Curso Fibra Optica Telnet 1 0

1Diseñamos primero,

fabricamos después1 © 2008 TELNET-RI

Adolfo García Yagüe ~ [email protected]ón 0.0 ~ Mes Año

Capítulo 1 – Conceptos Básicos

Curso de Fibra Curso de Fibra ÓÓpticaptica

Dpto. Ingeniería Producto Cables Ópticos ~ [email protected]ón 1.0 ~ Junio 2005

Diseñamos primero,fabricamos después

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CURSO DE FIBRA CURSO DE FIBRA ÓÓPTICAPTICA

Capítulo 1: Conceptos básicos

Capítulo 2: Cables de fibra óptica

Capítulo 3: Cableado

Capítulo 4: Empalme de la fibra óptica

Capítulo 5: Componentes Ópticos Pasivos

Capítulo 6: Conectores

Capítulo 7: Reflectometría


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CONCEPTOS TECONCEPTOS TEÓÓRICOS (I)RICOS (I)

Un Pulso de luz es una onda electromagnéticaNo hay circulación de corriente eléctrica, sino

propagación de luz (en pulsos y modos)Cada pulso de luz es un campo electromagnético en

propagación o MODO

LOS PULSOS DE LUZ SE PROPAGAN EN UN MEDIO ESPECÍFICO: FIBRA ÓPTICA


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CONCEPTOS TECONCEPTOS TEÓÓRICOS (II)RICOS (II)

Conectores de FO

Cable de FO

Señal ópticaTransmisor

electro-óptico

Diodo LED o LASER

Receptor electro-óptico

Fotodiodo


5 © 2008 TELNET-RIVentanas de la FO

c = c = λλ··ff c = c = λλ/T/T

Altas Frecuencias Microondas Infrarojos Visible Ultravioleta Rayos X

1.5 µm 1.4 1.3 1.2 1.1 1 900 nm 800 700 600 500

λ

F

100 Km 10 Km 1 Km 100 m 10 m 1 m 1 dm 1 cm 1 mm 100 µm 10 µm 1 µm 100 nm 10 nm 1 nm 100 pm 10 pm

10 k 100 k 1 M 10 M 100 M 1 G 10 G 100 G 1 T 10 T 100 T ...

FRECUENCIAS Y LONGITUDES DE ONDAFRECUENCIAS Y LONGITUDES DE ONDA


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ÍÍNDICE DE REFRACCINDICE DE REFRACCIÓÓN (I)N (I)

Indice de refracción teórico de un medio: relación entre la velocidad de la luz en el vacío c y la velocidad de la luz en el medio vp.

n = c / vp

c = 300.000 Km/segVidrio de la f.o. Comercial: n=1,44

n depende de la λλ en el medio en el medio ⇒ Existen variaciones en la velocidad de propagación de la onda de luz a través de un mismo medio de propagación.


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ÍÍNDICE DE REFRACCINDICE DE REFRACCIÓÓN (II)N (II)

Si Vp no es constante ⇒ las ondas de luz emplean distintos tiempos en recorrer la misma distancia física en la f.o.El tiempo que emplea el pulso lumínico en propagarse depende de un nuevo factor que es el Índice de refracción de grupo ng

ng > nm (1,4466 frente a 1,4616 a 1300nm)


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LONGITUDES DE ONDA: LASERLONGITUDES DE ONDA: LASER--LEDLED

Longitudes de onda

LEDLED Diodo lDiodo lááserser850 nm 1300nm1300 nm 1550 nm

Ancho espectral

LEDLED Diodo lDiodo lááserser40-80 nm 1-2 nm

Comparacion Laser-LED

LED Diodo laser

Más barato Más caro

Multimodo Monomodo


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REFRACCIREFRACCIÓÓN Y REFLEXIN Y REFLEXIÓÓN (I)N (I)

REFRACCIÓN: Cambio de velocidad, dirección y sentido que sufre una onda de luz al incidir sobre otro medio. La propagación de la onda prosigue por el segundo medio.

REFLEXIÓN: Cambio de dirección y sentido que sufre una onda de luz al incidir sobre otro medio con n menor. La propagación de la onda prosigue por el medio inicial.


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REFRACCIREFRACCIÓÓN Y REFLEXIN Y REFLEXIÓÓN (II)N (II)

n1

n2 < n1

11 2

3

1) Rayo incidente2) Rayo reflejado3) Rayo refractado

θ1

θ2

El rayo se aleja de la normalSi θ1 crece θ2 decrecePor encima de cierto ángulo θc sólo hay reflexión: Angulo crítico. θc = 1/sen (n2/n1)



CARACTERIZACICARACTERIZACIÓÓN DE LAS N DE LAS F.OF.O..

Parámetros geométricos– Diámetro del núcleo– Diámetro del revestimiento o cubierta– Diámetro del recubrimiento primario

Parámetros estructurales– Apertura numérica– Perfil de la fibra óptica– Longitud de onda límite

Parámetros fundamentales de transmisión– Coeficiente de atenuación– Dispersión total / ancho de banda



Núcleo (Core): Zona interior de la f.o., donde se produce la propagación de la onda de luz. Existe propagación porque nn > nrRevestimiento (Cladding): Capa central concéntrica con el núcleo.Recubrimiento primario (Coating o Jacket): Capa exterior de la fibra óptica, concéntrica con las dos anteriores.

La trayectoria descrita por la onda de luz en su propagación depende de la distribución de los índices de refracción a lo largo de las secciones del núcleo y revestimiento (Perfil de f.o.)

GEOMETRGEOMETRÍÍA DE LA A DE LA F.OF.O..



PERFIL DE F.O.PERFIL DE F.O.

Perfil de índice de refracción es la distribución del índice de refracción a lo largo de un diámetro de una fibra óptica.

– Perfil gradual: nc no se mantiene constante presentando una sección de forma acampanada ⇒ n es máximo en el centro del núcleo y decrece a medida que nos aproximamos al revestimiento. (MM)

– Perfil escalonado: nc se mantiene constante, presenta una sección recta ⇒ n es máximo en toda la sección del núcleo. (SM/MM)

nr siempre se mantiene constante



APERTURA NUMAPERTURA NUMÉÉRICARICA

Determina el ángulo máximo de luz incidente ⇒ Sólo la luz incidente bajo la NA se propaga por la fibra.Depende de los índices de refracción n1 y n2.

valores típicos de N.A.0.27 en multimodo0.11 en monomodo



TIPOS DE FIBRAS: MULTIMODO (I)TIPOS DE FIBRAS: MULTIMODO (I)

Multimodo: salto de índice– Ancho de banda: 100MHz x Km– Poco utilizadas



TIPOS DE FIBRAS: MULTIMODO (II)TIPOS DE FIBRAS: MULTIMODO (II)

Multimodo: índice gradual– Perfil de índice parabólico: se reduce la dispersión.– Ancho de banda 1000MHz x Km– 62,5/125µm mayor atenuación que 50/125 µm– Atenuación menor a 1300nm que a 850nm– λ utilizadas: 850 y 1300nm– Mayor ancho de banda a 1300nm



TIPOS DE FIBRAS: MONOMODOTIPOS DE FIBRAS: MONOMODO

Monomodo: salto de índice– El diámetro del núcleo solo permite el modo fundamental:

No hay dispersión modal– Ancho de banda 100GHz x Km– Longitud de onda de corte: 1255nm– Atenuación menor a 1550nm que a 1310nm– λ utilizadas: 1310 y 1550nm



ATENUACIATENUACIÓÓN (I)N (I)

Tipo FO 850 nm 1300 nm 1550 nm

MM salto índice 5 -12 dB/km

MM Indice gradual 3 - 5 dB/km 0.5-0.7 dB/km

Monomodo 0.3-0.4 dB/km 0.2-0.3 dB/km

Disminución o pérdida de potencia de luz inyectada en la fibra con la distancia.La atenuación A(λ) a una λ entre dos secciones transversales de una f.o. 1 y 2 separadas una distancia L se define como:

– A(λ)=10log (P1(λ)/P2(λ)) (dB)



ATENUACIATENUACIÓÓN (II)N (II)

Factores que intervienen el la atenuación:– Dispersión Rayleigh o Scattering

– Absorción de la luz

• Dióxido de Silicio (UV, IR)• Iones oxhidrilo (OH) (950nm, 1230nm y 1450nm)

– Curvaturas: se excede el ángulo critico. Radio de curvatura mínimo:máxima curvatura que puede soportar una fibra óptica circunscrita en un mandril de radio: radio de curvatura mínimo, sin variar alguna de sus características de transmisión.

