EMPALMES DE FIBRA EMPALMES DE FIBRA ÓPTICAÓPTICA

FACTORES DE PÉRDIDAS EN LOS FACTORES DE PÉRDIDAS EN LOS ENFRENTAMIENTOS DE FIBRASENFRENTAMIENTOS DE FIBRAS

• Factores dependientes de las características y tipos de fibras ópticas o pérdidas intrínsecas.

• Factores dependientes de la técnica empleada o del equipamiento usado, llamadas pérdidas extrínsecas.

MétodosExisten dos métodos básicos para efectuar un

empalme de fibras ópticas:

1)Empalme por fusión – Empalme de fibrasprealineadas mediante un proceso de fusión.La máquina de empalme por fusión puedecontrolar la alineación del núcleo o la alineacióndel revestimiento. La alineación del núcleoproduce la menor pérdida de empalme en elcaso de las fibras monomodo. Se utiliza unrefuerzo mecánico para fortalecer el empalmepor fusión y proporcionar protección ambientalal vidrio sin recubrimiento.

2) Empalme mecánico – Es el empalme de lasfibras en el que la alineación está determinadapor los componentes del dispositivo de empalmey mantenida mecánicamente o medianteadhesivos. La inyección (local o en el extremodistante) y la detección de la luz puedenutilizarse para colocar los componentes deldispositivo de empalme a fin de conseguir lamínima pérdida de empalme.

Los dos métodos básicos tienen numerosasvariantes de diseño, características ypropiedades. La elección del método y de lascaracterísticas de diseño depende delcompromiso entre las características ypropiedades que desee obtenerse en lainstalación final. Deben considerarse lossiguientes tres grupos de propiedades ycaracterísticas:

1) características de diseño, quecomprenden:a)empalme individual o múltiple,b) integridad del empalme,c) valores de pérdida de empalme y de

pérdida de retorno,d)densidad de empaquetado,e)complejidad de los métodos,f) universalidad de la instalación,g)herramientas de instalación;

2)propiedades de la instalación, quecomprenden:a)estabilidad de la pérdida de empalme y

de la pérdida de retorno,b)robustez mecánica,c) estabilidad ambiental;

3) factores económicos, que comprenden:a)herramientas y coste de las mismas,b)gastos en mano de obra de instalación,c) coste de los materiales para el

empalme,d) formación inicial y periódica requerida

EMPALMES POR FUSIÓNEMPALMES POR FUSIÓNEl método más utilizado en los empalmes de fibras ópticas es por fusión. Previo a esta operación la fibra debe ser preparada para el empalme. Los pasos para la preparación de la fibra son los siguientes:

•La cubierta debe removerse de las terminaciones vítreas utilizando un pelacables especial.Las terminaciones de la fibra se “rayan” o marcan para obtener un quiebre neto al momento de flexionarla.•Las terminaciones de la fibra se colocan en las ranuras guía de la máquina empalmadora, donde las mismas son alineadas en forma precisa, ya sea mecánicamente o en forma automática.•La máquina empalmadora genera un arco eléctrico de alta temperatura que fusiona las dos terminaciones de fibra.•El resultado final es un empalme de muy baja pérdida, con resultados típicos de 0,01 a 0,05 dB.

PROCESOS DEL EMPALME POR PROCESOS DEL EMPALME POR FUSIÓNFUSIÓN

Previas al empalme• Preparación de las cajas de empalme y accesorios• Preparación de la fibra• Desnudado• Limpieza• Corte• Proceso de fusión y estimación de pérdidas• Protección de los empalmes

MÁQUINAMÁQUINAEMPALMADORAEMPALMADORAPOR FUSIÓNPOR FUSIÓN

Preparación de la fibra (L.12)• Es necesario eliminar todos los recubrimientos

en la región de los extremos de la fibra.• La longitud de fibra sin recubrimiento varía

según el aparato de empalme.• Los recubrimientos pueden eliminarse

utilizando productos químicos opreferiblemente, y para seguridad del operario,una herramienta mecánica para desnudar.

• Las herramientas y los procedimientos dedesnudamiento no deben causar erosiones enla fibra, ya que ello puede disminuir seriamentesu robustez.

• Los extremos desnudos de las fibras secortarán limpia y perpendicularmente al eje dela fibra; la superficie de los extremos debequedar como un espejo sin astillas ni rebabas.

• Los ángulos en el extremo deberán ser demenos de un grado con relación a laperpendicular al eje, para permitir empalmessatisfactorios.

