Topologia barramento X árvore em rede PON

[TsouzaR]

Pessoal, tenho uma nova dúvida, e acho que pode ser a de outros muitos.

É o seguinte: quando comecei a estudar sobre redes ópticas passivas (PON), a primeira topologia que compreendi foi a de árvore, ou estrela(s). Me parecia a topologia ideal (ou a única), até recentemente ter visto vários posts qui no fórum onde é recomendado fazer a rede em um modelo barramento, a fim de economizar fibras.

Realmente é bem interessante a topologia barramento para esse fim, usando vários splitters desbalanceados 1:2 na mesma fibra, até o sinal não ser mais suficiente. Mas encontrei algumas desvantagens em comparação ao modelo de árvore:

- maior gasto com splitters, 1 para cada CTO (pode ser compensado pelo uso de cabos com menos fibras, mas se lançar no mínimo 8FO nos postes, já fica mais caro que a outra topologia);
- se precisar colocar uma CTO nova no meio da fibra, ou mudar algo em um splitter 1:2 já instalado, todos clientes a partir daquele ponto são desconectados;
- não pode trocar um splitter 1:2 97/3 por um 95/5, por exemplo, no meio da rede por algum motivo, senão deteriora o sinal chegando nas últimas caixas, tem que recalcular tudo dali para frente;
- é bem mais complicado calcular as perdas (nas primeiras CTOs, o sinal dos clientes pode chegar forte de mais, aí tem que usar atenuador, mais complexidade);
- muito mais fusões terão de ser feitas (além de mais trabalhoso, se contratar alguém para fazer as fusões por não ter máquina própria, se torna bem custoso).

Me parece um retrocesso às antigas redes coaxiais em topologia barramento, engessadas, complicadas, tudo isso para usar cabos de 1FO (e não poder expandir sem ser nas pontas), ou 2FO...

Já li um tópico aqui no fórum onde é questionado quando usar splitter desbalanceado, e entrou-se nessa questão da topologia, mas não consegui perceber nesse tópico ou outros qual das duas formas está sendo de fato adotada pelos provedores.
Pode ser que alguma das duas topologias é apenas viável tecnicamente, mas não algo que deva ser aplicado na prática.

Gostaria de saber de quem já possui estrutura FTTH ou o projeto de uma, como foi feito nessa questão, se alguém realmente encontrou motivos para já começar a rede em barramento, ou se fez em árvore e mudou depois (e o que motivou), ou ainda o contrário.

Creio que uma discussão sobre esse assunto pode evitar muita gente começando a trabalhar com fibra de fazer do jeito mais caro, menos escalável, etc., uma vez que tenho visto indicação para a topologia árvore (a maioria) nos tópicos, bem como para a topologia barramento, geralmente sem nem ao menos apresentar argumentos para embasamento (talvez por ser a única que a pessoa conheça).


Até logo.

[emilidani]

Nao entendí. Essa topologia que voce chama de Barramento e segundo o que explica é a Topologia Tree and Branch (Arbore e galhos) . Ela é aplicada em cada setor a ser cabeado. para chegar a cada setor voce leva uma ou mais fibras.

[gamineiro]

Bom dia,

Quando iniciamos nossa rede há uns 3 anos atrás, ficamos com a essa topologia de "árvore" no projeto por apenas uma semana. Logo vimos que para a nossa rede ela não seria escalável.
Porque usar um cabo de 8 fibras por exemplo, e logo no inicio da operação iluminar todas as fibras com sinal PON? E se você precisar de um PTP depois?
Sempre que adicionamos um nova porta PON na rede, calculamos os splitters de modo com que os clientes que estão a 1 Km já fiquem com o sinal em torno de -25dB, assim como os clientes que estão a 15Km, também fiquem com o mesmo sinal.
Fazendo um resumo, em uma malha de 20Km, atendo cerca de 60 clientes, usando apenas UMA fibra e UMA porta PON. Tenho fibras suficientes para expansão tanto da rede PON quando da metro ethernet.

Abraço

[lgreis]

tenta ver a possibilidade se trabalhar em anel devido a redundancia e se for externa a sua rede, minimizar a inoperancia devido ao rompimento da fibra por acidentes e demora na manutencao do meio.

