FIBRA OPTICA

Mantenimiento de ÓpticaConceptos Básicos

Mantenimiento de ÓpticaConceptos Básicos

OBJETIVOS

Conocer fundamentos básicos de tecnología de fibra óptica, los principios en que se basa la propagación de las ondas lumínicas en fibra de vidrio, los parámetros ópticos, y la composición de los cables de fibra óptica.

Introducción • A medida que progresa el desarrollo

tecnológico, aumenta la necesidad de transmitir grandes cantidades de información a largas distancias.

• Las compañías de Telecomunicaciones requieren transmitir anchos de banda cada vez mayores.

Introducción • Evolución en Comunicaciones.

o Ayer : 1 canal de voz 64 Kbps.o Hoy : 32.000 canales de voz 2,4 Gbps.o Mañana: 32.000.000 Canales de Voz 2 Tbps.

• Los datos fueron evolucionando a una rata mayor, Convergencia.

Introducción • Medio de Transmisión que

ofreciera características tales con gran capacidad de ancho de banda, seguridad, peso, expansión, entre otras.

EVOLUCION DE LAS COMUNICACIONES

AYER 64 kbps equivalente a 1 llamada ALAMBRE DE COBRE 0.4

HOY 2.4 GBits equivalente a 32.000 llamadas FIBRA OPTICA MONOMODO

MAÑANA 10 GBits equivalente a FIBRA OPTICA MONOMODO 32.000.000 de llamadas

INTRODUCCION

Historia de las Fibras Opticas

• En 1889 Alexander Graham Bell inventa el “Photophon” equipo que permitia transmitir la voz a traves de una onda lumínica.

• En 1953 Kapany inventa la fibra de vidrio y la recubre por primera vez de un revestimiento por primera vez se emplea el termino de Fibra Optica.

• En 1960 Theodor H. Maiman utiliza el Laser como fuente de luz para las transmisiones ópticas.


• En 1966 Charles R. Kao y George A.Hockman proponen la utilización de la fibra óptica como medio de Transmisión.

• En 1976 Se instalo el primer sistema telefonico comercial utilizando Fibra Optica como medio de Tx, en Atlanta Georgia.

• En 1976 M. Houriguchi y H. Osanai anunciaron el inicio de producción de Fibras Monomodo.


• En 1995, DWDM Adiciona ocho s sobre una fibra monomodo @ 2.5 Gb/s.o 32,500 voice calls or 48 TV channels -- boosting capacity of one fiber

line to 20 gigabits of data.

• En 1998 Se testea en laboratorio 100 wavelengths, cada una @ 10 Gb/s. Los mismos laboratorios Bell transmitieron 100 señales ópticas de 10 Gb/s por una sola fibra de 400 km. Un total de 1 terabit/s.

Ventajas de la Fibra Optica

Gran Capacidad: 60.000 conversaciones simultaneas por 2 hilos de fibra. Se puede presentar BW hasta 1.500 GHZ x Km.

Interferencia Eléctrica: No se ve afectada por EMI (interferencia electromagnética).

Aislamiento Eléctrico: La fibra óptica es un dieléctrico.

Peso y Dimensiones: Posee un diámetro más pequeño y es mas ligero que un cable de Cu con capacidad similar.


• Seguridad: No puede ser intervenida por mecanismos convencionales.

• Fiabilidad y Mantenimiento: Es un medio constante y no envejece. No se corroe, ni presenta cortocircuito, sobre tensiones.

• Versatilidad: Son adecuados para la mayoría de formatos de comunicaciones.


• Expansión: Se puede expandir fácilmente, se utiliza la misma F.O para cambiar de tecnologías de comunicación.

• Regeneración de la señal: Se ahorra equipamiento intermedio pudiendo llevar señales mas allá de los 100 Km.

Desventajas de la Fibra Optica

• Conversión Electro-óptica: Costo agregado de los equipos Tx y Rx.

• Camino Homogéneo: Se necesita un camino físico y recto para el cable.

• Instalación Especial: Se necesita Técnicas especiales de Ingeniería.

• Reparaciones: Necesita mano de obra y equipos especializados.

PARÁMETROS ÓPTICOS BÁSICOS

PROPIEDADES DE LA LUZ

• La propagación se realiza cuando un rayo de luz ingresa al núcleo de la fibra óptica y dentro de el se producen sucesivas reflexiones en la superficie de separación núcleo revestimiento. La condición mas importante para que la fibra óptica pueda confinar la luz en el núcleo y

guiarla es:• n1 > n2

Propagación de la luzVELOCIDAD:Determinada a partir del índice de refracción "n“. "n" representa la relación entre la velocidad de la luz en el vacío (C 300.000 Km/seg.) y velocidad de la luz en el medio V.

n=C/VLa velocidad de la luz en el medio V no es constante, depende de la naturaleza del material en que se propaga la luz.El índice de refracción n representa la densidad del medio óptico.

MATERIALVELOCIDAD (Kms/seg) V

ÍNDICE DE REFRACCIÓN n

Vacío 300.000 1,0000

Aire 299.900 1,0003

Agua 225.000 1,3333

Cristal Cuarzo 200.000 1,5

Ley de Snell

Cuando un rayo incide en la frontera entre dos medios con diferentes índices de refracción, el rayo incidente será refractado con distinto ángulo.

