Apuntes de Fibra Optica
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Conectores Fibra Optica
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INSTITUTO PROFESIONAL DUOC-UC ESCUELA DE INFORMATICA Y TELECOMUNICACIONES
GUIA Y MATERIAL DE APOYO PARA LABORATORIO DE FIBRA OPTICA
Material de apoyo para la Carrera de Ingeniera en Conectividad y Redes
Santiago de Chile, Agosto 2011
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El presente documento tiene como
objetivo principal brindar apoyo al curso
de Diseo de Redes de Fibra ptica.
El material fue preparado por
el Ingeniero Civil Elctrico: Eduardo Morales Cabello.
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PROLOGO
Desde mediados de los aos 70, los sistemas de comunicaciones que
emplean Las fibras pticas como medio de transmisin se han desarrollado
considerablemente. Las atenuaciones introducidas por las fibras pticas para sistemas de
comunicacin, estn dentro del intervalo de 0.2 dB/Km a 5 dB/Km, y las fuentes pticas
pueden acoplar niveles de luz a las fibras pticas desde varios microwatts a varios
miliwatts, y sensibilidades tpicas de los receptores pticos estn en el intervalo de -20
dBm a -60 dBm. Los enlaces por fibra ptica hoy en da se encuentran en aplicaciones
de corta distancia y de larga distancia, tanto para rutas punto a punto como punto a
multipunto y multipunto a multipunto.
Un entendimiento amplio del funcionamiento de cada uno de los elementos
que entran a formara parte de los enlaces por fibra ptica es una condicin indispensable
para realizar eficientemente el diseo, dimensionamiento y mantenimiento de estos
enlaces. Uno de los objetivos de esta gua y material de apoyo es tender un puente entre
estudiantes y tcnicos e ingenieros en telecomunicaciones. El texto tambin fue escrito
pensando que pudiese servir como una introduccin al estudio de tpicos ms profundos
de diferentes aspectos y aplicaciones de los sistemas de comunicaciones que emplean
como medio de transmisin a las fibras pticas.
Esta gua se inicia con el Capitulo I, que permite al estudiante comprender
los principios fundamentales que rigen la transmisin de las ondas electromagnticas en
la fibra ptica. Adems, se definen los principales caractersticas fsicas y parmetros de
diseo que el estudiante debe conocer para poder analizar un sistema de transmisin
ptico.
En el Capitulo II, se presentan los tipos de estructuras bsicas de un cable de
fibra ptica, tanto para planta externa como al interior de un edificio. Tambin, se
conocern los principales tipos de cables comercializados en el mercado nacional por
empresas del rubro.
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En el Capitulo III, se dan a conocer los principales equipamientos activos o
pasivos y accesorios pticos que pueden intervenir en un enlace ptico, ya sea en un
empalme, conectorizacin y medicin.
En el Capitulo IV y V, fijaremos las principales normas para planta externa
como interna, que rigen las transmisiones pticas, siguiendo las recomendaciones de la
ITU, como tambin rescatando los criterios de instalacin obtenido de la experiencia de
los profesionales en telecomunicaciones con los cules hemos trabajado.
En el Capitulo VI, se muestra el procedimiento bsico para la certificacin
de enlaces de fibra ptica y el anlisis de las curvas que arroja el OTDR.
Finalmente, el Capitulo VII aborda los clculos de las prdidas pticas y
ancho de banda, que nos permiten fijar los criterios necesarios para el diseo y
dimensionamiento de un enlace de fibra ptica.
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INDICE GENERAL
Pg.
PROLOGO .............................................................................. 3
I. FUNDAMENTOS DE LA FIBRA OPTICA .................................. 7
1.1 Historia de la Fibra ptica............................................. 7
1.2 Qu es una Comunicacin Optica? ................................ 9
1.3 Propiedades de la Fibra Optica .................................... 10
1.4 Tipos de Fibras pticas .............................................. 14
1.5 Ventajas y Desventajas de la Fibra Optica .................... 19
1.6 Prdidas Opticas ........................................................ 21
1.7 Qu es la Dispersin? ............................................... 23
1.8 Criterios Bsicos de Seguridad .................................... 26
1.9 Recomendaciones de la ITU para Fibras Opticas ............ 27
II. COMPOSICIN Y TIPOS DE CABLES DE F.O ....................... 28
2.1 Fabricacin de la Fibra Optica...................................... 28
2.2 Tipos de Dimetros de la Fibra Optica .......................... 29
2.3 Tipos de Estructuras de Cables de Fibra Optica .............. 31
2.4 Composicin del Cable de Fibra Optica ......................... 37
2.5 Factores Externos que influyen en el Deterioro
de los Cables de Fibra Optica ...................................... 42
III. EQUIPAMIENTO Y ACCESORIOS OPTICOS teora................. 43
3.1 Principales Tipos de Conectores para Fibra optica .......... 43
3.2 Normas para el Hardware utilizado en el Cableado
por Fibra Optica (Anexo ANSI/TIA/EIA 568 A) ............ 44
3.3 Tipos de Empalmes Mecnicos para Fibra Optica ........... 45
3.4 Empalmes por Fusin ................................................. 45
3.5 Tipos de Mufas .......................................................... 46
3.6 Equipos Opticos para Redes de Datos ........................... 48
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IV. NORMAS Y CRITERIOS DE INSTALACIN DE CABLES DE F.O.
EN INTERIORES ............................................................. 51
4.1 Procedimiento de Instalacin de Cables en Interiores ..... 51
4.2 Empalmes y Terminaciones en Interiores ...................... 55
4.3 Normas para el Sistema de Cableado por Fibra Optica
(Anexo ANSI/TIA/EIA 568A)..................................... 59
V. NORMAS Y CRITERIOS DE INSTALACIN DE CABLES DE F.O.
EN EXTERIORES ............................................................. 63
5.1 Tipos de Instalacin de Fibra Optica en Planta Externa ... 63
5.2 Procedimiento de Instalacin en Exteriores de Cables
Subterrneos ............................................................ 64
5.3 Procedimiento de Instalacin en Exteriores de
Cables Areos ........................................................... 71
5.4 Reparaciones de Cables en Exteriores .......................... 75
VI. CERTIFICACIN DE ENLACES DE F.O. MEDIANTE OTDR ...... 78
6.1 Equipamiento ............................................................ 78
6.2 Determinacin de la Localizacin fsica de las Anomalas 79
VII. DISEO DE ENLACES DE FIBRA OPTICA ............................ 80
7.1 Criterios de Diseo de Enlaces de Fibra Optica .............. 80
7.2 Clculo de Atenuaciones ............................................. 82
7.3 Clculo de Ancho de Banda ......................................... 85
GLOSARIO ........................................................................... 88
BIBLIOGRAFA ...................................................................... 94
ANEXO A (LABORATORIO DE CONECTORIZACIN) .................... 95
ANEXO B (LABORATORIO DE EMPALME) .................................. 99
ANEXO C (LABORATORIO DE OTDR) ....................................... 101
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I. FUNDAMENTOS DE LA FIBRA OPTICA
1.1 Historia de la Fibra ptica
1790: Claude Chappe, construy en Francia un sistema de telgrafo ptico que consista
en una cadena de torres con sistema de sealizacin, logrando transmitir informacin a
una distancia de 200 Km en 15 minutos.
1870: John Tyndall demostr con su experimento que un chorro de agua era capaz de
conducir la luz, basndose en el principio de reflexin interna total.
1889: Alex Graham Bell, desarroll el fotofn con el cul se poda transmitir seales de
altavoz con ayuda de la luz, pero sujeto a condiciones atmosfricas.
1958: Invencin del Rayo Lser y Fotodiodos Semiconductores.
1970: Desarrollo de la primera fibra ptica de baja prdida, con una atenuacin de 20
dB/Km, desarrollada por la empresa norteamericana CORNING.
1980: 1 Generacin de Sistemas de Comunicaciones de Fibra Optica.
Longitud de Onda : 800 nm
Ancho de Banda : 45 Mb/s a 10 Km, sin uso de amplificadores.
1987: 2 Generacin de Sistemas de Comunicaciones de Fibra Optica.
Longitud de Onda : 1300 nm
Ancho de Banda : 1.7 Gb/s a 50 Km, sin uso de amplificadores.
1990: 3 Generacin de Sistemas de Comunicaciones de Fibra Optica.
Longitud de Onda : 1550 nm
Ancho de Banda : 2.5 Gb/s a 60-70 Km, sin uso de amplificadores.
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1996: 4 Generacin de Sistemas de Comunicaciones de Fibra Optica.
Uso de:
Amplificadores Opticos dopados con Erbium (incrementa el espacio entre
repetidores).
Multiplexores de Divisin de Longitud de Onda (WDM, incrementa la tasa de bits).