[TsouzaR]

Nao entendí. Essa topologia que voce chama de Barramento e segundo o que explica é a Topologia Tree and Branch (Arbore e galhos) . Ela é aplicada em cada setor a ser cabeado. para chegar a cada setor voce leva uma ou mais fibras.

Olá @emilidani, obrigado pela atenção.

Permita-me explicar a que me refiro com topologia barramento e árvore em rede PON.

Árvore: a rede PON é composta, geralmente, por 2 níveis de splitting, seja 1:8 (primeiro nível) + 1:8 (segundo nível), 1:4 + 1:16, etc. Em uma rede FTTH, o segundo nível é o splitter dentro da caixa de atendimento, a CTO, enquanto o primeiro é feito em um ponto estratégico para a distribuição eficiente das fibras.

Barramento: cada fibra que sai da porta da OLT pode ou não ser dividida (primeiro nível de splitting é opcional). Cada uma dessas fibras percorrem as ruas, e onde for instalar uma CTO é colocado um splitter 1:2 desbalanceado, onde a saída com menor porcentagem do sinal (geralmente 3%, 5% ou 10%, dependendo do quão longe da OLT já está, sinal sobrando, etc.) vai para o splitter da CTO, e a saída com a maior parte do sinal segue para o lugar onde terá outro splitter 1:2 desbalanceado para outra caixa, e assim por diante.

Bom dia,

Quando iniciamos nossa rede há uns 3 anos atrás, ficamos com a essa topologia de "árvore" no projeto por apenas uma semana. Logo vimos que para a nossa rede ela não seria escalável.
Porque usar um cabo de 8 fibras por exemplo, e logo no inicio da operação iluminar todas as fibras com sinal PON? E se você precisar de um PTP depois?
Sempre que adicionamos um nova porta PON na rede, calculamos os splitters de modo com que os clientes que estão a 1 Km já fiquem com o sinal em torno de -25dB, assim como os clientes que estão a 15Km, também fiquem com o mesmo sinal.
Fazendo um resumo, em uma malha de 20Km, atendo cerca de 60 clientes, usando apenas UMA fibra e UMA porta PON. Tenho fibras suficientes para expansão tanto da rede PON quando da metro ethernet.

Abraço

Obrigado pela contribuição.

Agora estou achando que estou projetando a rede com fibras em excesso, por isso não percebi necessidade de economizar tanto ao ponto de usar topologia barramento. Na forma como estou projetando, a rede fica capaz de expandir na região já atendida para o dobro da capacidade, e ainda pode expandir para outros lugares da cidade, que não estão no projeto inicialmente. Porém assim não sobra fibra nenhuma, esgota tudo, e enquanto em alguns lugares há até 7 sobrando, em outros apenas 1 ou 2, de forma bem irregular.

Você chega nas CTOs com cabo de quantas FO? Porque imagino que nessa topologia barramento, até um cabo AS de 2FO serve, mas aí não vai ter fibra alguma sobrando. Passam cabo de 8FO mesmo sabendo que só vão usar 1 ou 2?

tenta ver a possibilidade se trabalhar em anel devido a redundancia e se for externa a sua rede, minimizar a inoperancia devido ao rompimento da fibra por acidentes e demora na manutencao do meio.

Obrigado pela atenção. @lgreis.

Não é possível fazer redundância em uma rede óptica passiva. Rompeu já era. Eu até inciei um tópico sobre esse assunto há alguns dias (https://under-linux.org/showthread.php?t=179962), mas ninguém contribuiu.

[emilidani]

Entendí, obrigado. Entao na FTTH voce vai como uma fibra tronco que termina no CTO (ela pode ser dividida para atender varias CTO). Na Barramento , a fibra tornco vai tendo derivações para alimentar CTOs na rota .

Outra forma de ver é que na FTTH so utiliza splitters balanceados (todas as saidas igual atenuação) e na Barramento utiliza Balanceados e Desbalanceados.

Desde ponto de vista de balanço de sinal sao exatamente iguais .

Diferente seria se utilizase uma arquitetura baseada em HUBs , onde divide a cidade em areas (NODES) , leva uma fibra (ou mais) ate cada uma e partindo dai começa a distirbuir em forma de Arbore ou Barramento , com splitters balanceados ou desbalanceados segundo a necessidade.

