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Día: Agosto 10-14, 2009México D.F.
Sistema de Cableado Estructurado
Sistema de Cableado Estructurado
Introducción a la Fibra Óptica
José González ChicoRCDD/NTS/OSP/WD
1
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Introducción
Tipos de Fibra óptica
Cables de Fibra óptica
Conectividad de Fibra óptica
Hardware de Fibra óptica
Mediciones y Pruebas
2
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¿Que es la fibra óptica?
La fibra óptica es un medio
de transmisión que consiste
en un hilo delgado de plástico
ó vidrio, por el cual pasa luz
de un extremo a otro
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Introducción a la fibra óptica
La fibra es el medio de vidrio o plástico que hace el núcleo del cable de fibra óptica.
En lugar de transmitir datos a través de señales eléctricas como hace el cableado de cobre, el cableado de fibra transmite datos utilizando pulsos de luz.
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Introducción a la fibra óptica
Los cables de fibra óptica fueron desarrollados por primera vez en 1970s
Aunque tanto los cables de fibra óptica de vidrio y plástico han sido desarrollados, el vidrio es el medio de preferencia
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Historia
1704 Isaac Newton publica “Treatise of Optics” sobre la refracción de la luz.
1850 Se demuestra “La Reflexión Total interna”
1880 Se patenta el concepto “Luz entubada”
1901 Einstein descubre el efecto fotoeléctrico
1950 Se desarrolla el fibrascopio; el término “Fiber Optics” se acuña
1960 Primer Láser
1970 Fabricación de fibra mono-modo con atenuaciones menores a 20 dB/km
1977 Primer sistema comercial en servicio
1983 Primer sistema monomodo en los Estados Unidos
1998 Aparecen comercialmente las primeras fuentes VCSEL
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Comparación de la Fibra y el Cobre
La fibra ha evolucionado con los avances tecnológicos para poder soportar aplicaciones de datos de alto desempeño
Se ha probado desde los 70s y ganado credibilidad en el mercado
Más gente utiliza la fibra porque ha estado en el mercado por muchos años y es viable, un medio importante para aplicaciones de alto desempeño y distancia.
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
La fibra tiene menor atenuación (pérdida de señal) lo que significa mejor desempeño a grandes distancias
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
La fibra tiene un ancho de banda considerablemente mayor, por lo que puede enviar mayor información a la vez. Para transmitir el libro de “Parque Jurásico” toma:- 27 min para Tx 1 copia con un modem a 2,400bps- 1 seg para Tx 1 copia usando una red Token Ring 4Mbps- 1 seg para Tx 2.6 copias usando una red Ethernet 10Mbps- 1 seg para Tx 260 copias usando una red 1Giga- 1 seg para Tx 2600 copias usando una red 10Giga
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
Debido a que la fibra no es eléctrica, es completamente inmune a -Interferencia por Radio Frecuencia RFI-Interferencia Electromagnética EMI
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
La fibra es difícil de derivar, por lo que provee una mejor seguridad, lo cual es muy importante para muchos negocios y facilidades gubernamentales.
La fibra fue primeramente usada en el ejército para asegurarse que su alto nivel de inteligencia fuera seguro
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
Su construcción dieléctrica significa que no hay necesidad de aterrizar, eliminando cualquier preocupación de descarga , esto además reduce la posibilidad de daño al equipamiento y hace la resolución de problemas más fácil
Algunos cables de fibra son llamados no-dieléctricos. Tienen metal en ellos, ya sea una armadura metálica o elementos de jalado metálico. Si se tiene alguno de estos cables, es necesario aterrizarlos para evitar descargas transportadas a través de la fibra
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
Se pueden tener mayores tirajesMínimo espacio es requerido
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Ventajas de la fibra óptica
La fibra óptica tiene muchas ventajas comparado con el cobre.– Baja Atenuación.
– Alto Ancho de Banda.
– Inmune a RFI y EMI
– Difícil de derivar
– Construcción dieléctrica
– Bajo peso y tamaño
– Independiente de la aplicación
Soporta Voz, Datos, Video, Control de procesos etc.
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Ventajas de la fibra óptica La fibra es de bajo peso y tamaño usando menos espacio en
conduits y ductos haciendo posible que se puedan tener mayores tiradas
La fibra también es independiente de la aplicación
La fibra es soportada por diferentes métodos de acceso:– Ethernet– Token Ring– FDDI– ATM– Voz– 3270– 5250
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Anatomía de la Fibra Una fibra está hecha de tres partes
básicas– Core. El vidrio que trasmite la señal
de luz
– Revestimiento. Vidrio de diferente índice de refracción que cubre el núcleo y ayuda a mantener los pulsos de luz dentro del núcleo
– Cubierta. Cubierta de plástico que protege el vidrio durante el manejo. Cubierta primaria y en algunos casos una cubierta secundaria
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Anatomía de la Fibra Óptica
Composición de una fibra *:Núcleo: vidrio de silica mezclado con germanioRecubrimiento: vidrio de silica puraRevestimiento: acrilato
Dimensiones típicas *:Núcleo: 8-10 m, 50m, 62.5 m Recubrimiento: 125 m Revestimiento: 250 m
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Estructura de la Fibra
El núcleo y el revestimiento están hechos del mismo material– El revestimiento está formado de
un índice de refracción diferente que el del núcleo. El revestimiento casi siempre mide 125 micras
– La principal labor del revestimiento es asegurarse que los modos de luz permanezcan en el núcleo
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Estructura de la Fibra
La cubierta primaria, que todos los cables de fibra tienen, es de 250 micras y está hecha de acrilato
Para cables de planta externa se aplica color al acrilato de tal forma que la fibra siga un código de colores, haciendo la instalación más fácil
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Principios de Operación
Refracción de la luz:
Cuando la luz pasa de un medio con un índice de refracción (NA) a otro medio con un menor índice de refracción (NB), y en un ángulo oblicuo, la luz será refractada ó reflejada.
Reflexión interna total:
Es la reflexión que ocurre cuando un rayo de luz viaja dentro de un material y rebota en las paredes de un material diferente reflejándose hacia el material original sin pérdidas de luz.
Material B
Material B
Material ARayo de luz
Reflexión Interna Total
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Apertura Numérica
La apertura numérica (NA) de una fibra es la medida del ángulo máximo de la luz que entra al inicio de una fibra y se propagará dentro del núcleo de la fibra en una reflexión interna total.
La NA es una función de la diferencia entre los índices de refracción entre el núcleo y el recubrimiento
Para un mejor rendimiento, la NA del transmisor deberá igualar la NA de la fibra
La luz viaja por la fibra en una trayectoria que se llama “modo”
Núcleo
Recubrimiento
NA
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Dentro de la Fibra
¡Cuidado! Nunca mire directamente el extremo de la fibra que tiene conectada una fuente de luz, porque puede quemar tus ojos
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Parámetros de la Fibra Óptica
Existen varios parámetros que afectan el desempeño de la fibra óptica, y son:
1.Longitud de onda
2.Frecuencia
3.Atenuación
4.Dispersión
5.Ancho de banda
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Longitudes de Onda de la Luz
La longitud de onda es una característica de la luz que es emitida de la fuente de luz
Las longitudes de onda de la luz están medidas en nanómetros
Un nanómetro es una billonésima parte de un metro.
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El Espectro Electromagnético
El Espectro Electromagnético entero está dividido en 3 principales características
– Luz Ultravioleta
– Espectro Visible
– Luz Infrarroja
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El Espectro Electromagnético
Luz Ultravioleta
– 100nm a 380nm
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El Espectro Electromagnético
Espectro Visible
– 380nm (Violeta) a 750 nm (rojo obscuro)
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El Espectro Electromagnético
Luz Infrarroja
– Los Sistemas de Fibra utilizan luz infrarroja entre 850-1550nm.