2000: 5 Generacin de Sistemas de Comunicaciones de Fibra Optica.
Investigaciones para:
- Encontrar una solucin al problema de la dispersin (Tcnicas de
compensacin de dispersin por medio de solitones pticos).
- Disminucin de la Dispersin por Modo de Polarizacin (PMD).
- Uso de otras ventanas de longitud de onda o las mismas pero con menor
atenuacin (Ej: Fibra ptica All Wave)
- Mejorar las Tcnicas de Fabricacin de la fibra ptica.
Desarrollo de:
- Sistemas DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexer).
- Sistemas CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexer).
- Redes totalmente Opticas.
- Equipos pticos de menor costo y mayor rendimiento.
- Fibra ptica al Escritorio.
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1.2 Qu es una Comunicacin Optica?
Las Comunicaciones Opticas representan una forma distinta de comunicacin,
convirtiendo una seal elctrica en una seal luminosa que viaja por medio de una gua
de onda cilndrica de vidrio denominada fibra ptica.
De acuerdo al ejemplo de la Figura 1.1, para convertir una seal elctrica en seal de
luz, necesitamos los siguientes pasos:
1.- Conversin de la seal elctrica anloga a digital por medio de un codificador
(Coder), para luego aplicar algn mtodo de modulacin (NRZ, RZ, Manchester, etc.),
que permite entregar una secuencia de pulsos elctricos entre 0-5 Volt, denominados
bits.
2.- Conversin de la seal elctrica digital a seal ptica digital por medio de una
fuente de luz (Transceiver, Conversor de Medio Mdem Optico), transformando los
bits en pulsos de luz para transmitirlos, a travs de la fibra ptica, a una longitud de
onda especificada por el fabricante del equipo ptico.
Figura 1.1: Comunicaciones Opticas.
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Una vez que los pulsos llegan al detector o receptor ptico debemos realizar la
operacin inversa:
1.- Convertir la seal ptica a una secuencia de pulsos elctricos.
2.- Decodificacin de los pulsos elctricos digitales a una seal elctrica analgica, a
travs de un decodificador (Decoder)
1.3 Propiedades de la Fibra Optica
La Fibra Optica es un medio de transmisin, compuesto de fibra de vidrio
(cuarzo dixido de silicio SiO2) que permite transmitir seales luminosas, a travs de
esta gua de onda ptica.
El rango de longitud de onda () para transmitir por una fibra ptica es de 800
[nm] a 1600 [nm], usando preferentemente las longitudes centradas en las siguientes
ventanas 850, 1310 y 1550 [nm] por motivos de baja atenuacin. (Ver Figura 1.2)
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Figura 1.2: Espectro Electromagntico.
La velocidad de propagacin de la luz en un medio distinto del vaco, se
encuentra afectada por el ndice de refraccin del medio y est dada por la siguiente
ecuacin:
v = c / n
v = velocidad de propagacin
c = velocidad de la luz = 300.000 Km / seg.
n = ndice de refraccin
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Ley de Snell
Es la propiedad fsica elemental, con la cul se realiza la transmisin de los
rayos de luz, a travs de una fibra ptica.
Cuando los rayos de luz inciden en la frontera de ambos medios con ndices de
refraccin distintos (n1 > n2), existe un rayo que pasa al otro medio que se denomina
rayo refractado (refraccin) y otro rayo que sigue en el mismo medio que se denomina
rayo reflejado (reflexin). Pero a partir de un cierto ngulo crtico c, que depende de
los ndices de refraccin de ambos medios, los rayos que inciden en la frontera se
reflejan completamente, permitiendo con ello que se produzca el principio de reflexin
interna total. (Ver Figura 1.3)
Figura 1.3: Ley de Snell.
Frmula de la Ley de Snell:
n1 sin 1 = n2 sin 2
si: 1 = c ; 2 = 90
c = arcsen (n2/n1)
Figura N3: Principio de Reflexin Interna Total.
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Apertura Numrica
Cuando la fibra ptica es acoplada con la fuente de luz, se debe asegurar que la
gran mayora de los rayos de luz emitidos por la fuente entren al ncleo de la fibra
ptica para evitar prdidas. Estas prdidas se pueden minimizar si utilizamos una fibra
ptica con la misma Apertura Numrica (NA), recomendada por el fabricante del
equipo ptico. (Ver Figura 1.4)
La Apertura Numrica es una constante que permite dar a conocer el ngulo de
aceptancia NA , para el cul los rayos de luz que salen de la fuente con ngulos
menores a NA y que inciden en la superficie Aire Fibra, son refractados al interior
del ncleo de la fibra y para los rayos de luz que salen de la fuente con ngulos mayores
a NA, son reflejados completamente y por ende no son capturados por el ncleo,
causando las prdidas de acoplamiento o insercin entre el equipo ptico y la fibra.
Figura 1.4: Cono de Aceptacin.
NA = ngulo de aceptancia
NA = Apertura Numrica = sen NA
NA = 22 2n1n
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Uso de la Fibra Optica
Si se requiere dar solucin a una red de datos, se deben considerar las
condiciones tcnicas del terreno, como la distancia y posibles ruidos o inducciones
elctricas a nuestra red. Si se trata de una planta, fbrica, mina o bodegas, en la cul los
puntos de telecomunicaciones se encuentran esparcidos y alejados a una distancia
superior a 90 metros, segn norma referente al cable UTP, se justificar el uso de cable
de fibra ptica. Tambin, se debe considerar el uso de cable de fibra ptica, si existe en
algn sector gran prdida de datos, debido a la induccin de corrientes fuertes.
Finalmente, las condiciones externas del terreno, tambin justificarn una red
LAN con fibra ptica, ya que en climas muy hmedos, los cables de cobre sufren un
deterioro bastante acelerado debido a la corrosin, lo cul implicar a largo plazo tener
que reemplazar este material.
1.4 Tipos de Fibras pticas
Una fibra ptica es una gua de onda cilndrica y larga realizada con materiales
de cuarzo y silicio que confina y propaga ondas luminosas.
- Est compuesta bsicamente de 3 capas:
- ncleo (core)
- manto revestimiento (cladding)
- recubrimiento (coating)
El ncleo y el manto no se pueden separar con herramientas mecnicas.
Tambin, cabe decir, que el ncleo tiene un ndice de refraccin un poco ms alto que el
manto.
El recubrimiento entrega proteccin mecnica contra dobleces y proteccin
contra la humedad.
Nota: La Materia Prima (Silicio) para fabricar la f.o. es abundante en la
naturaleza.
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Valores tpicos de ndice de refraccin :
Figura 1.5: Construccin de la Fibra Optica.
Existen tres tipos bsicos de fibra ptica que son utilizadas en el mercado:
- Fibra Monomodo (FIBER SINGLEMODE)
- Fibra Multimodo (FIBER MULTIMODE)
- Fibra Plstica
Fibra Monomodo
Este tipo de fibra posee la ventaja de alcanzar grandes distancias, generalmente sobre 2
Km y tener un ancho de banda sobre 1 Gbit / seg. Es utilizada en los enlaces de
comunicacin de datos para unir continentes, pases y ciudades. En la fibra monomodo
se propaga un solo modo (camino que sigue un rayo de luz por el ncleo). Esto se logra
reduciendo el dimetro del ncleo de la fibra entre 8 a 10 m, tamao que slo permite
enviar un modo de propagacin. Para poder transmitir un solo modo debemos utilizar
una fuente de luz que su espectro de potencia este concentrado mayoritariamente en una
sola longitud de onda, para lo cul el lser cumple con este requisito.
Fibra Multimodo
Este tipo de fibra es utilizada para menores distancias, generalmente menores a 2 Km y
su uso es mayor para el cableado vertical en edificios. Su ancho de banda depende
mucho de la dispersin producida por los modos que se propagan a travs del ncleo,
llegando a 500 Mbps en algunas fibras multimodo. En la fibra multimodo se propaga
Ncleo : 1.5
Manto : 1.48
Aire : 1.003
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una gran cantidad de modos, debido a que el dimetro del ncleo de la fibra es de 50
62.5 m. Para esta fibra se utiliza una fuente de luz cuyo espectro no esta solamente
concentrado en la longitud de onda fundamental, sino que tambin en las longitudes de
ondas secundarias, para esto se utiliza un LED VCSEL.
Fibra Plstica
Es utilizada con menor frecuencia en aplicaciones industriales para muy corta distancia,
poseen un dimetro de ncleo aproximadamente de 200 m y su transmisin es
realizada a longitudes de onda entre 660 nm 780 nm.
Figura 1.6: Tipos de Fibras Opticas.