A diferença nesta ultima arquitetura, e poder implementar redundancia interligando os diferentes HUBs. Tambem é a que permite maior eficiencia na distribuição do sinal optico pois resulta mais facil optimizar regioes menores e depois interligar todas elas.

[gamineiro]

Obrigado pela contribuição.

Agora estou achando que estou projetando a rede com fibras em excesso, por isso não percebi necessidade de economizar tanto ao ponto de usar topologia barramento. Na forma como estou projetando, a rede fica capaz de expandir na região já atendida para o dobro da capacidade, e ainda pode expandir para outros lugares da cidade, que não estão no projeto inicialmente. Porém assim não sobra fibra nenhuma, esgota tudo, e enquanto em alguns lugares há até 7 sobrando, em outros apenas 1 ou 2, de forma bem irregular.

Você chega nas CTOs com cabo de quantas FO? Porque imagino que nessa topologia barramento, até um cabo AS de 2FO serve, mas aí não vai ter fibra alguma sobrando. Passam cabo de 8FO mesmo sabendo que só vão usar 1 ou 2?

O cabo de backbone de menor número de fibras que temos é de 12. Se você for fazer um cálculo do custo total de um projeto, dobrar a quantidade de fibras do cabo representa em torno de 20% do valor total, então na minha opinião, vale a pena.

Cada vez mais está difícil aprovar projetos de compartilhamento de postes em determinadas regiões. Existem trajetos em que os postes estão com o limite de tração atingido, então não é possível que novos cabos sejam lançados. Resumindo, prefiro passar um cabo um pouco maior e não correr o risco de iluminar todas as fibras precocemente, e não ser possível lançar outro cabo.

Abraço

[TsouzaR]

O cabo de backbone de menor número de fibras que temos é de 12. Se você for fazer um cálculo do custo total de um projeto, dobrar a quantidade de fibras do cabo representa em torno de 20% do valor total, então na minha opinião, vale a pena.

Cada vez mais está difícil aprovar projetos de compartilhamento de postes em determinadas regiões. Existem trajetos em que os postes estão com o limite de tração atingido, então não é possível que novos cabos sejam lançados. Resumindo, prefiro passar um cabo um pouco maior e não correr o risco de iluminar todas as fibras precocemente, e não ser possível lançar outro cabo.

Abraço

Olá, @gamineiro.

Você deixa essas fibras sobrando no backbone visando que necessidade futura? Seria para expansão da rede PON ou realização de redes ponto a ponto (para fornecimento de link dedicado, interligação de empresas/POP/pontos de acesso, etc.)?

Pergunto isso porque isso parece ser algo que varia conforme a localidade atendida, estando essa necessidade de ter fibras sobrando restrita a regiões onde costuma-se ter grande demanda de banda, principalmente por empresas e outros provedores, ou grande concentração de prováveis clientes. No meu cenário, por exemplo, só estou conseguindo enxergar a necessidade de futuramente expandir a rede PON, de acordo vá chegando na capacidade máxima de clientes em algumas regiões (sem portas livres nas CTOs), e para isso, com uma topologia barramento, cabos de 2FO chegando nas caixas são suficientes.

Obrigado pela contribuição, é muito bom ter a opinião de quem já está trabalhando com essa tecnologia.

[gamineiro]

Exatamente. Fazemos também SWAP de fibras com outras operadoras, para redundância. Forneço um par de fibras no meu cabo para alguém, e esse alguém me fornece um par de fibras em um outro cabo. Para clientes de trânsito, não usamos GPON, somente PTP, então o uso de fibras extras se faz necessário.
A quantidade e fibras que você vai usar no cabo, depende diretamente da quantidade de serviços agregados que você poderá implementar em sua rede.

Abraço
Gabriel Mineiro

[TsouzaR]

Exatamente. Fazemos também SWAP de fibras com outras operadoras, para redundância. Forneço um par de fibras no meu cabo para alguém, e esse alguém me fornece um par de fibras em um outro cabo. Para clientes de trânsito, não usamos GPON, somente PTP, então o uso de fibras extras se faz necessário.
A quantidade e fibras que você vai usar no cabo, depende diretamente da quantidade de serviços agregados que você poderá implementar em sua rede.