– La Luz infrarroja transmite datos en forma mucho más efectiva que en el espectro visible
– Recuerde no mirar un cable de fibra que tiene una fuente de luz conectada.
Agenda
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Características de la Fibra
El desempeño de la fibra depende primariamente del tipo de fibra. – Monomodo (Mayor desempeño)
– Multimodo 62.5 micras
– Multimodo 50 micras
– Multimodo 50 micras nueva generación
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Características de la Fibra
Sin embargo, dentro de cada uno de esos tipos de fibra, diferentes grados de desempeño están orientados para manejar diferentes aplicaciones de alta velocidad.– Fibra de 50 micras de nueva generación
150m for 10Giga 300m for 10Giga 550m for 10Giga
– El cableado de cobre es agrupado en categorías, pero la fibra no es así
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Dentro de la Fibra
Monomodo– El cable de fibra monomodo se llama así porque tiene
solo un modo o trayectoria para que la luz viaje y la trayectoria es muy pequeña
– La fuente de luz de una fibra monomodo es el LASER que tiene un haz de luz estrecho y muy preciso
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Tipos de Fibra Multimodo
Fibra de Indice Escalonado
Revestimiento
Núcleo
Recubrimiento
Núcleo = 50, 62.5, o 100 µmDiámetro del Recubrimiento = 125 or 140 µmDiámetro del Revestimiento = 250 µm
d
N
Núcleo
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Tipos de Fibra Multimodo
50 µm
Ancho de banda grande
Alcance Extendido GigE y Canal de fibra
Aceptada por TIA/EIA-568B
No ha sido instalada tan frecuentemente
La industria se esta moviendo hacia 50 µm para mayor ancho de banda
Más Sensible a la flexión
62.5 µm
• Ancho de banda pequeño• Alcance corto a 850 nm• Aceptada por TIA/EIA-568B• Anteriormente era la única aceptada por TIA/EIA-568A• Instalada frecuentemente
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Dentro de la Fibra
Multimodo– El cable de fibra multimodo tiene múltiples modos o
trayectorias para que las señales viajen a través de la fibra
– La fuente de luz de las fibras multimodo Para 62.5 micras la fuente de luz es el LED Para 50 micras la fuente de luz es el VCSEL
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Comparación de Multimodo y Monomodo
Monomodo– Mayor ancho de banda y mayores distancias que
multimodo
– Opera en longitudes de onda de 1310, 1383 y 1550. A mayor longitud de onda, mayor distancia que las señales alcanzaran
– El estándar TIA/EIA provee corridas de hasta 3km del Cuarto de Equipo al Cuarto de Telecomunicaciones
– La fibra monomodo tiene la mayor base instalada. Las compañías telefónicas utilizan fibra para conectar todas sus oficinas en el país
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Comparación de Multimodo y Monomodo
Monomodo– Las fuentes de luz de la fibra monomodo LASER
pueden ser extremadamente precisos. Porque el núcleo es muy pequeño y solo cabe un modo.
– Toda la electrónica tiene que ser muy precisa
– Las fuentes de luz y otras partes son costosas
– Los Sistemas de fibra monomodo son en total más costosos. La fibra monomodo cuesta menos pero las fuentes de luz y otros componentes hacen el sistema más costoso de operar
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Comparación de Multimodo y Monomodo Multimodo
– El ancho de banda y las distancias alcanzadas dependen de la capacidad de desempeño de la fibra
– La fibra monomodo opera a 850 y 1300 micras– El estandar TIA/EIA provee corridas de hasta 2km del
Cuarto de Equipo al Cuarto de Telecomunicaciones tanto para 62.5 y 50 micras
– Local Area Networks– La fibra multimodo es la fibra más costosa. El fabricar una
fibra que maneje múltiples modos de luz requiere más precisión. El núcleo tiene que ser diseñado de tal forma que todos los modos lleguen al receptor al mismo tiempo
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Comparación de Multimodo y Monomodo
Multimodo– Las fuentes de luz no necesitan ser tan precisas, por lo
mismo son menos costosas
– Los sistemas multimodo son en total menos costosos
– La fibra multimodo cuesta más, pero los costos de la fuente de luz y otros componentes hacen el sistema más efectivo en costo
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Fibras ópticas multimodo y monomodo
No todas las fibras son iguales
Multimodo de índice graduado reduce la atenuación
Monomodo reduce la dispersión modal
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Introducción de la luz en una fibra Multimodo
La geometría de la fibra y el perfíl del índice de refracción son clave en el desempeño y ancho de banda de los diferentes tipos de fibra
Un ángulo de aceptancia alto puede causar dispersión y pérdida
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Consideraciones de Transmisión
El desempeño del canal está definido por las características y técnicas de trasmisión.– Distancia y Razón de Datos– Parámetros del cable
Pérdida (Atenuación) Perfil del índice de refracción Longitud de onda Ancho de Banda/Differential Mode Delay
Dispersion Técnicas de transmisión
– Coding– Wave División Mulitiplexing– Lasers ópticos
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Atenuación
La pérdida de la intensidad de la luz conforme se propaga en la fibra
Medida en dB/km
Depende de la longitud de onda (color de la luz) usada para transmitir o probar
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Mecanismos de atenuación
Absorsión. Material del Núcleo
Scattering. Material del Núcleo
Microcurvaturas. Cubierta y recubrimiento
Macrocurvaturas. Instalación
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Pérdidas por acoplamiento
Pérdidas en conectores y empalmes incluyendo conectores en equipos de prueba
Desigualdad de áreas
Pérdidas por espaciamiento
Desalineación axial
Desalineación angular
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Pérdidas por Acoplamiento
Pérdida por acoplamiento. Desigualdad de la Apertura Numérica, núcleo o concentricidad del núcleo
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Atenuación del Canal
La atenuación total del canal incluye:– Acoplamiento de la fuente a la fibra
– Pérdidas por conectores y empalmes
– Pérdidas por absorciones del vidrio y scattering
– Microcurvaturas y Macrocurvaturas
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Ancho de Banda
El desempeño de la fibra es medido es ancho de banda.
A mayor ancho de banda, mayor es la capacidad de transporte de información de la fibra
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Ancho de Banda
El desempeño de la fibra es medido es ancho de banda.
A mayor ancho de banda, mayor es la capacidad de transporte de información de la fibra
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Ancho de Banda
En fibra multimodo muchos modos de luz pueden viajar en la fibra.
En monomodo, solo un modo se considera que viaja en la fibra
El ancho de banda de la fibra es determinado por dispersión modal y cromática
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Dispersión
Es el ensanchamiento de un pulso de luz mientras viaja dentro de una fibra
Este ensanchamiento provoca que los pulsos tiendan a sobreponerse hasta un punto en que, para el receptor, el estado es ilegible
Existen la dispersión modal (solo en fibras multimodo), la dispersión material, la dispersión de guía de onda y la dispersión estándar de la fibra monomodo
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Ancho de Banda y Distancia
El ancho de banda depende de la distancia– Conforme se incrementa la distancia el ancho de
banda decrece
– Piense que tan lejos puede llevar un paquete pesado
– Depende de la longitud de onda/ventana de operación siendo utilizada
– La segunda ventana de operación permite mayor ancho de banda y puede trasmitir a mayor distancia aunque el costo del equipo activo usado en estas segundas ventanas es mayor
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Ancho de Banda para Monomodo La fibra monomodo tiene el mayor ancho de banda
El ancho de banda de la fibra monomodo no es conocido aún.
¿Porqué la fibra monomodo ofrece un ancho de banda superior?– Ya que la fibra monomodo tiene una sola trayectoria de
transmisión de luz, el laser Envía datos a mayor distancia Opera a mayor velocidad que un LED. Más información y más
ancho de banda
– La fibra multimodo tiene múltiples trayectorias generada por la fuente de luz LED, por lo que la distancia es limitada
– Opera a menor velocidad que el laser
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Medición del Ancho de Banda
El ancho de banda es medido:– Megahertz por kilómetro (MHz/Km)
– Expresado en una forma Frecuencia-Distancia a una longitud de onda específica (MHz*Km)
Por ejemplo, para una fibra multimodo 62.5 el ancho de banda estandar es 200MHz/km, este cable puede manejar 200MHz sobre un kilómetro para aplicaciones de datos estandar.
