Come si calcola il budget ottico di una tratta in fibra?

Un collaudo bocciato, quasi sempre, non nasce da un errore di posa. Nasce da un calcolo mai fatto: nessuno ha sommato, prima di stendere il cavo, quanto avrebbe perso davvero quella tratta. Il budget ottico — la perdita massima che un collegamento può assorbire restando dentro le specifiche dell’apparato — si calcola con carta e penna in dieci minuti. Il problema è che quasi sempre si calcola dopo, quando il cavo è già interrato.

Cos’è il budget ottico, in una riga.

È la differenza tra la potenza che il trasmettitore mette in fibra e la sensibilità minima che il ricevitore richiede per leggere il segnale, espressa in dB. Tutto quello che sta nel mezzo — fibra, connettori, giunti, splitter — consuma parte di quel margine. Se la somma delle perdite supera il budget, il collegamento non funziona: non «funziona peggio», non risponde. È una soglia binaria, ed è per questo che il collaudo di tier 1 misura esattamente questo numero.

La formula: cosa si somma davvero.

Il calcolo è un’addizione con quattro voci:

Attenuazione del cavo. Una fibra monomodale conforme a ITU-T G.652.D attenua tipicamente 0,35 dB per chilometro a 1310 nm e circa 0,25 dB/km a 1550 nm — i valori di specifica variano leggermente da produttore a produttore, ma vanno sempre presi dalla scheda tecnica del cavo posato, non da un valore di libro.

Perdita per giunto. Un giunto a fusione ben eseguito perde 0,02–0,05 dB, come abbiamo già scritto: un capitolato serio fissa una soglia di progetto ≤ 0,1 dB in media bidirezionale. Un giunto meccanico perde 0,1–0,3 dB, con più dispersione tra un giunto e l’altro.

Perdita per connettore. Qui si annida l’errore più comune. Lo standard ANSI/TIA-568.3-D ammette fino a 0,75 dB per coppia di connettori: è un limite pensato per includere adattatori economici e disallineamenti di fabbrica, non un obiettivo di progetto. Un connettore UPC pulito e allineato correttamente misura tipicamente 0,2–0,3 dB; un capitolato che non fissa una soglia propria, più severa di quella normativa, lascia che ogni permuta mangi tre volte il dovuto. La pulizia dell’estremità, ispezionata secondo i criteri della norma IEC 61300-3-35, non è un dettaglio estetico: è la differenza tra 0,2 e 0,75 dB moltiplicata per ogni connettore della catena.

Perdita degli splitter, se la tratta è una rete PON: uno splitter PLC 1:8 perde circa 10,3 dB, un 1:16 circa 13,5 dB, un 1:32 circa 16,5 dB. Non è un dettaglio da fornitore: è la voce che pesa di più in una rete ad albero, e da sola decide se serve una classe ottica superiore.

Il margine di progetto: perché serve e quanto vale.

La somma delle perdite misurate il giorno del collaudo non è la somma che conta tra cinque anni. La fibra invecchia, i connettori si ricongiungono decine di volte in una vita di manutenzione, le temperature estreme aumentano leggermente l’attenuazione, e ogni riparazione futura aggiunge almeno un giunto non previsto nel progetto originale. Per questo la prassi di progetto riserva un margine — tipicamente 2–3 dB — che non compare in nessun collaudo iniziale ma che decide se la rete regge un guasto e una riparazione senza finire fuori budget. Un progetto che consegna una tratta con margine residuo zero ha consegnato una rete che al primo intervento di manutenzione rischia di smettere di funzionare.

Un esempio di calcolo: quando lo splitter decide la classe ottica.

Prendiamo una rete di accesso aziendale con splitter PON 1:32, tratta di 8 km, 6 giunti a fusione e 4 coppie di connettori tra centrale, permute e terminale:

attenuazione cavo: 8 km × 0,35 dB/km = 2,8 dB
splitter 1:32: 16,5 dB
6 giunti a fusione: 6 × 0,05 dB = 0,3 dB
4 coppie di connettori: 4 × 0,3 dB = 1,2 dB
totale: 20,8 dB + margine di progetto (3 dB) = 23,8 dB

La raccomandazione ITU-T G.984.2 definisce per il GPON la classe B+ con budget ottico di 28 dB e la classe C+ con 32 dB. Con 23,8 dB il progetto passa in classe B+, ma con un margine residuo di soli 4,2 dB: uno splitter aggiuntivo o un allungamento della tratta lo farebbe sforare. Con XGS-PON, la raccomandazione ITU-T G.9807.1 definisce classi N1 (fino a 29 dB), N2 (31 dB), E1 (33 dB) ed E2 (35 dB): la stessa rete, su classe E1, avrebbe più di 9 dB di margine per crescere. È esattamente il calcolo che decide, prima di firmare il capitolato, se un progetto regge nel tempo o va rifatto al primo splitter in più.

Questo stesso conto si può rifare sui vostri numeri con il calcolatore del budget ottico: lunghezza, giunti, connettori e margine di questo esempio sono già impostati come predefiniti. Per lo splitter il calcolatore parte invece dal massimo di norma — 17,5 dB per un 1:32, clausola 6.6 di ITU-T G.671 — più prudente del valore tipico di catalogo usato qui: il totale diventa 24,8 dB e il margine residuo in classe B+ scende a 3,2 dB. Ogni campo resta modificabile.

Checklist: come non sbagliare il budget ottico.

Calcolate il budget prima di scegliere lunghezza di tratta e rapporto di split, non dopo la posa.
Usate l’attenuazione dichiarata dalla scheda tecnica del cavo specifico, non un valore generico.
Contate ogni connettore reale della catena, comprese le bretelle di permuta ai due capi — sono la voce più spesso dimenticata.
Fissate in capitolato una soglia di perdita per connettore più severa del massimo normativo, e pretendete l’ispezione dell’estremità secondo IEC 61300-3-35.
Riservate sempre un margine di progetto di 2–3 dB per invecchiamento, temperatura e riparazioni future.
Verificate il numero calcolato con una misura di inserzione reale in fase di collaudo, prima della messa in esercizio.

Il punto.

Il budget ottico è l’unico numero che dice, prima di scavare un metro, se un progetto di rete funzionerà davvero. È per questo che ogni progetto che seguiamo parte da questo calcolo, non lo scopre in collaudo: scegliere lo split ratio giusto o la fibra giusta costa una telefonata prima della posa, e una riprogettazione completa dopo.

Dovete dimensionare una tratta nuova o verificare se quella esistente ha ancora margine per crescere? Parlatene con un tecnico: il calcolo del budget ottico è incluso in ogni sopralluogo, gratuito.