Datacom
26/04/2020
Alcance Físico x Alcance Lógico em redes GPON

Por Tatiane Figueiredo – Instrutora de Treinamentos

Quando se fala em orçamento de potência para redes GPON, seja durante os treinamentos técnicos que oferecemos ou mesmo durante um atendimento do suporte as perguntas mais frequentes são: Qual módulo GPON escolher: B+, C+ ou C++? O módulo C+ tem um alcance (em quilometragem) maior, correto? Posso utilizar um módulo C+ com uma ONU B+?

São inúmeras as dúvidas a respeito deste tema no nosso dia-a-dia, mas antes de respondê-las vamos observar alguns detalhes.

O módulo SFP (Small Form Factor Pluggable) GPON é um dispositivo compacto que possui internamente um laser, que está associado a uma determinada potência de transmissão (intensidade da luz), definida pela ITU-T na recomendação G.984.2, a qual especifica as questões dos requisitos da camada física. Onde observa-se:

E quanto ao famoso laser C++? Este não possui recomendação do ITU-T, ou seja, não há uma normatização, porém em agosto de 2019 a recomendação G.984.2 foi republicada adicionando o novo padrão: classe D (conhecido no mercado como C++).

A tabela acima, além da potência de transmissão, traz mais duas informações:

  1. Sensibilidade: É o menor nível de potência óptica que o dispositivo pode receber ou detectar;
  2. Overload: É o maior nível de potência óptica que o dispositivo pode receber ou detectar.

Observe o gráfico abaixo, para visualizar melhor as informações destacadas.

Os valores são aplicados para os cálculos do orçamento de potência, que também abordamos no nosso blog (Orçamento de potência), vale a pena conferir.

O controle da potência emitida pelo módulo SFP GPON é realizado pela própria OLT e não permite ajustes manuais. Essa característica também é definida na padronização do ITU-T. Porém, se eu não posso realizar o ajuste de potência, como fica a degradação do sinal/laser?

A Datacom utiliza uma tecnologia de retroalimentação (loop fechado), tanto no módulo GPON da OLT, como na ONU. Basicamente há um sensor sintonizado na mesma frequência da transmissão e que mede tudo o que está sendo transmitido. Caso a leitura esteja acima ou abaixo do previsto, há a alteração da corrente do transmissor, para fique dentro dos parâmetros aceitáveis. Isso compensa a degradação que ocorre com o tempo e também as alterações provenientes da temperatura de operação.

A instalação de módulos GPON B+, C+ ou D não impactam no funcionamento da OLT, pois são características do próprio módulo, ou seja, todas as configurações realizadas (ou a serem realizadas) não são impactadas por esta característica do SFP. Também não há restrições para a instalação combinada de módulos diferentes nas diversas portas da OLT, como por exemplo: tipo B+ na porta GPON 1, C+ na porta GPON 2, D na porta GPON 3, e assim por diante.

O mesmo ocorre com as ONUs com laser B+ ou C+, observe que a potência dos dois tipos de laser é a mesma. A alteração ocorre no parâmetro de sensibilidade, isto é, quanto mais sensível (menor o nível do sinal), menor a potência que o dispositivo consegue trabalhar ou maior a quantidade de perdas que podem ser inseridas.

Podemos ter nove possibilidades de combinações, que impactarão nos orçamentos de potência:

Ter mais potência ou um orçamento de potência maior, não significa que será possível ultrapassar a distância de 20Km definida pela recomendação ITU-T. Também nem sempre permitirá que você utilize mais splitters ou abra mais clientes em uma porta PON. O tipo de laser impactará diretamente na sensibilidade.

Então, um laser C+ ou D não trará um maior alcance (ou uma quilometragem maior), mas permitirá trabalhar na questão do alcance físico, conforme as definições a seguir:

Alcance Físico: Está relacionado com as características ópticas da rede e depende de uma série de fatores, como atenuação da fibra, splitter, emendas e conectorizações, potência de saída do transmissor e sensibilidade dos receptores.