Gigabit Ethernet solo puede alcanzar 300mts a 850nm en este cable multimodo estandar
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Medición del Ancho de Banda Para un cable de fibra multimodo 50micras
optimizado para laser, el tipo 300 tiene un ancho de banda de 1000MHz/Km y la distancia que soporta Gigabit Ethernet es 1000m
Se tiene 5 veces más ancho de banda con una fibra multimodo de 50micras optimizada para laser
Aplicaciones de 10Giga solo pueden alcanzar 36m con una fibra multimodo 62.5micras. Por esto es que se desarrollo la fibra multimodo 50micras optimizada
Con una fibra 50micras se puede tener 10Giga a 150, 300 o 550m.
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Medición del Ancho de Banda Para un cable de fibra multimodo 50micras
optimizado para laser, el tipo 300 tiene un ancho de banda de 1000MHz/Km y la distancia que soporta Gigabit Ethernet es 1000m
Se tiene 5 veces más ancho de banda con una fibra multimodo de 50micras optimizada para laser
Aplicaciones de 10Giga solo pueden alcanzar 36m con una fibra multimodo 62.5micras. Por esto es que se desarrollo la fibra multimodo 50micras optimizada
Con una fibra 50micras se puede tener 10Giga a 150, 300 o 550m.
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Retardo Modal
Ejemplo de fibras multimodo convencionales a 1000Mbps
Una forma alternativa de mirar al retardo
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Impacto del Retardo Modal en Lasers
El vidrio de la fibra óptica multimodo convencional puede tener un mayor impacto en la transmisión con laser
La fibra optimizada multimodo reduce este efecto
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Nueva Generación de Fibra Multimodo
Una nueva generación de fibra multimodo de 50 micras fue desarrollada debido a la constante necesidad de mayor ancho de banda y velocidad
La nueva generación de Fibra multimodo de 50 micras es una fibra estandar de 50 micras que ha sido modificada y que junto con los nuevos diseños de laser son capaces de trasmitir 10 Gigabit Ethernet
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Nueva Generación de Fibra Multimodo
Beneficios del Sistema de Nueva Generación– Utiliza tecnología laser de longitud de onda corta
– Ha mejorado el ancho de banda para soportar 10Gigabit Ethernet a 850nm
– Usa codificación para enlaces hasta 150, 300 y 550 metros dependiendo del grado de la fibra usado
– Es compatible con la base instalada de 50 y 62.5 micras
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Nueva Generación de Fibra Multimodo
VCSEL– Operan a mayor velocidad que los LEDs a un costo
comparable
– Trasmite un haz de luz mas enfocado
– Permite a los fabricantes construir electrónica para Gigabit accesible
– Permite extender las distancias de trasmisión
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Ancho de Banda en una Fibra LOMMF
Laser Optimized Multimode Fiber (OM3)
Reduce el retardo modal
Hace posible la transmisión de 10Gbps y VCSEL de bajo costo en 850nm
Ancho de banda calificado con pruebas DMD
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Espectro de luz
Longitudes de onda y costo de la optoelectrónica
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Ventanas de Operación
Dentro de la parte infrarroja del espectro, existen ventanas específicas (longitudes de onda en las cuales la fibra opera mejor) que permiten distancias máximas y tienen baja atenuación, dando el mejor desempeño.
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Ventanas de Operación
Ventana de Operación 850nm– La primer ventana o longitud de onda corta para fibra
multimodo
– En esta ventana la electrónica es menos costosa pero la distancia que los datos pueden viajar es limitada
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Ventanas de Operación
Ventana de Operación 1300nm– La segunda ventana para fibra multimodo
– En esta ventana la electrónica es más costosa pero la distancia que los datos pueden viajar es mayor que en la primer ventana
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Ventanas de Operación
Ventana de Operación 1310nm– La primer ventana para fibra monomodo
– En esta ventana la electrónica es menos costosa pero la distancia que los datos pueden viajar es limitada
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Ventanas de Operación
Ventana de Operación 1400nm– El pico que se ve en aproximadamente 1400nm es
causado por la absorción de agua.
– La fibra monomodo original no podía trasmitir en esta área y todo porque tenía un pico de agua
– Systimax encontro una forma de eliminarla
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Ventanas de Operación
Ventana de Operación 1550nm– La segunda ventana para fibra monomodo
– En esta ventana la electrónica es más costosa pero la distancia que los datos pueden viajar es mayor que en la primer ventana
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Desempeño de la Fibra Óptica Longitud de Onda
– La fibra utiliza luz infrarroja, arriba del espectro visible
Ventana de Operación– El rango de longitudes de onda donde la fibra trabaja mejor
Atenuación– Pérdida de la energía, pérdida de la señal
Ancho de Banda– Capacidad para llevar poca o gran cantidad de información
en un tiempo determinado
Dispersión– Esparcimiento de los rayos de luz que también causan
pérdidas de la señal
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Aplicaciones Estándares para la fibra
Las aplicaciones están definidas por su velocidad y distancia
Se tiene que seleccionar de una combinación de tipos de fibra y estándares de capa física para optimizar el diseño
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Aplicaciones Estándares para la fibra 10Gbps
IEEE 802.3ae (10Giga Base-F) soporta un número de estándares de capa física
IEEE 802.3aq (10Giga Base-LRM)
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¿Cuántos tipos de 10 Gb Ethernet?
IEEE 802.3ae - 10GBASE-xx sobre fibra– Definido en 2002, primer 10 Gigabit estándar– Fibra en modo “full duplex”
IEEE 802.3ak – 10GBASE-CX sobre cable de cobre twianxial– Definido para trabajar sobre cable de cobre 4 pares twianxial– Máximo enlaces de 15 metros– Limitado a aplicaciones de pequeños data centers– 3M no soportará este estándar
IEEE 802aq – 10GBASE-LRM sobre fibra– Para soportar 10 Gigabit Ethernet a 220 metros sobre fibra
multimodo de 50 y 62.5 um, OM1 y OM2– Se espera la versión final en 2006
IEEE 802.3an – 10 GBASE-T sobre par trenzado– Se espera la versión final a mediados del 2006
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La fortaleza de la Fibra
Finalmente la fibra tiene fortaleza– Frecuentemente pensamos que el vidrio es frágil– Sin embargo, el vidrio usado en la fibra es compactado y
compactado hasta que es muy flexible comparado con el vidrio normal
– El cable de fibra consiste en hilos de fibra de vidrio que son más delgados que un cabello humano.
– Esos hilos tienen mayor resistencia a la tensión que el acero, cobre o aluminio
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Consejos para los que manejan la Fibra
Trabajar con la fibra puede ser engañoso.
– Pequeños fragmentos de fibra que se despenden cuando se está pelando el cable son difíciles de ver. Se pueden meter en la piel y dañar
– Si se tiran un fragmento de fibra debajo de donde se está trabajando, levántelo con unas pinzas y deséchelo apropiadamente
– Utilice lentes de protección. Si se tallan los ojos cuando se está trabajando con fibra se le puede incrustar en el ojo
– No coloque nada o coma nada mientras se está trabajando con fibra
– Después de trabajar con fibra, lavese las manos
Agenda
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Bloques de construcción Básicos
Un sistema de cableado de Fibra óptica consiste de 3 bloques básicos– Diseño del Cable– Conectividad– Hardware– …mas la electrónica
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Diseño del Cable
Para construir un Sistema de Cableado Estructurado de Fibra Óptica, el primer elemento que se necesita conocer es el cable
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Diseño del Cable
Las cubiertas se colorean para ayudar al instalador cuando se terminan o empalman
Los mismos colores usados por el código de color para cobre también se usan para la fibra
RING TIP– Azul - Blanco– Naranja - Rojo– Verde - Negro– Café - Amarillo– Plata - Violeta– Rosa - Aqua
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CABLES DE FIBRA ÓPTICA CABLES DE TUBO HOLGADO (LOOSE TUBE).