Ley de Snell• La ley de Snell es una fórmula

utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz con índice de refracción distinto.

n1= índice de refracción del material 1 (adimensional)n2 = índice de refracción del material 2(adimensional)v1 es la velocidad en el material 1 y v2 es la velocidad en el material 2

FENOMENOS INTERVINIENTES EN LA ADECUADA PROPAGACION DE LA LUZ EN LA FIBRA OPTICA

REFRACCION: Es un fenómeno particular de la luz, el cual radica en que cuando la luz que está en el vacío penetra a un medio diferente, experimentará un cambio tanto en la velocidad como en la dirección. A la relación de este cambio de velocidad se denomina INDICE DE RE-FRACCIÓN

Dirección 1

Velocidad 1 = c

Dirección 2

Velocidad 2

MEDIO 1 = VACIO

MEDIO 2

ÍNDICE DE REFRACCIÓN =

n = Velocidad de la luz en el vacío = c

Velocidad de la luz en el medio = v

C = 300.000 Km/seg.

FENOMENOS INTERVINIENTES EN LA ADECUADA PROPAGACION DE LA LUZ EN LA FIBRA OPTICA

REFLEXION: Cuando una onda luminosa incide en la superficie de contacto entre dos materiales con diferentes índices de refracción o plano de separa-ción, ocurrirán dos fenómenos:

1. Parte de la onda luminosa se refleja hacia el medio de donde procede, a esta onda se le denomina onda reflejada.

2. Sufre una desviación de la velocidad y dirección en la trayectoria original o se refracta, a esta onda sele denomina onda refractada.

Rayo incidente

Rayo refractado

Rayo reflejadoMEDIO

1

MEDIO 2

ACEPTANCIA

Nos dice la cantidad de luz que puede ser introducida dentro de una fibra.

n1

n2

q

=q Numerical Aperture » n1Ö 2 D

/q n1

DISPERSIONDISPERSION: Cuando la luz se propaga a través de un material no completamente homogéneo, la luz puede verse en otras direcciones distintas a la de la dirección de propagación.

Este fenómeno se debe a la existencia de pequeñas partículas y zonas no homogéneas las cuales al ser iluminadas emiten luz en todas las direcciones

Según lo anterior, los materiales componentes de la fibra óptica (núcleo y revestimiento) están constituidos por materiales vítreos de diferentes índices de refracción.

Núcleo con índice de refracción 1 (n1) Revestimiento con índice de refracción 2 (n2)

Para que exista un plano de separación aceptable, que permita tanto la reflexión como la refracción de la luz en la fibra óptica, el índice de refracción del nucleo debe ser mayor que con respecto al revestimiento:

n1 > n2

Propagación de la Luz atreves de

la fibra óptica

Propagación de la Luz atreves de la fibra

ópticaAPERTURA NUMERICA• Es un indicador del

ángulo máximo con que un haz de luz ingresa en la fibra óptica para que se produzca la reflexión total interna

• Para el aire (n0=1), la apertura numérica será:

• A menor apertura numérica, menor será la dispersión que vamos a experimentar en la guía.

n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada

Propagación de la Luz atreves de la fibra óptica

n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada


n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada


n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada


n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada


n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada


n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada


n1

n2

n2

Angulo límite

APERTURA NUMERICA

Onda incidente

Onda refractada

Onda reflejada


FIBRA ÓPTICA

FIBRA ÓPTICA

Fibra de vidrio que transporta luz emitida por diminutos láseres, señales digitalizadas que llevan información de voz, datos e imágenes a velocidad fantástica.

ELEMENTOS DE UNA FIBRA

Núcleo: Parte central de la fibra través del cual es trasmitida la luz

• Cubierta: es lo que rodea al núcleo. El propósito de la cubierta es proveer un índice de refracción diferente a la del núcleo, para causar la reflexión de la luz hacia el núcleo.

• Las capas de revestimiento son aplicadas al exterior de la cubierta para proteger a ambos , cubierta y núcleo

• El núcleo y la cubierta tienen una composición de vidrio diferente, pero continúan siendo la misma pieza de vidrio

FIBRA ÓPTICA

Núcleo

Revestimiento

Cubierta exterior

:

n1 n2

Indices de refracción

Aprox.= 1,5 Aprox.= 1,48

n = index of refraction = velocity in vacuumvelocity in glass

ASPECTOS PRINCIPALES

PARA LA PROPAGACION DE

LA LUZ

• Que la pureza del material del núcleo sea tan alta, que la atenuación se mantenga dentro de los limites razonables.

• Que los rayos, que por una razón u otra tiendan a cambiar su dirección de propagación , se mantengan dentro del núcleo de la fibra.

Diámetros usuales de la Fibra

• 8 a 10/125 µm : Aplicaciones de alta velocidad ó grandes distancias.

• 50/125 µm : Primera Fibra, mayor ancho de banda multimodo.

• 62,5/125 µm : Estándar multimodo, menos perdidas por microcurvaturas.

• 85/125 µm : Tamaño Europeo.• 100/140 µm : Fibra fácil de conectar.

TIPOS DE FIBRA OPTICA

Las fibras pueden ser identificadas por el tipo de trayectorias o modos que la luz utiliza para viajar dentro del núcleo

•Fibras multimodo •Fibras monomodo

TIPOS DE FIBRAS ÓPTICAMultimode:

Diámetro del núcleo 50 µm ó 62,5 µm Diámetro del cladding 125 µm Mayores perdidas.

Single Mode (monomodo):20 años de vida útilBajas pérdidas de potencia ópticaMuy buena para sistemas de transmisión sofisticados.No exhibe distorsión modal (todas las señales llegan al mismo tiempo)Diámetro del núcleo 8 a10 µm Diámetro típico del cladding 125 µm

F.O. MULTIMODO-MONOMODO

LA F.O. MULTIMODO permite varios rayos de luz propagandose al mismo tiempo a lo largo de su núcleo

LA F.O. MONOMODO solo permite un modo a través de su núcleo

F.O MULTIMODO• Son utilizados en aplicaciones de campus

y en distancia cortas dentro de edificios• La electrónica Terminales es más

económica, la fuente de Luz utilizada es un LED.