Ventanas de transmisión: 850nm, 1310nm, 1550nm1550nm es la ventana de transmisión de atenuación mínima



ATENUACIATENUACIÓÓN (III)N (III)

MACROCURVATURAS

ABSORCIÓN

MICROCURVATURAS

SCATTERING



ATENUACIATENUACIÓÓN (IV)N (IV)

MACROCURVATURAS

ABSORCIÓN

MICROCURVATURAS

SCATTERING

GRÁFICA DE ATENUACIÓN ESPECTRAL



Ancho de Banda de f.o.: Frecuencia a la que la potencia óptica decae 3dB con respecto a la potencia a frecuencia cero.

Dispersión: es el ensanchamiento del pulso de luz a lo largo de la fibra

– Dispersión modal (Sólo en multimodo)

– Dispersión en el material

– Dispersión en la Guiaonda

– Polarización (PMD) en X e Y la luz viaja a diferentes velocidades, afecta sobre todo en monomodo

DISPERSIDISPERSIÓÓN Y ANCHO DE BANDAN Y ANCHO DE BANDA



DISPERSIDISPERSIÓÓN MODAL (I)N MODAL (I)

Se produce porque la velocidad del haz de luz cuando se propaga por el núcleo de la f.o. no se mantiene constante.

Dependencia de la dispersión modal con la anchura espectral del haz de luz inyectado.

Menor anchura espectral ⇒ Mayor Ancho de Banda

Limitación ancho de banda f.o. Multimodo ⇒ Dispersión modal. El resto de tipos de dispersión es despreciable (en f.o. MM)



DISPERSIDISPERSIÓÓN MODAL (II)N MODAL (II)

Fibra multimodo de índice gradual– Menor Vp de los modos de orden inferior que los de orden

superior.– Modos de orden inferior: parte central del núcleo, mayor nx

62,5µm

125µm



DISPERSIDISPERSIÓÓN MODAL (III)N MODAL (III)

Fibra multimodo de salto de índice– Adelanto de los modos de orden inferior con respecto a los

de orden superior.– Los modos de orden inferior recorren menor camino y la Vp

se mantiene constante ya que nx es constante.

62,5µm

125µm



Dispersión en el material– Variación del índice de refracción puntual del núcleo de fibra óptica– Vp no se mantiene constante

Dispersión en la Guíaonda– Falta de uniformidad en los fenómenos de reflexión del haz lumínico

que se propaga en el núcleo de la fibra– Dispersión característica de las fibras de salto de índice ya que la

propagación se produce por reflexiones sucesivas.

La suma de estos dos tipos de dispersión es lo que se llama: Dispersión cromática o intramodal. Depende de λ.1310nm es la λ con cero de Dispersión cromática (en SMF)

DISPERSIDISPERSIÓÓN EN EL MATERIAL Y GUN EN EL MATERIAL Y GUÍÍAONDAAONDA



VENTAJAS DE LA F.O. (I)VENTAJAS DE LA F.O. (I)

Ancho de banda muy elevado (GHz)

Baja atenuación-larga distancia

Inmunidad electromagnética

Tamaño reducido

Bajo peso

Seguridad de la información

Aislamiento eléctrico

Rentabilidad

No hay riesgo de chispas/explosión

El silicio es uno de los materiales más abundantes de la tierra



VENTAJAS DE LA F.O. (II)VENTAJAS DE LA F.O. (II)



DESVENTAJAS DE LA F.O.DESVENTAJAS DE LA F.O.

Tecnología compleja: fabricación, instalación, medidas

Coste de los equipos terminales



VENTAJAS DE DWDM

FIBRAS FIBRAS ÓÓPTICAS ESPECIALES (I)PTICAS ESPECIALES (I)



Comparación de los tipos de F.O. (I):

FIBRAS FIBRAS ÓÓPTICAS ESPECIALES (II)PTICAS ESPECIALES (II)



FIBRAS FIBRAS ÓÓPTICAS ESPECIALES (III)PTICAS ESPECIALES (III)

Comparación de los tipos de F.O. (II)– FIBRAS ÓPTICAS CONVENCIONALES

• SMF (G.652B)• DSF (G.653)

– FIBRAS ÓPTICAS ESPECIALES• Low Water Peak SMF (G.652D) : PureBand• NZ-DSF for CWDM & DWDM (G.655A) : PureMetro• Advanced NZ-DSF for DWDM (G.655B) : PureGuide• Ultimate Lowest Attenuation (G.654) : Z Fiber• Submarine Cables : PureCouple• Dispersion Compensation Fiber : PureShaper• Erbium doped fiber

– FIBRAS ÓPTICAS MULTIMODO GIGABIT ETHERNET



MANEJO DE LA MANEJO DE LA F.OF.O: TENSIONES MEC: TENSIONES MECÁÁNICASNICAS

Toda la f.o. viene probada del fabricante mediante el “PROOF TEST”

100 Kpsi >1% elongación

Esto equivale en f.o. de 125 um a 8.5 N = 850 g

Garantiza la inexistencia de micro-roturas

La f.o. rompe por tracción a aprox. 65 N = 6.5 Kg




Gracias por su AtenciGracias por su Atencióónnwww.telnet-ri.es




Capítulo 2 – Cables de fibra óptica




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FIBRAS FIBRAS ÓÓPTICASPTICAS

El material utilizado para la fabricación de las fibras ópticas es el dióxido de silicio, SiO2 (cuarzo ó arena de silice)El dióxido de silicio debe ser muy puro para garantizar su alta transparencia ópticaDurante el proceso de fabricación se incorporan los aditivos de dopado necesarios para modificar los índices de refracción del núcleo y del revestimientoDopado del revestimiento: Boro y Flúor que reducen el índice de refracciónDopado del núcleo: Germanio y Fósforo para aumentar el índice de refracción


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PROCESO DE FABRICACIPROCESO DE FABRICACIÓÓNN

El proceso es el siguiente:– Realización de la preforma

• Sintetización del núcleo de la fibra óptica• Colapso del núcleo de la fibra óptica

– Extrusión o estirado de la fibra óptica

La preforma es el cilindro macizo de dióxido de silicio dopado que sirve como materia prima para la elaboración de la fibra óptica


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PREFORMA DE FIBRA PREFORMA DE FIBRA ÓÓPTICAPTICA

Métodos de fabricación:– MCVD: Modified Chemical Vapor

Deposition– VAD: Vapor Axial Deposition– OVD: Outside Vapor Deposition– PCVD: Plasma Chemical Vapor