CABLE DE TUBO APRETADO
(TIGHT BUFFER)
TUBO APRETADO= El tubo separador es extruído directamente sobre la Fibra (900 MICRAS)
TUBO HOLGADO = D.I. del tubo holgado > D.E. de la Fibra
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Cable de Tubo Holgado (Loose Buffer)
El cable de tubo holgado es usado principalmente para planta externa y es el recomendado para instalaciones en exterior debido a las grandes variaciones en temperatura y la exposición al agua que eventualmente causan falla en un cable de interiores
En un cable de tubo holgado la fibra de 250micras corre dentro del tubo y flota dentro de un gel de relleno o bloqueador de humedad
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Cable de Tubo Holgado (Loose Buffer)
Con espacio en el tubo para contracción y expansión, este tipo de cable es aislado de se medio ambiente, con lo que se asegura un desempeño superior aún bajo estrés externo como temperaturas extremadamente bajas o altas
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Fibras de Tubo holgado (Loose Tube)
Las fibras están libres para moverse dentro de los tubos de protección
Estas fibras están diseñadas primordialmente para aplicaciones exteriores
Se fabrican en longitudes largas y tienen mayores conteos de fibras
El buffer proporciona protección contra fuerzas mecánicas exter nas debidas a la instalación y cambios de temperatura extremos
El gel de relleno ofrece resistencia a la humedad
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Tipos de Cables de Fibra
Cables de Tubo holgado Mini-Bundle. Usos– No tiene armadura por lo que
se recomienda su uso en aplicaciones bajo tierra, en donde el cable se instalará en un ducto enterrado
– Aplicación aérea en la que no se necesite protección mecánica extra
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Tipos de Cables de Fibra
Cables de Tubo holgado Mini-Bundle. Beneficios– Un cable de tubo holgado
contiene un compuesto bloqueador de agua que protege la fibra de la humedad
– Los tubos son más grandes que los utilizados en cables de interiores de tubo ajustado, y permiten a las fibras flotar en los tubos para protegerlas de los cambios de temperatura y aislarlas de fuerzas externas
– Mayor diámetro que los cables de tubo ajustado
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Tipos de Cables de Fibra
Cables de Tubo holgado Mini-Bundle. Precauciones– Si el miembro de jalado es de
acero (no dieléctrico) necesita aterrizarse
– Si es Nylon, Mylar o plástico (dieléctrico) no necesita aterrizar
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Autosoportado Fig 8– El circulo superior es el
mensajero y el circulo inferior son las fibras
– Parece como un “8” y de ahí el nombre.
– También llamado autosoportado porque la parte del mensajero del cable soporta el cable
– Usos: Instalaciones Aéreas
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Autosoportado Fig 8– Beneficios.
El cable consiste de los hilos de fibra y el mensajero
El forro de la fibra es extruido sobre la fibra y el mensajero como un solo cable
El mensajero le dá al cable la estabilidad por lo que se reduce la caida entre postes o edificios
El cable es instalado con hardware que une solo el mensajero
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Autosoportado Fig 8– Precauciones.
Existe otro cable de tipo autosoportado conocido como ADSS
El soporte para este tipo de cable está dentro del mismo cable
Utiliza hardware diferente para unirlo a postes y edificios
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Armados Con blindaje metálico para protección extra.– Usos.
Usado principalmente para aplicaciones de enterrado directo donde no tiene otra protección
La armadura protege la fibra de roedores así como de riesgos mecánicos
Puede ser instalado dentro de conduit o innerduct
Se puede tener un cable con grado de interiores
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Armados Con blindaje metálico para protección extra.– Beneficios.
El cable es protegido por un blindaje metálico para máxima durabilidad
Usos múltiples que incluyen aplicaciones en interiores y exteriores
En lugar de instalar innerduct y después jalar la fibra, los contratistas instalan el cable armado que solo requiere una instalación
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Armados Con blindaje metálico para protección extra.– Precauciones.
Debido a que la armadura metálica que rodea las fibras conduce electricidad, puede ser un riesgo de descargas y requiere aterrizaje cuando se instala entre edificios
Por código NEC el cable debe ser aterrizado dentro de los 15m al entrar al edificio
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Elementos de Fuerza
Proveen fortaleza adicional y soporte para prevenir la ruptura de las fibras ópticas dentro del cable
Los materiales más comunes para los elementos de fuerza es el “aramid yarn”, mejor conocido como “Kevlar”
Estos elementos mantienen las fibras libres de estrés al minimizar la elongación y contracción
La fibra se extiende poco antes de romperse
Cuando se instala un cable de fibra a través de un conduit o innerduct, el cable debe ser jalado por los elementos de fuerza, no del vidrio
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Más en Cables de tubo holgado (Loose Buffer)
Los cables de tubo holgado no pueden ser terminados directamente debido a que el tamaño de 250 micras es demasiado pequeño para retener el conector
Puede ser empalmada a otra fibra o a un pigtail. Una sección de cable que tiene en un extremo un conector terminado en fábrica
El cable de tubo holgado puede ser terminado si se instala un fan-out kit
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Más en Cables de tubo holgado (Loose Buffer)
El color del forro de un cable de exteriores es negro, debido a que el material contiene carbón para prevenir daño de los rayos UV
Sin embargo, cuando se usa en interiores este forro negro se quema fácilmente, emitiendo gases tóxicos
Es por esto que el código NEC indica que un cable para exteriores debe ser cambiado a uno de interiores dentro de los primeros 15m de entrar al edificio
Si el cable de exterior tiene elementos metálicos, tienen que aterrizarse para protección contra sobrecargas y picos de voltaje
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Ventajas
— Fácil de acceder
— No hay gelatina que remover
— Reduce el costo (Solventes, Toallas)
— Fácil de poner en un fan-out kit
— Mantiene el área de trabajo y la
ropa limpia
• Desventajas
— No todos los cables son de material
seco hasta este momento
Tubo Holgado con Material Seco
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Fibras de Tubo apretado (Tight Buffer)
La protección (buffer) es aplicada directamente en la fibra, quedando longitudinal y transversalmente ajustada
Estas fibras están diseñadas primordialmente para aplicaciones interiores
Proporcionan mayor flexibilidad y facilidad de manejo por su pequeño tamaño y peso
Tienen un menor radio de curvatura
Son fáciles de conectorizar
Cumplen con los códigos de incendios (NEC)
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Cable de Tubo Ajustado (Tight Buffer)
El cable de tubo ajustado es usado en interiores. Ya que el ambiente en interiores es más controlado y los cables tienen cubiertas extras para proteger las fibras, no se requiere la protección de los fan-out kit
Las fibras de tubo ajustado pueden ser contenidas en tubos más pequeños, más hilos de fibra, el cable es de menor diámetro que un cable de exteriores de igual número de fibras
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Cable de Tubo Ajustado (Tight Buffer)
La capa extra de 900micras de cubierta termoplástica provee una excelente protección contra doblez y aplastamiento
Tiene un menor peso que el cable de tubo holgado y los conectores pueden ser directamente terminados en el cable de 900 micras
Los cables de interior vienen en diferentes colores: naranja, gris, aqua y amarillo
Todas esas características combinadas hacen que el cable de tubo ajustado más facil de manejar que el de tubo holgado
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Las fibras de protección ajustada (tight buffer) pueden utilizarse en exteriores siempre y cuando:
1. El fabricante asi lo indique
2. Se instale en ducto, enterrado debajo de la linea de congelación
3. El ducto sea totalmente impermeable al agua
4. Nunca se usen para cableados aereos (en postes)
Las fibras de protección holgada (loose buffer) pueden utilizarse en interiores siempre y cuando:
1. Cumplan con las normas contra incendios (código NEC y NOM-001
Aplicaciones Especiales
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ComparativosComparativos
Parámetro Estructura Tubo Holgado Tubo apretado
Radio de curvatura Mayor Menor
Diámetro Mayor Menor
Fuerza de tensión, Instalación Alta Baja
Resistencia al impacto Baja Alta
Resistencia al triturado Baja Alta
Cambio de atenuación a baja temperatura Bajo Alto
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Tipos de Cables de Fibra
Cables de Distribución– Los fabricantes han
desarrollado un número básico de diseños de cable de tubo holgado y tubo ajustado
– Cables multifibra para interiores
– Beneficios Menos cables requeridos
ahorrando espacio, costo y haciendo la instalación más fácil y rápida
6 y 12 fibras por tubo Pueden ser agrupadas para
tener hasta 144 fibras o más por cable
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Tipos de Cables de Fibra
Cables de Distribución– Uso.