• La F.O. 62.5/125 se recomienda para distancias de hasta 2km

• Existen dos tipos de fibra multimodo:o Fibra de Indice de Escalón.o Fibra de Indice Gradual.

F.O MULTIMODO• Fibra de Indice de Escalón:

o Indices de refracción del núcleo y revestimiento diferentes pero uniformes.

o Cambio abrupto en la frontera.

Pulso deEntrada RECUBRIMIENTO

REVESTIMIENTO

Pulso deSalida

Trayectoria de los Modos

NÚCLEO

F.O MULTIMODO• Fibra de Indice Gradual:

o Indices de refracción del núcleo decrece desde el centro hasta su exterior y el índice del revestimiento es diferente y uniforme.

o Reduce la capacidad de ensanchamiento de un pulso, reduciendo la dispersión modal.

Pulso deEntrada

Pulso deSalida

F.O MONOMODO• El tamaño del núcleo varia entre 8,3 y 10 µm• El tamaño extremadamente pequeño del núcleo

elimina casi completamente el fenómeno de la dispersión de los pulsos de luz y minimiza las perdidas por difusión.

• Tiene mayor capacidad de transmisión de información que la fibra multimodo.

• Velocidades de Tx por encima de 2 Gbps.

PARAMETROS DE LA F.O.

• Longitud de onda• Modos de Propagación• Ventanas de operación• Frecuencia• Ancho de banda• Atenuación• Dispersión• Efectos no lineales

LONGITUD DE ONDA

• Es la distancia entre puntos similares de cualquier onda

• El color de la luz visible puede diferenciarse por la longitud de onda

• Longitudes típicas en F.O, 850nm, 1310nm,1550nm, todas ellas invisibles al ojo humano.

Trayectoria de los ModosPulso deEntrada

Pulso deSalida

Pulso deSalida

Pulso deEntrada


FIBRA MULTIMODO DE ÍNDICE EN ESCALÓN

FIBRA MULTIMODO DE ÍNDICE GRADUAL

FIBRA MONOMODO DE ÍNDICE GRADUAL

Pulso deEntrada

RECUBRIMIENTO

REVESTIMIENTO

Pulso deSalida


NÚCLEO

MODOS DE PROPAGACIÓN

800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 16000.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

REGIONES DE BAJA ATENUACIÓNDE LA FIBRA ÓPTICA

Longitud de onda (nm)

Ate

nu

ació

n (

dB

/km

) 850 nm 1.81 - 2.721300 nm 0.34 - 0.521550 nm 0.19 - 0.29

ATENUACION

T T

Pi P0

fiber with infinitelyhigh bandwidth

a (dB) = - 10 log ( )P0

Pi

La perdida de la señal a lo largo de la fibra, se mide en Decibelios por kilometro.

La cantidad de luz que no llega al otro extremo de la fibra es la que ha sido absorbida por ella, puede separarse en: Atenuación Intrínseca (F.O) y Atenuación extrínseca (instalador)

Pérdida de la Fibra

Tipo de Cable Longitud de Onda (nm) 850 1310 1550

Monomodo 2.5 .35 .21

Multimodo 4.0 .60 .45

Código de colores

ATENUACION INTRINSECA

Esta formada por las perdidas debidas a

procesos inherentes de la fibra

•ABSORCION

•DIFUSION

ABSORCION

La absorción es debida a las impurezas producidas durante el proceso de fabricación de la fibra, que absorben la energía luminosa. Este puede ser minimizado por el fabricante

DIFUSION

Cuando la luz entra en contacto con imperfecciones en el vidrio del que esta construido el núcleo, que hacen que una parte de la luz cambie de dirección perdiendose a través de la cubierta.

ATENUACION EXTRINSECA

Son perdidas en la fibra debidas a fuentes

externas

•MACROCURVATURAS

•MICROCURVATURAS

MACROCURVATURAS

Son curvaturas a gran escala.

La atenuación por macrocurvaturas se produce durante el proceso de instalación .

La excesiva curvatura produce una conducción incorrecta de la luz.

f1 f2

f2 < f1 < fc

scatteredlight

Macrocurvaturas: radius of curvature >> fiber diameter

cored

clad

r >> d

2a

Macrobend loss: depends on wavelength

MICROCURVATURAS

Son pequeñas deformaciones. Los efectos de las microcurvaturas sobre el cable y la fibra pueden no ser visibles aparentemente.

Pueden estar relacionadas con: Temperatura, tensión, presión o aplastamiento.

Microbends: amplitude of deviations is less than a few microns, and period is less than a millimeter

core andcladding

coating » £ 3 mm

Microbend loss: multimode fiber: does not depend on wavelength single-mode fiber: depends on wavelength

DISPERSIONEs el parámetro que afecta la capacidad de transmisión de datos de una fibra

input pulse output pulse

Digital Systems

input sinusoid output sinusoid

Analog AM Systems

Pulse Spreading

Distortion

WDMWavelength

Division Multiplexing

MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE LONGITUD DE ONDA

MUX DEMUX

TE

TE

TEλ1

λ2

λ3

TEλ4

TE

TE

TE

TE

λ1, λ2, λ3 , λ4

λ1

λ2

λ3

λ4

terminalmultiplexación

terminaldemultiplexación

Amplificadores ópticos

Enlace punto a punto

Beneficios de WDM

• Reducción de la cantidad de F.O.