Deposition


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MCVD MCVD

Desarrollado inicialmente por Corning GlassUtilizada por Lucent y AlcatelSe instala un tubo de cuarzo en un torno Se calienta el tubo entre 1400 y 1600 ºCSe gira y se desplaza longitudinalmente el tubo de cuarzoSe introducen dopantes que se depositan en el interior del tubo formando sucesivas capas concéntricasEl tubo de cuarzo con el dióxido de silicio en su interior convenientemente dopado, se convierte en un cilindro macizo que constituye la preforma, esta operación se realiza con un quemador entre 1700 y 1800ºCTamaño de la preforma 1m x 1cm de diámetro


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MCVDMCVD


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VADVAD

Desarrollado inicialmente por NTTTecnología japonesa: Sumitomo, FujikuraLa técnica es la misma que en el MCVD, la diferencia radica en que en este método se deposita tanto el núcleo como su revestimientoSe necesita un cilindro auxiliar sobre el que la preforma porosava creciendo axialmente Se tienen que controlar la deposición del silicio de Germanio para crear el núcleo y el revestimientoEste proceso presenta las ventajas frente al MCVD de que permite obtener preformas con mayor diámetro y mayor longitud a la par que precisa un menor aporte energético


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VADVAD



OVDOVD

Desarrollada inicialmente por Corning GlassUtilizada por Corning, Siecor, Optical FibresSe parte de una varilla de substrato de cerámicaSe depositan cientos de capas con dopantes que luego formarán el núcleo y el revestimientoSe realiza un secado de la preforma porosa con cloro gaseosoSe realiza el colapso de forma análoga al método VADOptimizándose el proceso de secado es posible fabricar fibras con bajas atenuacionesEste método permite una alta calidad obteniéndose unos perfiles mas homogéneos



OVDOVD



ESTIRADO DE LA FIBRA ESTIRADO DE LA FIBRA ÓÓPTICAPTICA

En este proceso se fija el diámetro exterior de la fibraSe somete a la preforma a una temperatura de 2000ºC en un horno tubular para el reblandecimiento del cuarzoFactores decisivos:

• Uniformidad en la tensión de tracción que origina el estiramiento de la fibra > 1% (Proof test: 100 Kpsi)

• Ausencia de turbulencias en el horno• Ausencia de cuerpos extraños

Se le aplica una capa de material sintético de protección que preserva mecánicamente y evita la formación de microcurvaturas (acrilato 250 µm)



ESTIRADO DE LA FIBRA ESTIRADO DE LA FIBRA ÓÓPTICAPTICA



MONOMODO Y MULTIMODOMONOMODO Y MULTIMODO

MULTIMODOMONOMODO

Núcleo

RevestimientoRecubrimiento



CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE LAS F.O.STICAS DE LAS F.O.

.

850 nm <= 3,21310 nm <= 1

850 nm <= 31310 nm <= 1

1310 nm <= 0,401550 nm <= 0,30

Atenuación (dB/Km)

<= 2%<= 2%<= 2%Error circularidad revestimiento

<= 6%<= 6%<= 6%Error circularidad núcleo

1,5 um1,5 um1 umError concentricidad núcleo-revest.

245 ± 10245 ± 10245 ± 10Diámetro del recubrimiento

125 +/-2125 +/-2125 +/-1Diámetro del revestimiento

62,5 ± 0,350 ± 0,39,2 ± 0,4Diámetro del núcleo

Multimodo 62,5/125

Multimodo 50/125Monomodo 10/125



CABLES DE FIBRA CABLES DE FIBRA ÓÓPTICAPTICA

El cable de fibra óptica tiene que salvaguardar las características mecánicas y ópticas inherentes a las fibras utilizadasProtección mecánica:

• Resistencia mecánica durante la instalación, tendido del cable• Resistencia a la fatiga estática ó envejecimiento

Fuerzas mecánicas• Tracciones• Estiramientos• Compresiones• Aplastamientos• Curvaturas



ELEMENTOS ESTRUCTURALESELEMENTOS ESTRUCTURALES

Los elementos estructurales que conforman un cable de fibra óptica son:

– Fibras ópticas– Protecciones secundarias– Sustancias anti-agua– Cubiertas de protección– Elemento central– Elementos de tracción– Cordones y ataduras– Acero copolímero



PROTECCIONES SECUNDARIASPROTECCIONES SECUNDARIAS

Protección ajustada: Consiste en aplicar una cubierta inicial de material plástico (Poliamida, PVC) directamente sobre el recubrimiento primario de la fibra óptica que recibe el nombre de protección secundaria




Protección holgada:– Se crea una estructura holgada (tubo PBT) en el interior de la cual se

alojan las fibras ópticas– Cada protección holgada aloja en su interior una o varias fibras ópticas

que se guían describiendo una trayectoria helicoidal (exceso de fibra 0,05 % - 0,15 %)

– Se produce un incremento longitudinal de los tubos respecto del cable entre 1% y 4% en función del diámetro de la estructura holgada debido a su disposición en SZ.

– La movilidad axial de la fibra dentro de la protección absorbe, sin que se produzca esfuerzo alguno en la fibra óptica elongaciones y contracciones de hasta el 0,5% de la longitud total del cable




Protección holgada: Presenta un comportamiento idóneo ante las vibraciones y absorbe las contracciones y dilataciones debidas a los cambios de temperatura



SUSTANCIAS DE RELLENOSUSTANCIAS DE RELLENO

Se utilizan para garantizar la estanqueidad longitudinal del cable óptico, previniendo de la condensación de la humedad y la penetración de la humedad en su interior Sustancia hidrófuga basada en aceite de parafina, que a temperaturas de entre –30ºC y 70ºC mantiene constante su grado de viscosidad, por lo que no se congelaSe limpia con disolventes específicosNo ataca a la fibra óptica, ni altera sus propiedades Se utiliza un gel para el relleno de los tubos holgados y se puede usar otro para los huecos entre los tubos dentro del núcleo del cable bajo la primera cubierta.



CUBIERTAS DE PROTECCICUBIERTAS DE PROTECCIÓÓNN

Son necesarias para proteger a las fibras ópticas de todos los esfuerzos mecánicos, cambios térmicos del exterior así como de los ataques químicos Tipos de cubiertas:

– Cubierta de polietileno (P), de color negro, muy resistente a la radiación UV.

– PVC (V), protección contra agresiones químicas, problema de emisión de halógenos

– Plásticos fluorados, aguanta temperaturas superiores a los 100ºC, algo viscoso

– Cubiertas libres de halógenos (LSZH,TI) se construyen con vinilacetato de etileno

– Poliuretano (PU), que da gran flexibilidad al cable



CUBIERTAS DE PROTECCICUBIERTAS DE PROTECCIÓÓNN

Baja emisión de humos (LS)Retardo de la llama (FR)No inflamablesAuto extinguibles Emisión cero de halógenos (LSZH)Totalmente dieléctricoAntirroedoresResistente a ultravioletasAntihumedadAlta flexibilidadEstanco



ELEMENTO CENTRALELEMENTO CENTRAL

Es la parte central del cable de fibra óptica sobre la que se cohesionan los diversos elementos estructurales Los tubos holgados y varillas pasivas de relleno y cordones antihumedad están dispuestos en capas trenzadas en SZ sobre el elemento centralEl elemento central tiene que tener un bajo coeficiente de dilatación lineal ya que es el elemento encargado de dar rigidez y soportar los esfuerzos de tracción y contracción del conjuntoGeneralmente está compuesto por Fibra de vidrio (FV) 83 % y resina epoxy.