Los cables de distribución son utilizados dentro de edificios
Principalmente en el Riser Para aplicaciones de Datos o
Centros de Datos
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Compuestos– Los cables compuestos son
diferentes tipos de medio agrupados por un solo forro.
– Pueden ser una combinación de fibra y cobre, o multimodo o monomodo
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Tipo Listón (Ribbon)– Cable de fibra óptica de alta
densidad usado en aplicaciones tipo “Plug and Play”
– Preensamblado para hacer la instalación más rápida y fácil
– Cada listón del cable es de 12 fibras
– Diámetro exterior pequeño
– Los conectores terminan 12 fibras al mismo tiempo
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Tipo Listón (Ribbon) Usos– Primeramente en Centros de
Datos donde se requieren terminaciones de alta densidad para soportar Ethernet a 1Giga y 10 Giga.
– También cuando se requiere empalme de fusión en masa
– Usado con fibras 50, 62.5 o monomodo
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Tipo Listón (Ribbon) Beneficios– Cientos de fibras en un cable
compacto
– Contiene “ripcords” lo que hacen que se quite el forro sin necesidad de herramientas
– Generalmente en ensambles “Plug and Play”
– Preterminado con conectores por lo que son terminados y probados en fábrica
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Indoor/Outdoor. Usado para uso continuo a través de ambos ambientes– Precauciones.
Puede ser mas costoso dependiendo de cuantos metros se tienen que instalar. Económico para aplicaciones de menos de 500 metros
Cuesta más que el cable para exteriores
No hay que cambiar de tipo de cable
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Tipo “Breakout”. Jumper– Uso.
Para conectar el cableado al equipo
– Beneficios Forro individual y agrupados
dentro de un forro total Más robustos y de mejor
desempeño mecánico que los cables de fibra estandar
En lugar de terminar primero en un panel de parcheo, se conectan directamente al equipo
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Tipo “Breakout”. Jumper– Precauciones.
Los cables pueden ser dañados en el extremo del equipo ya que no proveen tanta tensión de jalado como si se terminaran primero en el panel de parcheo
Movimientos, Cambios y Adiciones se tienen que hacer en el equipo lo que causa desgaste en los puertos del equipo
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Seleccionando el Cable de Fibra
Cuando se selecciona el cable de fibra no solo incluye el diseño, sino además los tipos de materiales usados y el ambiente en el cual se instalarán
Los códigos NEC para fibras son similares que los CM, CMR o CMP en cobre.
Para fibra los códigos son un poco más complicados porque hay cables dieléctricos y no-dieléctricos
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Indoor/Outdoor. Usado para uso continuo a través de ambos ambientes– Uso.
Dondequiera que la fibra corra tanto en interiores y exteriores
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Tipos de Cables de Fibra
Cables Indoor/Outdoor. Usado para uso continuo a través de ambos ambientes– Beneficios.
Tiene una cubierta negra que es resistente a la luz del sol para uso en exteriores pero además cumple con el código NEC para uso en interiores
Es la fibra más fácil de usar cuando se tiene que pasar de un ambiente exterior a interior sin cambiar el cable
No existe algo similar en cobre
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Seleccionando el Cable de Fibra
Para leer los códigos del cable, – Las dos primeras letras son para indicar que es un
cable de fibra óptica
– La tercera indica si es conductivo “C” o no-conductivo “N”
– La cuarta letra indica si es Riser “R” o Plenum “P”
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Seleccionando el Cable de Fibra
La parte más costosa de un sistema es la instalación
Se recomienda instalar al menos el doble del número de fibras que se necesitan inmediatamente.
Se recomienda terminar solo las fibras que se necesiten
Considerar factores como distancia y ancho de banda para necesidades actuales y futuras
Agenda
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Conectividad
El segundo elemento en la construcción de un Sistema de Cableado Estructurado es la conectividad (Interconexión o conectorización)
Hay dos diferentes maneras de formar las interconexiones– Empalmando dos cables uniéndolos
permanentemente
– Terminando los cables en conectores y se unen con un acoplador o adaptador
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¿Empalmar ó Conectorizar?
Empalme
Es una forma permanente de interconección entre dos fibras, y existen dos tipos:
1. De Fusión
2. Mecánicos
Conector
La fibra es terminada con un elemento normalizado que permite reconecciones en distintos puntos terminales
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Conectividad
La conectorización directa provee conexiones de multiples acoplamientos
Para la mayoría de las veces los conectores son usados en puntos de terminación en interiores
Los empalmes crean conexiones permanentes entre dos fibras
Debido a esto, los empalmes son usados frecuentemente en exteriores
Algunas veces en interiores entre áreas de terminación o para pigtails
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Conectividad. Pérdida de la señal
Debido a que la señal es alta en los puntos de interconexión, la clave para sistemas de alto desempeño si los cables son empalmados o terminados es un alineamiento preciso en los núcleos de las fibras a unir.
Esto permite el acoplamiento de tanta luz como sea posible de una fibra a otra con la menor pérdida de energía óptica como sea posible
Los empalmes soportan conexiones de alta calidad con pérdida de señal significativamente baja– La pérdida por empalme máxima por estandar 0.30 dB– La pérdida por par de conectores máxima por estandar
0.75 dB
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Tipos de Empalme
Empalme de Fusión
El empalme de fusión consiste en alinear los núcleos de dos fibras limpias (sin protección), y cortadas al tamaño requerido, fundiendo ambos.
Empalme Mecánico
El empalme mecánico enruta dos fibras limpias (sin protección) y cortadas cerca del centro del empalme, el cual alinea los núcleos de las fibras.