Abraço
Gabriel Mineiro

Interessante essa estratégia de swap, não estava lembrando-me de que isso era possível. Com a Oi (únicos que possuem fibra aqui) não deve ser mesmo...

Eu estava realmente pensando em fazer PTP quando fosse vender trânsito ou algum serviço de interligação, mas já tinha me convencido a fazer pela rede de atendimento, já que, ao menos com tráfego para a Internet, é impossível que toda a capacidade das portas PON seja usada (ainda estou indeciso entre GEPON e GPON, mas na segunda, banda é o que não falta, o consumo aqui é pequeno) e não iria sobrar fibras para isso no projeto atual.

Acho melhor mesmo eu refazer essa questão de topologia. Tenho algumas ideias aqui que ficariam impossibilitadas na forma como está projetado hoje.

Muito obrigado, @gamineiro, pelas informações.

[TsouzaR]

Estou tentando adaptar meu projeto para a topologia de barramento, mas está complicado.
Não estou conseguindo chegar nas CTOs que ficam em ramais com sinal dentro dos limites.

Como fazem aí, @gamineiro? Os cabos do backbone passam por todas CTOs?

A única solução que imaginei foi colocar na CEO 1 splitter desbalanceado para cada CTO que houver no ramal, todos em série, e sair dali com as fibras individualmente até a CTO, semelhante a como é feito na topologia de árvore.
No entanto, estou achando essa forma bem estranha, me parece gambiarra colocar até 4 splitters na mesma fibra dentro da mesma CEO...

Bastante complicada essa topologia com splitters desbalanceados. Não dá para colocar nem um 1:2 balanceado no caminho que o sinal já ultrapassa o limite da ONU.

[gamineiro]

Boa noite,

Tenho um cabo de backbone que interligada as cidades. Em pontos estratégicos, instalo uma CEO com um splitter desbalanceado. A maior fração do sinal irá adiante na mesma fibra, a menor, ligo um outro cabo para um ponto onde haverá a concentração de clientes. Neste ponto, instalo outra CEO com um splitter de 1x8, por exemplo.

Olha o exemplo em anexo. Desconsiderando as perdas com o cabo e conectorizações. Também simulei a saída de sinal da OLT em 0dB.




Abraço
Gabriel Mineiro

[TsouzaR]

Boa noite,

Tenho um cabo de backbone que interligada as cidades. Em pontos estratégicos, instalo uma CEO com um splitter desbalanceado. A maior fração do sinal irá adiante na mesma fibra, a menor, ligo um outro cabo para um ponto onde haverá a concentração de clientes. Neste ponto, instalo outra CEO com um splitter de 1x8, por exemplo.

Olha o exemplo em anexo. Desconsiderando as perdas com o cabo e conectorizações. Também simulei a saída de sinal da OLT em 0dB.




Abraço
Gabriel Mineiro

Obrigado pelas informações, @gamineiro.

Entendi como está fazendo, é para essa forma que estou tentando adaptar meu projeto.
Pela sua explicação, entendi que você só usa splitters desbalanceados quando precisa atender uma concentração isolada de clientes, como é no caso de entre cidades. É isso mesmo ou dentro das cidades também é assim que você faz?

No meu caso, nem sempre dentro da cidade eu terei somente 1 CTO à direita ou esquerda do backbone. Às vezes o ramal que deriva para um dos lados possui até 4 CTOs. Com topologia estrela é fácil, eu só faço a fusão de 4 fibras que saíram de um splitter 1:8 do primeiro nível e jogo elas no cabo do ramal, que leva cada uma até sua CTO.

Fiz essa imagem para ilustrar mais ou menos onde estou tendo dificuldade para implementar esse modelo com splitters desbalanceados:



Como você faria, na CEO indicada pela seta vermelha, para alimentar as 3 CTOs que derivam dela? Colocar 3 splitters desbalanceados em série (nas saídas de maior parte do sinal) dentro da CEO e sair com as 3 fibras para cada caixa? Ou nessa topologia é mandatório que o cabo principal siga por todas ruas onde houverem CTOs, como na imagem seguinte?



Desculpe-me por estar lhe enchendo de perguntas, é que parece ser raro o pessoal aqui do fórum usar essa topologia, a maioria faz, recomenda e sempre explica sobre a outra, com dois níveis de splitting, aí quando acha alguém fazendo assim, as dúvidas são muitas, rsrs.