Soportan las cargas debidas a los esfuerzos mecánicos del cable Cubiertas o armaduras adicionales que se utilizan para la protección del núcleo ópticoFibras de aramida (kevlar ®) y cintas de aceroProtección contra roedores:

– Envoltura longitudinal de cinta de acero copolímero corrugado, espesor 0,155 mm

– Fibra de vidrio

ELEMENTOS DE TRACCIELEMENTOS DE TRACCIÓÓNN



TIPOS DE TIPOS DE CABLES(ICABLES(I))

Cables de interior– Monofibras, bifibras, multifibras– Protección ajustada: permiten la conectorización directa

(KV,KT)– Protección holgada: se llevan hasta un armario donde se

empalman con monofibras o bifibras para conectorizarlos(TKT, KT)

– Cubiertas PVC ignífugo y Termoplástico ignífugo, retardante de llama y de baja emisión de humos no tóxicos ni corrosivos (LSZH)



TIPOS DE TIPOS DE CABLES(IICABLES(II))

Cables de exterior:– Cables para tendidos subterráneos (PKP), interior de

conductos, galerías de servicio ó enterrados, dieléctricos o con armadura metálica

– Cables autoportantes (ADSS), tendidos aéreos en postes o torres de tendido eléctrico

– Cables compuestos Tierra-Ópticos(OPGW) se utilizan en líneas aéreas de alta tensión y realizan las funciones de comunicaciones ópticas y cable de tierra o cable de fase

– Cables submarinos, sobre o enterrados en el lecho marino, soportan grandes presiones



““ESTESTÁÁNDARNDAR”” EN ESPAEN ESPAÑÑAA

Colores de la protección primaria de la F.O.:– Fibra nº 1 – Verde – Fibra nº 2 – Rojo– Fibra nº 3 – Azul– Fibra nº 4 – Amarillo– Fibra nº 5 – Gris– Fibra nº 6 – Violeta– Fibra nº 7 – Marrón– Fibra nº 8 – Naranja– Fibra nº 9 – Blanco– Fibra nº 10 – Negro– Fibra nº 11 – Rosa– Fibra nº 12 – Turquesa



““ESTESTÁÁNDARNDAR”” EN ESPAEN ESPAÑÑAA

Colores tubos holgados:– Protección holgada nº 1 – Blanco – Protección holgada nº 2 – Rojo– Protección holgada nº 3 – Azul– Protección holgada nº 4 – Verde

Si tienen mas de 4 protecciones holgadas, se repiten los colores y se diferencian mediante números

Cubiertas:– PKP – Polietileno-Aramida-Polietileno– PKCP – Polietileno-Aramida-Cintas Antibalísticas - Polietileno– PESP – Polietileno-Estanca Acero-Polietileno– PKESP – Polietileno-Aramida-Estanca Acero-Polietileno– PUKPU – Poliuretano-Aramida-Poliuretano



NOMENCLATURA DE LOS CABLESNOMENCLATURA DE LOS CABLES

Cubiertas:– PKP – Polietileno - Kevlar ® - Polietileno– PKCP – Polietileno - Kevlar ® - Cintas Antibalísticas -

Polietileno– PESP – Polietileno - Acero - Polietileno– PKESP – Polietileno - Kevlar ® - Acero – Polietileno– PFVP – Polietileno – Fibra Vidrio - Polietileno– TKT – Termoplástico ignífugo - Kevlar ® - Termoplástico

ignífugo



ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos mas comunes son:– Resistencia a la tracción– Resistencia a la flexión– Resistencia a la torsión– Resistencia al aplastamiento– Resistencia al impacto– Resistencia al envejecimiento– Ciclos climáticos– Ensayo de resistencia al disparo– Radio de curvatura – Ensayos de fuego








Capítulo 3 – Cableado




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VENTAJAS DE LA F.O.VENTAJAS DE LA F.O.

Ancho de banda muy elevado (GHz)

Baja atenuación-larga distancia

Inmunidad electromagnética

Tamaño reducido

Bajo peso

Seguridad de la información

Aislamiento eléctrico

Rentabilidad

No hay riesgo de chispas/explosión

El silicio es uno de los materiales más abundantes de la tierra


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CABLES DE FIBRA CABLES DE FIBRA ÓÓPTICA (I)PTICA (I)

Protección mecánica y ambiental de la fibra desnuda durante la instalación: cables similares a los de cobre (aéreos, enterrados, bajo conducto). Limitaciones: curvaturas y tensiones excesivas

Protección de la fibra durante toda la vida operativa del cable: diseño adecuado de estructura y materiales


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CABLES DE FIBRA CABLES DE FIBRA ÓÓPTICA (II)PTICA (II)

Identificación de las fibras después del tendido:mediante la estructura del cable (tubos) y el coloreado individual de las fibras desnudas. Fácil acceso a las fibras individuales para conexión, empalme...

Para mantener las características ópticas y mecánicas de la fibra durante su uso: el cable debe garantizar y proteger las propiedades de la fibra original.


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TIPOS DE CABLES (I)TIPOS DE CABLES (I)

De protección ajustada

– Conectorización directa

– De distribución

• Sin armadura

• Armadura dieléctrica

• Armadura metálica

De Protección holgada

– Monotubo

– Multitubo


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TENDIDO DE CABLE (I)TENDIDO DE CABLE (I)

Red de fibra óptica troncal– Cable de exterior– Arquetas, preservar la estanqueidad– Mínimo número de empalmes posible

Cable de acometida– Rosetas/armarios de fibra óptica– Repartidores de fibra óptica

Cable de distribución de interior– Libre de halógenos, baja emisión de humos (LSZH)– No propagador de llama


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TENDIDO DE CABLE (II)TENDIDO DE CABLE (II)

Criterios básicos– Minimizar el número de empalmes

• Minimiza la atenuación• Minimizar puntos de falta de estanqueidad

– Utilización racional de las canalizaciones– Utilización de líneas aéreas de alta tensión como vías alternativas en

zonas con difícil acceso.– Cumplimiento parámetros de tendido del fabricante:

• Radio de curvatura repetitivo (15dex)• Radio de curvatura no repetitivo (10dex)• Fuerza de tracción tolerable

– Herramientas y útiles de tendido adecuados


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TENDIDO DE CABLE (III)TENDIDO DE CABLE (III)

Métodos de tendido– Tendido en canalizaciones (tracción o soplado)– Tendido en interior de zanja– Grapado en paredes– Disparado en canalización– Tendido en líneas aéreas de alta tensión

• OPGW– Tendido de cables submarinos



CONTENEDORES DE FIBRA CONTENEDORES DE FIBRA ÓÓPTICAPTICA

Murales

– Roseta de terminación y empalme

– Armario de distribución

Para rack 19/21”

– Repartidores ópticos



ROSETA DE TERMINACIROSETA DE TERMINACIÓÓN Y EMPALMEN Y EMPALME

Casa de cliente. Poca densidadCapacidad de hasta 8 puertosPosibilidad de todo tipo de conectores



ARMARIOS DE DISTRIBUCIARMARIOS DE DISTRIBUCIÓÓN MURALN MURAL

Casa de cliente. Densidad media.Capacidad de 24/48 puertosPosibilidad de todo tipo de conectores



REPARTIDORES REPARTIDORES ÓÓPTICOS (I)PTICOS (I)

Casa de cliente/Central de operadorAlta densidad.Capacidades de hasta 516 puertosPosibilidad de todo tipo de conectores



REPARTIDORES REPARTIDORES ÓÓPTICOS (II)PTICOS (II)