• Compatibilidad con equipos SDH existentes

• Incremento de la capacidad de la red

• Incrementa el espaciamiento entre

regeneradores

Beneficios de WDM

• Permite aumentar la capacidad de la red rápida- mente para ofrecer nuevos servicios generan- do ganancias casi inmediatamente.

• Ofrece la posibilidad de arrendar canales, per- mitiendo entrar en nuevos mercados.

• Paso inicial hacia una red completamente óptica.

CABLES DE FIBRA ÓPTICA

COMPOSICIÓN DEL CABLE

• Los cables de Fibra óptica poseen dos estructuras básicas:

o Cables de Estructura Holgada (Loose).

o Cables de Estructura Ajustada (Tight).


• Cables de Estructura Holgada:o Varios tubos de fibra rodeando el miembro central de refuerzo.o Cada tubo es de 2 a 3 mm de diámetro y lleva varias fibras

holgadas.o El miembro central es de Acero ó Kevlar.o Cubierta exterior de polietileno, coraza de Acero, PVC.o Las Fibras ópticas se alojan describiendo una trayectoria

helicoidal.


• Cables de Estructura Holgada:

AramidasTubo Holgado

Miembro Central

Hilo de rasgado

Cubierta de Polietileno

Fibras Opticas


Cables de Estructura Ajustada: Consiste en aplicar una cubierta inicial de

termoplástico directamente sobre el recubrimiento inicial de la fibra. Recubrimiento secundario.

El espesor es de aprox. 300 um y el diámetro externo oscila entre 850 y 900 um.

Permite que la fibra sea conectada directamente al distribuidor óptico.

Cubierta exterior de polietileno, coraza de Acero, PVC.

No son apropiados para resistir efuerzos de tracción.


• Cables de Estructura Ajustada:

Cubierta de Plástico Aramidas

Miembro Central

Hilo de rasgado

Cubierta de Polietileno

Fibra Optica

Composición del Cable• Polietileno

o Cubierta negra resistente a la intemperie.o Aislante Bueno y propiedades dieléctricas.o Tipos: L.D.P.E, M.D.E.P, H.D.P.E.

• Cloruro de Polivinilo (PVC)o Resistencia a efectos medioambientales.o PVC menos Flexible y mas caro que el Polietileno.

Composición del Cable• Poliuretano

o Resistente al Fuego.o Mas duro y Ligero.

• Hidrocarburos polifluoradoso Excelentes propiedades de resistencia al fuego.o Poca emisión de humos.o Gran Flexibilidad.o Instalaciones Interiores.

Composición del Cable• Cabos de Aramida/Kevlar

o Dentro de la Cubierta rodeando la Fibra.o Material Fuerte para darle resistenciao Se utiliza como miembro central.

• Coraza de Aceroo Resistencia a la compresión.o Garantiza el cable contra-roedores.o Se sacrifica la ventaja dieléctrica.

Composición del Cable• Hilo de Rasgado

o Hilo fino y fuerte que se encuentra debajo de la chaqueta del cable.o Se usa para rasgar fácilmente la chaqueta.

• Miembro Centralo Proporciona Fuerza y soporte al cable.o Soporta las tracciones realizadas en el momento de la instalación.

Composición del Cable• Relleno Intersticial.

o Sustancia gelatinosa que se encuentra en los cables de estructura holgada.

o Llena la protección secundaria y los intersticios del cable haciendolo impermeable.

o Cuando se necesita empalmar se debe eliminar por completo esta sustancia.

Composición del Cable• El tradicional bloqueador de agua hace que…

o Se incremente el peso del cableo Requiere solventes químicos para ser removidoo Mucho tiempo para limpiar antes de realizar el splicing.

• DryBlock™ fue desarrollado para mejorar el desempeño en estas aéreas.

Composición del Cable• DryBlock™ utiliza polímeros super

absorbentes que se dilatan al contacto con el agua

• La tecnología DryBlock™ provee la misma protección que se utiliza tradicionalmente mejorando ...o Reduce el peso del cableo No requiere solventeso Reduce el tiempo de trabajo en los splices

Tipos de Cables• Instalaciones Canalizadas.• Instalaciones Aéreas.• Instalaciones Torres de Transmisión.• Ambiente Interior/Exterior

Cables para Ductería• Totalmente dieléctricos.• Se instala sobre tubería EMT, PVC, TMG.• Disponibles en una chaqueta ó en doble chaqueta

de polietileno.

Cables para Ductería• Chaqueta Armored, Cintas con aislamiento

impermeable, disponible en redundancia.

Cinta Metálica

Cables Aéreos• Los tipos de cables disponibles:

o Figure 8: autosoportado incorpora una guaya metálica (mensajero).

o OPGW: Optical Ground Wire.o Wrapping Cable: Cable Entorchado.o PowerGuide: Dieléctrica autosoportada

(Aramida)

Cable Aéreo -Figura 8-• Auto soportada Figure 8 loose tube cables

incluye un extra fuerte (EHS) metal de mensajero

• Figure 8 loose tube provee un costo efectivo para ser instalado en un spans hasta de 150 metros

• La opción de Armored es posible para mayor resistencia en la tensión

Cable Aéreo -ADSS-• Cable de Estructura Holgada diseñado para

estructuras aéreas.• El span se determina de acuerdo a la cantidad de

Aramida que posea.

