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A) Fibra óptica
La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos;
un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se
envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda
completamente confinado y se propaga por el núcleo de la fibra con un ángulo de
reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell.
La fuente de luz puede ser láser o un LED.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran
cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable.
Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias
electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite
aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
B) Historia de la fibra óptica
El uso de la luz para la codificación de señales no es nuevo, los antiguos griegos usaban
espejos para transmitir información, de modo rudimentario, usando luz solar. En 1792,
Claude Chappe diseñó un sistema de telegrafía óptica, que mediante el uso de un
código y torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200 Km. que separan Lille y
París, donde conseguía transmitir un mensaje en tan sólo 16 minutos.
La posibilidad de controlar un rayo de luz, dirigiéndolo en una trayectoria recta, se
conoce desde hace mucho tiempo. En 1820, Augustin-Jean Fresnel ya conocía las
ecuaciones por las que rige la captura de la luz dentro de una placa de cristal lisa. Su
ampliación a lo que entonces se conocía como cables de vidrio fue obra de D. Hondros
y Peter Debye en 1910. El físico irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía
viajar dentro de un material (agua), curvándose por reflexión interna, y en 1870
presentó sus estudios ante los miembros de la Real Sociedad. A partir de este principio
se llevaron a cabo una serie de estudios, en los que demostraron el potencial del cristal
como medio eficaz de transmisión a larga distancia. Además, se desarrollaron una serie
de aplicaciones basadas en dicho principio para iluminar corrientes del agua en fuentes
públicas.
Uno de los primeros usos de la fibra óptica fue emplear un haz de fibras para la
transmisión de imágenes, que se usó en el endoscopio médico. Usando la fibra óptica, se
consiguió un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad de
Míchigan en 1956. En este invento se usaron unas nuevas fibras forradas con un
material de bajo índice de refracción, ya que antes se impregnaban con aceites o ceras.
En esta misma época, se empezaron a utilizar filamentos delgados como el pelo que
transportaban luz a distancias cortas, tanto en la industria como en la medicina, de
forma que la luz podía llegar a lugares que de otra forma serían inaccesibles.
La gran novedad aportada en nuestra época es el haber conseguido “domar” la luz, de
modo que sea posible que se propague dentro de un cable tendido por el hombre. El uso
de la luz guiada, de modo que no expanda en todas direcciones, sino en una muy
concreta y predefinida se ha conseguido mediante la fibra óptica, que podemos pensar
como un conducto de vidrio -fibra de vidrio ultra delgada- protegida por un material
aislante que, sirve para transportar la señal lumínica de un punto a otro.
C) Característica de la fibra óptica
A lo largo de toda la creación y desarrollo de la fibra óptica, algunas de sus
características han ido cambiando para mejorarla. Las características más destacables de
la fibra óptica en la actualidad son:
Cobertura más resistente: La cubierta contiene un 25% más material que las
cubiertas convencionales.
Uso dual (interior y exterior): La resistencia al agua y emisiones ultravioleta, la
cubierta resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra óptica
contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la fibra.
Mayor protección en lugares húmedos: Se combate la intrusión de la humedad
en el interior de la fibra con múltiples capas de protección alrededor de ésta, lo
que proporciona a la fibra, una mayor vida útil y confiabilidad en lugares
húmedos.
Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor
diámetro posible se consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el
cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a
conseguir un cable con 72 fibras de construcción súper densa cuyo diámetro es
un 50% menor al de los cables convencionales.
Las características mecánicas: Es necesario disponer de cubiertas y protecciones
capaces de proteger ala fibra. Las micro curvaturas y tensiones se determinan por medio
de ensayos como por ejemplo:
Tensión. Cuando se estira o contrae el cable puede causar fuerzas que rebasen el
porcentaje de elasticidad de la fibra óptica, se rompa o formen micro curvaturas.
Compresión. Es el esfuerzo transversal.
Impacto: Se debe principalmente alas protecciones de cable óptico.
Enrollamiento: Existe siempre un limite para el ángulo de curvatura pero, la existencia
del forro impide que se sobrepase
Torsión: Es el esfuerzo lateral y de tracción, un objetivo es minimizar las perdidas
adicionales por cableado y las variaciones de la atenuación con la temperatura.
Las características técnicas: La fibra es un medio de transmisión de información
analógica o digital la capacidad de transmisión de información que tiene una fibra
óptica depende de tres características fundamentales:
A) Del diseño geométrico de la fibra.
B) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración. (diseño
óptico).
C) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada.
Presenta dimensiones mas reducidas que los medios preexistentes. Un cable de diez
fibras tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm, y proporciona la misma información
que un coaxial de 10 tubos. El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los
cables metálicos, redundando en su facilidad de instalación.
D) Aplicaciones de la fibra óptica
Su uso es muy variado: desde comunicaciones digitales, pasando por sensores y
llegando a usos decorativos, como árboles de Navidad, veladores y otros elementos
similares. Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables submarinos, cables interurbanos,
etc.
Comunicaciones con fibra óptica
La fibra óptica se emplea como medio de transmisión para las redes de
telecomunicaciones, ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden
agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio,
y algunas veces de los dos tipos. Para usos interurbanos son de vidrio, por la baja
atenuación que tienen
Sensores de fibra óptica
Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la
temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por
ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.
Iluminación
Otro uso que le podemos dar a la fibra óptica es el de iluminar cualquier espacio.
Debido a las ventajas que este tipo de iluminación representa en los últimos años ha
empezado a ser muy utilizado.
Entre las ventajas de la iluminación por fibra podemos mencionar:
Ausencia de electricidad y calor: Esto se debe a que la fibra sólo tiene la
capacidad de transmitir los haces de luz además de que la lámpara que ilumina la
fibra no está en contacto directo con la misma.
Se puede cambiar de color la iluminación sin necesidad de cambiar la lámpara:
Esto se debe a que la fibra puede transportar el haz de luz de cualquier color sin
importar el color de la fibra.
Con una lámpara se puede hacer una iluminación más amplia por medio de
fibra: Esto es debido a que con una lámpara se puede iluminar varias fibras y
colocarlas en diferentes lugares.
Más usos de la fibra óptica
Se puede usar como una guía de onda en aplicaciones médicas o industriales en
las que es necesario guiar un haz de luz hasta un blanco que no se encuentra en
la línea de visión.
La fibra óptica se puede emplear como sensor para medir tensiones, temperatura,
presión así como otros parámetros.
Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar instrumentos de
visualización largos y delgados llamados endoscopios. Los endoscopios se usan
en medicina para visualizar objetos a través de un agujero pequeño. Los
endoscopios industriales se usan para propósitos similares, como por ejemplo,
para inspeccionar el interior de turbinas.
Las fibras ópticas se han empleado también para usos decorativos incluyendo
iluminación, árboles de Navidad.
Líneas de abonado
Las fibras ópticas son muy usadas en el campo de la iluminación. Para edificios
donde la luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra óptica a
cualquier parte del edificio.
También es utilizada para trucar el sistema sensorial de los taxis provocando que
el taxímetro (algunos le llaman cuenta fichas) no marque el costo real del viaje.
Se emplea como componente en la confección del hormigón translúcido,
invención creada por el arquitecto húngaro Ron Losonczi, que consiste en una
mezcla de hormigón y fibra óptica formando un nuevo material que ofrece la
resistencia del hormigón pero adicionalmente, presenta la particularidad de dejar
traspasar la luz de par en par.
E) Tipos de fibra óptica
Los tipos de fibra óptica pueden ser según su propagación y según su diseño.
Según su propagación.
Fibra multimodo
Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un
modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede
tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan
comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 1 Km.; es simple de diseñar
y económico.
El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo
orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra
multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de
menor precisión.
Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra
multimodo:
Índice escalonado: en este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de refracción
constante en toda la sección cilíndrica, tiene alta dispersión modal.
Índice gradual: mientras en este tipo, el índice de refracción no es constante,
tiene menor dispersión modal y el núcleo se constituye de distintos materiales.
Fibra monomodo
Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se
logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones)
que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra.
A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes
distancias (hasta 400 Km. máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir
elevadas tasas de información (decenas de Gb/s).
Según su diseño
Cable de estructura holgada
Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios
tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta
protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras
ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos
de un gel hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua
entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que
se ejerzan sobre el cable.