Armario rack 19”








Capítulo 4 – Empalme de la fibra óptica




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TIPOS DE EMPALMETIPOS DE EMPALME

Empalme mecánico– No necesita equipos caros– Sencillo, reutilizable– Inestable– Altas perdidas

Empalme fusión– Necesitamos máquina de empalme– Permanente– Estable– Bajas perdidas


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PPÉÉRDIDAS EN EMPALMESRDIDAS EN EMPALMES

Problemas geométricos de las fibras– Núcleos con diámetros diferentes

– Perfiles de índice de refracción diferentes

– No circularidad del núcleo o del revestimiento

– Apertura numérica diferente

– Error de concentricidad núcleo-revestimiento


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Problemas de enfrentamiento de las fibras– Falta de alineamiento (1 dB / um)

– Desajuste angular (1 dB / º)

– Desajuste longitudinal(1 dB / 60 um)


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Problemas de presentación de las fibras– Limpieza

– Rugosidades

– Corte en ángulo


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HERRAMIENTASHERRAMIENTAS


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x

yz

Electrodes

Pigtail

EMPALME MECEMPALME MECÁÁNICONICO

Presión


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x

yz

Electrodos

Posicionamiento y alineación de las

fibras

EMPALME POR FUSIEMPALME POR FUSIÓÓNN

ARCO

Fibra 1 Fibra 2



HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS

Tijeras

Peladoras cubiertas externa

Peladora recubrimiento y protección primaria

Alcohol iso-propílico

Disolventes

Toallitas

Cortadora de fibra

Termorretractiles

Máquina de empalmar



PROCESO DE EMPALMEPROCESO DE EMPALME

Preparación, pelado y limpieza de los cables de F.O.

Fijación y guiado de los cables en la caja de empalmes y repartidores, cocas y reserva de fibra para posteriores mantenimientos

Inserción del termorretráctil

Pelado de la fibra (protección primaria)

Limpieza de la fibra desnuda

Corte de la fibra

Fusión

Calentar el termorretráctil

Cerrado de cajas y repartidores



PROCESO DE FUSIPROCESO DE FUSIÓÓNN

Inserción de las F.O.Alineamiento de las fibras XYZSeparación de las fibras GAPLimpieza por fusiónFusiónEstimación de perdidas



TIPOS DE EMPALME POR FUSITIPOS DE EMPALME POR FUSIÓÓNN

LID (Local Light Injection Detection)

Inyecta luz en la fibra para controlar el proceso de alineamiento y estimación de perdidas

LPAS (Lense Profil Alignment System)

Método geométrico por procesado de la imagen del empalme



EMPALME POR FUSIEMPALME POR FUSIÓÓN LIDN LID



PARPARÁÁMETROSMETROS

Corriente de limpieza: 10-16 mA

Tiempo de limpieza: 50-300 ms

Corriente de prefusión (redondeo a 1200º)

Tiempo de prefusión: 0´16-2´5 s

Corriente de fusión: 10-25 mA (1700º)

Tiempo de fusión: 0-10s

Z-gap: 2-10µm

Avance Z: aporte de f.o.

Tiempo de retardo: desde fusión hasta avance f.o. 0-100 ms

Punto de fusión: fusión en 10 tramos



SMFSMF--28 SIECOR28 SIECOR

Corriente de limpieza: 13´5 mA

Tiempo de limpieza: 100 ms

Corriente de prefusión: 14´5 mA

Tiempo de prefusión: 250 ms

Corriente de fusión: 14,5 mA

Tiempo de fusión: 1200 ms

Z-gap: 7 µm

Avance Z: 5 µm

Tiempo de retardo: 50 ms

Punto de fusión: fusión en 10 tramos al 100%



62,5/125 SIECOR62,5/125 SIECOR

Corriente de limpieza: 13´5 mA

Tiempo de limpieza: 100 ms

Corriente de prefusión: 14´5 mA

Tiempo de prefusión: 250 ms

Corriente de fusión: 14,5 mA

Tiempo de fusión: 1200 ms

Z-gap: 7 µm

Avance Z: 5 µm

Tiempo de retardo: 50 ms

Punto de fusión: fusión en 10 tramos al 100%



SECUENCIA DE EMPALME NORMALSECUENCIA DE EMPALME NORMAL



FALTA DE MATERIALFALTA DE MATERIAL

CAUSAS– Valor excesivo de la corriente de

fusión– Valor insuficiente del autoavance– Valor excesivo del tiempo de

retardo



EXCESO DE MATERIALEXCESO DE MATERIAL

CAUSAS– Valor excesivo de aporte de

material



DEFECTO EN LAS SUPERFICIES DE LAS FIBRASDEFECTO EN LAS SUPERFICIES DE LAS FIBRAS

CAUSAS– Desviación angular excesiva

en las superficies seccionadas de las fibras ópticas

– Suciedad en la superficie de las F.O.



EMPALME INCOMPLETOEMPALME INCOMPLETO

CAUSAS– Valor insuficiente de la

corriente de fusión– Valor insuficiente del tiempo

de retardo



EMPALME EXCESIVOEMPALME EXCESIVO

CAUSAS– Valor muy elevado de la

corriente de fusión– Valor muy elevado del

tiempo de retardo– Gap excesivo– Valor insuficiente del

autoavance



SECUENCIA DE EMPALME ATENUADOSECUENCIA DE EMPALME ATENUADO








Capítulo 5 – Componentes ópticos pasivos




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COMPONENTES COMPONENTES ÓÓPTICOS PASIVOSPTICOS PASIVOS

Interconectores ópticos

– Rabillos o pigtails

– Cordones, latiguillos o patchcord

– Multicordones/multipigtails

Adaptadores o dobles hembras

Atenuadores de fibra óptica

– Fijos

– Variables

Acopladores divisores o Splitters

Multiplexores de longitud de onda, WDM

Filtros ópticos


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ADAPTADORES O DOBLES HEMBRAS (I)ADAPTADORES O DOBLES HEMBRAS (I)

Permiten la conexión entre dos conectores de f.o. del mismo tipoEn su interior, el casquillo (sleeve), asegura un alineamiento muy preciso de las ferrules de los conectores, y con ello, el alineamiento de las fibras ópticas en conexión. De este modo, se asegura que las pérdidas de inserción introducidas sean mínimasLos casquillos interiores pueden estar fabricados de Fósforo-bronce o de zirconio, siendo este último material de mayor duración.


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ADAPTADORES O DOBLES HEMBRAS (II)ADAPTADORES O DOBLES HEMBRAS (II)

• Vida útil > 1000 conexiones

• Versiones para conectores FC/PC y FC/APC

• Versiones mecánicas: cuadrada (fijación con tornillos M2) o de rosca con figura en D.


• Versión para conector SC/PC(Azul) y SC/APC (Verde)

• Versiones en formato individual y dúplex

• Fijación mediante clips metálicos


• Formato de rosca con figura en D.

• Vida útil>500 conexiones

• Versiones para conectores E2000/PC (azul) y E2000/APC (verde)

• Versiones con fijación mediante clip o tornillos M2

• Vida útil>500 conexiones

• Tamaño reducido (SFF)

• Versión en formato individual y dúplex



• Versiones en formato individual y dúplex



• Versión dúplex.


• Formato mecánico de fijación a rosca

• Sin casquillo interior

FC

SC

ST

E2000

LC

MU

MT-RJ

SMA


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ADAPTADORES HADAPTADORES HÍÍBRIDOSBRIDOS

Permiten la conexión entre dos conectores de F.O. del distinto tipo

FC-SC• Vida útil > 500 conexiones.