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Tipos de Empalme
Fusión– Usos
Exteriores Monomodo Multimodo
– Beneficios Funde los extremos de la fibra No hay costos de material por
empalme individual Mejor desempeño
– Desventajas Inversión de la empalmadora alto Se pueden rentar las empalmadoras
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Tipos de Empalmadoras de Fusión
LID (Local Injection and Detection)
Detección de inyección local
• PAS (Profile Alignment System)
Sistema de alineación del núcleo
• LPAS (Lens Profile Alignment System)
Sistema de alineación del perfil
• Ranura -V Fija
• Masivo
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Empalmadora de Fusión - PAS
Plano Focal
Bandas negras aparecen en el lugar del núcleo
Cámara Ajustable de alta resolución
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Empalmadora de Fusión – Guia –V Fija
• Orificios de alta precisión son usados para alinear las
fibras
• Las fibras son alineadas usando la parte exterior de la
fibra
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Empalmadora de Fusión— Masiva
Empalma 1-12 fibras simultáneamente
Productividad sobre calidad
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Tipos de Empalme
Mecánico– Usos
Interiores Usos temporales en exteriores Multimodo
– Beneficios Usa empalme mecánico con gel igualador
de índice sin fusionar Requiere menos equipo Empalmes mecánicos cuestan menos en
la inversión inicial
– Desventajas El costo de cada empalme es alto Más pérdida de la señal que un empalme
por fusión
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Empalme Mecánico
Sus características son:Inversión inicial pequeñaExiste un costo por cada empalme mecánico (el conector
de empalme)Perdidas ligeramente mayores que el de fusión
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Criterios de Selección
1. Gastos por compra de equipo ó renta VS. costo de consumibles
2. Volumen de empalmes anuales
3. Número de cuadrillas que se pueden desplegar simultáneamente para empalmar
4. Costos de mano de obra
5. Preferencias del cliente
6. Entrenamiento
7. Confiabilidad
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Comparación de Empalme Mecánico y por fusión
A considerar– Cuantos empalmes por año
– Se cuenta con la empalmadora
– Personal capacitado
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Conectores de Fibra
Los conectores de fibra son mecanismos de alineación instalados en el cable para alinear y unir dos componentes ópticos como: cables, transmisores y receptores para tener una unión mecánica, temporal, confiable y de baja pérdida
El conector facilita la alineación de los extremos de la fibra permitiendo el acoplamiento eficiente de luz hacia dentro y fuera de la fibra
Muchos diseños de conectores son simplemente diferentes formas de construir un conector práctico alrededor de la ferrula (punta del conector)
El desempeño del conector está determinado en gran medida por los materiales de la ferula
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Consideraciones de los ConectoresConsideraciones de los Conectores
Construcción
Repetitividad
Comportamiento térmico
Alineamiento de férulas
Pérdida o pérdida de inserción; pérdida por mal empatado
TIA/EIA 568 Perdida máxima :
0.75 dB por un par de conectores
Tipo de contacto: Recto, PC y Angulado
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Materiales de la férula
Todos los materiales de la férula sirven para el mismo propósito– Alineación– Pulido– Durabilidad para conectar y rematar fibras
Cerámica es lo que la gente cree que hace la mejor conexión pero es también la más cara– Cerámica para monomodo– Compuesto o Vidrio en Cerámica para multimodo
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FérulasCerámicas
Acero Inoxidable
Compuesto– Plásticas– EpóxicasFérula
Fibra
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Materiales de la férula. Cerámica
Las férulas de cerámica ofrecen el mejor desempeño y son el material preferido para fibras monomodo
La cerámica es fuerte, con precisión
Excelentes propiedades mecánicas y térmicas
El desempeño no fluctúa debido a cambios de temperatura u otras variables ambientales
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Materiales de la férula. Vidrio en Cerámica
Glass in Ceramic GIC
El mejor desempeño de la mayoría de las férulas compuestas debido a su extremo prepulido de fábrica
Esto lo hace fácil de pulir en campo
Más costoso que los conectores con férulas compuestas
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Materiales de la férula. Polímero Compuesto
Las férulas plásticas están hechas de Polímero compuesto
Estas férulas compuestas proveen un desempeño aceptable, frecuentemente cercano al desempeño de una férula cerámica y a un menor costo
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Materiales de la férula. Acero Inoxidable
Las férulas de acero inoxidable son raramente utilizadas excepto por el ejército
Son conocidas por el pobre desempeño y resultados
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Tipos de Conector
En cualquier ambiente dado, trate de utilizar un solo tipo de conector en todo el sistema.
Si no es posible, los adaptadores híbridos permitirán adaptar de un tipo de conector a otro.
Muchos tipos de conectores han sido desarrollados por los fabricantes para acomodarse a la variedad de ambientes y propósitos– ST. Bayoneta con resorte– SC. Push-pull. Pareado, Llaveado– LC. Mitad del tamaño. Polaridad. Estilo RJ45– FDDI. Llaveado, – FC. Llaveado. Polaridad– MTP. Férula simple, 12 fibras.
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Conectores
La EIA/TIA 568B indica que los conectores recomendados para un sistema de cableado estructurado son el SC (568SC) y los conectores de factor de forma reducido (small form factor – SFF) que se establezcan en los documentos de TIA FOCIS
Conectores SFF son:MT-RJVF 45LC
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Conectores ST
El conector ST (Straight Tip) es redondo y tiene una férula de cerámica con un acoplador de bayoneta con resorte de rápida liberación que se acopla a un adaptador de interconexión
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Conectores ST
La característica de rápida liberación hace el conector ST usual donde se necesiten conexiones de una sola fibra y vibraciones severas no son parte del ambiente
Fácil de terminar
La redondes del conector hace díficil de colocar dos conectores lado a lado. Requiere vuelta
Diseñado por Lucent
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Conectores SC
Diseño cuadrado y llaveado, solo se puede conectar de una forma
Uno de los más populares y de mayor densidad que ST
Desarrollado por Nippon Telegraph and Telephone
Simple o Duplex.
Ideal para aplicaciones de FTTD
Facilidad de duplicación y asegurar polaridad
No requiere vuelta para conectar
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Conectores Small Form Factor SFFC
Permite a las fibras de Tx y Rx estar en el mismo espacio de una fibra con conectores SC o ST
Se pueden tener el doble de conexiones
Más difícil de terminar por su tamaño
Están cambiando las posibilidades, el Cuarto de Equipo y el Data Center, haciendo que el cobre y la fibra se acerquen
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Conectores LC
Conector de contacto físico duplex, pull-proof.
Mitad del tamaño del ST o SC. Menos espacio en gabinetes y faceplates
Aplicaciones de Alta densidad
Mecanismo de liberación-inserción estilo clip RJ45 similar al plug ordinario de Teléfono
Corto tiempo de instalación
Polarizado y de baja atenuación par aplicaciones Gigabit
Difícil de terminar por su tamaño
Desarrollado por Lucent
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Conectores MTP
Es un conector de 12 fibras en una férula
Tamaño similar a un SC duplex
Usado para terminar fibra tipo ribbon
Acelera la instalación minimizando errores
Alta densidad
Compatible con cualquier tipo de cable
Usualmente no terminados en campo
Aplicaciones Plug and Play
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Otros tipos de conectores
FC. Rosca. Pulido angulado. Conexiones seguras. Mas tiempo de conexión
D4 Parecido al FC pero de 2.0mm la férula
FDDI. Duplex de contacto físico. Envoltura
ESCON. IBM. Envoltura retractil
VF-45. Primer conector SFF. 3M
MT-RJ. Aliiance (Corning, AMP, Fugikora)
Optijack. Panduit
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Conectores
Los conectores nunca son reemplazados una vez que están instalados
Si se instala nueva fibra se debe cambiar a un nuevo conector. SC o LC para fibra 50 micras
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Conectores
Los conectores nunca son reemplazados una vez que están instalados
Si se instala nueva fibra se debe cambiar a un nuevo conector. SC o LC para fibra 50 micras
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Conectores
Los conectores nunca son reemplazados una vez que están instalados
Si se instala nueva fibra se debe cambiar a un nuevo conector. SC o LC para fibra 50 micras
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ToleranciasTipo de variación Tolerancia
Diámetro de núcleo (62.5m) ±1 µm
Diámetro del recubrimiento (125µm) ±2 µm
NA ±0.015µm
Concentricidad <2 µm
Ovalidad del núcleo >0.99
Ovalidad del recubrimiento >0.99
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Especificaciones – Reflexión
TIA/EIA Requerimientos:
• Multimodo ≤ -20 dB
• Monomodo ≤ -26 dB
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Reflexión de Conectores
Perdida de Retorno
— Poder que es reflejado de regreso al
trasmisor
• Reflexión Fresnel : Cuando hay una
discontinuidad en el índice de refracción,
“espacio de aire ”, separando a las dos
fibras
— Factores que contribuyen
• Técnica de pulir
• Papel para pulir
• Geometría del férula
— Férula con curva vs Férula plano
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Reflexión de Conectores
Férula con curva vs Férula plano
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Factores que Afectan la Perdida
Geometría de la fibra
• Geometría del Férula
— Desalineación lateral
/concentricidad del núcleo
— Separación de puntas
— Desalineamento angular
— Fin de la Superficie
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Factores que Afectan la Perdida
• Concentricidad del núcleo
• Separación de puntas
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Factores que Afectan la Perdida
Desalineación lateral
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Alineamiento de férulasAlineamiento de férulasTolerancias en las Pérdidas de LuzTolerancias en las Pérdidas de Luz
Núcleo multi modo de 50 micras –
Pérdida aceptable
Núcleo mono modo de 10 micras –
Pérdida no aceptable
Fibras con D.E. de 125 micras y 5 micras mal alineadas.