Cable de estructura ajustada
Es un cable diseñado para instalaciones en el interior de los edificios, es más flexible y
con un radio de curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura
holgada.
Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de
tracción, todo ello cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección
plástica extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 µm
rodeando al recubrimiento de 250 µm de la fibra óptica. Esta protección plástica además
de servir como protección adicional frente al entorno, también provee un soporte físico
que serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir las bandejas de
empalmes.
F) Ventajas y desventajas de la fibra óptica
Ventajas
1.- Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del
Ghz).
2.- Pequeño tamaño, por tanto ocupa poco espacio.
3.- Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la
instalación enormemente.
4.- Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta
unas nueve veces menos que el de un cable convencional.
5.- Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una
calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas,
chisporroteo...
6.- Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el
debilitamiento de la energía luminosa en recepción, además, no radia nada, lo que es
particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de
confidencialidad.
7.- No produce interferencias.
8.- Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los
medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro).
Esta propiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de cables
ópticos no metálicos con los cables de energía eléctrica.
9.- Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar
distancias importantes sin elementos activos intermedios.
10.- Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación).
11.- Resistencia al calor, frío, corrosión.
12.- Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo
que permite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería,
simplificando la labor de mantenimiento.
Desventajas
A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de
desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las
siguientes:
La alta fragilidad de las fibras.
Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.
Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo,
lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.
No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-
óptica.
La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.1
No existen memorias ópticas.
Así mismo, el costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de
banda y baja atenuación son requeridos. Para bajo ancho de banda puede ser una
solución mucho más costosa que el conductor de cobre.
La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal
de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse
por conductores separados.
G) Componentes de la fibra óptica
Dentro de los componentes que se usan en la fibra óptica caben destacar los siguientes:
los conectores, el tipo de emisor del haz de luz, los conversores de luz, etc.
Conectores
Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya puede ser
un transmisor o un receptor. Los tipos de conectores disponibles son muy variados,
entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:
Tipos de conectores de la fibra óptica. FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones. FDDI, se usa para redes de fibra óptica. LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos. SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos. ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.
Emisores del haz de luz
Estos dispositivos se encargan de emitir el haz de luz que permite la transmisión de
datos, estos emisores pueden ser de dos tipos:
LEDs. Utilizan una corriente de 50 a 100 mA, su velocidad es lenta, solo se
puede usar en fibras multimodo, pero su uso es fácil y su tiempo de vida es muy
grande, además de ser económicos.
Lasers. Este tipo de emisor usa una corriente de 5 a 40 mA, son muy rápidos, se
puede usar con los dos tipos de fibra, monomodo y multimodo, pero por el
contrario su uso es difícil, su tiempo de vida es largo pero menor que el de los
LEDs y también son mucho más costosos.
Conversores luz-corriente eléctrica
Este tipo de conversores convierten las señales ópticas que proceden de la fibra en
señales eléctricas. Se limitan a obtener una corriente a partir de la luz modulada
incidente, esta corriente es proporcional a la potencia recibida, y por tanto, a la forma de
onda de la señal moduladora.
Las condiciones que debe cumplir un fotodetector para su utilización en el campo de las
comunicaciones, son las siguientes:
La corriente inversa (en ausencia de luz) debe ser muy pequeña, para así poder
detectar señales ópticas muy débiles (alta sensibilidad).
Rapidez de respuesta (gran ancho de banda).
El nivel de ruido generado por el propio dispositivo ha de ser mínimo.
Hay dos tipos de detectores: los fotodiodos PIN y los de avalancha APD.
Detectores PIN: Su nombre viene de que se componen de una unión P-N y
entre esa unión se intercala una nueva zona de material intrínseco (I), la cual
mejora la eficacia del detector.
Se utiliza principalmente en sistemas que permiten una fácil discriminación entre
posibles niveles de luz y en distancias cortas.
Detectores APD: El mecanismo de estos detectores consiste en lanzar un
electrón a gran velocidad (con la energía suficiente), contra un átomo para que
sea capaz de arrancarle otro electrón.
Estos detectores se pueden clasificar en tres tipos:
de silicio: presentan un bajo nivel de ruido y un rendimiento de hasta el 90%
trabajando en primera ventana. Requieren alta tensión de alimentación (200-
300V).
de germanio: aptos para trabajar con longitudes de onda comprendidas entre
1000 y 1300 nm y con un rendimiento del 70%.
de compuestos de los grupos III y V.
H) Cables de fibra óptica
Un cable de fibra óptica esta compuesto por un grupo de fibras ópticas por el cual se
transmiten señales luminosas. Las fibras ópticas comparten su espacio con hiladuras de
aramida que le confieren la necesaria resistencia a la tracción.
La “fibra óptica” no se suele emplear tal y como se obtiene tras su proceso de creación
(tan sólo con el revestimiento primario), sino que hay que dotarla de de más elementos
de refuerzo que permitan su instalación sin poner en riesgo al vidrio que la conforma. Es
un proceso difícil de llevar a cabo, ya que el vidrio es quebradizo y poco dúctil.
Además, la sección de la fibra es muy pequeña, por lo que la resistencia que ofrece a
romperse es prácticamente nula. Es por tanto necesario protegerla mediante la estructura
que denominamos cable.
Las funciones del cable
Las funciones del cable de fibra óptica son varias. Actúa como elemento de protección
de la fibra/s óptica/s que hay en su interior frente a daños y fracturas que puedan
producirse tanto en el momento de su instalación como a lo largo de la vida útil de ésta.
Además, proporciona suficiente consistencia mecánica para que pueda manejarse en las
mismas condiciones de tracción, compresión, torsión y medioambientales que los cables
de conductores. Para ello incorporan elementos de refuerzo y aislamiento frente al
exterior.
Instalación y explotación
Referente a la instalación y explotación del cable, nos encontramos frente a la cuestión
esencial de qué tensión es la máxima que debe admitirse durante el tendido para que el
cable no se rompa y se garantice una vida media de unos 20 años.
Técnicas de empalme. Los tipos de empalmes pueden ser:
Empalme mecánico con el cual se pueden provocar pérdidas del orden de 0.5
dB.
Empalme con pegamentos con el cuál se pueden provocar pérdidas del orden de
0.2 dB.
Empalme por fusión de arco eléctrico con el cuál se logran pérdidas del orden de
0.2 dB.
Elementos y diseño del cable de fibra óptica
La estructura de un cable de fibra óptica dependerá en gran medida de la función que
deba desempeñar esa fibra. A pesar de esto, todos los cables tienen unos elementos
comunes que deben ser considerados y que comprenden: el revestimiento secundario de
la fibra o fibras que contiene; los elementos estructurales y de refuerzo; la funda exterior
del cable, y las protecciones contra el agua. Existen tres tipos de “revestimiento
secundario”:
“Revestimiento ceñido”: Consiste en un material (generalmente plástico duro
como el nylon o el poliéster) que forma una corona anular maciza situada en
contacto directo con el revestimiento primario. Esto genera un diámetro externo
final que oscila entre 0’5 y 1 mm. Esto proporciona a la fibra una protección
contra micro curvaturas, con la salvedad del momento de su montaje, que hay
que vigilar que no las produzca ella misma.
“Revestimiento holgado hueco ”: Proporciona una cavidad sobredimensionada.
Se emplea un tubo hueco extruido (construido pasando un metal candente por el
plástico) de material duro, pero flexible, con un diámetro variable de 1 a 2 mm.
El tubo aísla a la fibra de vibraciones y variaciones mecánicas y de temperatura
externas.
“Revestimiento holgado con relleno ”: El revestimiento holgado anterior se
puede rellenar de un compuesto resistente a la humedad, con el objetivo de
impedir el paso del agua a la fibra. Además ha de ser suave, dermatológicamente
inocuo, fácil de extraer, auto-regenerativo y estable para un rango de
temperaturas que oscila entre los ¬ 55 y los 85 °C Es frecuente el empleo de
derivados del petróleo y compuestos de silicona para este cometido.
TIPOS DE FIBRA OPTICA
2. FIBRA MULTIMODOUna fibra multimodo es aquella en la que los haces deluz pueden circular por más de un modo o camino, esdecir, que no llegan todos a la vez, este tipo de fibrapuede tener más de mil modos de propagación de luz yse usa comúnmente en aplicaciones de corta distancia,menores a 1 km, es simple de diseñar y económico.El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice derefracción superior, pero del mismo orden de magnitud,que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleode una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tieneuna mayor tolerancia a componentes de menorprecisión.