FC-ST• Vida útil > 1000 conexiones.

E2000-SC• Vida útil > 500 conexiones.

SC-ST• Vida útil > 500 conexiones.


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ATENUADORES DE FIBRA ATENUADORES DE FIBRA ÓÓPTICAPTICA

Fijos y variablesPermiten adecuar el nivel de potencia óptica.Aplicación típica en cabeceras de distribución o en los primeros nodos.Evitan saturaciónDiversos encapsulados

– En línea– Macho/hembra– Altas PR (40/60dB)– Baja tolerancia (<1dB)


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ACOPLADORES DIVISORES O SPLITTERS (I)ACOPLADORES DIVISORES O SPLITTERS (I)

Permiten acoplar o dividir la potencia ópticaCuentan con un número variable de puertos de entrada y salida variables a las que se conexionan las fibra ópticas.

– Los acopladores 1x2 pueden ser:• Balanceados (50:50)• No balanceados (10:90, 20:80,

30:70...)Tecnologías de fabricación:

– Micro-óptica (lentes)– Pulido– Fusión– Planar


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ACOPLADORES DIVISORES O SPLITTERS (II)ACOPLADORES DIVISORES O SPLITTERS (II)

Características

– Tipo de fibra

– Nº de ramas

– Longitud de onda

– Ancho de Banda

– Grado de acoplamiento

– Pérdidas de inserción máximas

– Uniformidad

– Directividad

– Pérdidas de retorno



ACOPLADORES DIVISORES O SPLITTERS (III)ACOPLADORES DIVISORES O SPLITTERS (III)



ACOPLADORES DIVISORES DE FUSIACOPLADORES DIVISORES DE FUSIÓÓNN

Fusión de 2 ó mas fibrasHasta 2x6Para conseguir mayores números de puertos: colocación en cascada.1x2 es un acoplador 2x2 con 1 entrada suprimida



ACOPLADORES DIVISORES PLANARESACOPLADORES DIVISORES PLANARES

Sustratos de sílice (0.01 dB/cm)Preparador por micro-litografíaIntercambio de ionesFijación de fibras delicadaNecesitan mayor protección que los de fusiónPegado de fibras con epoxyadaptadoras de índice.



ACOPLADORES DIVISORESACOPLADORES DIVISORES



MULTIPLEXORES DE LONGITUD DE ONDAMULTIPLEXORES DE LONGITUD DE ONDA

WDM: permiten la multiplexación y demultiplexación de dos longitudes de onda (típicamente 1310nm y 1550nm) sobre una única fibra monomodo

– Grados de aislamiento: Típicos 15, 30 y 40dB

– Disponible versión multimodo850/1310nm

xWDM: multiples λ en una sola fibra– CWDM (coarse) 8 λ– DWDM (dense) 16, 24, 48 λ …



FILTROS FILTROS ÓÓPTICOSPTICOS

Permiten eliminar alguna de las ventanas habituales de trabajo.Habitualmente señales de supervisión en 4ª ventana (1650nm)Aplicación típica de interconexión de operadoras para eliminar la supervisión.








Capítulo 6 – Conectores




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Mediante empalmes– Mecánicos

• Permanentes• Reutilizables

– Fusión

Mediante conectorizaciones– Montaje en campo– Montaje en laboratorio

TERMINACITERMINACIÓÓN DE LA FIBRAN DE LA FIBRA


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CORDÓN, JUMPER o PATCHCORD. Conectorizadoslos dos extremosRABILLO o PIGTAIL. Conectorizado sólo un extremoBIFIBRA. Dos cables unidosMULTIJUMPER. Varios cables o fibras ópticas conectorizadas en los dos extremosMULTIPIGTAIL. Varios cables o fibras ópticas conectorizadas en un solo extremo

DEFINICIONESDEFINICIONES


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PERDIDAS DE INSERCIPERDIDAS DE INSERCIÓÓN Y RETORNON Y RETORNO

Pérdida de Inserción:

PI, IL

Pérdida de Retorno:

PR, BR, RL


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P=-10log[1-(n1-n0/n1+n0)²] x 2

Para N1=1.47 y N0=1 el resultado es 0.32 dB

CONEXICONEXIÓÓN DE DOS FIBRAS MEDIANTE CONECTORESN DE DOS FIBRAS MEDIANTE CONECTORES


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Atendiendo al cuerpo del conector este puede ser de muchos tipos: SC, FC, MU, LC...Atendiendo al pulido del conector estos pueden ser PC ó APCCombinando el tipo de cuerpo y el pulido se obtienen los distintos tipos de conectores SC/APC, FC/PC, FC/APC...

TIPOS DE CONECTORESTIPOS DE CONECTORES


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Ferrule

FERRULEFERRULE

Pieza de precisión que asegura el correcto encaramiento de las fibras en una conexiónMaterial típico: ZIRCONIO, metales, plásticos, vidrios


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P. R. Al aire = 14.5 dBConectado

– P.I.= 0.30 dB– P.R.= 14,5 a 25 dB

Problemas:– Suciedad – Rugosidad– Malas P.R.

Actualmente en desuso

PULIDO PLANOPULIDO PLANO



PC (Physical Contact)Pulido convexo (radio de pulido 10-25 mm)P. R. Al aire = 14.5 dBConectado

– P.I.= 0.30 dB

P.R.– PC > 30 dB– SPC > 40 dB– UPC > 50 dB

PULIDO PCPULIDO PC



APC (Pulido Convexo Angular)Angulo de 8°Pulido convexo (radio de pulido 5-12 mm)P. R. Al aire > 60 dBConectado

– P.I. = 0.30 dB– P.R. > 60 dB

PULIDO APCPULIDO APC



Características del buen conector– Bajo coste– Calidad– Materiales, plástico, metal– Estándar– Fabricación– Facilidad de uso, limpieza– Pequeño tamaño– Fiabilidad– Repetibilidad– Buenas P.I. Y P.R.– Retención– Durabilidad

CONECTORESCONECTORES



CONECTOR SMACONECTOR SMA

Diseñado en los años 60 a partir del SMA tipo A utilizado en radiofrecuenciaVarios tipos SMA 905 y SMA 906 se diferencian en la forma de la ferruleFerrule ø3,17 mmNo existe contacto



CONECTOR SMACONECTOR SMA

Tipo de fibra multimodo 50/125, 62,5/125, 230umP.I. Típicas entre 0,3 y 1,5 dB dependiendo de la calidad del conector y el tipo de la fibraRepetibilidad: <0,5 dB / 500 conexionesTracción: cable-conector 100NVentajas

– Retención por rosca– Muchos años en el mercado

Desventajas– Conector lento (rosca)– Carece de muelle



Conector tipo bayoneta, similar al BNCTiene pieza llave lo que obliga a la ferrule a adoptar una única posición de trabajoFerrule de 2,5 mmPulido plano o convexoExiste contacto con muelle

CONECTOR STCONECTOR ST



CONECTOR STCONECTOR ST

Tipos: Plano, PC, SPC monomodo y multimodoP.I. entre 0,1 y 0,6 dBP.R. >18 dB, >30 dB y >40 dBRepetibilidad: <0,2 dB / 500 conexionesTracción: cable-conector 200NVentajas

– Muelle– Pieza llave

Desventajas– Espacio



Desarrollado por NTT y SEIKOCuerpo metálicoRoscado con muelle en la ferrulePieza guía que obliga a adoptar una posición de trabajo y permite la optimizaciónFerrule de 2,5 mm de zirconio, metal