Espero que possa ajudar, fico muito agradecido.
Até logo.

[gamineiro]

Boa tarde,

Nessa sua questão sobre qual splitter usar no ponto em vermelho, vai depender do quanto a sua rede será ramificada para cada lado. Se ela ter uma quantidade de splitters e clientes equalitária, então use um balanceado, caso contrário, escolha um desbalanceado que melhor se adapte ao nível de sinal necessário nas extremidades.

Fiz um rascunho usando splitter balanceado. Observe no anexo e caso tenha dúvidas, vamos falando.




Abraço
Gabriel Mineiro

[TsouzaR]

Olá, @gamineiro. Obrigado pelas informações.

Aqui eu estou projetando com splitter 1:8 nas CTOs (8 portas), então preciso colocar 8 CTOs para cada porta PON, ou seja, todas na mesma fibra nessa topologia de barramento.

No caso da primeira imagem que usei para ilustrar, após as 2 CTOs antes da CEO indicada pela seta já teria 1dB de perda (splitters 95/5). Um splitter 1:2 balanceado nessa CEO adicionaria mais 3,7dB de perda, tanto para o ramal, quanto para a continuação, ou seja, 4,7dB de perda até agora. No ramal, menos 7,1dB com splitter 1:4, totalizando -11,8dB, o que dá -7,8dB de sinal se sair com +4dB da OLT, desconsiderando outras perdas.

Até aí, tudo certo, tenho que chegar com no mínimo -12dB na CTO (cheguei a esse valor após calcular todas perdas, exceto dos splitters no caminho), já estourando o limite. O problema é que, embora o sinal chegue bem no ramal, na continuação da fibra a perda é grande. Na próxima CTO logo depois da CEO indicada pela seta, o sinal que chegaria seria de -15,8dB com splitter 95/5, ou -12,4dB com 90/10, ambos ultrapassando o limite para funcionar.

Não sei se estou fazendo algo errado, mas só consigo chegar com sinal decente nas CTOs se em cada fibra houver exatamente 3 splitters 95/5 + 5 splitters 90/10 em série. Se mudar qualquer coisa ou colocar qualquer balanceado no meio, a conta não fecha.

Estou fazendo as contas sempre com foco na CTO mais longe do CPD, mas nem desse jeito aí fica exatamente satisfatório (no final, a margem limite da ONU fica muito pequena, mal 1dB). Estou achando que não dá para colocar 8 CTOs na mesma fibra, sendo que cada fibra sai de uma porta PON. Se não consigo colocar as 8 CTOs, vou estar desperdiçando capacidade da OLT. Talvez essa topologia só funcione bem com caixas de 16 portas, como você descreve nos seus cálculos.

Estou achando que no meu caso vou ter que torrar os cabos fazendo os dois níveis de splitting 1:8 mesmo...


Obrigado pela sua atenção e tempo dedicado a essa discussão, @gamineiro.
Até logo.

[gamineiro]

Bom dia,

Eu usei 5 caixas com splitters de 1x16 e tem sinal bom. Se trocarmos para splitters de 1x8, podemos atender as 8 caixas perfeitamente.

Se possível, usando o mesmo esquema de desenho que eu usei acima, desenhe toda a malha dessa porta PON, informando onde terão as caixas de 1x8, que eu faço os cálculos para você.

Abraço
Gabriel Mineiro

[TsouzaR]

Olá, @gamineiro. Obrigado pela atenção.

Aqui está a ilustração da malha na porta PON:



Há um outro caso onde preciso dividir a fibra que sai da porta PON em 2 (1:2 balanceado), e em cada uma dessas 2 fibras, colocar 4 CTOs, todas em série, normalmente, sem ramais. Já tentei com splitters 5/95, 10/90, 15/85, 20/80, 25/75, 30/70 e 35/65, e com nenhum eu consigo fechar a conta das perdas.

Eu calculei 14dB de perdas, sem contar os splitters no caminho e todas fusões: 1dB dos conectores de campo no cabo drop (2x 0,5db) + 10,8dB na CTO (10,5dB do splitter 1:8 + 0,3dB do conector do splitter) + 1,2dB por distância (3Km na CTO mais longe) + 1dB dentro do CPD (conectores no DIO e no cordão para a OLT).