3. EJEMPLO DE UNA FIBRA MULTIMODO
4. Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo: ÍNDICE ESCALONADO: ÍNDICE GRADUAL:En este tipo de fibra, el núcleo tiene Mientras en este tipo, el índice deun índice de refracción constante en refracción no es constante, tienetoda la sección cilíndrica, tiene alta menor dispersión modal y el núcleo sedispersión modal. constituye de distintos materiales.
5. FIBRA MONOMODOUna fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo sepropaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro delnúcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) quesólo permite un modo de propagación. Su transmisión esparalela al eje de la fibra. A diferencia de las fibrasmultimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandesdistancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de altaintensidad) y transmitir elevadas tasas de información(decenas de Gb/s).A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodopermiten alcanzar grandes distancias y transmitir elevadastasas de bit, las cuales vienen limitadas principalmente por ladispersión cromática y los efectos no lineales.
6. EJEMPLO DE UNA FIBRA MONOMODO
7. Existen dos tipos de cable de fibra óptica según su diseñoCABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADAEs un cable empleado tanto para Es un cable diseñado para instalacionesexteriores como para interiores que en el interior de los edificios, es másconsta de varios tubos de fibra rodeando flexible y con un radio de curvatura másun miembro central de refuerzo y pequeño que el que tienen los cables deprovisto de una cubierta protectora. estructura holgada.Cada tubo de fibra, de dos a tres Contiene varias fibras con protecciónmilímetros de diámetro, lleva varias secundaria que rodean un miembrofibras ópticas que descansan central de tracción, todo ello cubierto deholgadamente en él. Los tubos pueden una protección exterior. Cada fibra tieneser huecos o estar llenos de un gel una protección plástica extrusionadahidrófugo que actúa como protector anti directamente sobre ella, hasta alcanzarhumedad impidiendo que el agua entre un diámetro de 900 µm rodeando alen la fibra. recubrimiento de 250 µm de la fibraSu núcleo se complementa con un óptica. Esta protección plástica ademáselemento que le brinda resistencia a la de servir como protección adicionaltracción que bien puede ser de varilla frente al entorno, también provee unflexible metálica o dieléctrica como soporte físico que serviría para reducirelemento central o de hilaturas de su coste de instalación.Aramida o fibra de vidrio situadasperiféricamente.
8. Ejemplos de cable de fibra óptica según su diseñoCABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA
9. FIBRA ÓPTICA MONOMODO ESTÁNDAR (STANDARD SINGLE-MODE FIBER, SSMF) Esta fibra se caracteriza por una atenuaciónen torno a los 0,2 dB/km y una dispersióncromática de unos 16 ps/km-nm en terceraventana (1550 nm). La longitud de onda dedispersión nula se sitúa en torno a los 1310 nm(segunda ventana) donde su atenuaciónaumenta ligeramente. Está normalizada en larecomendación ITU G.652 y existen millones dekm de este tipo de fibra instalados en redesópticas de todo el mundo, que se benefician desus bajas pérdidas a 1550 nm y de la utilizaciónde los amplificadores ópticos de fibra dopadacon erbio (EDFA). Algunos ejemplos de estetipo de fibra serían: SMF-28 (Corning) yAllWave (Lucent). En el segundo caso, además,la fibra se caracteriza por eliminar el pico deabsorción de OH, por lo que dispone de unamayor anchura espectral para la transmisión ensistemas multicanal CWDM.
10. FIBRA ÓPTICA DE DISPERSIÓN DESPLAZADA (DISPERSION-SHIFTED FIBER, DSF)Mediante la modificación geométrica delperfil de índice de refracción, se puedeconseguir desplazar la longitud de onda dedispersión nula a tercera ventana, surgiendode este modo las fibras de dispersióndesplazada. Sus pérdidas son ligeramentesuperiores (0,25 dB/km a 1550 nm), pero suprincipal inconveniente proviene de losefectos no lineales, ya que su área efectivaes bastante más pequeña que en el caso dela fibra monomodo estándar. Luego este tipode fibras no son en principio adecuadas parasistemas DWDM, ya que el fenómeno nolineal de mezclado de cuatro ondas (FWM)produce degradaciones significativas. Estetipo de fibras se describe en larecomendación ITU G.653.
11. FIBRA ÓPTICA DE DISPERSIÓN DESPLAZADA NONULA (NON-ZERO DISPERSION-SHIFTED FIBER, NZDSF)Para resolver los problemas de no linealidades de la fibra dedispersión desplazada surgieron este tipo de fibras, que
secaracterizan por valores de dispersión cromática reducidos pero nonulos. En el mercado se pueden encontrar fibras con valores dedispersión tanto positivos (NZDSF+) como negativos (NZDSF-), conel fin de ser utilizadas en sistemas de gestión de dispersión. En larecomendación ITU G.655 se puede encontrar información sobreeste tipo de fibras. Algunos ejemplos de este tipo de fibras serían:LEAF (Corning), True-Wave (Lucent) y Teralight (Alcatel).
12. FIBRA ÓPTICA COMPENSADORA DE DISPERSIÓN (DISPERSION COMPENSATING FIBER, DCF)Este tipo de fibra se caracteriza por un valor dedispersión cromátiva elevado y de signo contrario al de lafibra estándar. Se utiliza en sistemas de compensaciónde dispersión, colocando un pequeño tramo de DCF paracompensar la dispersión cromática acumulada en elenlace óptico. Como datos negativos, tiene una mayoratenuación que la fibra estándar (0,5 dB/km aprox.) y unamenor área efectiva.
13. FIBRA ÓPTICA MANTENEDORA DE POLARIZACIÓN (POLARIZATION-MAINTAINING FIBER, PMF)Es otro tipo de fibra monomodoque se diseña para permitir lapropagación de una únicapolarización de la señal óptica deentrada. Se utiliza en el caso dedispositivos sensibles a lapolarización, como por ejemplomoduladores externos de tipoMach-Zehnder. Su principio defuncionamiento se basa enintroducir deformacionesgeométricas en el núcleo de lafibra durante el proceso defabricación para conseguir uncomportamiento birrefringente.
14. FIBRA ÓPTICA DE PLÁSTICO (PLASTIC OPTICAL FIBER, POF)Las fibras ópticas de plástico constituyen unasolución de bajo coste para realizar conexionesópticas en distancias cortas, como por ejemploen el interior de dispositivos, automóviles, redesen el hogar, etc. Se caracterizan por unaspérdidas de 0,15-0,2 dB/m a 650 nm (se sueleemplear como transmisor un LED rojo) y por unancho de banda reducido como consecuenciade su gran apertura numérica (diámetros delnúcleo del orden de 1 mm), pero por otra parteofrecen como ventajas un manejo e instalaciónsencillos y una mayor robustez. Como ejemplo,las pérdidas que se producen son muy bajascon radios de curvatura de hasta 25 mm, lo quefacilita su instalación en paredes y lugaresestrechos. Además, avances recientes estánpropiciando mayores anchos de banda ydistancias.
15. FIBRA ÓPTICA DE CRISTAL FOTÓNICORecientemente han surgido un nuevo tipo defibras de sílice caracterizadas por unamicroestructura de agujeros de aire que seextiende a lo largo de la misma. Su inusualmecanismo de guiado, basado en eldenominado guiado intrabanda, hace quepresenten toda una serie de propiedades únicasque las diferencian de las fibras ordinarias.Entre estas propiedades, destaca la posibilidadde construirlas con núcleos de tamaño muypequeño para acrecentar los efectos nolineales, así como con bandas de propagaciónmonomodo muy extensas. Además, ladispersión cromática de estas fibras puedeajustarse mediante el diseño adecuado de sugeometría, o sea de su microestructura,pudiendo obtenerse valores inalcanzables conla tecnología de fibra óptica convencional.
Manual de Instalación de Fibra Óptica
Cursos Formacion Share
Excel Networking ha definido un conjunto de directrices para el fabricante con respecto a su gama deproductos de cobre y fibra. Las siguientes instrucciones corresponden a las ofertas de fibra óptica de Excel Networking.
Los cables de fibra óptica puede resultar dañados fácilmente si no se manejan o instalan correctamente. Es importante seguir ciertos procedimientos en el manejo de estos cables con el fin de evitar los daños y limitar su funcionamiento.También se proporcionan directrices para la instalación de sistemas de fibra óptica de Excel Networking para garantizar un funcionamiento basado en las normas y cumplir los requisitos de las solicitudes de garantía.
