Calcular y entender las estimaciones de potencia óptica

La conversión de medios es una herramienta de conexión de redes muy popular. Ayuda a las empresas a integrar sus arquitecturas de fibra óptica y de Ethernet con base de cobre. Eso permite a las empresas optimizar de forma rentable el rendimiento de la red y mantenerse al día en las últimas tecnologías. Sin embargo, la instalación efectiva de Conversores de Medios depende de realizar un cálculo preciso de la estimación de potencia óptica de las redes.

La estimación de potencia óptica es la cantidad de luz necesaria para transmitir señales con éxito a una distancia a través de una conexión de fibra óptica. La cantidad de energía luminosa disponible en la configuración indicará la distancia que pueden abarcar las empresas con enlaces de fibra óptica entre conversores de medios en la red. Las estimaciones de potencia óptica son críticas para ayudar a las empresas a saber cuánto pueden extender las redes ópticas sin experimentar problemas con la señal por una falta de energía para generar luz.

Al calcular las estimaciones de potencia óptica, las empresas dependen de dos estadísticas de los fabricantes: potencia de transmisión mínima y sensibilidad de recepción mínima. Las empresas que calculan su estimación de potencia óptica simplemente sustraen la sensibilidad de recepción mínima de la potencia de transmisión mínima. La sensibilidad de recepción mínima suele ser una cifra negativa, lo que hace que el cálculo sea igual a sumar el valor absoluto de la sensibilidad de recepción mínima a la potencia de transmisión mínima.

Sin embargo hay algunos matices en esta ecuación tan relativamente simple. Una es que muchos fabricantes de dispositivos ofrecen la sensibilidad de recepción mínima media o la potencia de transmisión mínima media. Como resultado, el cálculo no muestra de forma precisa la cantidad inferior de potencia óptica necesaria porque el valor mínimo real, en ocasiones, será inferior al valor medio ofrecido. Resulta imprescindible usar el valor mínimo auténtico, no la media, para el cálculo.

Además pueden surgir algunas complicaciones con la configuración real de la red. Al usar equipos de proveedores múltiples, o distintos modelos de un mismo proveedor, la potencia necesaria para transportar la luz entre los conversores de medios puede variar dependiendo de la dirección del tráfico. Así, la potencia de transmisión mínima y la sensibilidad de recepción mínima han de calcularse como si la luz fuera en ambas direcciones, dado que una potencia de transmisión y una sensibilidad de recepción distintas darían distintos resultados. El resultado inferior deberá usarse como la estimación de potencia óptica mínima. En el siguiente ejemplo, usaremos una estimación de potencia de 20 dBm.

Esta estimación inicial de potencia óptica, sin embargo, solo es el primer paso. La atenuación de cables, empalmes y conectores pueden contribuir a la pérdida de potencia al viajar la luz por la línea de fibra óptica. Para identificar la auténtica estimación de potencia óptica mínima, las empresas han de calcular la cantidad de energía luminosa que puede perderse por estos factores.

La atenuación de cables suele ser el principal causante de la pérdida de potencia, creando una pérdida de entre 0,22 dB y 0,5 dB por kilómetro. La atenuación de cables puede determinarse obteniendo la numeración del cable instalado.  Si aún no se dispone del cable, el fabricante podría ofrecerle, en el peor de los casos, el número del tipo de fibra que tiene previsto instalar. Multiplique este factor por el número de kilómetros de la instalación. Una fibra con 0,3 db por kilómetro de pérdida perderá 6 dB en una distancia de 20 km.

Dado que la fibra no viene en bobinas de 20 km, la instalación tendrá varios empalmes. Los empalmes suelen generar 0,1 dB de pérdida, aunque las empresas pueden averiguar la peor pérdida que pueden sufrir a través de los instaladores. Si la distancia típica entre empalmes es de 6 km entonces una instalación de 20 km tendrá cuatro empalmes y una pérdida de 0,4 dB (0,1 x 4).

La pérdida por los conectores también afecta a la red, y los fabricantes o instaladores pueden ofrecer las estadísticas. Multiplique el número de conectores en la instalación por la pérdida que origina cada conector para obtener la pérdida total por conectores. La norma de la TIA en cuanto a la pérdida de los conectores es de 0,75 dB. En una instalación típica con seis conectores, se podría esperar una pérdida por los conectores de 4,5 dB.

Por lo tanto hay que sustraer todo lo anterior de la potencia disponible. Si el resultado es negativo, no hay que continuar, la potencia no es suficiente para la red. Si el resultado es positivo, hay que valorar dos cosas más antes de considerar que la red es apta.

Potencia disponible	Pérdida por atenuación de cables	Pérdida por empalmes	Pérdida por conectores	Potencia disponible restante
20	6	.4	4.5	9.1dB

La primera es: ¿qué ocurre si se corta la fibra y hay que volver a empalmarla? En una instalación adecuada, hay que hacer una estimación del número de reparaciones previstas en la vida de la fibra y es necesario tener este cálculo en cuenta para la estimación de la potencia. Estas reparaciones añadirán pérdida por empalmes, por lo que habrá que multiplicar el número de empalmes previstos por la pérdida que produce cada empalme (el mismo número usado antes) y restar esta cifra de la potencia restante El resultado debe seguir siendo un número positivo.

Potencia disponible	Pérdida por empalmes de reparación	Potencia disponible restante
9.1	.4	8.7dB

Una última fuente de pérdida de potencia son las temperaturas extremas y otros factores imprevistos. Un exceso de calor o de frío puede crear una pérdida de potencia óptica que varía según la instalación. Las empresas suelen tener que trabajar con fabricantes e instaladores para identificar la pérdida que pueden esperar según las condiciones ambientales y usar esas estadísticas para crear una estimación del "factor de seguridad". Para garantizar un funcionamiento sin fallos, se suele usar un valor entre 1,7 dB y 3 dB.

Potencia disponible	Pérdida del factor de seguridad	Potencia disponible restante
8.7	1.7 to 3	5.7 to 7 dB

Cuando los valores mínimos absolutos se calculan teniendo en cuenta las complicaciones de la red, las empresas consiguen determinar una Estimación de potencia óptica precisa para su red de fibra. Eso les permite identificar de forma precisa la distancia del cable de fibra óptica entre Conversores de Medios. Si se pierde demasiada potencia durante la transmisión, la señal de luz se interrumpirá, creando complicaciones de rendimiento importantes. Si, tras seguir los pasos descritos en este documento, la cifra de la estimación de potencia disponible restante sigue siendo positiva, puede estar seguro de que su red de fibra ofrecerá el rendimiento necesario durante la vida de la instalación.