Como a saída da OLT é de +2dB, apenas nisso eu tenho -12dB de sinal. A perda máxima, totalizando splitters no caminho e fusões tem que ser de -16dB (ou -14dB, para dar uma margem de 2dB), e isso já é estourando o limite de -28dB da ONU. Estou certo ou errei em algo nesse cálculo?

Não consigo ter apenas -16dB de perdas de maneira alguma. O melhor resultado foi com splitters 10/90, onde na última caixa o total de perdas é -15,9dB, mas já ficou muito no limite, e ainda falta somar as fusões, que devem totalizar quase 1dB de perda.

Muito obrigado pelo seu interesse em ajudar, @gamineiro.
Até logo.

[gamineiro]

Boa noite,

Talvez esteja tendo com a dimensão errada sobre as distâncias das caixas, mas digamos que você use ao menos um cabo com 4 fibras. Veja se com esse exemplo resolveria o seu problema.




Caso haja interesse de expansão, ainda podemos igualar mais os sinais das pontas, efetuando a troca do splitter 50/50 por um 30/70.

Abraço
Gabriel Mineiro

[TsouzaR]

Boa noite,

Talvez esteja tendo com a dimensão errada sobre as distâncias das caixas, mas digamos que você use ao menos um cabo com 4 fibras. Veja se com esse exemplo resolveria o seu problema.




Caso haja interesse de expansão, ainda podemos igualar mais os sinais das pontas, efetuando a troca do splitter 50/50 por um 30/70.

Abraço
Gabriel Mineiro

Olá, @gamineiro.

Muito obrigado pelo exemplo.

Eu tenho calculado aqui mais 5dB de perdas na rede além dos splitters. Sendo assim, considerando apenas perdas com splitters, o sinal tem que chegar com no mínimo -23dB de potência depois da CTO, e isso já é estourando o limite de -28dB da ONU.

Com base no seu exemplo eu fiz algumas alterações e acho que ficou perfeito: troquei os dois últimos 10/90 por um 30/70 e um 50/50, consecutivamente. Desse jeito o menor sinal é de -25dB, já somados os 5dB que mencionei. Os outros são -24,5dB, -23,9dB e -23,5dB, tudo bem equilibrado.

Sendo assim, parece que é complicado mas não é impossível trabalhar com esses splitters desbalanceados.
Só estou achando estranho essa mistura de vários splitters diferentes, mas deve ser apenas minha obsessão por simetria...

Agora é achar uma solução para o outro problema, onde preciso dividir a fibra saindo da porta PON em 2, e em cada ponta colocar 4 CTOs, sem usar splitter 1:4.

De qualquer forma, acho que vou fazer o projeto inicialmente com dois níveis de splitters 1:8, mesmo que gaste muitas fibras. Na outra forma terei que comprar centenas de splitters, o que encarece o projeto. Já estou atrasado nesse projeto também...
Quando eu precisar de fibras para expansão, PTP, ou qualquer outra coisa, começo a migrar para o uso de splitters desbalanceados.

Novamente, muito obrigado pela atenção, @gamineiro.
Até logo.

[dmagno]

Desenterrando o tópico.

Vou precisar atender, via fibra (Ponto a Ponto), um cliente a uma distância de 12Km.

Como esta fibra irá percorrer alguns locais estratégicos, gostaria de já deixa-la semi preparada para uma futura implementação de uma rede PON.

Estou com algumas dúvidas básicas:

- O que determinada a DISTÂNCIA máxima entre a OLT e uma ONT/ONU:
O padrão (EPON 10km e GPON 20km)?
As atenuações (emendas, divisores (splitters), aclopadores e etc) no percurso da fibra?
Fabricante da OLT/ONU?
Todos acima?

- O que determina a CAPACIDADE (Mbits) TOTAL da solução?
O padrão (EPON 1,2/1,2 e GPON 1,2/2,4)?
Fabricante da OLT/ONU?
Ambas?

- O que determina a CAPACIDADE (Mbits) final POR USUÁRIO?
As divisões (splitters)?
As atenuações (emendas, divisores (splitters), aclopadores e etc)?
Ambas?