ResumenLa fibra óptica requiere un cuidado especial durante su instalación para asegurar su buen funcionamiento. Deben seguirse instrucciones de instalación respecto al radio de curvatura mínimo, las cargas de tracción, la torsión, la compresión o el aplastamiento de los cables. Deben protegerse los conectores de los cables de la contaminación y los rasguños en todo momento.El no cumplimiento de cualquiera de estos parámetros provocará una mayor atenuación o daños permanentes en el cable.
A continuación,encontrará unos comentarios generales que debe tener en cuenta a la hora de instalar cables de fibra óptica:
No exceda la longitud máxima de los cablesProcure comprobar la longitud apropiada de los cables en las instrucciones de instalación del módulo para asegurar su buen funcionamiento. Puede experimentar una pérdida de atenuación adicional si utiliza conectores pasamuros para unir los cables inclusocuando la longitud total es inferior a la máxima permitida. Debe procurar mantener el presupuesto de atenuación total al unir los cables con conectores pasamuros.No exceda el radio de curvatura mínimo para un tipo determinado de cableSi excede el radio de curvatura del cable puede provocar daños internos a las fibras de los cables que podrían no manifestarse durante un período de tiempo. De lo contrario, es posible que deba volvera realizar el costoso tendido de cables en el futuro.
Evite retorcer el cable.Utilice técnicas de tendido apropiadas al instalar los cables. Retorcer el cable aumenta enormemente las posibilidades de rotura de las fibras.
Técnicas de tendido de cables de fibra ópticaLos métodos de instalación de los cables de cobre y de fibra óptica son similares. Recuerde estas normas:- No tire nunca del conector. La interfaz del conector/cable no se ha diseñado para la tracción.- Utilice un agarre diseñado para cables de fibra óptica preconectados. Los agarres con anilla fija deberían utilizar un destorcedor parafijar la cuerda de tracción.- Controle la tensión. No exceda el máximo de carga de tracción.- En tendidos de 40 m a 100 m, utilice lubricantes adecuados y asegúrese de que son compatibles con la cubierta del cable.lEn tendidos de más de 100 m, utilice lubricantes adecuados y tire desde la mitad hasta los extremos.- Si fuera posible, utilice un tirador automático con control de tracción o al menos, una anilla de retención.- Tire siempre el línea recta. Utilice las guías de los cables para mantener el radio de curvatura recomendado. - No exceda el el radio decurvatura del cable. Si excede el radio de curvatura, dañará las fibras. Puede no tener un efecto inmediato, puede incluso que pasenvarios años, pero exceder el radio de curvatura recomendado puede reducir la vida útil del cable.l Utilice
una anilla giratoria para evitar retorcer el cable durante la instalación.
Tendido de cables de fibra ópticaProcure realizar el tendido de los cables de forma apropiada a través de los armarios y codos en ángulo recto en la bandeja de cables.- Instale los cables en los sistemas de contención sin bucles. Evite colocar cables de fibra óptica en sistemas de contención y conductos con cables de cobre para evitar una carga excesiva o que los cables se retuerzan.- Proteja los cables de dobleces excesivas o frecuentes. Los cables no tienen índice de flexión. Debe prestarse especial atención a la protección del cable y debe evitarse sobrepasar el radio de curvatura del mismo.
Utilice la siguiente lista de verificación de instalación para garantizar una manipulación apropiada:No se ha sobrepasado la longitud máxima del cable.No se ha sobrepasado el radio de curvaturaNo se ha sobrepasado la carga de tracción máximaSe han utilizado técnicas de tendido correctasEl cable no está comprimido ni la cubierta arrugadaEl cable se ha instalado sin bucles en la contenciónEl cable está protegido contra bordes afiladosEl cable de fibra se ha instalado en un tendido o sistema de contención diferente al del cable de cobreSe han limpiado completamente los espacios de comunicación antesde la terminación de los cables de fibra (directo o empalme)Se ha mantenido limpia la superficie del extremo del conector de fibraLas tapas protectoras del conector de fibra están colocadasEl etiquetado de los paneles y los cables de fibra es correcto
Técnicas de limpieza de los cables de fibra ópticaCualquier tipo de contaminación en la conexión de fibra puede provocar un fallo de los componentes o de todo el sistema. Incluso partículas de polvo microscópicas pueden provocar gran variedad de problemas en las conexiones ópticas. En una encuesta realizada por Fluke Networks, se afirma que el 85% de los enlaces defectuosos se pueden atribuir a «contaminación en la superficie de los extremos».La correcta limpieza de los extremos del cable de fibra óptica y los transceptores es esencial para minimizar la atenuación
del sistema. Los conectores de fibra óptica sucios contaminan sus transceptores correspondientes. Por el contrario, un transceptor sucio contamina su conector de fibra óptica correspondiente. Existen diferentes formas de limpiar los componentes de fibra óptica. Son convenientes las toallitas pre-envasadas, los algodones y el aire comprimido. Sea cual sea la elección, es importante seguir el procedimiento o las instrucciones correctas. De no hacerlo, es posible que la fibra se contamine aún más. A continuación, encontrará una tabla en la que aparecen los procesos sugeridos por Excel para limpiar los conectores de fibra.
ConclusionesLa limpieza de la fibra es un proceso esencial en cualquier instalación y cuenta con varios elementos clave que determinan su éxito.Son:- No toque nunca la superficie de los extremos de los conectores de la fibra - la grasa natural del cuerpo puede ser una de las principales causas de contaminación- Tape siempre los conectores de fibra desconectados – los protege de daños y contaminación- No limpie los conectores pasamuros sin un medio para inspeccionarlos - ¿cómo si no sabrá si la limpieza ha sido satisfactoria?- Guarde siempre las tapas de protección sin usar en un recipiente sellado - también pueden ser una fuente importante decontaminación si no se guardan un un entorno limpio.- No reutilice nunca paños, algodones o casetes de limpieza- No toque nunca la parte del papel o algodón en la que se aplicó alcohol - podría introducir suciedad y grasa corporal- No utilice nunca un método de limpieza húmedo sin un medio con el que secar inmediatamente después - al humedecer se puedendejar residuos dañinos difíciles de eliminar al secarsePor último, atención:
Asegúrese de que todos los conectores de fibra que desea limpiar están desconectados. NUNCA mire una fibra con o sin microscopio cuando los láseres están activos.
Opciones de terminaciónExisten varios métodos para la terminación de conectores de fibra y cada uno tiene sus propios méritos y beneficios, ya sea por su facilidad de terminación, coste o conveniencia. Un factor que sigue siendo coherente en todos ellos es la importancia de la limpieza. Los conectores multimodo se instalan normalmente sobre el terreno, tras el tendido de los cables, y pueden incluir terminación directa o empalme de preterminación de pigtails prefabricados. Por el contrario, los conectores monomodo se instalan normalmente mediante un empalme de un pigtail prefabricado en la fibra. Esto se debe a que las tolerancias de las terminaciones monomodo son mucho más estrictas y los procesos de pulido son más críticos. Además, es posible que no se consigan pérdidas inferiores a 1 dB con terminación sobre el terreno.Puede realizar el tendido de cables preterminados con conectores ya incluidos si comprende perfectamente los posibles problemas: En primer lugar, la longitud debe ser precisa, si es demasiado larga, es posible que tenga que almacenar el producto sobrante.En segundolugar, los conectores deben estar protegidos. Excel Networking ofrece fundas de protección para cubrir los conectores, pero aún así,debe tener cuidado al realizar el tendido de los cables. De hecho, debe considerar la terminación de un extremo y realizar el tendido delextremo no terminado para evitar dañar los conectores. Existe el movimiento cada vez más creciente de instalar sistemas preterminados, especialmente con conectores multifibra MPO/MTP 12.
Terminación directa - Resina epoxi, «Hot Melt», adhesivo anaeróbico, presión y pulidoUn apunte sobre los adhesivos: La mayoría de los conectores utilizan resinas epoxi u otros adhesivos para mantener la fibra en el conector. Utilice solo la resina epoxi especificada, ya que la unión de la fibra y el casquillo es crucial para conseguir bajas pérdidas y fiabilidad a largo plazo.