Tipos de Fibra Multimodo
Existen dos tipos de fibras multimodo, que difieren en los perfiles de los ndices de
refraccin del ncleo y manto:
- Fibra Multimodo Indice Escaln
- Fibra Multimodo Indice Gradual
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Fibra Multimodo de Indice Escaln
Una fibra de ndice escaln es una fibra ptica con ndices de refraccin del ncleo y
manto diferentes, pero uniformes. En la frontera ncleo-manto, hay un cambio abrupto
en el ndice de refraccin provocando un confinamiento de la luz en el ncleo.
Figura 1.7: Dispersin en Fibra Multimodo de Indice Escaln.
Los rayos de luz viajan por caminos muy diferentes en el ncleo de la fibra con
velocidades iguales. Debido a que la distancia que recorre cada rayo es distinta, llegarn
a su destino en tiempos distintos. Esto trae como consecuencia que un pulso se ensanche
en tiempo.
Como muestra la figura los rayos de luz empiezan todos al mismo tiempo, pero despus
de viajar por la fibra, llegan a sus destinos en tiempos diferentes debido a que siguen
diferentes caminos por el ncleo de la fibra ptica. El ensanchamiento del pulso es una
distorsin de la seal conocida como dispersin modal.
El ensanchamiento del pulso restringe la velocidad de transmisin de datos, debido a
que sta es inversamente proporcional a la anchura del pulso. Un pulso ms ancho
significa que se puede enviar menos pulsos por segundos, lo que resulta en una
disminucin del ancho de banda de transmisin.
Velocidad de Tx de Datos 1 / ancho del pulso
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Fibra Multimodo de Indice Gradual
El ndice de refraccin del ncleo de una fibra de ndice gradual decrece desde el centro
al exterior. El ndice de refraccin del manto es uniforme. La fibra de ndice gradual
curva los rayos de luz en caminos sinusoidales debido a que el ndice de refraccin del
ncleo no es uniforme.
La regin exterior del ncleo tiene un ndice refraccin ms bajo que el centro del
ncleo. La luz viaja ms rpido en un material con ndice de refraccin ms bajo (v =
c/n). Los rayos de luz de la regin exterior del ncleo viajan una distancia mayor y
requieren ms tiempo para llegar al final de la fibra.
Figura 1.8: Dispersin en Fibra Multimodo de Indice Gradual.
Debido a que la luz viaja ms rpido en la regin exterior que en el centro del ncleo, el
mayor tiempo causado por la distancia se compensa parcialmente por una mayor
velocidad del rayo. Esto reduce la cantidad de ensanchamiento del pulso entre los rayos
de luz del centro del ncleo y de la regin exterior, por lo que se reduce la dispersin
modal. Este tipo de fibra tiene un ancho de banda de transmisin de datos mayor que
una fibra ndice escaln.
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1.5 Ventajas y Desventajas de la Fibra Optica
La Fibra ptica presenta grandes ventajas si se les compara con otros medios de
transmisin de datos, como por ejemplo:
- Multipar de cobre: ancho de banda menor y costos de instalacin bajos. Susceptible
a interferencias electromagnticas y a la corrosin.
- Cable coaxial: ancho de banda mayor que el multipar de cobre pero menor que la
fibra ptica, presenta altas prdidas en los puntos de empalme y conexin. Es un
cable de mayor peso y la distancia mxima entre repetidores es de aprox. 1.5 Km.
- Microondas Satelitales y Terrestres: ancho de banda menor que la fibra ptica
monomodo, pero su costo es menor para unir distancias grandes. Susceptible a los
cambios climticos y de temperatura.
Ventajas
- Gran capacidad para transmitir informacin: Para las fibras pticas monomodo
su ancho de banda supera 1 Gbit/seg.
- Menor dimetro y peso ligero: Un cable de fibra ptica posee un dimetro mucho
menor y peso ms ligero que un cable de cobre.
- Inmunidad a las interferencias elctricas: La fibra ptica no se ve afectada por la
interferencia electromagntica (EMI) o interferencia de radiofrecuencia (RFI). La
fibra ptica est libre de conversaciones cruzadas, es decir, la informacin que viaja
por una fibra no puede ser recapturada por una fibra cercana.
- Aislamiento elctrico: no necesita tierra comn.
- Seguridad: Una fibra ptica no se puede intervenir por medio de mecanismos
elctricos convencionales como conduccin superficial o induccin
electromagntica. Si se interviniera se podra detectar monitoreando la seal ptica
recibida al final de la fibra o curvndola en cualquier parte.
- Larga vida de til y Libre de Corrosin: La fibra ptica es un medio que posee
una vida de servicio estimada en ms de 30 aos para algunos cables. Los enlaces de
fibra ptica bien diseados, son aqullos en dnde los cables de fibra soportan las
condiciones de temperatura, humedad, etc. existentes y las eventualidades de
operacin que salgan con el tiempo, de tal forma de mantener la vida til del cable.
La fibra ptica no sufre de corrosin.
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- Baja Mantencin: El mantenimiento es menor que el que se requiere para otro
medio de transmisin, debido a que se requiere de pocos repetidores. No hay forma
que pueda corroerse el cable y que pueda causar prdidas de seales seales
intermitentes. El cable no se ve afectado por cortocircuitos, sobretensiones o
electricidad esttica.
- Baja Atenuacin: Para una transmisin a longitud de onda cercana a 1550 nm la
atenuacin que se produce en la fibra aprox. es de 0.2 dB/km.
- Versatilidad: Los sistemas de comunicaciones por fibra son los adecuados para la
mayora de los formatos de comunicaciones de datos, voz y video. Entre estos
sistemas tenemos: RS-232, Ethernet, Fast Ethernet, FDDI, SDH, ATM, DWDM,
etc.
- Expansin: Los enlaces de fibra ptica bien diseados pueden expandirse
rpidamente y cambiar de un sistema de transmisin de baja velocidad a uno de alta
velocidad, cambiando solamente la electrnica pero no la fibra. Ejemplo de ello es
el HFFC utilizado por las empresas de televisin por cable.
- Regeneracin de la seal: la fibra ptica monomodo puede alcanzar distancias
cercanas a los 70 80 Km sin uso de amplificadores, con el tiempo ser cada vez
mayor la distancia que alcanzar la fibra sin regenerar.
Desventajas
- Conversin electro-ptica: Antes de conectar una seal elctrica de comunicacin
a una fibra ptica, la seal debe convertirse mediante componentes optoelectrnicos
a una seal ptica usando una fuente de luz: Lser o LED. Luego la seal ptica que
llega al extremo receptor es nuevamente convertida a seal elctrica.
- Transmisin de la seal ptica en ventanas de frecuencia determinada: De
acuerdo a las propiedades fsicas de la fibra, sta posee tres ventanas donde la
atenuacin es aceptable para transmitir informacin segura. Se espera que en
el futuro la transmisin pueda realizarse en todo el espectro
posible.
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Figura 1.9: Grfico de Atenuacin v/s Longitud de Onda
- Camino fijo recto: El cable de fibra ptica debe ser instalado en forma recta para
poder evitar curvaturas que produciran prdidas pticas.
- Instalacin especial: Se requiere de un equipamiento de alto costo y de personal
tcnico calificado. Se espera que los costos de equipos bajen con el correr del
tiempo, por el surguimiento de mejores tecnologas.
- Reparacin especializada: La reparacin de un cable requiere de personal tcnico
calificado con destreza y habilidad en el manejo de herramientas y equipos
asociados.
1.6 Prdidas Opticas
La luz que viaja en una fibra ptica pierde potencia con la distancia. Las prdidas de
potencia dependen de: la longitud de onda del material por el que se propaga, la
distancia, las prdidas de conectores, etc.
Las prdidas de potencia de luz en una fibra ptica se miden en decibeles dB. Las
especificaciones de un cable de fibra ptica expresan las prdidas del cable como la
atenuacin en dB por Km de longitud, es decir en dB/Km. Este valor se debe multiplicar
por la longitud total del enlace de fibra en Km para determinar las prdidas del cable en
dB.
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Las prdidas de luz de una fibra son causadas por varios factores y se pueden clasificar
en intrnsecas y extrnsecas:
Intrnsecas
- Prdidas por Absorcin de OH-: Contaminantes como las moleculas de OH-,
absorben fotones a nivel molecular provocando prdidas considerables si tenemos
muchas de ellas. Esto es controlado mediante un proceso de fabricacin libre de
humedad e impurezas.
- Prdidas por Scattering Rayleigh (impurezas): Otros tipos de impurezas o
contaminantes causan variaciones en la densidad ptica, composicin y estructura
molecular de la fibra que provocan que los rayos de luz que se topen con estas
impurezas y se dispersen en muchas direcciones provocando prdidas.