CONECTOR FCCONECTOR FC



CONECTOR FCCONECTOR FC

Tipos: FC/PC, FC/APC monomodo y multimodoP.I. <0,5 dBP.R. PC >30, SPC>40, UPC>50, APC>60 Repetibilidad: <0,2 dB / 500 conexionesTracción: cable-conector 200NVentajas

– Robusto (metálico y rosca)– Optimización

Desventajas– Espacio– Caro



Conector plástico Redes locales, usuarioConector PUSH-PULLPieza guía que fija la posición de contacto entre las ferrulesFerrule 2,5 mm de zirconio, metal Versión duplex

CONECTOR SCCONECTOR SC



Tipos: SC/PC, SC/APC monomodo y multimodoP.I. <0,5 dBP.R. PC >30, SPC>40, UPC>50, APC>60 Repetibilidad: <0,2 dB / 500 conexionesTracción: cable-conector 100NVentajas

– Espacio requerido– Barato y rápido

Desventajas– Plástico– Retención

CONECTOR SCCONECTOR SC



Diseñado por DIAMOND (licencia)PlásticoMejora el diseño del SCTapón automáticoFerrule de 2,5 mm zirconio, metalOptimizable durante el proceso de fabricaciónCódigo de colores

CONECTOR E2000CONECTOR E2000



Tipos: E2000/PC y APC monomodo y multimodoP.I. <0,5 dBP.R. PC >30, SPC>40, UPC>50, APC>60 Repetibilidad: <0,2 dB / 500 conexionesTracción: cable-conector 100NVentajas

– Mecanismo de acople tipo RJ– Tapón automático

DesventajasCaroDiseño propietario

CONECTOR E2000CONECTOR E2000



Diseñado por LUCENTPlásticoMecanismo de acople tipo RJFerrule 1,25 mmzirconio ó metalVersiones para cable de 900um, 1,6 ó 2 mmVersión duplex

CONECTOR LCCONECTOR LC



Tipos: LC/PC monomodo y multimodoP.I. <0,5 dBP.R. PC >30, SPC>40, UPC>50 Repetibilidad: <0,2 dB / 500 conexionesTracción: cable-conector 100NVentajas

– Tamaño reducido al 50% repecto al SC

Desventajas– Cable 1,6 mm– Actualmente coste

CONECTOR LCCONECTOR LC



Diseño NTTPlásticoMecanismo de acople PUSH-PULLFerrule 1,25 mm zirconio ó metalVersiones para cable de 900um, 1,6 ó 2 mmVersión duplex

CONECTOR MUCONECTOR MU



Tipos: LC/PC monomodo y multimodoP.I. <0,5 dBP.R. PC >30, SPC>40, UPC>50 Repetibilidad: <0,2 dB / 500 conexionesTracción: cable-conector 100NVentajas

– Tamaño reducido al 50% respecto al SC

Desventajas– Cable 1,6 mm– Actualmente coste

CONECTOR MUCONECTOR MU



Licencia AMP/SIECORPlástico, sin ferruleAloja dos fibras en el conectorMecanismo de acople tipo RJNo necesita ni pegado ni pulidoVersiones de cable 3 mm y zip

CONECTORES MTCONECTORES MT--RJRJ



Tipos: MT-RJ monomodo y multimodoP.I. <0,5 dBP.R. >45 dBRepetibilidad: desconocidaTracción: cable-conector 100NVentajas

– Tamaño reducido al 50% respecto al SC– Precio

Desventajas– Robustez– Durabilidad

CONECTORES MTCONECTORES MT--RJRJ



CONECTORES VFCONECTORES VF--45 y OPTI45 y OPTI--JACKJACK

VF-45 licencia 3MSin ferrule pero pulidoMitad tamaño SC

OPTI-JACK licencia PANDUITPequeño tamaño



Biconico

DIN

D4

MPO

Crimplok

FDDI

EC

OTROS CONECTORESOTROS CONECTORES



HERRAMIENTASHERRAMIENTAS

Tijeras PeladorasDiamanteEpoxyCrimpadoraMedidorMicroscopioHornoMáquina de pulidoLijas



Preparación del cable

Preparación de puntas

Inserción de piezas

Inserción de ferrule con epoxy

Curado de la epoxy

Pulido (PC, SPC, UPC, APC)

Inspección visual

Ensamblado final

Medida de PI y PR

MONTAJE DE CONECTORESMONTAJE DE CONECTORES



MMÁÁQUINA DE PULIDOQUINA DE PULIDO



INSPECCIINSPECCIÓÓN VISUAL 200xN VISUAL 200x



EMISOR RECEPTOR

MEDICIONES PERDIDAS DE INSERCIMEDICIONES PERDIDAS DE INSERCIÓÓNN

PERDIDAS INSERCIÓN. ES LA RELACIÓN ENTRE LA POTENCIA DE SALIDA Y LA DE ENTRADA EXPRESADA EN dB



Manejar y tender con tapón protectorProteger del polvo y del contactoLimpiar cuidadosamente con alcohol iso-propílico y papel sin residuos antes de la conexión conector y adaptador

¡NO MIRAR NUNCA UN CONECTOR o FIBRA DIRECTAMENTE!

MANEJO DE CONECTORESMANEJO DE CONECTORES








Capítulo 7 – Reflectrometría




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Disminución o pérdida de potencia de luz inyectada en la fibra con la distancia.

La atenuación A(λ) a una λ entre dos secciones transversales de una f.o. 1 y 2 separadas una distancia L se define como:

– A(λ)=10log (P1(λ)/P2(λ)) (dB)

Coeficiente de atenuación:

– α(λ)= A(λ)/L (dB/Km)

ATENUACIATENUACIÓÓN (I)N (I)


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ATENUACIATENUACIÓÓN (II)N (II)

Factores que intervienen el la atenuación– Dispersión Rayleigh o Scattering– Absorción de la luz

• Dióxido de Silicio (UV, IR)• Iones oxhidrilo (OH) (950nm, 1230nm y 1380nm)

– Curvaturas: se excede el ángulo critico. Radio de curvatura mínimo: máxima curvatura que puede soportar una fibra óptica circunscrita en un mandril de radio: radio de curvatura mínimo, sin variar alguna de sus características de transmisión.

Ventanas de transmisión: 850, 1310, 1550 y 1625 nmLa atenuación es menor conforme aumenta la longitud de onda.


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ATENUACIATENUACIÓÓN (III)N (III)

MACROCURVATURAS

ABSORCIÓN

MICROCURVATURAS

SCATTERING


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DISPERSIDISPERSIÓÓNN

Dispersión: es la difusión del pulso de luz a lo largo de la fibra

– Dispersión modal (Sólo en multimodo) Se produce porque la velocidad del haz de luz cuando se propaga por el núcleo dela f.o. No se mantiene constante

– Dispersión en el material • Variación del índice de refracción puntual del núcleo de fibra

óptica• Vp no se mantiene constante

– Dispersión en la Guiaonda• Falta de uniformidad en los fenómenos de reflexión del haz

lumínico que se propaga en el núcleo de la fibra• Dispersión característica de las fibras de salto de índice ya que la

propagación se produce por reflexiones sucesivas.– Polarización (PMD) en X e Y la luz tiene retardo diferente, afecta más

en monomodo


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EMISORES Y RECEPTORES EMISORES Y RECEPTORES ÓÓPTICOSPTICOS

Su aparición (70´s) impulso las comunicaciones ópticas definitivamente

FOTOEMISORES

– LED

– LASER

FOTODETECTORES

– PIN


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EMISORES OPTICOS (I)EMISORES OPTICOS (I)