Resina epoxi / PulidoLa mayoría de los conectores son del tipo «epoxi/pulido», en los que
la fibra se pega al conector con resina epoxi y el extremo se pulecon una lámina abrasiva especial. De esta forma se consigue una conexión más fiable, pérdidas más bajas (inferiores a 0,5 dB) y menos costes, sobre todo si cuenta con muchos conectores. La resina epoxi puede fijarse durante la noche o secarse en un horno asequible. Nunca debe utilizarse una pistola de aire caliente para intentar secar más rápido la resina epoxi, ya que un calor no uniforme puede no secar toda la resina.
«Hot Melt» o termofusiónHot Melt es un nombre comercial de 3M para un conector que ya tiene la resina epoxi (pegamento que fija con el calor) dentro del conector. Debe pelar el cable, insertar el conector, presionarlo y ponerlo en un horno especial. En pocos minutos, el pegamento se derrite y ya puede extraer el conector y dejarlo enfriar: ya está listo para pulir. Rápido y sencillo, con bajas pérdidas, pero no tan barato como la resina epoxi, se considera apropiado para cantidades relativamente pequeñas de conectores.
Adhesivos anaeróbicosEstos conectores utilizan un adhesivo rápido en sustitución de la resina epoxi. Funcionan bien si su técnica es buena pero, a menudo, nocuentan con el amplio intervalo de temperaturas de las resinas epoxi, por lo que se recomienda utilizarlos en el interior
Presión / pulidoEn vez de pegar la fibra en el conector, estos conectores utilizan la presión en la fibra para fijarse a ella. Puede esperar pérdidas más altas por la mayor velocidad de terminación. Estos conectores son más costosos que los de resina epoxi. Una buena opción si solo instala pequeñas cantidades y el cliente las acepta.
Consejos para la terminación de conectores sobre el terreno:- Contar con las herramientas adecuadas para el trabajo y asegurarse de que están en buenas condiciones.- ¿Está su equipo de pruebas y los cables en perfectas condiciones?- Procure contar con los medios necesarios para inspeccionar la superficie de los extremos.- El polvo y la suciedad son sus mayores enemigos: trabaje en un lugar lo más limpio posible.- Utilice toallitas sin pelusa para limpiar todos los conectores antes
de conectarlos o probarlos.- No trabaje bajo salidas de calefacción, ya que distribuyen aire sucio.- No pula en exceso, pulir en exceso es tan negativo como no pulir lo suficiente. Al pulir en exceso se crea una superficie de fibra cóncava y se incrementan las pérdidas.- Cambie la lámina abrasiva regularmente. Al pulir se acumulan residuos en la lámina que pueden causar problemas.- Coloque cubiertas a los conectores y paneles de conexión cuando no se utilicen.- Inspeccione y pruebe. A continuación, documente.
Empalmes - mecánicos o por fusiónExisten dos tipos de empalmes, por fusión y mecánicos, y la elección se basa en la cantidad, el ciclo de vida útil previsto y la ubicación.
Empalmes por fusiónSe realizan «soldando» las dos fibras normalmente con un arco eléctrico. Obviamente, no se aconseja en atmósferas explosivas. Unabuena empalmadora por fusión suele ser totalmente automática, lo cual ofrece la máxima ayuda posible y garantiza buenos empalmes durante mucho tiempo. Esta es la opción preferida en la terminación sobre el terreno de los Sistemas de fibra Excel, debido a la precisión y uniformidad de los empalmes por fusión de los pigtails prefabricados y con garantía de Excel.Para más información sobre los procedimientos correctos para realizar empalmes por fusión, visite el siguiente enlace.fujikura.co.uk/products/videos /
Empalmes mecánicosSe trata de dispositivos de alineación que mantienen unidos los extremos de las dos fibras con gel de fijación o pegamento entre ellas. Existen varios tipos de empalmes mecánicos pero solo deberían utilizarse para reparaciones temporales y no en instalaciones a largo plazo cubiertas por la garantía de 25 años de Excel.
Fibra preterminadaLa cartera de fibra óptica preterminada de Excel, se encuentra disponible en categorías del sistema multimodo OM1, OM2, OM3 y OM4 ymonomodo OS1 y OS2. La amplia gama de opciones permite que el cable sea el adecuado para el entorno en el que se instalará.
La terminación de fibra estándar es costosa, ya que se necesitan ingenieros altamente capacitados y equipos especializados para completar la instalación. La solución de fibra preterminada Excel, le proporcionará un cableado interno de fibra que puede ser instalado por personal no especializado, reduciendo enormemente el tiempo de instalación in situ.NOTA IMPORTANTE:Utilizar conjuntos preterminados no es una excusa para descuidar la limpieza en la sala de telecomunicaciones, los conectores de fibra siguen siendo susceptibles a la contaminación transmitida por el aire, las normas relativas a la inspección y limpieza antes de la conexiónde un conector a un dispositivo o panel de conexiones señaladas anteriormente siguen siendo las mismas
Descripción general de la prueba de campoA fin de probar el funcionamiento de un sistema de fibra, deben realizarse varias mediciones clave, entre las que se incluyen algunas de las siguientes:- Pérdida del enlace óptico de extremo a extremol Índice de atenuación por unidad de longitudl Contribución a la atenuación de los empalmes, conectores y acopladores- Longitud de la fibra o distancia a un evento- Linealidad de la pérdida de la fibra por unidad de longitud- Reflectancia o pérdida de retorno óptico (ORL)- Dispersión cromática (CD)- Dispersión por modo de polarización (PMD)- Perfil de atenuación (AP)También se pueden realizar otras mediciones como el ancho de banda. Algunas mediciones requieren acceso a ambos extremos de la fibra, como la prueba de pérdida óptica Tier 1, otras requieren acceso a solo uno, como la prueba Tier 2 con un OTDR. Las pruebas sobre el terreno de los cables de fibra se clasifican en tres grupos: instalación, mantenimiento y localización/rectificación de averías. A continuación, encontrará un resumen de cada uno de estos temas, los datos exactos de los que depende el diseño del sistema y losrequisitos contractuales tal como se indican en las Especificaciones del sistema detalladas por el Cliente o sus representantes.
Pruebas de la instalaciónPruebas de preinstalaciónAntes de la instalación, inspeccione la fibra para asegurarse de que
los cables recibidos cumplen las especificaciones del proyecto (categoría, longitud y atenuación). Asegúrese también de que todos los conectores, pigtails y acopladores cumplen los requisitos y que la superficie de los extremos (especialmente si se han suministrado conjuntos preterminados) no se ha dañado durante el transporte.
Pruebas de instalación y puesta en marchaDurante la instalación, asegúrese de que la zona en la que se va a realizar la terminación está limpia en todo momento y evite laintroducción de polvo y residuos, ya que estos tendrían un gran impacto en la calidad del sistema que se va a entregar.Realice pruebas para determinar la calidad de las terminaciones y los empalmes de los cables, incluyendo las condiciones de la superficiede los extremos, la atenuación, la ubicación y la reflectancia. Asimismo, realice pruebas para garantizar que el sistema es apto para la aplicación deseada. Todas estas pruebas deben registrarse y proporcionarse al cliente y a Excel Networking como parte de la solicitud de garantía.
Pruebas de mantenimientoLas pruebas de mantenimiento incluyen la evaluación periódica del sistema de cableado de fibra para garantizar que los cables, empalmes y conexiones no han sufrido degradación. La primera etapa debe ser siempre la inspección de la superficie de los extremos para garantizar que no se ha introducido ningún tipo de contaminación durante el funcionamiento del sistema. Otras pruebas incluyenla atenuación de los cables y la atenuación y reflectancia de los empalmes y terminaciones. Es responsabilidad del cliente o de sus representantes definir la regularidad de estas pruebas.
Localización y rectificación de averíasDurante la localización y rectificación de averías se realizan pruebas para identificar en primer lugar la cause de la avería (transceptor,cable, conector, cable de conexión) además de la ubicación de la misma. Una vez completada con éxito la rectificación, se realiza una prueba del sistema reparado siguiendo las directrices tratadas en las pruebas de instalación y puesta en marcha.