- Prdidas por microcurvaturas: Son pequeas curvaturas al interior de la fibra en
la frontera ncleo-manto, provocando cambios en el ngulo de incidencia y
perdiendo la propiedad de reflexin interna total en algunos puntos, provocando
refraccin y con ello prdidas.
- Prdidas por Reflexin de Fresnel (conectores o empalmes): Ocurre en
cualquiera frontera de un medio donde cambie el ndice de refraccin, causando que
una parte de los rayos incidentes sea reflejado al primer medio y otra parte sea
refractado al segundo medio.
Extrnsecas
- Prdidas causadas por curvaturas externas: La fibra ptica posee un cierto radio
de curvatura crtico que es especificado por el fabricante, con el cul se asegura que
no existan prdidas. Cualquier curvatura con un radio menor que este radio crtico
cambiar el ngulo de incidencia de los rayos de luz, provocando que la reflexin
interna total entre el ncleo y manto desaparezca y causando con ello una refraccin
de los rayos fuera del ncleo y con ello las prdidas pticas.
- Prdidas de conectores: Las prdidas de los conectores estn en el rango de 0.3 dB
a 1.5 dB y depende del tipo de conector utilizado. Los factores que contribuyen en
las prdidas de conexin son : suciedad o contaminantes en el conector, instalacin
impropia del conector, mal corte, etc.
- Prdidas de empalmes: Las prdidas ocurren en todos los tipos de empalme. Para
los empalmes mecnicos las prdidas se encuentran entre 0.2 dB a 1 dB y para los
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empalmes por fusin las prdidas son menores a 0.1 dB. Las prdidas de empalme
se atribuyen generalmente a: mal corte, desalineamiento de los ncleos de las fibras,
contaminacin, burbujas de aire, etc.
Figura 1.10: Ejemplo de tipos de prdidas pticas
1.7 Qu es la Dispersin?
El ancho de banda de una fibra ptica es una medida de su capacidad de transmisin de
informacin. El ancho de banda de la fibra ptica est limitado por la dispersin total
que tiene como consecuencia el ensanchamiento del pulso.
La dispersin limita la capacidad de transmisin de informacin debido a que los pulsos
se ensanchan traslapndose unos con otros, hacindose indistinguibles para el equipo
receptor.
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Figura 1.11: Cuadro de Dispersiones.
- Dispersin Modal: Causada por los diferentes modos o caminos que sigue un rayo
de luz en una fibra multimodo. Esto da como resultado que los rayos recorran
distancias diferentes y lleguen al otro extremo de la fibra en tiempos distintos
provocndose el ensanchamiento y traslape de los pulsos de luz. Este fenmeno se
da slo en fibras multimodo.
- Dispersin Cromtica: Se define como dispersin cromtica a toda dispersin que
tenga como origen una dependencia de la longitud de onda, es decir, a la suma de la
dispersin cromtica material y gua de onda.
- Dispersin Cromtica Material: Causada por un fenmeno intrnseco al material,
debido a que el ndice de refraccin en la prctica no es constante y vara con la
longitud de onda de los rayos de luz (n = n()). Como la fuente de luz no es ideal,
est compuesta de un espectro de ms de una longitud de onda, tanto en el caso de
los LED como de los LASER. Los modos de diferente viajan a diferentes
velocidades producindose la dispersin.
- Dispersin Cromtica Gua de Onda: Causada cuando el ndice de refraccin del
ncleo difiere slo levemente del ndice de refraccin del manto y parte de la luz se
refleja despus que hubo penetrado en l. El grado de penetracin en el manto
depender de la longitud de onda de la seal y conlleva a que el rayo de luz realice
una trayectoria mayor. Luego, para cada longitud de onda existirn diferentes
trayectorias lo que implica un menor o mayor tiempo de viaje para alcanzar el
receptor.
Dispersin Total
Dispersin Cromtica
Dispersin MaterialDispersin de Gua de
Onda
Dispersin Modal
PMD
(Dispersin por modo
de Polarizacin)
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- Dispersin por Modo de Polarizacin: Efecto ptico que provoca dispersin en
una seal ptica que viaja por una fibra monomodo. Para el caso de distancias de
enlaces de fibra ptica mayores a 100 Km. el PMD puede llegar a ser un factor
limitante para la expansin de las redes pticas. La luz acoplada al interior de una
fibra monomodo da como origen una seal electromagntica que posee dos
componentes (una componente elctrica y una componente magntica) que viajan de
manera ortogonal. El PMD ocurre cuando se produce un desface retardo de una de
las componentes con respecto a la otra (birrefringencia) provocada por una asimetra
del ncleo y diferencia de ndices de refraccin a lo largo de la fibra.
Fibras de Dispersin Desplazada
La longitud de onda a la cul la dispersin total es cero, se denomina longitud de onda
de dispersin cero. Como se puede observar en la figura, la dispersin de material tiende
a disminuir con el aumento de la longitud de onda. En general, la contribucin de la
dispersin material es mayor que la dispersin por gua de onda, sin embargo, cerca del
punto en el cul la dispersin total es cero, la dispersin por gua de onda es ms
influyente.
Figura 1.12: Grficos Dispersin v/s Longitud de Onda.
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26
La longitud de onda tpica a la cul la dispersin total es cero, es alrededor de los 1310
nm. Por otra parte, la longitud de onda para la cul las prdidas son mnimas es en los
1550 nm, es decir no son coincidentes. Luego lo que se ha hecho para maximizar las
caractersticas de transmisin, es desplazar la curva de dispersin, de modo que para la
longitud de onda de 1550 nm se obtengan las mnimas prdidas con la mnima
dispersin.
1.8 Criterios Bsicos de Seguridad
Hay ciertas precauciones que deben tomarse en cuenta cuando se trabaja con una fibra
ptica para mantener un entorno de trabajo seguro y reducir el tiempo perdido por
accidentes.
1. Utilizar guantes y gafas en el Corte y Pelado del Cable. No toque sus ojos o cara
en ningn momento. Lave sus manos inmediatamente despus de trabajar con la
fibra desnuda o con solvente.
1. Guardar los residuos de fibra en un envase cerrado y etiquetado. Utilizar una
superficie de trabajo negra, para facilitar el contraste con las fibras y reducir la
posibilidad de rebote.
2. Use pinzas depiladoras para quitar cualquier pedazo de fibra inmediatamente
despus de que haya penetrado en la piel. Las demoras en retirarlos aumentan el
riesgo de infeccin y la dificultad de extraccin.
3. No consuma alimentos ni beba en el rea de terminacin. Las fibras ingeridas
pueden causar lesin interna.
4. No es recomendable trabajar con ropa de lana, chombas, sweater, ya que pueden
quedar ciertos trozos de fibras, que luego pueden ser incrustados en la piel.
5. Apagar las fuentes de luz cuando se trabaja con la fibra ptica. Nunca mire el
extremo de un conector terminado para determinar si la fibra est viva.
6. Evitar mirar la luz lser de la fuente fibra en operacin. Las gafas de seguridad
no protegern la retina de la lesin producida por la luz. Se recomienda que se
detecte la fuente sosteniendo la fibra contra una superficie contrastante, en lugar
de mirar directamente la fibra.
7. Trabajar con cuidado en la instalacin de cables, debido a la tensin elstica que
se puede producir en la instalacin, provocando daos en el cable dar un
latigazo hacia atrs, daando al personal.
-
27
8. Mantener el rea de trabajo ventilada y libre de gases que puedan provocar que
la chispa de la empalmadora de fusin provoque una explosin.
9. Trabajar con cuidado y proteccin adecuada cuando se trabaja con lquidos y
solventes que sirven para limpiar la fibra y pueden daar los ojos y la piel.