LED– Diodo Semiconductor– Baja potencia (-20dBm)– Ancho espectral elevado (100nm): dispersión– Aplicación típica: LAN


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EMISORES EMISORES ÓÓPTICOS (II)PTICOS (II)

LASER– Diodo Semiconductor sobre-excitado



EMISORES EMISORES ÓÓPTICOS (III)PTICOS (III)

LASER– Diodo Semiconductor sobre-excitado– Corriente umbral (50mA), comportamiento LED– Por encima aparece efecto LASER: los fotones toman

energía de otros átomos sobre-excitados, generando nuevos fotones -en fase-

– Avalancha de fotones monocromáticos y de alta potencia– Anchura espectral 4nm– Alta potencia (0 dBm)– Aplicación: telecomunicaciones



RECEPTORES RECEPTORES ÓÓPTICOS (I)PTICOS (I)

Diodo PIN– Diodo PN con semiconductor Intrínseco expuesto a

la luz incidente– Se generan pares electrón-hueco: corriente al

polarizarse el PIN– Responsividad: mA/W– Sensibilidades del orden de -35 dBm



ENLACE DE F.O. (I)ENLACE DE F.O. (I)

Conectores de FO

Cable de FO

Señal ópticaTransmisor

electro-óptico

Diodo LED o LASER

Receptor electro-óptico

Fotodiodo



ENLACE DE F.O. (II)ENLACE DE F.O. (II)

Emisor (LED/LASER):– Potencia de transmisión:

• P(dBm)=(10logP(µW)/1000 µW)– Ancho de Banda (MHz)

Receptor (PIN)– Tasa de Error de Bit B.E.R.– Sensibilidad

• S(dBm)=(10logPmin(µW)/1000 µW)– Saturación

• ST(dBm)=(10logPmax(µW)/1000 µW)– Margen dinámico

• MD(dB)=ST(dBm)-S(dBm)– Ancho de Banda (MHz)



OTDR: Optical Time Domain ReflectometerOTDR: Optical Time Domain Reflectometer

¿¿PARA QUE SIRVE UN OTDR?PARA QUE SIRVE UN OTDR?

Teniendo acceso SOLO a uno de los extremos de la tirada de cable podemos saber:Eventos

• Empalmes• Conectores • Curvaturas• WIC, WDM

Continuidad de la fibra Perdidas de inserción dB/KmLongitud de la fibraPerdidas de inserción y retorno de cada uno de los eventos



MICROPOCESADOR

EMISOR

RECEPTOR

LCD DISPLAY

SPLITTERFIBRA

DIAGRAMA DE BLOQUES OTDRDIAGRAMA DE BLOQUES OTDR



FRESNEL REFLECTION. Reflexiones producidas al pasar la luz de un medio a otro, por ejemplo, en conectores

RAYLEIGH SCATTERING. Debido a variaciones en la densidad de la fibra, una pequeña cantidad de luz regresa al OTDR (backscattering), este retorno es continuo a lo largo de la fibra y es atenuado por esta

LUZ RETORNADALUZ RETORNADA



¿¿CCÓÓMO FUNCIONA UN OTDR?MO FUNCIONA UN OTDR?

Debemos configurar en el OTDR el índice de refracción de la fibra que estamos midiendoConociendo el I.R. y la longitud de onda sabemos la velocidad a la que viaja la luzSi enviamos un pulso de luz, podemos saber a que punto de la fibra pertenece la luz de retornoRepresentación gráfica de los niveles de retorno medidosAnálisis de los niveles para localizar los eventos



– d es la distancia– c es la velocidad de la luz en el vacío– t es el tiempo de retorno– n es el índice de refracción

d

t0

t1

c td=

2 n

MEDICIMEDICIÓÓN DE LA DISTANCIAN DE LA DISTANCIA



RAYLEIGH SCATTERINGRAYLEIGH SCATTERING



El BACKSCATTER está directamente relacionado con el pulso de luz, si la señal decrece el también lo hace

COEFICIENTE DE BACKSCATTER es la relación entre el nivel de luz retornada debido al scattering y la luz transmitida por el emisor del OTDR

MEDICIMEDICIÓÓN DE LAS N DE LAS P.IP.I. (I). (I)



MEDICIMEDICIÓÓN DE LAS N DE LAS P.IP.I. (II). (II)

OTDR mide el BACKSCATTER y las perdidas debidas a las reflexiones de FRESNEL (conectores)

Compara el nivel de BACKSCATTER para saber las perdidas entre dos puntos

Las perdidas de un empalme, conector, se saben calculando el escalón en el BACKSCATTER



ESCALESCALÓÓN BACKSCATTERN BACKSCATTER



MEDICIMEDICIÓÓN DE LAS N DE LAS P.RP.R..

La perdida de retorno entre dos puntos es el total de la luz de retorno, incluyendo el BACKSCATTER y todas las FRESNEL REFLECTION

Cuando pasamos de un medio a otro (conectores) la luz de retorno es mucho mayor que el BACKSCATTER, llegando incluso a saturarse el receptor del OTDR



REFLEXIÓN INICIAL

CONECTOR

REFLEXIÓN FINAL

LUZ REFLEJADA

Longitud de FO

ATENUACIÓN

EVENTOS (I)EVENTOS (I)



EVENTOS (II)EVENTOS (II)



ZONAS CIEGAS (I)ZONAS CIEGAS (I)

Distancia durante la cual el OTDR puede no distinguir dos eventos consecutivosLa inicial se soluciona con una bobina de lanzamientoA mayor anchura de los pulsos de luz, mayor zona ciegaSe define la zona ciega de un evento a el área entre dos puntos separada 1,5 dB del tope de reflexión, a partir de este punto podríamos distinguir otros eventos



ZONAS CIEGAS (II)ZONAS CIEGAS (II)



REFLEXIONES DE FRESNELREFLEXIONES DE FRESNEL



RANGO DINRANGO DINÁÁMICO (I)MICO (I)

Valor típico de 20 dB a 40 dBDetermina el alcance del OTDR en KmCuanto más ancho es el pulso de luz, mejor es el rango dinámicoSe mejora eliminando ruido, mediante el promedio de medidas (varios pulso de luz)



RANGO DINRANGO DINÁÁMICO (II)MICO (II)



EMPALMES

La resolución es la distancia entre dos puntos de muestreoLa resolución es la distancia entre dos puntos de muestreo

RESOLUCIRESOLUCIÓÓN (I)N (I)



RESOLUCIRESOLUCIÓÓN (II)N (II)

Nº de pulsos de luz 2048, 32768 ó 261288 : a mayor número mayor definición16384 muestreos por pulsoEscala 4Km / 0,25m a 256Km / 16mAncho del pulso 10ns a 20000ns, esta ligado con la resolución y el rango dinámico



RESOLUCIRESOLUCIÓÓN (III)N (III)



EMPALMES

ANCHO PULSO

Cuanto mayor es el ancho del pulso mayor es la zona ciega generada por este, los eventos aparecen como uno solo

RESOLUCIRESOLUCIÓÓN (IV)N (IV)



Dispersión del Modo de Polarización (PMD)

Atenuación Espectral

Longitud de Onda de Corte (λC)

Diámetro de Campo Modal (MFD)

Dispersión Cromática (CD)

Medidas Geométricas, Mecánicas y Ambientales

OTRAS MEDIDAS EN FIBRA OTRAS MEDIDAS EN FIBRA ÓÓPTICAPTICA





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