Configuración del equipo de pruebasPrueba de fibra (Tier 1)A efectos de garantía, Excel exige que la prueba de fibra se realice
con un medidor de luz y fuente de potencia, que a veces se denomina prueba de pérdida de fibra. Esta debe completarse con el método de referencia de un solo jumper. En esta sección se explicará este método y cómo configurar el Fluke DTX con módulos de fibra MFM2/SFM2 para completar la prueba. Si está utilizando otro equipo de prueba autorizado, consulte el manual de instrucciones de los mismos. Le sugerimos que realice la configuración explicada anteriormente para conectar los cables de prueba y asignar las dos unidades. Mucha gente rehuye de la fibra porque piensa que es complicada, pero aquí le mostraremos que en realidad no es así.Dicho esto, realice la configuración básica de la información del proyecto (JOB INFORMATION) que se indica en los primeros párrafos. Gire el selector a SETUP, seleccione FIBRE LOSS y pulse ENTER. Ahora verá 3 pestañas
TENDIDO
A) Tendido en canaleta empleando los postes de catenaria para la sujeción de poleas.
1. Se distribuyen las bobinas por el trazado mediante "camiones de vía" o transporte normal (si no existe
vía).
2. Antes de comenzar el tendido, se fijan las poleas en los postes, y se ubica la bobina Fija y el sistema
de arrastre Móvil
Se fija la bobina en el comienzo del tendido, y por medios mecánicos se tira del cable para ir depositándolo sobre las poleas. Es importante que la fuerza de tracción sobre el cable no supere los 150 Kg. Al apoyarlo sobre la polea, y posteriormente descargarlo en la canaleta, el cable no sufre deslizamientos.
Bobina Fija
Arrastre móvil del Cable
Medida de la fuerza aplicada con dinamómetro
Control continuo
Cable Sobre Poleas previo a bajarlo a canaleta
B) Tendido en canaleta empleando un sistema de bobina rotatoria y método de arrastre móviles
El procedimiento consiste en el empleo de una máquina de vía o un camión con grúa, la colocación de la bobina con un anclaje regulado que permita su rotación, y la extracción manual de un operario del cable en favor de dicha rotación, para al final depositar la fibra óptica sobre la canaleta.
Con este procedimiento, el rendimiento de tendido es mayor, el cable no sufre efectos de tracción (ya que no se tira del cable, por lo que no aplica el empleo de dinamómetro), y tampoco experimenta efectos de rasgado de la cubierta por su desplazamiento en canaleta.
Únicamente, cuando existen postes de catenaria (aproximadamente cada 50 metros), la grúa debe desenganchar la bobina, salvar el poste y volver a repetir la operación. Aún así, el proceso es muy efectivo.
Bobina anclada a la grúa y con movimiento rotatorio
Operario completando el final de un tendido
Equipamiento básico para instalaciones de redes de fibra óptica Conectores de / para Fibra Optica Hoy en día, la utilización de cables de fibra óptica es un hecho
consumado. Los cables de fibra óptica responden a las exigencias y requisitos necesarios para el transporte de grandes volúmenes de datos. Tanto en líneas de gran recorrido como en comunicaciones entre edificios e incluso entre plantas de los mismos, la utilización de fibra óptica es la mejor solución a las necesidades de las redes actuales.
En todos los países se están sustituyendo las redes de cables multipares de cobre por cables de fibra óptica, ya que un cable con 8 fibras ópticas, tamaño bastante más pequeño que los utilizados habitualmente, puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1800 pares de cobre o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores mucho mayor.Además del ancho de banda disponible en fibra óptica, este elemento ofrece una serie de ventajas frente a las redes telefónicas convencionales tales como inmunidad al ruido e interferencias, multiplexación de señales, carencia de señales eléctricas, peso y dimensiones reducidas y compatibilidad con la tecnología digital.La instalación de este tipo de redes requiere una equipación específica con la que poder trabajar los diversos elementos disponibles en la red. Para la “unión” de diferentes cables de fibra óptica podemos emplear dos soluciones dependiendo de las necesidades y requisitos:
Sistema de empalme por fusión
La familia de fusionadoras Corning OptiSplice ofrece la posibilidad de unión de fibras por medio de tres sistemas distintos de fusión, como son el sistema LID (Inyección y detección de luz), CDS (detección de núcleo) y L-Pas (alineamiento de perfiles de la fibra).El proceso de fusión consiste en la unión de fibras por medio de un arco voltaico que “funde” la fibra de vidrio consiguiendo la unión de las distintas densidades del cable, obteniendo niveles de atenuación
en todos los casos inferiores a 0,05dB.
Sistema LID: Este sistema permite la fusión a través de medidas de potencia. Una luz monomodo (1300nm) es inyectada en el núcleo de una fibra por medio del curvador de la izquierda (emisor) y recibida por la otra fibra en el curvador de la derecha (receptor) Controlando el nivel de recepción de luz durante la fusión conseguimos el punto óptimo de transmisión en cada una de las fusiones realizadas
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Sistema CDS: Con este sistema conseguimos una rápida
prealineación de las fibras. Un pequeño arco eléctrico ilumina las fibras para que la fusionadora realice una fotografía digital de las mismas, pudiendo detectar y analizar el núcleo de ambas fibras. La fusión se realizará por medio de la alineación y enfrentamiento de estos núcleos, eliminando las posibles excentricidades existentes en los cables.
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Sistema L-PAS: Este sistema analiza los perfiles de la fibra (princi-
pio/final de fibra, principio/final de núcleo) y utiliza el método de correlación para calcular el posicionamiento exacto de las fibras, controlar la prealineación con gran exactitud y detectacualquier sombra o desperfecto a lo largo de toda la fibra descubierta.
Sistema de empalme mecánico CamspliceEl Camsplice es un sistema de empalme mecánico para fibras monomodo y multimodo, rápido y fácil de usar. Su principal característica es el cierre excéntrico (Cam) que fija las fibras introducidas sin necesidad de adhesivo. Junto con una ranura de vidrio de alta precisión en forma de V, este mecanismo forma un método de posicionamiento patentado que garantiza un posicionamiento muy exacto de las fibras.
Con este sistema conseguimos atenuaciones de empalme del orden de 0,05 dB.Una vez realizada la instalación del cable de fibra óptica se hace necesaria la terminación de las fibras en elementos que faciliten su posterior conexionado. Dependiendo del lugar de terminación de las fibras (armario repartidor, caja mural, equipo óptico, PTRO…) podremos utilizar diversas aplicaciones:
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Terminación en pigtail
Un pigtail es un cable de fibra óptica con un conector ensamblado en fábrica en uno de sus extremos, que irá conectado al correspondiente sistema de distribución. El extremo que queda sin conectorizar será el que unamos a la terminación del cable de fibra entrante.Deberemos preparar ambos cables hasta dejar la fibra descubierta en 125 µm para realizar la fusión de unión entre ambas fibras, proteger el empalme una vez realizado (protector termocontraible o de crimpado) y colocarlo en su correspondiente bandeja de empalme.Con este sistema obtenemos una terminación de la línea con atenuaciones bajas y nos permite una fácil distribución y parcheo de las fibras dependiendo de la aplicación a utilizar.El mercado dispone de una gran variedad de hardware donde poder realizar estas terminaciones (cajas murales, armarios de distribución, subracks….) consiguiendo un gran capacidad de transmisión y repar-to de información en espacios reducidos.
Conectorización mecánica
Al igual que en los empalmes de fibra, para la conectorización final, Corning ofrece la posibilidad de una conectorización mecánica mediante conectores prepulidos. Esto es posible mediante el sistema patentado Unicam®.El conector lleva insertado un extremo de fibra en la férrula, con pulido final en fábrica. El conector Unicam contiene en su interior un empalme mecánico que hará la alineación y enfrentamiento de la fibra entrante con el final de fibra preconfeccionado en el interior del
conector.
El montaje es sumamente rápido y sencillo y nos permite la posibilidad de terminar la fibra en diversos conectores estándar a muy bajo precio.
Conectores de fibra ópticaEl control de la superficie del conector es clave para asegurar la fiabilidad de la red. El radio de curvatura, el apex offset y el undercat de la fibra son otros tres parámetros críticos que afectan al funcionamiento de los conectores a medio y largo plazo, por lo que estos parámetros son supervisados estre-chamente durante el proceso de ensamblado.