Cables Aéreos -ADSS-

Disponible en Monomodo y Multimodo

Chaqueta exterior

Chaqueta del miembro central

Bloqeador de aguaDryBlockTM oFlooded Technology

Tubo Protector

Fibras Opticas

Fibras de Aramid

Miembro central Vidrio

Cuerda de corte

Chaqueta interior

EMPALMES

EMPALMES

UNION PERMANENTE ENTRE DOS FIBRAS OPTICAS

A menudo se requiere de un empalme para crear una trayectoria óptica continua para la transmisión de pulsos ópticos de una longitud de fibra a otra

TIPOS DE EMPALME

• Conectores mecánicos• Empalmes mecánicos• Empalmes por fusión

EMPALMES MECANICOS

Están disponibles para fibra tipo monomodo y multimodo y pueden ser temporal o permanente. Los empalmes mecánicos para fibra multimodo son fáciles de instalar y requieren de pocas herramientas especializadas de instalación.

Las perdidas típicas de inserción (perdida de potencia óptica en la unión entre fibras idénticas), para empalmes mecánicos están en el rango de 0.05 a 0.2 dB

EMPALMES POR FUSION

Es uno de los mas ampliamente usados como método permanente para unir fibras ópticas.

Hoy en día es mas fácil obtener un buen empalme por fusión debido a los continuos mejoramientos en los equipos de fusión, procedimientos y practicas, además del mejoramiento del control de la geometría de la fibra óptica.

Como resultado las perdidas típicas están en el rango de 0.05 a 0.10 dB para fibras monomodo y multimodo.

• Son empalmes permanentes y se realizan con máquinas empalmadoras, manuales o automáticas, que luego de cargarles las fibras sin coating y cortadas a 90º realizan un alineamiento de los núcleos de una y

10

EMPALMES POR FUSION

Empalmadoras:

FUJIKURA FSM 40S Y FSM50S

11

EMPALMES POR FUSION

Con una pinza especial (125m) se pela (strip) unos 5cm de coating (color)

Se limpia (clean) la fibra con un papel suave embebido en alcohol isopropílico al 95%

Procedimiento para empalme de fibras por fusión

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EMPALMES POR FUSION

Se corta (cleave) la fibra a unos 8 a 16mm con un cutter o cleaver, con hoja de diamante, apoyando la fibra dentro del canal, haciendo coincidir el fin del coating con la división correspondiente a la medida. Una vez cortada, la fibra no se vuelve a limpiar ni tocar.

Cuidando que la fibra no contacte con nada, se introduce en la zapata de la empalmadora, sobre las marcas indicadas. Repetir el procedimiento con la otra fibra.


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EMPALMES POR FUSION

En el display se verán las dos puntas, pudiéndose observar si el ángulo es perfectamente recto, sino fuera así la máquina no nos permitiría empalmar.

Presionando el botón de empalme, estando la empalmadora ajustada en automático, la misma procederá a alinear en los ejes x e y, y a acercar las puntas a la distancia adecuada.


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EMPALMES POR FUSION

Una vez cumplido esto, a través de un arco eléctrico dado entre dos electrodos, aplicará una corriente de prefusión durante el tiempo de prefusión, y luego una corriente de fusión durante el tiempo de fusión.


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EMPALMES POR FUSION

La zona del empalme es delicada por lo que se protege de diferentes maneras: pegándose sobre unas almohadillas autoadhesivas existentes en algunos cassettes de empalmes, rodeándose con una bisagra autoadhesiva, o con manguitos termocontraíbles (sleeves) los cuales poseen un nervio metálico.


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EMPALMES POR FUSION

Los empalmes exteriores se protegen dentro de una caja de empalme, la cual posee en un extremo unos tubos cerrados que se cortarán en su extremo por donde deba pasar un cable, para luego sellarse con termocontraíbles. La caja posee una tapa o domo que se cierra sobre la base con una abrazadera sobre un o-ring. Sobre el domo se encuentra la válvula de presurización.

Cajas de empalme

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EMPALMES POR FUSION

El ducto por donde sale el cable debe sellarse para evitar ingrese el agua a la caja de empalme.Esto se logra con un termocontraíble según el siguiente procedimiento

1. Con cintas abrasivas se lijan el extremo del ducto y el cable en la zona donde se situará el termocontraíble, para mejorar la adherencia y se debe hacer en forma transversal porque de lo contrario se formarían canaletas longitudinales por donde podría circular agua.

Sellado de cables en cajas de empalme

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EMPALMES POR FUSION

2. Sobre el cable, y entrando 1cm aprox. en la zona la canusa (según marca azul) se coloca el papel de aluminio autoadhesivo provisto con la caja, que servirá de pantalla térmica para no quemar el cable. Este papel se debe pegar sin dejar marcas sobre el cable , use un destornillador, para quitarle los pliegues que podrían formar también canales de entrada del agua. 3. Luego coloque la canusa sobre el ducto y caliéntelo moviendo la pistola

permanentemente para no quemar el termo, el ducto o la fibra. 4. Se comienza desde el centro hacia un extremo hasta que cierre y llegue

a asomar el pegamento, luego hacia el otro extremo, expulsando de esta manera el aire hacia fuera.


19

EMPALMES POR FUSION

5. El termo posee unos pigmentos verdes que al oscurecerse indicarán que ya se ha alcanzado la temperatura adecuada y máxima para cerrarlo y para derretir el pegamento. No debe seguir calentándose una zona oscurecida.

6. Para el ingreso del cable a la caja de empalme debe realizarse lo mismo, y en el caso haber dos cables en una misma entrada se utilizará un clip con pegamento para formar un 8 en el termo como se ve en la siguiente figura:


EMPALMES POR FUSION

Closures para Fibra Optica

Closure para Fibra Optica

Conectores

E2000SXAPC

ST

FC

SC

LC

TIPOS DE CONECTORES

Los conectores FC y SC son dos de los más comúnmente usados en la industria y se refieren al tipo de conectorización.

