)	—	0,35 (0,4 máx.)	≤ 0,4	0,20 (0,3 máx.)	0,23	ITU-T G.652.D
G.652.B (mais antiga, com pico de água)	—	0,35	1–2	0,22	0,3	G.652.B
G.655 NZ-DSF	—	—	—	0,22	0,25	G.655
G.654.E (perda ultrabaixa)	—	—	—	0,17	0,19	G.654
G.657 (insensível à curvatura)	—	0,35	—	0,20	0,23	G.657

Regra de campo: use o máximo especificado pelo fabricante do cabo para o projeto (0,35/0,22) e o valor medido para diagnóstico de problemas.

Perdas discretas

Elemento	Típico	Margem de projeto	Notas
Par de conectores, monomodo UPC, limpo	0,1–0,3 dB	0,5 dB (TIA), 0,75 dB (projetos antigos)	conectores grade B ≤ 0,25 dB típico
Par de conectores, APC	0,1–0,3 dB	0,5 dB	mais perda de retorno ≥ 60 dB
Par de conectores, multimodo	0,1–0,5 dB	0,75 dB	—
Par MPO-12/16	0,2–0,5 dB (baixa perda ≤ 0,35)	0,5–0,75 dB	por par acoplado, todas as fibras
Emenda por fusão, monomodo	0,02–0,1 dB	0,1–0,3 dB	medida por OTDR
Emenda por fusão, multimodo	0,05–0,2 dB	0,3 dB	—
Emenda mecânica	0,2–0,5 dB	0,5 dB	reparos temporários
Conector sujo	0,5–3 dB	—	a perda mais comum de todas (Falhas na planta)
Splitter 1:2	3,5 dB	3,9 dB	cada duplicação soma ≈ 3,2–3,5 dB
Splitter 1:32	17 dB	17,5–18 dB	PON (Classes de ODN)
Mux CWDM (8 canais)	1,0–2,0 dB	2,5 dB	por passagem; ×2 para mux + demux (Orçamento CWDM)
AWG DWDM (40 canais)	3–5 dB	5–7 dB	por passagem
Atenuador fixo	1–20 dB nominal	± 0,5 dB	para evitar sobrecarga do receptor

Somando tudo

Perda total = Σ(comprimento da fibra × dB/km) + Σ(pares de conectores) + Σ(emendas) + Σ(dispositivos passivos).

Enlace de exemplo	Fibra	Conectores	Emendas	Dispositivos	Total
10 km SMF em 1310 nm, 4 pares de conectores, 4 emendas	3,5	2,0 (projeto) / 0,8 (típ.)	0,4 / 0,2	—	5,9 projeto / 4,5 típico
40 km SMF em 1550 nm, 4 pares, 12 emendas	8,8	2,0	1,2	—	12,0
300 m OM4 em 850 nm, 2 pares	0,9	1,5	—	—	2,4
20 km GPON em 1490 nm, split 1:32, 4 pares, 6 emendas	5,0	2,0	0,6	17,5	25,1 (classe B+ 28 dB)
40 km CWDM em 1550 com mux/demux	8,8	2,0	1,0	5,0	16,8

Compare com o orçamento do módulo: Engenharia de orçamento de potência.

O comprimento de onda importa duas vezes

Perda por quilômetro — um módulo ER de 1550 nm perde 0,2 dB/km, enquanto um LR de 1310 nm perde 0,35; em 40 km isso é 6 dB de diferença, a razão pela qual ER e ZR operam em 1550.
Sensibilidade a curvaturas — as perdas por curvatura crescem com o comprimento de onda; uma planta que passa em 1310 pode falhar em 1550 ou 1577 (XG-PON), e um comprimento de onda de teste de 1625 nm é usado para localizar essas curvaturas (Testes).

No CodingBox

O DDM do módulo fornece as duas pontas da equação — potência Tx aqui, potência Rx ali — e a diferença, lida na bancada com um jumper confiável e depois no rack, é a perda da planta; comparar isso com a tabela acima mostra se a planta corresponde ao que o projeto previu (DDM no aplicativo, Potência Rx e orçamento).

Luz que retorna em vez de seguir adiante — reflexão de Fresnel, refletância e perda de retorno por componente e por tecnologia: Reflexões e perda de retorno; como a atenuação cresce com o envelhecimento — hidrogênio, água, radiação, microcurvatura: Confiabilidade e envelhecimento.

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