Una vez instalados los cables, dos parámetros adquieren vital importancia:Pérdidas de inserción: Pérdida de potencia resultante de insertar el conector en red.Pérdidas de retorno: Nivel de señal que retorna a la fuente debido a las reflexiones.La elección del tipo de pulido del conector (PC,APC.SPC,UPC) también influye en gran manera tanto en las pérdidas de retorno como en las pérdidas de inserción. El uso general de los cordones incluye la interconexión del cable de F.O. de planta externa con los equipos opto-electrónicos y/o la conexión cruzada de segmentos de la planta del cable de F.O.
Equipos de medida
Después de instalar, modificar o reparar un sistema de fibra óptica, las medidas y los test son de extrema importancia para asegurar un funcionamiento uniforme y satisfac
torio de la red. Los resultados de las medidas indican la calidad de la red en cifras, muestran errores del sistema y clarifican las causas de los fallos, especialmente cuando se han utilizado productos de diferentes suministradores.Los principales parámetros de medida de una red de F.O. son:
- Atenuación de la red.- Nivel absoluto del sistema.- Sensibilidad del receptor.- Ancho de banda total del sistema.
OTDR OV1000
Los OTDR se utilizan para mostrar gráficamente el estado de la fibra y medir la respectiva pérdida de señal. La principal virtud es que permiten la localización de eventos en la línea tales como empalmes, conexiones, posibles fallos de instalación o materiales defectuosos. Estos equipos funcionan bajo el principio de la medida de retorno de esparcimiento óptico. Envía un pulso de luz a lo largo de la fibra y mide el retroesparcimineto o luz reflejada.Es el instrumento más versátil dentro de los equipos de medida para F.O.El OV1000 es un reflectómetro óptico compacto y modular diseñado para pruebas, testeos, documentación y medidas en redes de fibra de área local (LAN), carrier, CATV y FTTx.Existen diversas combinaciones de longitudes de onda (850, 1300, 1310, 1490 1550 y 1625 nm) y rangos dinámicos.Este modelo de OTDR es de fácil manejo y extremada precisión, con
una resolución de atenuación de 0,001 dB, 128000 puntos de medida para alta resolución, tres modos de testeo (automático, avanzado y plantillas), memoria interna para 1500 trazas, autonomía de 8 horas, peso ligero, 10/100 Mb/s Ethernet cat. 5 RJ45, pantalla táctil, fácil manejo de software para creación de informes profesionales, incluyendo análisis bidireccional y función de impresión rápida.Su avanzado diseño nos permite reducir la zona muerta de la medida a una distancia de entre 1 y 4,5m.
Funtes de luz y medidores de potencia: serie OTS y LTX
Una fuente de luz y un medidor de potencia son partes básicas dentro de la equipación de cualquier técnico.Con estos equipos obtenemos la medida de la pérdida total de la línea de transmisión.La fuente de luz actúa como emisor desde una de las terminaciones de la fibra, emitiendo a una potencia determinada. El medidor de potencia se encuentra en el otro extremo de la línea, recogiendo la luz emitida por el emisor. De esta manera, mediante cálculos matemáticos, mide y nos muestra las pérdidas totales de la línea. La gama de productos Corning nos ofrece la posibilidad de adquirir estos equipos en varias versiones. Podemos poseer la fuente de luz y el medidor de potencia en dos equipos independientes, emitiendo y recibiendo en puntos de la red distintos, u obtener un medidor de potencia con fuente de luz integrada en un solo equipo, por lo que emitimos y recibimos en el mismo lugar y con el mismo equipo.Esta familia de equipos facilitan el trabajo, ya que poseen detección de longitud de onda automático, eliminando posibles errores por el ajuste incorrecto entre emisor y receptor. Se pueden adquirir los equipos con dos, tres y cuatro longitudes de onda.
Identificador de fibra activa
El identificador de fibra activa es una herramienta auxiliar de fácil manejo para la instalación y mantenimiento de sistemas de fibra óptica. Detectan de forma segura las señales de la fibra óptica e indican su dirección de transmisión sin interrumpir el funcionamiento de la red. La dirección de la señal y el tipo de señal (continuo, pulsante o ninguno) se muestra a través de los indicadores luminosos. Puede disponer adicionalmente de un medidor de potencia integrado que mide e indica al mismo tiempo la potencia relativa de las fibras.Funcionan con una tecnología de detección no intrusiva, por lo que la red no sufre ningún daño ni durante ni después de la comprobación.Debido al anchísimo espectro de posibilidades ofrecidas en la distribución tanto en materiales como en instrumentación, Rextel Private Networks pone a su disposición un equipo de ingeniería especializado en el estudio de las necesidades de cada cliente y/o instalación, integrando soluciones a medida de los requisitos exigidos en cada caso, ya que tanto la elección de los materiales a instalar como disponer de la equipación adecuada es el único modo de implementar una red de comunicaciones con la calidad exigida en el mercado actual.
EQUIPO DE CONEXIÓN PARA CABLE DE FIBRA ÓPTICAGeneralidadesAquí se cubren las especificaciones y recomendaciones mínimas para el conector de fibra óptica, para el equipo adaptador y conector para cables de fibra óptica unimodales de 62.5/125 um. Estos requerimientos se aplican al cableado principal y horizontal, y al conector/salida de telecomunicaciones. Al adaptador y conector recomendado y especificado en este documento es identificado como 568SC.NOTA - El término adaptador, cuando se usa en referencia con fibra óptica, no deberá confundirse con su definición cuando se usa en referencia con otros tipos de medios, como, por ejemplo, UTP Y STP. El término adaptador ha sido adoptado por la industria de fibras ópticas y organismos de normas y patrones para definir un aparato o instrumento de terminación mecánica ideado para alinear y unir dos conectores ópticos similares. La expresión adaptador híbrido se adopto para definir un aparato de terminación mecánica ideado para alinear y unir dos conectores ópticos no similares.Aunque la intención de esta subcláusula es ofrecer especificaciones y guías mínimas para conexiones de fibra óptica, conviene señalar que los conectores y adaptadores son relativamente nuevos en la configuración recomendada y que otros comités de normas están trabajando para crear especificaciones y criterios de desempeño adicionales para asegurar intermatabilidad y un desempeño apropiado. Se recomienda a los usuarios de esta subcláusula consultar a fabricantes de equipo y a integradores de sistemas para determinar
la adecuación de estos requerimientos a aplicaciones especificas de trabajo de red en conjunto. Adicionalmente, a los usuarios se les aconseja consultar ANSI Z136.2 cuando usen láseres que excedan el nivel de riesgo 1 en sus sistemas.AplicabilidadConforme aumentan los índices LAN de transmisión y los usuarios emplean mas cables de fibras ópticas, se va haciendo mas y mas importante especificar el mínimo de requerimientos de cableado de interconexión de fibras ópticas. La selección cuidadosa de la fibra óptica y el seguimiento de los lineamientos para cableado ayudara a asegurar que los usuarios tengan un sistema de fibras ópticas funcional y manejable. Aquí esbozaremos los requerimientos mínimos en los conectores de fibras ópticas (en cables medulares, cables horizontales y cuerdas auxiliares), adaptador de fibras ópticas, y sistemas de prueba.Recomendamos una conexión 568SC debido a su capacidad de establecer y mantener la polarización correcta de transmisión y recepción de fibras ópticas en dos sistemas de transmisión de fibras ópticas, a la vez que permiten a los sistemas de transmisión usar otras partidas de fibras ópticas. Si bien el conector en el lado del cableado del panel auxiliar de fibra óptica deberá usar el 568SC para las dos aplicaciones de fibra.