1.9 Recomendaciones de la ITU para Fibras Opticas
CCITT G.651. Fibras pticas multimodo para 850 nm 1300 nm
Apertura numrica AN = 0.18 a 0.24 (tolerancia 10%) Perfil de ndice de refraccin parablico gradua.l
Dimetro del ncleo = 50 m (tolerancia 3 m)
Dimetro del revestimiento (manto) = 125m (tolerancia 3 m)
Error de concentricidad del ncleo = 6% Error de circularidad del revestimiento (manto) = 2%
Atenuacin de 2 a 4 dB/Km en 850 nm Atenuacin de 0.5 a 2 dB/Km en 1300 nm
Ancho de banda de 200 a 1000 Mhz en 850 nm Ancho de banda de 200 a 2000 Mhz en 1300 nm
CCITT G.652. Fibras pticas monomodo optimizada para 1300 nm
Longitud de onda de corte = 1,18 a 1,27 m
Dimetro del campo modal 9 a 10 m (tolerancia 10%)
Dimetro del revestimiento (manto) = 125m (tolerancia 3 m)
Error de concentricidad del campo modal = 1 m
Error de circularidad del revestimiento (manto) = 2% Atenuacin de 0.4 a 1 dB/Km en 1300 nm
Atenuacin de 0.25 a 0.5 dB/Km en 1550 nm Dispersin cromtica 1285-1330 nm de 3.5 ps/Km* nm
Dispersin cromtica 1270-1340 nm de 6 ps/Km* nm
CCITT G.652. Fibras pticas dispersin desplazada para 1550 nm
Dimetro del campo modal 7 a 8.3 m (tolerancia 10%)
Dimetro del revestimiento (manto) = 125m (tolerancia 3 m)
Error de concentricidad del campo modal = 1 m
Error de circularidad del revestimiento (manto) = 2% Atenuacin inferior a 0.25 0.5 dB/Km en 1550 nm Dispersin cromtica 1525-1575 nm de 3.5 ps/Km* nm
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28
II. COMPOSICIN Y TIPOS DE CABLES DE F.O
2.1 Fabricacin de la Fibra Optica
Las fibras pticas de calidad se fabrican con dixido de silicio (SiO2) y diversos xidos
dopantes (B2O3 , P2O5 , GeO2 , Cl4Si , Cl4Ge). El Boro y el Flor aumentan el ndice
de refraccin, por lo tanto son colocados en el ncleo, y el Germanio y Fsforo
disminuyen el ndice de refraccin y son colocados en el manto. Las fibras pticas se
fabrican a partir de un cilindro de varios milmetros de dimetro llamado PREFORMA,
compuesto de Silicio y dopantes en proporciones que varan desde su centro al exterior,
de forma que el ndice de refraccin resultante disminuye del centro al exterior,
formando una fibra a escala.
La PREFORMA es el cilindro macizo de SiO2 dopado que sirve como materia prima
para la elaboracin de la fibra ptica. La tcnica general de fabricacin de preformas
consiste en formar vapores de los distintos componentes de Si y los dopantes, y hacerlos
reaccionar formando una capa de material cristalino, as se depositan sucesivas capas
con distintas composiciones consiguindose el perfil de ndice adecuado para la fibra.
Una vez obtenida la preforma, sta se caliente en un horno y se estira a travs de un
sistema automtico computarizado hasta conseguir el dimetro adecuado (125 m). La
Figura 2.1: Fabricacin de Fibras Opticas.
H
PREFORMA
HORNO 2000C
MEDIDA DEL DIAMETRO
CRISOL PARA APLICAR
ACRILATO
HORNO PARA APLICAR
ACRILATOFIBRA OPTICA
CARRETE DE
FIBRA OPTICA
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fibra ptica finalmente obtenida conserva a escala las variaciones del ndice de
refraccin de la preforma.
Existen varios tipos de fabricacin de fibra ptica, destacndose entre estos:
M.C.D.V. (Modified Chemical Vapor Deposition), AT&T.
V.A.D. (Vapor Axial Deposition), Japn. O.V.D. (Outside Vapor Deposition), CORNING.
P.C.V.D. (Plasma Chemical Vapor Deposition), Philips.
V.A.D.
Figura 2.2: Produccin de la Preforma y Fabricacin de Fibras Opticas.
2.2 Tipos de Dimetros de la Fibra Optica
En una fibra ptica el ncleo y el manto (revestimiento) estn formados normalmente
por dixido de silicio acompaado con aleaciones de otros compuestos, mientras que el
recubrimiento est formado generalmente por una capa de acrilato.
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30
La composicin de las capas del ncleo y el manto difieren en pequeas cantidades de
materiales como por ejemplo: Boro, Germanio, entre otros, que son aadidas durante el
proceso de fabricacin. Estos componentes alteran las caractersticas del ndice de
refraccin en cada capa, permitiendo que se cumplan las propiedades fsicas que hacen
posible que las seales se propaguen solamente por el interior del ncleo.
Las fibras pticas que se comercializan en el mercado de las telecomunicaciones se
pueden agrupar en 5 categoras de acuerdo a los dimetros del ncleo y manto, tal como
se muestra en la siguiente tabla:
Ncleo Manto Recubrimiento Tubo o proteccin
II 8 a 10 125 250 900 2.000
III 50 125 250 900 2.000
IIII 62,5 125 250 900 2.000
IIV 85 125 250 500 900 2.000
VV 100 140 250 500 900 2.000
TABLA 2.1: Dimetros comunes de una F.O. en [m]
El tamao de la fibra se especifica en el formato ncleo/manto. Por ejemplo, una fibra
62,5/125 significa que la fibra tiene un dimetro del ncleo de 62,5 m y un dimetro
del manto de 125 m.
I. Ncleo: 8 a 10/125 [m]
Utilizado en fibra monomodo que puede propagar una mayor tasa de datos con bajas
atenuaciones de transmisin. Debido al pequeo tamao de su ncleo, el equipamiento
ptico utiliza conectores de mayor precisin y fuente lser, aumentando los costos del
equipamiento.
II. Ncleo: 50/125 [m]
Fue la primera fibra de telecomunicaciones en venderse en grandes cantidades y es
bastante corriente hoy en da en fibras multimodo. Su pequea NA y tamao del ncleo
hacen que la potencia de la fuente acoplada a la fibra sea la menor de todas las fibras
multimodo, pero a su vez es la que tiene el mayor ancho de banda potencial.
III. Ncleo: 62,5/125 [m]
Es la fibra multimodo ms popular y se est convirtiendo en estndar para muchas
aplicaciones. Esta fibra tiene un ancho de banda potencial menor que la fibra 50/125,
pero es menos susceptible a las prdidas por microcurvaturas. Su mayor NA y mayor
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dimetro del ncleo proporcionan un acoplamiento de luz ligeramente mayor que la
fibra 50/125.
IV. Ncleo: 85/125 [m]
Es una fibra muy popular en Europa, tiene una buena capacidad para acoplar la luz,
similar ala del ncleo de 100 m y utiliza el manto de dimetro de 125 m. Esto
permite la utilizacin de conectores y empalmes estndares de 125 m con esta fibra.
V. Ncleo: 100/125 [m]
El dimetro del ncleo la convierte en la fibra ms fcil de conectar. Es menos sensible
a las tolerancias del conector y a la acumulacin de suciedad en los conectores. Acopla
la mayor cantidad de luz de la fuente, pero tiene un ancho de banda potencial ms bajo
que el de otras fibras multimodo con dimetros ms pequeos. No es muy comn y
difcil de obtener.
A continuacin se dan a conocer las caractersticas principales de cada una de las
categoras:
Ncleo NA Prdidas Ancho de Banda Long. de onda
I 8 a 10 La ms pequea La ms baja El mayor 1350 1550
II 50 Ms pequea Ms bajas Ms grande 850 1310
III 62,5 Media Bajas Medio 850 1310
IV 85 Grande Altas Ms pequeo 850 1310
V 100 La ms grande Ms altas El ms pequeo 850 1310
TABLA 2.2: Caractersticas de la F.O.
Existen otros tipos de fibra con dimetro de ncleos mayores, pero son menos comunes
y sus aplicaciones estn limitadas.
2.3 Tipos de Estructuras de Cables de Fibra Optica
El cable de fibra ptica se encuentra disponible en dos construcciones bsicas: cable de
estructura holgada y cable de estructura ajustada.
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CABLES DE ESTRUCTURA HOLGADA (Loose Tube)
El cable de fibra ptica de estructura holgada consta de varios tubos de fibra rodeando
un miembro central de refuerzo y rodeado de una cubierta protectora
Figura 2.3: Cable de Estructura Holgada.
Cada tubo de 2 a 3 milmetros de dimetro lleva varias fibras ptica que descansan
holgadamente en l. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel resistente al
agua que impide que sta entre en la fibra. De esta forma, el tubo holgado aisla la fibra
de las fuerzas mecnicas exteriores que se ejerzan sobre el cable.
Las fibras dentro del tubo son ligeramente ms largas que el propio cable, por lo que
ste se puede elongar bajo cargas de tensin, sin aplicar tensin a la fibra.
Cada tubo est coloreado y cada fibra individual en el tubo est coloreada para hacer
ms fcil la identificacin.
El centro del cable contiene un elemento de refuerzo que puede ser acero, kevlar o
material similar. Este miembro proporciona al cable refuerzo y soporte durante las
operaciones de tendido, as como en las posiciones de instalacin permanente. Debera
amarrarse siempre con seguridad a la polea de tendido durante las operaciones de
tendido del cable y a los anclajes apropiados que hay en cajas de empalmes o patch
panel. Los cables de estructura holgada se usan en la mayora de las instalaciones
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exteriores, incluyendo aplicaciones areas en tubos o conductos y en instalaciones
directamente enterradas.