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Factores que Afectan la Perdida
Fin de la Superficie
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Consideraciones de los ConectoresConsideraciones de los Conectores
Características del Terminado: Pérdidas de retorno.
Calidad del Pulido
Pulido Defectuoso
Pulido Excesivo
Pulido Insuficiente
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Trabajando con Conectores de Fibra
Cuando se trata de conectores de fibra, cada fabricante tiene un kit de terminación diferente.
Hay muchos diferentes procesos con los que se pueden terminar un conector de fibra y cada proceso requiere un diferente tipo de herramienta
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Sistemas de Terminación de Conectores
Existen 3 métodos principales de terminación de los conectores– Método de Epóxico curado en calor
– Método de curado rápido
– Método sin adhesivos
Sin importar el método de terminación, las correctas herramientas y consumibles del fabricante deben ser utilizadas
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Método de Epóxico
El primer método de terminación desarrollado
Requiere un proceso de curado en horno más largo después de que el epóxico es aplicado seguido del pulido del conector/fibra
Ventajas– Buena fuerza de tensión mantiene las fibras en su lugar
– Excelente desempeño
– Previene el movimiento interno de la fibra dentro del conector debido a expansión y contracción
Desventajas– Requiere más habilidades
– Tiempo de curado más largo
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Método de Curado por calor
Requiere el uso de un conector curado por calor y después el pulido del conector/fibra
Ventajas– Menos tiempo de curado que el método de epóxico
– Partes de menor costo
– Disponible para varios tipos de fibra y ferula
– Maneja terminación en lote para terminar en un tiempo
Desventajas– Requiere más habilidades
– Tiempo de curado más largo
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Método de Fusión en Caliente (Hot-Melt)
Método de curado rápido
Usa un conector precalentado de 3M
El instalador coloca rápidamente la fibra a través de un adhesivo pre fusionado en calor, después que se enfría, se pule
Ventajas– No hay que esperar para el curado
– Menos consumibles
Desventajas– Se maneja el conector caliente, colocando la fibra rápida y
precisa antes que el adhesivo se cure
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Método de Curado UV
Método de curado rápido
Creado por Siecor
Usa un conector con pocas partes preensamblado, el adhesivo curado en UV une la fibra a la férula y después es colocado en una luz ultravioleta por 45 segundos.
Ventajas– Menor tiempo de instalación que los métodos curados por calor. – No se genera calor– Pulido muy robusto– Bajos costos de consumibles
Desventajas– Aún se tiene que pulir
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Método Anaeróbico
Método de curado rápido
Creado por AT&T
Usa un conector preensamblado con un adhesivo anaeróbico, el adhesivo es cubierto con un primer, se inserta la fibra, y la unión ocurre sin presencia de oxigeno. Después de curado se pule la fibra
Ventajas– Menor tiempo de instalación que los métodos curados por calor. – No se genera calor– Pulido muy robusto
Desventajas– Aún se tiene que pulir
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Método Mecánico sin epóxico
Método sin adhesivo
Creado por AT&T
La fibra es mecánicamente asegurada en un conector de tipo vuelta
Ventajas– Rápida y fácil terminación, usando solo adhesivo y primer .
No se necesita curado
Desventajas– Ligeramente mayor pérdida de desempeño y fiabilidad
debido al estrés en la fibra del proceso de instalación en si, y del ciclo de temperatura
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Método No curado, No pulido
Método sin adhesivo
Creado por Siecor
La fibra es conectada a un mini pigtail alojado en el cuerpo del conector con un tramo prepulido
Ventajas– La fibra es completamente protegida del ambiente y no
requiere pulido, no epoxico.
– Pocas herramientas y no consumibles
Desventajas– Más costoso por terminación que otros métodos
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Alineando Conectores
Todos los conectores de fibra son tipo macho por diseño.
Para completar la conexión, dos conectores son insertados en extremos opuestos en un elemento de interconexión
El elemento de interconexión es codificado en color para igualar los colores del conector
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Alineando Conectores
El elemento de conexión mantiene los dos conectores final con final para precisamente alinear los núcleos de la fibra
Una interconexión siempre consiste de dos conectores y un adaptador o acoplador
Esto aplica para cualquier tipo de conector
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Determinando costos de conectorización
Costo de conector
Consumibles
Desperdicios
Mano de obra
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Determinando costos de conectorización
Otras variables– Entrenamiento
– Tiempo de preparación
– Requerimientos de slack de cable y espacio de almacenamiento
– Disponibilidad de energía para el horno usado para curado en epóxico
– Requerimientos de espacio limitado
– Equipamiento
Agenda
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Hardware de Fibra Óptica y Accesorios
El tercer bloque de construcción de un sistema de fibra óptica es el hardware.
El hardware básico para un cableado de fibra óptica incluye:– Salidas– Páneles de parcheo– Gabinetes– Cajas y charolas para
empalmes
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Hardware de Fibra Óptica y Accesorios
El hardware es usado para rutear las señales y las fibras que las llevan a sus destinos finales
El hardware permite la transición de fibra de exteriores a interiores
para la terminación del backbone de fibra para hacer las distribución a varios puntos como switches, routers o el cableado de fibra horizontal
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Hardware de Fibra Óptica y Accesorios
¿Porqué utilizar hardware de fibra especializado?– Asegura la fibra para
protegerla y no se rompa– Mantiene el radio de
curvatura mínimo– Administra y organiza la
fibra para que sea fácil de referenciar
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Requerimientos Mínimos del TIA 568B
Estos son los requerimientos mínimos para cumplir con el TIA 568B
Es una salida típica de fibra: – Caja cuadrada de 4pulg, para montar en superficie
– Con almacenamiento adecuado de holgura para terminado de la fibra
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Requerimientos Mínimos del TIA 568B
Es similar a una caja de montaje superficial para cobre con un carrete que provee almacenamiento de fibra adicional y mantiene el radio de curvatura adecuado
La mayoría de las salidas contienen espacio para al menos 2 conectores y algunas son multimedia
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Páneles de Parcheo
Los páneles de parcheo se instalan en rack.
Están disponibles con páneles con acopladores integrados o sin páneles
La mayoría de los páneles de fibra tienen 6 acopladores SC o ST o 12 acopladores LC
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Páneles de Parcheo
Los páneles de parcheo comerciales pueden ser de:– 24 puertos
– 48 puertos
– Alta densidad
Seleccione el tipo de acoplador correcto
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Gabinetes
Los gabinetes pueden ser montados en rack o pared
Usualmente para instalaciones pequeñas y hasta 24 fibras cuando es montado en pared
Para instalaciones mayores y más de 24 fibras, la fibra es usualmente terminada en un gabinete que se monta en rack
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Conectores y Acopladores
El tipo de hardware depende del tipo de conector seleccionado para el sistema
La mayoría de las veces es: SC, ST o LC
Los acopladores alinean y juntan dos conectores de fibra óptica
Dichos acopladores son alojados en un panel que se inserta en un gabinete o páneles
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Conectores y Acopladores
Inicialmente los páneles y acopladores eran vendidos por separado
El tipo de acoplador y panel tiene que ser similar a los conectores seleccionados para el sistema
La mayoría de los páneles contiene 6 acopladores,
Ya que el ahorro de espacio es importante, se han desarrollado páneles con 8 o 12 acopladores SC o ST y hasta 24 acopladores LC
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Conectores y Acopladores
El tener más acopladores en un pánel hace difícil los movimientos, adiciones y cambios, ya que los acopladores están muy juntos. Esto se tiene que tomar en cuenta cuando se decida cuantos acopladores se requieran en el panel.