SCFC

TIPOS DE CONECTORES

Conector SC-PC(Polish Connector)

• Peor Pérdida de Retorno: > -14 dB

• Conector común para Fibra Multimodo.

Brecha de Aire

Fibras no se tocanentre sí

TIPOS DE CONECTORES

Conector SPC (Super Polish Connector)

• Buena Pérdida de Retorno: > -30 dB

• Conector común para• Fibra Monomodo.

Contacto Físico Fibras se tocan entre sí.– Los conectores utilizan un sistema de resortes para mantener las fibras en estrecho contacto unas con otras.

– La terminación de tipo Super PC (SPC) se pule y redondea, mejorando así la pérdida de retorno hasta >-45.

– El pulido de la terminación de tipo Ultra PC (UPC) es mejorado respecto del tipo Super PC, el cual es pulido aún más para mejorar la pérdida de retorno hasta >-55.

– La pérdida de retorno se degrada extremadamente si el conector no está apareado con otro conector o con el terminador.

Las fibras se tocan

TIPOS DE CONECTORES

Conector APC(Angle Physical Contact/Angle Polish Connector)

– La cara terminal del conector se pule a 8, 10 o 12 grados lo que causa que la reflexión sea dirigida hacia el revestimiento, en vez de dirigirse hacia atrás en la fibra.

– Este es el conector preferido, dado que la pérdida de retorno no está extremadamente degradada si el conector no está apareado con otro conector o terminación.

– Es caro de fabricar.

• La mejor Pérdida de Retorno: Puede ser > -65 dB

Preferido para conectar Fibra Monomodo

Terminación Inclinada

TIPOS DE CONECTORES

Pérdida de Retorno

Brecha de Aire

Terminación PlanaTerminación Plana

Terminación tipo PCTerminación Redondeada

Contacto Físico

Terminación tipo APC8, 10, 12º

Contacto Físico en Angulo

Ejemplo de Cálculos de Pérdida del Enlace

• Convertir millaje de tendido de cables a kilómetros: 10.5 millas x 1.61= 16.9 km + 10% = 18.6 Km

• Encontrar pérdida de fibra en dB: 18.6 km x 0.35 dB/Km = 6.51 dB• Cantidad aproximada de empalmes por fusión: 1 + (18.6 km / 3.3) = 7 empalmes• Pérdida de cada empalme por fusión: 7 x 0.05 dB = 0.35 dB• Pérdida de cada empalme mecánico: 2 x 0.5 dB = 1.0 dB• Pérdida total del enlace : 6.51 dB + 0.35 dB (empalmes por fusión) +

1.0 dB (empalmes mecánicos) = 7.9 dB

Transmisor RX

Conector Empalme

Huelgo Permitido

Tipos de Acopladores

1 x 2

Sección Fusionada

2 x 2

Sección Fusionada

1 x 4

Sección Fusionada

División típica del Enlace mediante el Uso de un Acoplador Optico

45% O - 4.2 dB

55% O - 3.3 dB

Transmisor

RX-1

RX-2

55/45

Trayecto 1 = 8.2 mi

Trayecto 2 = 10.5 mi

El Acoplador 55/45 tiene una diferencia de 0.9 dB entre ambas salidas

Espectro de Emisión del LáserFabry-Perot

Longitud de Onda (nm)

Luz Primaria

Po

ten

cia

de

Sa

lida

(Un

ida

des

Arb

itrar

ias)

1300 1310

1-5 dB pordebajo de la portadora

1320

Luz de Modo Secundario

Luz de Modo Terciario

Espectro de Emisión del Láser DFB(Distribuited Feedback)

Longitud de Onda (nm)

Luz Primaria

Po

ten

cia

de

Sa

lida

(Un

ida

des

Arb

itrar

ias)

1295 1305

35-40 dBpor

debajo de la

portadora

1315

Luz de Modo Secundario

Luz de Modo Terciario

Modulación DirectaSeñal Optica

Fibra Optica (entrada)

Fibra Optica (salida)

Fuente de la Señal CATV

(Señal electrica)

Resistencia deCarga

_

+

• Modulacion de intensidad directa• Corriende de RF agregada directamente al laser• Baja corriente de RF• Usado con laser DFB y FP• Muy alta eficiencia óptica• Transmisor simple de diseño y fabricación• El mas comúnmente usado.

Modulador Externo

Guía de Ondas para la

Señal OpticaElectrodos del

Modulador

Fibra Optica (entrada)

Fibra Optica (salida)

Fuente de la Señal CATV

Resistencia deCarga

+

_

• Usado para TX DFB 1550nm

• Alta corriente de RF

• Alta linealidad

• Baja dispersión de BW optica

• Muy caro de diseñar/construir

Amplificadores Opticos EDFA (Diagrama en Bloque)

WDM WDM

Fibra de “Ganancia”

BombaLáser

AisladorOptico

BombaLáser

AisladorÓptico

Señal de

Entrada

Señal de

SalidaAmplific

ada

Mediciones

OTDR• Reflectometro Optico en el Dominio del Tiempo,

utiliza la tecnica del retroesparcimiento.• Tecnica del retroesparcimiento determina

continuidad óptica, defectos en empalmes, atenuación puntual y coeficiente de atenuación en los cables.

OTDR• Equipo compuesto por una fuente óptica y un

fotodetector muy precisos.• La fuente debe ser estable, de alta potencia y

longitud de onda adecuada.• El fotodetector debe ser capaz de interceptar la

mayor cantidad de potencia lumínica retroesparcida o luz dispersa de retroceso.