Este tipo de cable no es muy adecuado para instalaciones en recorridos muy verticales,
porque existe la posibilidad que el gel interno fluya o que las fibras se muevan.
CABLES DE ESTRUCTURA AJUSTADA (Tight Buffer)
El cable de fibra ptica de estructura ajustada consta de varios fibras con proteccin
secundaria que rodean un miembro central de traccin y todo ello cubierto de una
proteccin exterior. La proteccin secundaria de la fibra consiste en una cubierta
plstica de 900 m de dimetro que rodea el recubrimiento de 250 m de la fibra ptica.
Figura 2.4: Cable de Estructura Ajustada.
La proteccin secundaria proporciona a cada fibra individual una proteccin adicional
frente al entorno, as como un soporte fsico. Debido al diseo ajustado del cable, es
ms sensible a las cargas de estiramiento o traccin y puede verse incrementadas las
prdidas por microcurvaturas.
Por una parte, un cable de estructura ajustada es ms flexible y tiene un radio de
curvatura ms pequeo que el que tienen los cables de estructura holgada.
Es un cable diseado para instalaciones en interiores. Tambin se puede instalar en
tendidos verticales ms elevados que los cables de estructura holgada, debido al soporte
individual de que dispone cada fibra. Es de dimetro mayor y generalmente ms caro
que un cable similar de estructura holgada con la misma cantidad de fibras.
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TIPOS ESPECFICOS DE CABLES DE F.O.
A continuacin se muestran las principales caractersticas de los cables de mayor uso en
fibra ptica:
1.- Cable de Fibra Optica Figura 8 Autosoportado
El cable de Figura 8, es un cable de estructura holgada
acompaado de un cable mensajero adosado. El cable
mensajero es el miembro soporte que se utiliza para
instalaciones areas. Es generalmente un cable de
acero para alta traccin con un dimetro comprendido
entre 1/4 y 5/8. El cable de Figura 8, se denomina
as porque su seccin transversal se asemeja al N8.
Se usa en instalaciones areas y elimina la necesidad
de atar el cable a un fiador preinstalado. Con un cable
de Figura 8, la instalacin area de un cable de fibra
ptica es mucho ms fcil y rpida
El cable mensajero se encuentra disponible en acero para alta traccin o en un material
dielctrico cuando el cable se instale cerca de lneas de alta tensin.
2.- Cable de Fibra Optica Blindado con Armadura
El cable de Figura 8, es un cable de estructura holgada
acompaado de un cable mensajero adosado. El cable
mensajero es el miembro soporte que se utiliza para
instalaciones areas. Es generalmente un cable de
acero para alta traccin con un dimetro comprendido
entre 1/4 y 5/8. El cable de Figura 8, se denomina
as porque su seccin transversal se asemeja al N8.
Se usa en instalaciones areas y elimina la necesidad
de atar el cable a un fiador preinstalado. Con un cable
de Figura 8, la instalacin area de un cable de fibra
ptica es mucho ms fcil y rpida
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Los cables blindados tienen una coraza protectora o armadura de acero debajo de la
cubierta de polietileno. Esto proporciona al cable una resistencia excelente al
aplastamiento y propiedades de proteccin frente a roedores. Se usa frecuentemente en
aplicaciones de enterramiento directo o canalizacin subterrnea. El cable se encuentra
disponible en estructuras holagadas o ajustadas.
El cable blindado tambin se puede encontrar disponible con un recubrimiento protector
de doble coraza para aadir proteccin en entornos agresivos. La coraza de acero del
cable debera llevarse a tierra en todos los puntos terminales y en todas las entradas a los
edificios.
3.- Cable de Fibra Optica Areo Autosoportante (ADSS)
Es un cable de estructura holgada autosoportado totalmente dielctrico (ADSS),
diseado para instalalarse a lo largo de lneas elctricas de transmisin y distribucin,
diseado para ser utilizado en estructuras areas. No requiere de un fiador como
soporte. Para asegurar el cable directamente a la estructura del poste, se utilizan
abrazaderas especiales. El cable se sita bajo tensin mecnica a lo largo del tendido.
4.- Cable de Fibra Optica Submarino
Es un cable de estructura holgada diseado para permanecer sumergido en el agua.
Actualmente, todos los continentes estn conectados por cables sumarinos de fibra
ptica transocenicos.
5.- Cable de Fibra Optica Compuesto Tierra Optico
(OPGW)
Es un cable de tierra que tiene fibras pticas insertadas dentro de un tubo en el ncleo
central del cable. Las fibras pticas estn completamente protegidas y rodeadas por
pesados cables a tierra. Es utilizado para suministrar comunicaciones, a travs de los
cables de guardia de las torres de alta tensin.
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6.- Cable de Fibra Optica de Distribucin
Es un cable de estructura ajustada usado en
aplicaciones de sistema troncal, LAN y donde se
requieran cables de tamao pequeo y peso liviano.
Utilizado tanto en planta externa como en cableado
vertical al interior de edificios.
7.- Cable de Fibra Optica de Breakout
El Es un cable de estructura ajustada con una pequea
cantidad de fibras y diseado para una conectorizacin
directa y fcil. Se usa fundamentalmente para
aplicaciones en interiores, tales como redes LAN.
8.- Cable de Fibra Optica SkyWrap
Es un cable de fibra ptica de instalacin helicoidal, diseado para montaje en cables de
guardia o conductores de fase existentes. Se utiliza una mquina embobinadora espiral,
de diseo exclusivo, para instalar el cable bajo condiciones controladas. Este cable est
diseado para ambientes de alto voltaje y ofrece un enlace completo de comunicaciones
a un costo instalado relativamente bajo.
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Figura 2.5: Variedad de Cables de Fibra Optica.
2.4 Composicin del Cable de Fibra Optica
Los cables de fibra ptica se fabrican con diversos materiales para adecuarse al entorno
de instalacin.
Los cables de exteriores deben ser fuertes, a prueba de intemperie y resistentes a los
rayos ultravioleta. El cable debe resistir las variaciones mximas de temperatura que se
pueden dar durante el proceso de instalacin y a lo largo de su vida til. A menudo, un
cable se especifica con 2 rangos de temperatura. Un rango especifica las temperaturas
de instalacin y manejo del cable y el otro rango indica el mximo rango de temperatura
del cable despus que se encuentre instalado y se halle en su posicin esttica final.
Los cables de interiores debern ser fuertes, flexibles y con el grado requerido de
resistencia al fuego (ignfugo) o de emisin de humos.
Algunos de los materiales ms usados en la composicin de un cable son:
POLIETILENO: Se utiliza para la cubierta de proteccin del cable comn en
instalaciones en exteriores. La cubierta de tipo negro es resistente a la intemperie y
humedad. Es un buen aislante y posee caractersticas dielctricas estables.
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CLORURO DE POLIVINILO (PVC): Las cubiertas de PVC ofrecen resistencia a los
efectos medioambientales. Es un buen retardador del fuego y se puede encontrar en
instalaciones de interior y exterior. El PVC es menos flexible que el Polietileno y ms
caro.
POLIURETANO: Material comn en la cubierta de cables. Muchas composiciones
tienen buenas propiedades de resistencia al fuego y es ms duro y ligero que otros
materiales.
HIDROCARBUROS POLIFLUORADOS (FLUOROPOLMEROS): Su utilizacin
en la cubierta de cables ofrece buenas propiedades de resistencia al fuego, poca emisin
de humos y buena flexibilidad. Muy usado en instalaciones en interiores.
LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Su utilizacin en la cubierta de cables permite ser
retardante al fuego y una emisin de humo de baja toxicidad.
KEVLAR: Es un material ligero que se encuentra justo por dentro de la cubierta del
cable rodeando a las fibras, y que se puede utilizar como miembro central de refuerzo.
El material es fuerte y se utiliza para proteger los tubos o fibras individuales en el cable.
KEVLAR es una marca particular de cabos de aramida que es capaz de soportar un
esfuerzo mecnico muy grande. Los cables de fibra ptica que deben resistir tensiones
de estiramiento o traccin elevadas utilizan a menudo kevlar como miembro central de
refuerzo.
CORAZA DE ACERO: La cubierta de coraza o armadura de acero se utiliza tanto en
instalaciones interiores como exteriores. Cuando se utiliza en un cable enterrado,
proporciona una resistencia excelente a la compresin y es el nico material a prueba de
roedores. Los cables con coraza de acero se deben llevar a tierra para evitar posibles
inducciones electromagnticas.
HILO DE RASGADO: Es un hilo muy fino y fuerte que se encuentra justo por debajo
de la cubierta del cable. Se usa para rasgar fcilmente la cubierta del cable sin daar el
interior.
MIEMBRO CENTRAL: Se utiliza para proporcionar fuerza y soporte al cable.
