Calculo Potencia Splitter FTTH

Para todos los que estamos en contacto con el mundo de las redes de telecomunicaciones y el desarrollo que estas redes han tenido durante los últimos años, nos es cada vez más cotidiano el uso de la fibra óptica para alcanzar hasta la “última milla”, es decir, hasta las instalaciones mismas de los clientes o usuarios.  

Un cambio progresivo de las redes basadas en el “par de cobre”, se ha percibido en los últimos 15 años en toda América Latina, en unos países más aceleradamente que en otros, pero siempre buscando los mejores medios de transmisión para soportar mayor contenido a menores costos.

Términos como Fibra Hasta el Hogar —o FTTH por sus siglas en inglés—, son cada vez más comunes en los planes de crecimiento que los proveedores de servicio están desarrollando en todo el mundo.

En algunos países, los principales operadores de telecomunicaciones fueron migrando progresivamente de la tradicional red de cobre hacia las redes HFC (Redes híbridas de cables coaxiales y fibra óptica) y posteriormente a las redes FTTH basadas en tecnologías PON (Redes Ópticas Pasivas).  Otros operadores específicos en algunos países migraron de las redes tradicionales del par de cobre, directamente hacia las redes pasivas basadas en fibra óptica, como es el caso del ICE en Costa Rica, priorizándolo sobre el paso por las redes HFC.

Las redes PON adquieren su importancia por la optimización del uso de menos hilos de fibra óptica para llegar a mayor cantidad de usuarios.  Siendo una tecnología de redes “punto a multipunto”, representa un enorme ahorro en la infraestructura tradicional, que es “punto a punto”, es decir, un mismo hilo de fibra óptica desde la Central del Operador hasta las instalaciones del usuario final.  Esta característica de ofrecer redes “punto a multipunto” se consigue por el uso del elemento pasivo que hace la diferencia:  El Splitter o Divisor de Potencia Óptica.

Actualmente son dos (2) las tendencias de Ingeniería de Diseño de Redes PON totalmente válidas: 

1. Las redes que usan SPLITTERS SIMÉTRICOS, es decir, divisores que tienen una entrada de potencia óptica y 2 o más salidas con potencias de la misma proporción.  Así, por ejemplo, el splitter más básico puede tener 1 entrada y 2 salidas (1:2), por ser simétrico, cada salida representa un 50% de la potencia.  Si fuera el caso de un splitters de 1 entrada y 4 salidas (1:4), cada salida sería de un 25% de la potencia, todas las salidas de la misma proporción.  Y si fuera de 1:32, por ejemplo, cada salida tendría una potencia equivalente a 1/32 parte.

Con la anterior explicación, es sencillo entender que los fabricantes y las normas para splitters simétricos de redes PON, tengan como estándar las siguientes configuraciones:  1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 y 1:64.   

Así pueden seguirse dividiendo ópticamente, pero no se puede descuidar el hecho de que “a mayor división óptica, mayor será la pérdida”.  De manera que, si un splitter de 1:2 representa en sí mismo una pérdida de 3 dB, esa pérdida va aumentando en proporción con el número de divisiones o salidas. (La pérdida nominal corresponde al resultado de la fórmula logarítmica de pérdidas de potencia).  

De esa cuenta, es sencillo conocer la pérdida nominal de cada una de las configuraciones de splitters simétricos.  De hecho, todos los fabricantes presentan una tabla sencilla en la que se indica la pérdida típica de cada tipo de splitter. 

Este dato es muy importante porque, como se observa en cada diseño, el elemento de la red que aporta mayor pérdida en la red es precisamente el splitter.   Los diseños cuidan, como principal criterio, el PRESUPUESTO ÓPTICO, que es la suma de la pérdida esperada en todo el sistema por los elementos que la producen:  la pérdida de cada empalme mecánico, de los empalmes de fusión, la pérdida del propio hilo de fibra por metro o kilómetro y por supuesto, la pérdida que aporta el o los splitters en la red de fibra óptica.

Dependiendo de los criterios que se definan para el diseño de una red PON, la arquitectura o topología de dicha red puede ser Centralizada (con un único punto de localización de los splitters) o En Cascada (con 2 o más puntos de localización de los splitters en serie) pero siempre, la forma de determinar un correcto diseño va a depender del Presupuesto Óptico total y de no exceder el que se defina para el diseño de la red.

Para diseñar una red PON con splitters simétricos y cuidar que el presupuesto óptico de la red esté dentro de los valores esperados, basta sumar las pérdidas esperadas de cada elemento de la red, de cada evento que se presente.  Conviene entonces, conocer las pérdidas nominales de cada configuración de splitter, que se obtienen fácilmente de las tablas mencionadas anteriormente.  

1.  Las redes que usan SPLITTERS ASIMÉTRICOS O DESBALANCEADOS son una nueva tendencia en el diseño de redes PON.  Se mantienen los mismos elementos en la red, sus mismos criterios de uso e incluso el uso de splitters simétricos en algunos puntos de la red, pero en otros, se introduce el uso de splitters desbalanceados, es decir, divisores de potencia óptica que reciben un 100% de potencia y entregan diferente porcentaje de potencia en cada una de sus salidas.

El splitter desbalanceado más común es el de 1 entrada y 2 salidas (1:2) el cual, por ser desbalanceado no es como el splitter simétrico que entrega 50% de la potencia en cada salida, sino que, por su fabricación, puede entregar una serie de combinaciones de porcentajes de salida como 10-90, 15-85, 20-80, 30-70, 40-60, 45-55, que siempre van a sumar el 100% en ambas salidas.  El diseñador puede escoger en un punto de distribución una de esas combinaciones, con un 100% de potencia de entrada y dos salidas de diferente porcentaje de potencia, para utilizar el menor porcentaje de salida en la distribución de red a los usuarios cercanos a ese punto y el mayor porcentaje de salida para alimentar un siguiente punto de distribución (NAP) en el que también se encuentra un splitter desbalanceado.