OTDR• El OTDR envia un pulso de luz a traves de la fibra

y mide el tiempo para que los impulsos reflejados retornen al OTDR.

• Conociendo el indice de refracción y el tiempo requerido para que lleguen las reflexiones se calcula la distancia:o Distancia = (3 x 108 x t)/( 2 x índice de refracción)

OTDR• Los parametros de ajuste en la medida

son:o Ancho del pulso luminico.o Indice de Refracción del grupo de fibras.o Factor Helicoidal del cable.

• Antes de efectuar medidas con el OTDR debemos asegurarnos que tiene la capacidad de medida para la longitud total del enlace, (Rango dinámico).

OTDR –Rango Dinámico-

• OTDR rango dinámico de 25 dB.o Perdidas opticas a 1310 nm es de 0,48 dB/Km.o Promedio de Empalme es de 0,02 dB/Km en un tramo de 1 Km.o El total de las perdidas estimadas en 1 Km es de 0,50 dB/Km.

o D= POTDR/L total = 25 dB/0,50 dB/Km = 50 Km.

EMPALMES Y PREUBAS CABLE DE FIBRA OPTICA

• OTDR EXFO FTB-300 CON MODULO 1550/1625 nm RANGO DINAMICO 40/39 dB. DISTANCIA HASTA 240 KM.

• FUENTE DE LUZ Y MEDIDOR DE POTENCIA(ATENUACION) OPTICA A 1550/1625 nm.

• MODULO PMD Y FUENTE DE LUZ POLARIZADA A 1310/1550 nm.

• TELEFONOS ÓPTICOS Y LOCALIZADORES VISUALES DE FALLAS

EQUIPOS DE MEDICION Y PRUEBA

Grafica 1 –Enlace en buen estado-

Gráfica 2 –Evento Registrado-

Grafica No 3 –Eventos-

Grafica 4 -3 tramos-

Nodo Óptico

Nodo ÓpticoConvierte la señal lumínica en señal eléctrica y la procesa para su distribución.

Marcas y Referencias

Fibra Óptica FWD

Fibra Óptica RTN

RX Óptico

TX Óptico

Señ

al R

F

Procesamiento de Señal

Señal Procesada y Amplificada

Motorola

Modelo:

SG2000

Salidas de RF:

4

Salida Máxima:

47 dBmV @ 750MHz

Harmonic IncModelo:

HLR3700

HLN3830

HLN3842

Salidas de RF:

1, 3, 4

Salida Máxima:

30dBmV @ 750MHz 47 dBmV @ 750MHz

http://broadband.motorola.com/catalog/productdetail.asp?productID=160

Nodo Óptico de Comunicacionesde Banda Ancha

SG2000

Temario SG 2000

• Especificaciones• Elementos Mecánicos• Balanceo de camino de ida

(Forward)– Diagrama a bloques

• Retorno– Diagrama a bloques

• Alimentación y sistema de energía

Especificaciones - Ópticas

• Longitud de onda óptica 1310 ±20nm / 1550 ±30nm

• Potencia óptica recibida:

mínima –4 dBm (47 dBmV)

máxima +2 dBm (continuos)

• Pérdida de retorno / entrada óptica 40dB mínimo

Especificaciones - RF• Ancho de banda / Ida Fmin - 860 MHz• Planicidad ± 0.75 dB Fmin. to Fmax• Ancho de banda / Retorno 5 -65 MHz • Pendiente de Salida (Standard) 12.5 dB • Estabilidad de Niveles sobre rango de temperatura operativo ± 1.0 dB • Divisiones del ancho de banda:

S 40/52 MHzJ 55/70 MHzA 65/85 MHzK 42/54 MHz

• Pérdida de retorno 16 dBmin• Ganancia Min. Full / Oper.

(Baja Ganancia) 32 / 28 dB(Alta Ganancia) 38 / 34 dB

• Puntos de prueba de las Salidas de RF -20 +/-0.5 dB• Impedancia de Salidas RF 75 Ohm

Elementos Mecánicos

Cerrado del Gabinete

12 Ft. lbs.

torque

6 2 4

3 1 5

87

Tornillo de sujeción del

conductor central

Apretar con un desarmador

Philips del #1 @ 12 in. lbs

Acomodo de la Fibra

Ruta de la Fibra

5-6 ft-lbs torque

Configuración de Módulos Receptor Óptico

TX B

TX A

RX C

RX B

RX A

El Nodo básico que utiliza TV Cable tiene un TX en la posición“A” para retorno y un RX en la posición “C” para Forward.

Nodo SG2000

ON = Prendido/Apagado

ON = Prendido/ApagadoFault = fallaLow = P. BajaNorm= P. Normal High = P. Alta

Punto de PruebaPotencia Óptica

Punto de PruebaCorriente del Láser

Fault = falla

Tarjeta SG2-FJB/P Punto de PruebaPotencia Óptica Punto de Prueba

Corriente del Láser Selección de longitud de Onda

Módulos Receptor Óptico

El tipo de modulo es posible identificarlo en la base del mismo modulo:Modulo RX- SG2-LR:Potencia de entrada: entre menos –1 y mas + 1 dBmV.Voltaje del hibrido: debe esta entre 0.15V y 0.35 V en condiciones normales.Enable: Indica el estado de operación del receptor ( Verde Activado/ Rojo Desactivado )Fault: Indica que la corriente del hibrido esta fuera de parámetros ( Led en Rojo ).Óptica Power: Indica si la potencia optica de entrada esta en condiciones normales ( menor de – 4 dBm ó Mayor de 2 dBm ( led en Rojo ).Selección de longitud de Onda: Indica la posición según la longitud de onda que se este usando, puede ser 1310 ó 1550nn.