Durante las operaciones de tendido del cable, se debe asegurar al orificio de traccin.
Para instalaciones permanentes, se debe atar al anclaje que hay para tal contenido en la
caja de empalmes o en el patch panels.
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RELLENO INSTERTICIAL: Substancia gelatinosa que se encuentra en los cables de
estructura holgada. Llena la proteccin secundaria y los insterticios del cable haciendo
que ste sea impermeable al agua.
A modo de ejemplo a continuacin se muestra una hoja de datos de un cable de fibra
ptica figura 8.
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2.5 Factores Externos que influyen en el Deterioro de los Cables de Fibra
Optica
Los cables de fibra ptica pueden daarse debido a factores externos naturales o
artificiales, es por ello que un buen diseo de enlace de fibra ptica involucra conocer
en detalle las caractersticas del lugar dnde se instalar el cable.
Factores Externos Naturales
- Temperatura: Las bajas temperaturas provocan una congelacin de cables en
exteriores deteriorando caractersticas fsicas del cable y las variaciones fuertes de
temperatura pueden provocar contraccin y rotura del cable.
- Humedad, Nieve, Hielo y Lluvia: Puede provocar deterioro de las caractersticas
fsicas de la fibra ptica, corrosin electroltica en cables de fibra cercanos a lneas
energizadas y ruptura dielctrica en el cable perforando la cubierta y daando la
fibra ptica.
- Efecto Solar: Provoca desvanecimiento y degradacin de los cables por los rayos
ultravioleta (U.V.) que inciden en la cubierta.
- Viento, Rayos, Terremotos, Animales: Pueden provocar deterioro de cubiertas y
empalmes debido a vibraciones, tensiones mecnicas y elctricas.
Factores Externos Artificiales
- Humo y Fugas de gas: Daan la cubierta de los cables provocando corrosin y
filtraciones.
- Autos y Camiones: Provocan deterioro del cable y empalmes por vibraciones y
tensiones mecnicas.
- Lneas energizadas: Provocan corrosin electroltica en los cables.
- Incendio: Daan las propiedades fsicas de los cables si ste no es ignfugo.
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III. EQUIPAMIENTO Y ACCESORIOS OPTICOS TEORA
3.1 Principales Tipos de Conectores para Fibra optica
A continuacin se resumen las caractersticas de los principales tipos de conectores
utilizador :
- Conector ST: Conector que utiliza un sistema de cierre tipo bayoneta con ferrule
generalmente cermico. Conector utilizado principalmente en instalaciones
interiores.
- Conector SC: Conector tipo pushon/pull-off (sistema de bloqueo mediante
presin) recomendado por la norma ANSI/TIA/EIA 568-A.
- Conector FC: Conector que utiliza un sistema de cierre tipo rosca. Es utilizado
principalmente en instalaciones en exteriores con fibra monomodo.
- Conector MT-RJ: Conector que posee similares caractersticas e iguales
dimensiones que un conector RJ, lo cul lo hace compatible con las dimensiones de
los adaptadores RJ y estn pensados para proporcionar fibra ptica al escritorio.
- Conector LC: Conector de formato pequeo utilizado para aplicaciones DWDM y
GigabitEthernet.
Prdidas ST
M S
FC
M S(PC) S(APC)
SC
M S(PC) S(APC)
Prdidas de Insercin
[dB]
< 0.5 < 0.3 < 0.7 < 0.5 < 0.5 < 0.4 < 0.4 < 0.4
Prdidas de Retorno
[dBm]
- < -30 - < -30 < -60 - < -40 < -60
TABLA 3.1: Prdidas de Insercin y Reflexin. M: Conector para fibras multimodo. S: Conector para fibras monomodo. S(PC): Conector de pulido de superficie fsica de contacto (Physical Contact) para fibras monomodo. S(APC): Conector de pulido en ngulo fsico de contacto (Angle Physical Contact) para fibras monomodo.
FC ST SC
MT-RJ Figura 3.1: Principales Tipos de Conectores de Fibra Optica.
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44
3.2 Normas para el Hardware utilizado en el Cableado por Fibra Optica
(Anexo ANSI/TIA/EIA 568 A)
Esta norma especifica los requerimientos mnimos y recomendaciones para conectores,
adaptadores y hardware de coneccin de fibra ptica monomodo y multimodo
62.5/125m, para cableado horizontal y vertical (backbone). A continuacin se entrega
un resumen de los requerimientos que especifica la norma:
- El conector y adaptador deben ser capaces de soportar conecciones de fibra ptica
simplex o duplex. El conector simplex o duplex y adaptador recomendado por esta
norma es el SC.
- Los conectores y adaptadores SC para fibra ptica 62.5/125m y monomodo debe
ser de las mismas dimensiones, sin embargo el color utilizado para fibra ptica
62.5/125m es beige y para fibra ptica monomodo azul, con el fin de poder
distinguirlos a simple vista.
- Se recomienda tener mucho cuidado con no cambiar la polaridad (Tx-Rx) al
conectar conectores con adaptadores, manteniendo la direccin de transmisin y
evitando cruzar las transmisiones de recepcin y emisin. Para ello se recomienda
utilizar etiquetas de Tx y Rx en conectores y adaptadores para evitar los cruces.
- El conector SC debe tener una atenuacin mxima de 0.5 dB, el par de conectores
SC para Tx y Rx debe tener una atenuacin mxima de 0.75 dB y la atenuacin
ptica para jumpers duplex y patch panel debe tener una atenuacin mxima de 1.5
dB. Mediciones realizadas a 23 C 5 C.
- El conector SC debe tener una prdida de retorno
-
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3.3 Tipos de Empalmes Mecnicos para Fibra Optica
Preparacin de empalme mecnico
1.- Pelar las dos fibras pticas a empalmar con herramienta adecuada, limpiar cada una
con alcohol isoproplico.
2.- Introducir fibra ptica en un extremo del empalme hasta sentir el tope y girarlo para
cerrar un costado del empalme.
3.- Introducir fibra ptica en el otro extremo del empalme hasta sentir el tope y girarlo
para cerrar un costado del empalme.
Nota: Dentro del empalme mecnico existe un gel ptico con un ndice de refraccin
similar al del ncleo de la fibra lo que permite que las prdidas de reflexin se vean
disminuidas.
Figura 3.2: Tipos de Empalmes Mecnicos.
3.4 Empalmes por Fusin
Prdidas y Precauciones de un empalme por fusin
Los factores principales que generan prdidas en un empalme son:
- Desalineacin axial-lateral de los ncleos de las fibras.
- Separacin en la unin de las fibras generando burbujas de aire.
- Desalineacin axial-angular de los ncleos de las fibras.
- Inclinacin de las terminaciones.
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- Diferencia en el dimetro de los ncleos.
- Diferencia en el ndice de refraccin.
- Diferencia en la excentricidad y ovalidad de los ncleos de las fibras.
Figura 3.3: Factores de prdida en un Empalme por Fusin.
3.5 Tipos de Mufas
Las mufas (instalacin exteriores) o cajas de empalme (instalacin interiores) son muy
utilizadas bsicamente en la instalacin de fibra ptica para:
- Cambio del tipo de cable de fibra ptica.
- Derivacin hacia una zona de rack y edificio.
- Derivacin de cable externo que llega a un edificio a cable interno para conexin de
equipos.
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47
- Falla del cable y reparacin.
Las mufas o cajas de empalme nos permiten:
- Proteger los empalmes de fibra ptica del medio ambiente y factores externos.
- Organizar los empalmes de fibra ptica.
- Proveer de continuidad elctrica y conexin a tierra dnde se requiera.
Figura 3.4: Tipos de Mufas.
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48
3.6 Equipos Opticos para Redes de Datos
Emisores y Receptores pticos
Las fuentes pticas se precisan para
convertir las seales elctricas en pticas
y actan como transductores electro-
pticos en los extremos de transmisin.
Las fuentes pticas han de ser pequeas y
de bajo consumo pero capaces de ser
moduladas a altas velocidades y de buena
estabilidad con la temperatura, alta pureza
espectral y capaces de generar la mayor
potencia posible. Las fuentes ms
comnmente utilizadas son el LED,
VCSEL y el LASER. Las diferencias ms
significativas son las siguientes:
- LED: es un emisor de baja potencia y precio relativamente econmico que se utiliza
para cortas y medias distancias. En general, se utiliza en primera ventana (850nm) y
segunda ventana (1310 nm) en fibras multimodo.
- VCSEL: es un LED mejorado, cuya potencia es mayor que la de un LED y un
precio relativamente ms econmico que un LASER. En general, se utiliza en
primera ventana (850nm) y segunda ventana (1310 nm) en fibras multimodo.