Alcance Lógico: Está associado aos protocolos de comunicação entre a OLT e a ONU, que possui como requisito o tempo máximo de recepção de mensagens. A diferença entre a máxima e a mínima distância não deve superar 20 Km, para que o protocolo de ranging funcione adequadamente e não impacte no tamanho das janelas de transmissão.

O tempo necessário para transmissão dos sinais ópticos e o tempo em que as ONUs recebem estes sinais são diferentes. O mecanismo que realiza a medição da distância é o RTD – Round Trip Delay, que considera o tempo de ida e volta do sinal, a velocidade de propagação da luz na fibra, o atraso dos componentes ópticos-elétricos e o tempo de processamento da ONU. Este resultado é a diferença de tempo entre a transmissão do 1º bit da mensagem de ranging e a recepção do seu último bit.

A OLT atribui a cada ONU um tempo de burst, utilizado para que a ONU envie seus dados. Entre o tempo de burst destinado a cada ONU, há um intervalo de guarda de modo a garantir que as informações enviadas por duas ONUs consecutivas não colidam, este intervalo varia de acordo com a diferença entre as distâncias da OLT para cada ONU.

Para descobrir as novas ONUs, a OLT abre de forma periódica janelas de medição, permitindo que sejam enviadas novas rajadas no sentido upstream (ONU para a OLT) para a determinação da distância e alocação de tempo de transmissão.

Para que esta equalização ocorra, o ITU-T na recomendação G.984.2 padronizou a questão da distância, chamada de máximo diferencial lógico.

Em 2010, o ITU-T lançou a recomendação G.984.7 que amplia o alcance diferencial de 20 para 40 km, mas, não depende de potência óptica e sim do delay suficiente para permitir atraso na propagação do sinal recebido pela OLT das ONUs. Para distâncias diferenciais entre 0 e 40 km, foi definido o atraso na propagação de 402 µs.

Atualmente o alcance máximo lógico para a tecnologia GPON encontra-se definido em 60Km e o máximo diferencial entre a primeira e a última ONU são de 20Km.

Então, não depende do módulo GPON, nem da potência deste para atingir um maior alcance (superior aos 20 km) e sim de implementações de software na OLT, para que possa manipular este tempo, descrita pela recomendação.

As OLTs da DATACOM (DM4610 e DM4615) estão aptas e de acordo com as recomendações G.984.2 e G.984.7, permitindo o provisionamento de ONUs do alcance diferencial de 40Km, permitindo também a manipulação deste valor, independentemente por porta PON. A seguir, destacamos a saída do comando:

A configuração é simples e fácil:

Hoje, a DATACOM possui à disposição para vendas dois tipos de módulos GPON: B+ e C+. O laser D está em desenvolvimento pela nossa equipe de engenharia. As nossas OLTs não possuem bloqueios para módulos GPON de outros fabricantes. Acreditamos no conceito da livre escolha e que a decisão de marcas seja realizada pelo próprio Provedor de Internet/ISP.

Quanto as ONUs possuímos 5 modelos:

  1. Família DM984
    1. DM984-100B: laser C+
    2. DM984-420 e DM984-422: laser B+
  2. Família DM985
    1. DM985-100 e DM985-424: laser B+

Assim como o conceito de livre escolha para os módulos SFP, nossa OLT também não bloqueia ONUs de outros fabricantes. Frequentemente nossa equipe de suporte e engenharia realiza testes de interoperabilidade com diversas ONUs de mercado.

Acompanhe regularmente nossas News e as informações presentes nos release notes das versões para mais detalhes.

Vale lembrar que a Datacom conta com uma estrutura completa em sua matriz onde são ofertados treinamentos presenciais. No treinamento será possível manipular os equipamentos, realizar configurações de diversas topologias e cenários de aplicação em um ambiente de laboratório completo, além de poder contar com a ajuda dos nossos profissionais em uma série de boas práticas que ajudarão muito na operação de sua rede.

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Caso tenha dúvidas sobre estas aplicações, não hesite em contatar a nossa equipe suporte.prevendas@datacom.com.br. Estamos à disposição para lhe auxiliar na escolha do produto mais adequado à sua necessidade.

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