Potência de Rx e o orçamento de potência

A potência de Rx é o único valor de DDM quase sempre real, e é o resultado de uma equação simples: o que a extremidade distante lançou menos o que o caminho perdeu. Leia as duas pontas e você tem a perda medida do enlace; compare-a com o que a planta deveria perder e você sabe se o problema é a fibra, os conectores ou o módulo — e quanto de margem resta antes que o enlace falhe.

A equação

Rx(aqui)        = Tx(extremidade distante) − perda(caminho)
perda(caminho)  = atenuação da fibra × comprimento + Σ conectores + Σ emendas + Σ componentes passivos
margem          = Rx(aqui) − sensibilidade(deste receptor)

Tanto Tx quanto Rx vêm do DDM (Parâmetros); os elementos de perda vêm do registro da planta ou destes valores típicos:

Método detalhado de orçamento para CWDM: Mux/demux e orçamento de potência; conversões de unidades: Unidades e conversões.

Exemplo prático: 10GBASE-LR, 12 km

• Tx da extremidade distante (DDM): −2,5 dBm
• Perda esperada: 12 km × 0,35 = 4,2 dB + 4 pares de conectores × 0,4 = 1,6 dB + 6 emendas × 0,1 = 0,6 dB → 6,4 dB
• Rx esperada: −2,5 − 6,4 = −8,9 dBm
• Sensibilidade (10GBASE-LR, média): cerca de −14,4 dBm → margem esperada ≈ 5,5 dB

As duas direções

Meça A→B e B→A. A perda da fibra é simétrica dentro de alguns décimos de dB; uma diferença maior que a precisão do DDM (±3 dB, na prática > 2 dB) significa que a assimetria está em uma extremidade, não no caminho:

Por lane em ópticas paralelas: compare os quatro ou oito valores de Rx entre si antes de compará-los com uma especificação (Diagnóstico por lane).

Sobrecarga: luz demais

Todo receptor tem uma entrada máxima; acima dela o fotodiodo ou o TIA satura e erros aparecem mesmo que “o sinal esteja forte”. Pontos típicos de sobrecarga: −1 … 0 dBm para receptores PIN 10G SR/LR, −3 dBm para 1G, −7 … −9 dBm para receptores APD em módulos ZR/DWDM, +2 … +4 dBm para PAM4. Um módulo de longo alcance em um enlace curto precisa de um atenuador: dimensione-o para que a Rx caia no meio da janela (Valores típicos, Receptores).

Potência não é tudo: dispersão e penalidades

Os orçamentos do IEEE reservam vários dB para penalidades — dispersão, reflexões, jitter — que não aparecem como potência perdida. Para o 10GBASE-LR o orçamento é de 9,4 dB, dos quais apenas 6,2 dB são perda de inserção do canal; o resto é alocação de penalidade. Assim, um enlace pode mostrar “3 dB de margem” pela potência de Rx e ainda assim estar no seu limite em um vão longo a 1550 nm, em CWDM 1610 nm, ou em fibra OM1 a 10G. Os sintomas são erros e oscilações com níveis bons (Oscilação do enlace); a cura é um módulo tolerante à dispersão (EML, alcance menor, taxa menor), não mais potência.

Política de margem

Projete novos enlaces com pelo menos 3 dB de margem após o envelhecimento (0,5–1 dB para o envelhecimento do laser ao longo da vida, 0,5 dB por futura emenda de reparo).

Registro

Registre Tx e Rx nas duas pontas na instalação — o passaporte do enlace (Monitoramento). As leituras posteriores passam a ser deltas, que são imunes à precisão absoluta de ±3 dB do DDM (Precisão e limites).

No CodingBox

A tela DDM mostra Tx e Rx com os próprios limiares do módulo e os registra ao longo do tempo; ler os dois módulos de um enlace na bancada antes da instalação dá as potências de lançamento para o orçamento acima. Para um módulo retirado de um enlace com falha, o histórico de Rx registrado mostra se a perda cresceu lentamente (planta) ou se a Tx do módulo caiu (Polarização de Tx e envelhecimento do laser).

Orçamentos com splitters e janelas de classe: Classes de ODN e orçamento de PON. Enlaces amplificados em que o ruído, não a potência, é o limite: Amplificação e OSNR.

Detalhe do lado do projeto — margens por norma, penalidades, política de margem e quatro orçamentos resolvidos: Engenharia de orçamento de potência; medir a perda da planta com LSPM e OTDR em vez de inferi-la do DDM: Testes e medição.