MecánicaDiseño FísicoLa conexión (conector y adaptador) será capaz de conexión por fibra óptica simplex o dúplex. La conexión 568SC será una dúplex SCFOC/2.5 con un centro espaciador entre herretes conectores de 12.7 mm (0.5 pulgadas).El adaptador 568SC deberá consistir de dos adaptadores simplex SC SC o de un adaptador dúplex SC de una sola pieza. El adaptador deberá mantener el espaciamiento central nominal de 12.7 milímetros (0.5 pulgadas) cuando se monte en un panel auxiliar de fibra óptica o en un conector/salida de telecomunicaciones. El conector y el adaptador 568SC tendrán las llaves y las cajeras de cuña orientadas, tal como en la figura 12.3.Otras versiones del conector SC dúplex pueden especificarse por medio de aplicaciones especificas. El adaptador y conector dúplex SC especificado por este documento será denominado 568 SC. Las dimensiones de los componentes del 568SC, conectores y adaptadores, incluyendo la llave y la cajera de cuña, deberán llenar los requisitos de ANSI/EIA/TIA-604-3.NOTA - Los usuarios que tengan una base instalada de conectores y adaptadores BFOC/2.5 (llamados comúnmente ST) pueden quedarse con el conector y adaptador BFOC para adopciones ya existentes y futuras a sus redes de fibras ópticas. El Anexo informativo F describe una senda de migración para los usuarios de tales redes.Identificación Unimodal y de 62.5/125 umEl conector y adaptador 62.5 um y el conector y adaptador unimodal 568SC tendrán las mismas dimensiones y deben permitir la intermatabilidad entre los dos tipos de fibras ópticas. Sin embargo, el conector y adaptador 62.5 um serán de color beige, en tanto que el conector y adaptador unimodal serán de color azul para distinguir entre los dos tipos de fibras ópticas.Llaveado y EtiquetadoLos dos conectores en un conector 568SC y al correspondiente adaptador 568SC deben ser identificados como Posición A y posición B. La figura 12.3 muestra la ubicación de las Posiciones A y B en el conector y adaptador 568SC con respecto a las llaves y sus formas. Como indica la figura, el adaptador 568 SC tendrá a su cargo una conexión doble entre conectores. Adicionalmente, la figura 12.3 muestra la Posición A y la Posición B en las dos orientaciones verticales posibles y en las dos orientaciones horizontales posibles. El sombreado usado en la figura 12.3 es únicamente para fines aclaratorios y no representa un esquema de identificación. Las dos posiciones del adaptador 568SC serán identificadas como Posición A y Posición B usando respectivamente las letras A y B. El etiquetado puede hacerse ad hoc o venir ya desde la fabrica.Resistencia a TracciónEl conector tendrá una fuerza de tracción axial óptica de 2.2 N (0.5 ibf) a un ángulo de 0º y una fuerza de tracción axial de 2.2 N (0.5 ibf) a un ángulo de 90º, con un aumento máximo en atenuación de 0.5 dB para ambas pruebas cuando realizadas de conformidad con ANSI/EIA/TIA-455-6B. NOTA - Estos requerimientos son diferentes de los del conector sobre las cuerdas auxiliares de fibra óptica porque la conexión del lado del cable del panel auxiliar experimentara una reconfiguración. Igualmente, el conector experimentara tensiones de tracción limitadas si el cable esta debidamente asegurado al panel auxiliar o antes de su entrada al panel auxiliar. Véase en 12.5 los requerimientos del conector en cuerdas auxiliares de fibra óptica.
TransmisiónAtenuaciónLa atenuación óptica máxima por cada par conector 568SC apareado y con instalación de campo no será mayor de 0.75 dB según el Método A en ANSI/EIA/TIA-455-34 (prueba de
fabrica), o ANSI/EIA/TIA-455-59 (prueba de campo). La atenuación óptica máxima por cada par conector apareado no deberá ser mayor de 0.75 dB en ensamblaje de cables según ANSI/EIA/TIA 455-171. La atenuación óptica total durante la conexión cruzada de cualquier fibra óptica terminada con cualquier otra fibra óptica terminada no excederá de 1.5 dB. Estas mediciones se llevaran a cabo a 23ºC ± 5ºC.Perdida de RetornoEl conector 568SC tendrá una perdida de retorno ³ 20 dB sobre 62.5/125 um de fibra óptica y una perdida de retorno ³ 26dB en fibra óptica unimodal cuando se pruebe de conformidad con ANSI/EIA/TIA 455-107 (prueba de fábrica) o ANSI/EIA/TIA 455-8 (prueba en el campo). Estas mediciones se llevaran a cabo a 23ºC ± 5ºC.Durabilidad Los conectores 568SC sostendrán un mínimo de 500 ciclos de apareamiento por ANSI/EIA/TIA 455-21 sin violar especificaciones. Estas mediciones se efectuaran a 23ºC ± 5ºC.
Conector / Salida de Telecomunicaciones de Fibra OpticaLas cajas de los conectores/salida de telecomunicaciones se montaran con firmeza y seguridad en los lugares pre-escogidos. Como mínimo, la caja del conector/salida de telecomunicaciones tendrá capacidad para terminar dos fibras ópticas en un adaptador 568SC. El conector/salida y el adaptador satisfarán los requerimientos de 12.4.3 y 12.4.4 y el adaptador estar en la orientación A-B. La caja del conector/salida deberá poder asegurar el cable de fibra óptica y soportar un mínimo de 30 milímetros (1.18 pulgadas) de doblamiento del radio. Un mínimo de 1 metro (3.28 pies) de cable de dos fibras o dos fibras ópticas amortiguadas deberá estar a mano para fines de terminación. Típicamente, las cajas de telecomunicaciones del conector/salida consisten en una caja eléctrica de 100 mm X 100 mm (4 x 4 pulgadas) con una superficie adicional (que se monta en la caja eléctrica), las dos proporcionado el radio de doblamiento, almacenamiento no apiñado de cables y entrecara de adaptador (véase figura 12.4). Esta caja adicional se usará en lugar de una placa típica de la parte frontal de vidrio de un tubo de rayos catódicos. Porciones de fibra óptica utilizables en conexiones futuras se guardaran en una caja de conector/salida de telecomunicaciones.
Panel Auxiliar ( o Provisional )GeneralidadesEquipo conector para cable de fibras óptica es instalado en lo siguiente: a) el conector cruzado principal:b) conector cruzado intermedio;c) conector cruzado horizontal;d) puntos de transición del cableado horizontal;e) conector/salida de telecomunicaciones.Las instalaciones típicas de conexión cruzada consisten de puentes de conexión cruzada o de cuerdas auxiliares y paneles auxiliares conectados directamente al cable principal de fibra óptica.Compatibilidad AmbientalEl cable de fibra óptica conectado equipo estará protegido contra daño físico y contra la exposición directa a la humedad y a otros elementos corrosivos. Esta protección se lograra mediante instalaciones a cubierto o en un medio cerrado apropiado.MontajeEl cable de fibra óptica conectando equipo estará diseñado para proporcionar flexibilidad para montarse en muros, en bastidores o en otros tipos de marcos de distribución y equipo de 7montaje convencional.Densidad de Terminación MecánicaEl cable de fibra óptica conectando equipo deberá tener una alta densidad, a fin de conservar espacio, pero también deberá tener un tamaño consistente con un fácil manejo del cable de fibra óptica. La conexión cruzada de fibra óptica montable en la pared con capacidad para terminar no mas de 144 fibras ópticas debe estar contenida en un muro con área de 610 x 610 mm (24 x 24 pulgadas).Conexiones cruzadas de fibras ópticas montables en bastidores con capacidad para terminar no mas de 144 fibras ópticas ocuparan un máximo de 622.3 mm (24.5 pulgadas) o 14 espacios de bastidores de espacio linear.Conexiones cruzadas de fibra óptica montables en bastidores con capacidad para terminar mas de 144 fibras ópticas deben proporcionar terminaciones mecánicas para 12 o mas fibras ópticas por 44.45 milímetros (1.75 pulgadas o un espacio de bastidor) de espacio linear de bastidor.DiseñoEl equipo de fibra óptica cruzada deberá estar ideado para proporcionar:a)Medios de conectar cruzadamente cables con cuerdas auxiliares;b)Medios para interconectar instalaciones de equipo con red de fibra óptica; c)Medios para identificar circuitos y administrarlos de conformidad con ANSI/TIA/EIA-606;d)Medios para usar colores patrones para identificar funcionalmente grupos de terminación según ANSI/TIA/EIA-606.
e)Medios para manejar cable de fibra óptica y cuerdas auxiliares y para permitir la administración ordenada de cuerdas auxiliares;f)Medios de acceso para monitorear o someter a prueba cableado de fibra óptica y equipo de trabajo;g)Una barrera aislante (por ejemplo, una cubierta o una puerta), para proteger conectores y adaptadores en el lado del cableado, contra contacto accidental con objetos extraños que puedan perturbar la continuidad óptica.InstalaciónEl equipo conector de fibra óptica cumplirá lo establecido en 12.4.3, 12.4.4 y 12.7.1 y deberá estar instalado para proporcionar:a)Instalación limpia, pulcra y bien organizada con equipo de administración de fibra óptica y practicas excelentes de terminación óptica de conformidad con normas y pautas del fabricante.b)Código de color, etiquetado y documentación congruentes con ANSI/TIA/EIA-606.