Los gabinetes están disponibles en varios tamaños que usualmente van de 1U a 4U
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Conectores y Acopladores
Típicamente 2 páneles caben en un gabinete de 1U y 12 páneles caben en un gabinete de 4U
Para elegir el tipo de gabinete correcto, se necesita saber:– Número total de fibras– Tipo de conector– Número de acopladores por panel
Algunas veces se requiere alojar empalmes
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Racks y Páneles
Los racks usados para fibra óptica son los mismos que se utilizan para cobre, excepto que algo de hardware usado es específico para fibra
En este ejemplo se tiene un rack con 72 conectores duplex SC en la derecha y 144 conectores LC
Los conectores LC son la mitad de un ST o SC
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Cajas de Empalme
Las cajas de empalme son usadas para alojar los cables de fibra óptica que necesitan empalmarse.
Una tirada larga de fibra, puede requerir diversos empalmes para unir un carrete de fibra con otro
En puntos de distribución, diversos cables de fibra de pocas fibras pueden empalmarse a un cable de mayor número de fibras.
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Cajas de Empalme
Usualmente son utilizados en aplicaciones de planta externa pero también puedes ser requeridos para interiores.
Lo bueno de las cajas de empalme es que se puede usar la misma caja para cualquier ambiente
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Charolas de Empalme
En adición a las cajas de empalme, se necesitan charolas de empalme
Las charolas de empalme alojan los empalmes actuales, generalmente 12
Esas charolas protegen los empalmes y organizan la fibra
Están diseñados con la tensión y radio de curvatura apropiados para asegurar el desempeño
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Charolas de Empalme
Originalmente se tenían charolas para empalmes por fusión o mecánicos, ahora se pueden tener charolas para alojar los ambos tipos de empalme
Para determinar el tamaño de la caja de empalme:– Número de fibras totales
– Cuantos cables ingresan a la caja
– Empalmes por fusión o mecánicos
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Accesorios para Hardware de Fibra
Los accesorios para el hardware de fibra incluyen:– Breakout kits– Pigtail o jumpers de fibra– Snow shoes
Para conectorizar cables de planta externa de fibra de tubo holgado se requiere un breakout kit
El breakout kit consiste de 6 o 12 tubos de 900 micras.
Las fibras individuales de 250 micras se insertan en esos tubos para poder ahora si terminar con conectores
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Accesorios para Hardware de Fibra
Snow Shoes
Son dispositivos usados para almacenar fibra extra para futuras reparaciones o cambios
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Accesorios para Hardware de Fibra
Gabinetes para Distribucion ambiental (EDC)
Por fuera parece un gabinete regular pero es un gabinete NEMA 4X, con grado indoor/outdoor que provee protección contra polvo y lluvia
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Accesorios para Hardware de Fibra
Acopladores Híbridos
Aunque más costosos, se pueden conseguir en una variedad de configuraciones de conectores (ST a SC, SC a LC etc)
Son usados cuando el equipo tiene un tipo de conector y el cable tiene otro tipo
El adaptador hace la transformación por lo que los dos conectores diferentes pueden unirse para completear el link
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Preguntas para seleccionar el Hardware
¿En que ambiente se instalará?
¿Número total de fibras?
¿Montaje en Pared o Rack?
¿Se realizarán empalmes o conectorización en campo?
¿Qué tipo de conectores se utilizaran?
Agenda
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Mediciones y Pruebas: VFL
¿Qué equipo de prueba se necesita?– Para probar la continuidad se necesita una fuente de
luz, como un Localizador de Fallas Visual VFL, una luz infrarroja que hace fácil de decir si la fuente de luz puede pasar completamente a través del enlace de fibra
– El VFL prueba una sola fibra a la vez. El final del conector de un enlace de fibra se coloca en el adaptador en el extremo del VFL. Cuando se prende la luz, una luz roja debe ser visible en el otro extremo del enlace
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Mediciones y Pruebas
¿Qué equipo de prueba se necesita?– Si hay una ruptura en la fibra o un empalme o
conector no ha sido correctamente instalado, en algún punto del enlace, la luz roja se detendrá en ese punto. La ruptura tiene que ser reparada antes que el enlace de fibra pueda pasar la luz al otro extremo
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Mediciones y Pruebas
¿Qué se necesita probar?– Verificar rupturas en el cable de fibra en el carrete
antes de instalar el cable
– Realizar una prueba básica de continuidad después de la instalación en cada sección
– Hacer una prueba de atenuación después que el sistema está instalado
– Realizar una prueba de OTDR si la prueba de atenuación tiene una pérdida en dB excesiva
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Mediciones y Pruebas: Medidor de Potencia y OTDR
¿Qué pruebas son normalmente realizadas?– Las pruebas principales para fibra son:
Pruebas de continuidadPruebas de atenuación de extremo a extremoPruebas de caracterización del cable
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Pruebas de Atenuación de Extremo a Extremo
Las pruebas de atenuación de extremo a extremo es la prueba simple más importante de un enlace instalado.
El medidor de potencia óptica es el más simple de los instrumentos de medición. – Tiene un conector de fibra,
– Detectores calibrados
– Electrónica para procesar la señal
– Display digital
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Pruebas de Atenuación de Extremo a Extremo
La atenuación es probada con una fuente de luz laser o LED
El medidor de potencia óptica es calibrado para uso en una o más de las tres longitudes de onda estandar 850,1300 o 1500
Ya que cada laser o Led emite una sola longitud de onda, los sets de prueba de múltiple longitud de onda incluyen diversas fuentes de luz
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Pruebas de Atenuación de Extremo a Extremo
El medidor de potencia óptica es fácil de utilizar.
Después de la instalación de los enlaces de fibra, pruebe cada enlace conectorizado de panel de parcheo a panel de parcheo con el correcto medidor y fuente de luz, basado en el tipo de fibra y longitud de onda a ser utilizado
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Pruebas de Atenuación de Extremo a Extremo
Conecte el medidor de potencia y la fuente de luz con un jumper y haga la referencia a cero de la pérdida en dB del jumper.
Adicione un acoplador y un segundo jumper y haga referencia a cero de la pérdida en dB de este segundo jumper
Finalmente una el enlace de fibra entre los patch cord con acopladores, el medidor desplegará la pérdida en dB correcta
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Reflector Óptico en el dominio del tiempo
El OTDR está entre los dispositivos de prueba para fibra óptica más poderosos
Opera como un radar, envía luz a través de la fibra y mide la cantidad reflejada
Después que envía un pequeño pulso de luz a la fibra, se inicia un timer. Conforme pequeñas fracciones de luz son reflejadas, el OTDR mide la fuerza de cada reflexión y el tiempo que ocurrió
Plotea la luz que regresó como función del tiempo
No es tan certero como las mediciones directas de atenuación
Tiene una zona muerta
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Ventajas del OTDR
El OTDR tiene varias ventajas:– Es conveniente. Solo acceso a
un extremo
– Fácil de usar
– La prueba produce una gráfica que cuando se interpreta en forma correcta provee dos clases de información valiosa Identifica fallas en el cable de
fibra Indica la pérdida total de la fibra
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Ventajas del OTDR
El OTDR tiene varias ventajas:– Es conveniente. Solo acceso a
un extremo
– Fácil de usar
– La prueba produce una gráfica que cuando se interpreta en forma correcta provee dos clases de información valiosa Identifica fallas en el cable de
fibra Indica la pérdida total de la fibra
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