• En el mercado hay instrumentos para marcar ycortar que producen constantemente un ánguloen el extremo inferior a un grado. Uninstrumento para cortar fibras debe tener lassiguientes características:

• Debido a las propiedades intrínsecas de lasfibras, los diámetros de los núcleos o los delcampo modal pueden no hallarse muy bienalineados cuando sí lo están los diámetrosexteriores, con lo cual la pérdida del empalmees superior a la mínima.

• La pérdida del empalme puede reducirse almínimo utilizando la alineación activa denúcleos de fibras.

• El aparato de empalme debe optimizarautomáticamente la luz transmitida a través delempalme y en consecuencia reducir al mínimola pérdida del empalme.

• La optimización puede controlarse mediante unmicroprocesador.

• Conviene que el aparato dé una estimación dela pérdida del empalme.

Resistencia a la tracciónEsta prueba se aplica al empalme de fibras

terminado y da una medida de la integridad delempalme en condiciones de uso normales.

La prueba debe efectuarse conforme a loindicado en la publicación 1073-1 de la CEI. Parala calidad de funcionamiento, valor típico es > 5N.

PASOS DE UN EMPALMEPASOS DE UN EMPALME

1

2

3

4

5

Cambios de temperaturaEsta prueba se aplica a un empalme de

fibras terminado; mide la compatibilidad de losmateriales y la estabilidad del empalme adiversas temperaturas.

La prueba debe efectuarse conforme a loindicado en la publicación 1073-1 de la CEI. Encondiciones normales, el aumento de la pérdidade inserción durante los ciclos de temperaturadebe ser < 0,1 dB, con un aumento permanentede la pérdida de inserción < 0,05 dB.

Calor húmedo (estado estacionario)Esta prueba se aplica a un empalme de fibras

ópticas terminado; se considera que es una pruebaacelerada que mide la estabilidad del empalme enpresencia de humedad.

La prueba debe efectuarse conforme a lapublicación 1073-1 de la CEI. En condicionesnormales, el aumento permanente de la pérdida deinserción debe ser < 0,05 dB.

VibraciónEsta prueba se aplica a un empalme de fibras

terminado y mide la integridad del empalme y la calidad delas señales.

La prueba debe efectuarse conforme a la publicación1073-1 de la CEI. En condiciones normales, el aumento dela pérdida durante la vibración ha de ser de < 0,1 dB, conun aumento permanente de la pérdida < 0,05 dB.

Medición de la pérdidaEsta prueba se aplica a un empalme de fibras

terminado y mide la calidad del empalme.La prueba debe efectuarse conforme se indica en

la publicación 1073-1 de la CEI. Las medidas puedenefectuarse en el laboratorio o sobre el terreno. Enlaboratorio se prefiere el método de corte, mientrasque sobre el terreno pueden emplearse los métodosde reflectometría óptica en el dominio del tiempo(OTDR, optical time domain reflectometry)bidireccionales. Los valores típicos pueden variarsegún la aplicación y/o el método utilizado.Normalmente las pérdidas de empalme mínimas son< 0,1 dB. En algunas aplicaciones resultanaceptables pérdidas de inserción típicas < 0,5 dB.

Además, algunas máquinas de empalmepor fusión y aparatos de empalme mecánicohacen una estimación de la pérdida porempalme al efectuar éste.

Algunas Administraciones y empresas deexplotación privadas utilizan estasestimaciones durante la construcción deempalmes sobre el terreno, y puedeninspeccionar la ruta completa por un métodoOTDR al concluir la construcción de la ruta.

Pérdida de retornoEsta prueba se aplica a un empalme de fibras terminado;

es una medida de la calidad del empalme. Varios tipos de sistemas de transmisión pueden sersensibles a las reflexiones en los empalmes.

La prueba debe efectuarse conforme a la publicación1073-1 de la CEI. En función del sistema se usa un nivel de30 dB o más por debajo de la señal incidente.

Pérdida espectralEsta prueba se aplica a un empalme de fibras terminado y

puede afectar la capacidad de mejorar la ruta de fibras.La prueba debe efectuarse conforme se indica en la

publicación 1073-1 de la CEI. Por ejemplo, se estánconsiderando variaciones de la pérdida < 0,1 dB en una gamade longitudes de onda de 1200 a 1600 nm.

MÉTODOS DE ALINEAMIENTOMÉTODOS DE ALINEAMIENTO

• Método LID• Método de video-evaluación geométrica

• Estimación de la desviación angular• Optimización en tiempo real del tiempo de

fusión• Evaluación de la Atenuación del empalme• Valores estimados y valores reales