Modulo TX- SG2- DFBT:Potencia Óptica: Debe estar entre 0.945 y 1.055 VDC.Corriente del Láser: Puede variar dependiendo de la temperatura ( 5mA a 110mA ) y en el TP 1.0V/a.Enable: Indica el estado de operación del Transmisor ( Verde Activado/ Rojo Desactivado )Fault: Indica cuando la corriente del láser esta fuera de parámetros ( puede tener un periodo de estabilización de 2 segundos.)

FORWARD

Balanceo del camino de Ida

(Forward): Diagrama a Bloques

Receptor Óptico

Corriente del Híbrido

1V/A

Alto

Bajo

Normal

mW dBmTP volts

(1 mW = 1 V)RF level 77

Chan. dBmVRF level 110 Chan. dBmV

0.3 -5.23 0.3 14.7 13.10.4 -3.98 0.4 17.2 15.60.5 -3.01 0.5 19.2 17.60.6 -2.22 0.6 20.8 19.20.7 -1.55 0.7 22.1 20.50.8 -0.97 0.8 23.3 21.70.9 -0.46 0.9 24.3 22.71 0.00 1 25.2 23.6

1.1 0.41 1.1 26.0 24.41.2 0.79 1.2 26.8 25.21.3 1.14 1.3 27.5 25.91.4 1.46 1.4 28.1 26.51.5 1.76 1.5 28.7 27.11.6 2.04 1.6 29.3 27.71.7 2.30 1.7 29.8 28.21.8 2.55 1.8 30.3 28.71.9 2.79 1.9 30.8 29.22 3.01 2 31.2 29.6

2.1 3.22 4.2 31.6 30.0

Limpiar los conectores ópticos,

ambos lados del porta-conector.

Jalar la barra para liberar el conector.

Configuración del

Receptor Óptico

Verificar el S/N del Híbrido de la 1a etapa:

BGY 887 = High gain / BGY883 = Low gain

Para las configuraciones Low gain el valor típico del primer pad es aprox. 7dB. Llegando a la primera etapa

con 18 dBmV.

Para las configuraciones High gain el valor típico del primer pad es aprox. 13dB. Llegando con 12dBmV a la

primera etapa.

RECEIVER C

TP

JXP

20 dB Punto de prueba

Tarjeta Electrónica

SG2-FRB Tarjeta Planicidad :Alineada de Fábrica

Señales de Ida entran a la Plataforma de entrada por este conector.

Control de

Ganancia

MDR

Híbrido inter-etapa

Tarjetas de pendiente intercambiables:

SG2-FE-*/750

SG2-FE-*/860

* pueden ser 2 a 6

= atenuador Ida

= atenuador Retorno

Power doubled

híbrido SalidaControl de Ganancia

Switch unidad de control

ADU ajuste

Conector Monitoreo de estado.

Balanceo de la señal de ida (Forward)

• Utilizando el punto de prueba del receptor. La entrada a la 1a etapa = nivel se salida -28dB. Normalmente el atenuador se fija a -2dBmV del punto de prueba. (TP esta a -20 dB).

• Utilizando el punto de prueba de salida. Ajuste el control manual para obtener el nivel de salida deseado y reserve (3-4 dB).

• Ajuste para la planicidad (si se cuenta con sistema de barrido). Si la pendiente es incorrecta ajuste con SG2-FE-*/***)

• Mueva el selector de la unidad de control a la posición horizontal.

• Si tiene el TDU ajuste con el potenciómetro de esa tarjeta.

• Si tiene el ADU con el potenciómetro de la tarjeta principal (antes mencionado).

RETORNO

Retorno (setup)

Gain Control

MDR

= pad forward

= pad retorno

Power doubled

híbrido salida

= Ubicación de switches de ingreso.

Comúnmente se embarcan con pads de 2dB para simular la pérdida de los ICS

Inyección Retorno

Punto de inyección

Balanceo del camino de

Retorno: Diagrama a

Bloques

Punto de recuperación

Retorno (TX Laser)mW dBm

TP volts (1 mW = 1 V)

0.3 -5.23 0.30.4 -3.98 0.40.5 -3.01 0.50.6 -2.22 0.60.7 -1.55 0.70.8 -0.97 0.80.9 -0.46 0.91 0.00 1

1.1 0.41 1.1

Corriente del Láser 1V/A

Típicamente 0.004 a 0.110 V

La potencia nominal total a la entrada del Tx láser debe ser 15 dBmV.

ENERGIZACION

Energización

• La estación esta especificada para 15Amps (24Amps. En corto circuito por 2 horas)

• El producto esta garantizado para trabajar con fusibles shunts in en todas las localidades de fusibles de bypass.

• Se requiere remover el fusible F7 para separar la energización de izquierda-derecha.

20 - ampere fusible automotriz5 - ampere fusible automotrizShunt (90-ampere Fusible)

Energización• La fuente de poder es

regulada y conmutada. • La fuente operará una vez

que comienza su operación de 30-130 Volts AC

• Usando el switch de selección 60/90 volt de acuerdo al sistema (el switch solo cambia las condiciones de arranque. 35 VAC para 60, 55 VAC para 90)

• Puntos de prueba de +24V y +5V en la parte superior de la fuente.

Energización:Redundancia

• Redundanciao Requiere de 2 fuentes de

podero Ajustar el jumper como se

muestra

• Fuentes de AC Redundanteso Requiere de 2 fuentes de

podero Ajustar el jumper como se

muestrao Requiere cable de

interconexión (SG2-SIC)o Remover el F7 shunt

Documents

FIBRA OPTICA