- LASER: es un dispositivo de alta potencia y por tanto utilizado para grandes
distancias, adems de tener un precio ms elevado que el del LED. Su aplicacin se
centra en segunda ventana (1310 nm) y tercera ventana (1310 nm) en fibras
monomodo.
El detector ptico se encarga de convertir la seal ptica en elctrica y por tanto acta
como un transductor ptico-elctrico. Estos dispositivos absorben los fotones (luz)
procedentes de la fibra ptica y generan una corriente elctrica sobre un circuito
exterior. Existen bsicamente dos tipos de detectores: PIN y APD.
- PIN: se trata de una versin mejorada de una unin PN elemental que trabaja
polarizado en inversa. Son utilizados de forma general en 850 nm y 1300 nm, con
independencia del tipo de fibra ptica.
-
49
- APD: Tambin conocido por el nombre de fotodiodo de avalancha. Se trata de una
unin PN polarizada fuertemente en inversa cerca de la regin de ruptura que
origina un efecto multiplicativo de la corriente generada. Su utilizacin es escasa
debido a las elevadas tensiones de polarizacin (centenares de voltios) que lo hacen
desaconsejable.
EQUIPOS OPTICOS DE RED
- Amplificadores Opticos: Este equipo permite
amplificar la seal que llega atenuada para poder
llegar al receptor con una sensibilidad ptica que
permita reconstruir totalmente la seal. (Ej: Erbium y
Raman)
- Repetidores o Regeneradores Opticos: Este equipo permite reconstruir una seal o
hacer una copia aproximada de la seal que llega para poder llegar al receptor con
una sensibilidad ptica que permita reconstruir totalmente la seal, evitando realizar
amplificaciones que en muchas ocasiones amplifican ruidos extraos a la seal.
- Splitter: Es un equipo divisor de potencia ptica. (Balanceado y Desbalanceado)
- Atenuadores Opticos: Es un equipo pasivo que
permite introducir prdidas pticas al enlace con el
fin de atenuar la potencia ptica que llega al extremo
receptor. Pueden haber atenuadores fijos o variables
- Multiplexores: Es un equipo que posee entradas de par trenzado o cable coaxial, las
seales elctricas interiormente son convertidas a seales pticas para realizar la
multiplexin/demultiplexacin de las seales y sacar una salida ptica.
-
50
- DWDM / WDM : WDM es un equipo multiplexor
con entradas y salidas pticas que permite
multiplexar las seales pticas de acuerdo a su
longitud de onda. Este equipo permite aumentar el
ancho de banda de los enlaces de fibra ptica ya
existentes sin tener que modificarlos alcanzando
transmisiones de 2.5 Gbps a 10 Gbps, Los sistemas
de multiplexacin ptica son denominados DWDM
que pueden alcanzar velocidades de 40 a 80 Gbps a
distancia de 500Km sin repetidores.
- Modem Optico: Es un equipo que permite mandar la seal ptica modulada en
algn tipo de modulacin conocido para alcanzar mayores distancias y velocidades
de transmisin sin repetidor que un transceiver standard.
- Switch Optico: Es un equipo que permite conmutar entradas y salidas de seales
pticas a grandes velocidades.
-
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IV. NORMAS Y CRITERIOS DE INSTALACIN DE CABLES DE F.O.
EN INTERIORES
4.1 Procedimiento de Instalacin de Cables en Interiores
A continuacin se dan a conocer los pasos y criterios ms importantes para las
instalaciones de cables de F.O. al interior de un edificio:
1.- Recoger los requerimientos y necesidades del cliente con el fin de poder disear un
enlace de fibra ptica, realizando clculos tericos de atenuacin mnima que
garanticen la transmisin de datos.
Es importante conocer los siguientes requerimientos tcnicos:
- Distancia del enlace de fibra ptica, para saber la cantidad de fibra ptica a utilizar.
- Topologa de red y protocolo de comunicacin de redes LAN, con el objetivo
dimensionar y especificar los equipos pticos a utilizar.
2.- Realizar un levantamiento en terreno del lugar y revisar los planos de instalacin del
edificio. Es importante conocer distancias principales, tales como: distancia entre piso y
piso, largo y ancho del shaft, caja de empalme con respecto al rack instalado en la sala
de equipos, distancia del rack con la red equipos, etc., todo esto con el fin de detectar
los puntos crticos del enlace y trazar la ruta ptima.
3.- Identificar y abrir todas las cajas de distribucin, conductos y bandejas de cables, y
asegurarse de que no estn obstruidas y de que cumplen todos los requerimientos
tcnicos especificados por el fabricante del cable de fibra ptica.
Los cables de F.O. se pueden instalar en un conducto existente en el edificio (shaft) en
una red de bandejas de cables. En zonas congestionadas, puede ser apropiada la
utilizacin de un conducto una bandeja dedicada exclusivamente al cable. Para
aquellas situaciones en las cuales los conductos no son prcticos, se pueden instalar en
su lugar cables de F.O. con armadura e ignfugos. La armadura proporciona al cable una
resistencia buena al aplastamiento y se elimina el costo de instalar conductos o bandejas
de cables.
-
52
Si se va a instalar el cable de fibra ptica en conductos en bandejas de cables que
contienen otros cables, deberan identificarse los cables existentes e informar de la
instalacin. Se debera identificar todo lo que concierne a seguridad.
Los conductos y bandejas de cables deben cumplir todas las restricciones mecnicas
impuestas por el cable de F.O., si se va a tender un cable dentro de un conducto una
bandeja, el radio de curvatura del conducto debe ser mayor que el radio de curvatura
mnimo del cable en condiciones de carga. Si se van a apilar otros cables sobre uno de
F.O., deber utilizarse un cable armado de alta resistencia al aplastamiento.
Figura 4.1: Ruta del cable de fibra ptica.
4.- Una vez realizado el levantamiento del lugar y se tiene claro lo que desea el cliente
se debe trabajar en los siguientes puntos:
- Diseo de enlaces (Clculo de Atenuaciones y Ancho de Banda)
- Diseo de pauta de trabajo.
- Plano de instalacin del enlace.
- Cotizacin de materiales, mano de obra y equipamiento ptico
- Carta Gantt.
- Informe Tcnico, que da a conocer el equipamiento involucrado y su
implementacin.
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- Presupuesto a entregar al cliente.
Contactarse con empresas proveedoras de cables de fibra ptica, equipos pticos y
ferretera de instalacin en interiores con el fin de conocer los plazos de entrega de
equipamiento materiales y garanta tcnica.
Una vez entregado el presupuesto al cliente, junto con el Informe Tcnico y es aceptado
por el cliente, comienzan los trabajos para montar el enlace de fibra ptica conforme a
normas y especificaciones tcnicas.
5.- Es recomendable que antes de proceder a la instalacin, debera probarse el cable de
fibra ptica con equipos pticos de prueba, con el fin de identificar alguna fibra cortada
si as lo hubiese.
Se deber instalar en la ruta completa del conducto-bandeja un tramo continuo de cinta
de traccin.
Instalacin de racks, cajas de empalme, bandejas y accesorios de fibra ptica en todo el
tramo del enlace, si se requiere.
6.- Tirar a mano el cable de fibra ptica, utilizando si es posible cajas de traccin, y
asegurndose de que las curvaturas del cable son mayores en todo momento que el
radio de curvatura mnimo que puede soportar el cable.
Instalar cajas de traccin, si es necesario, para instalar el cable entre: piso y cielo falso,
shaft, bandejas y curvas.
En las instalaciones verticales el peso del cable crea por s mismo una tensin de carga
sobre l. Esta carga no debera exceder la carga de tensin mxima del cable permitida
para una instalacin permanente. La mxima elevacin vertical de un cable debera ser
especificada por el fabricante y no debera excederse.
-
54
Figura 4.2: Manguito utilizado para instalaciones verticales.
La sujecin de un cable vertical a un soporte en puntos intermedios puede reducir la
carga de tensin del cable. Asegrese que la curvatura del cable en la parte de arriba del
tendido del cable es mayor que el radio de curvatura mnimo.
Cuando un cable de fibra ptica de exteriores entra a un edificio, se debera empalmar a
un cable de interiores cerca de la entrada del cable. En este punto se puede usar una caja
de empalmes un patch panel, que puede manejar varios cables para su distribucin.
Esto proporciona un punto comn de distribucin de fibra ptica dentro del edificio y
permite que se puedan utilizar, a lo largo del edificio, cables de interiores de proteccin
apropiada frente al fuego.
Tanto la caja de empalmes, patch panel, el conducto bandeja y el cable debera
llevarse a tierra apropiadamente.
7.- Aadir lubricante si es necesario, evitando dar sacudidas o tirones, y no empuje el
cable en ningn momento.
8.- Enrolle el cable sobre el suelo, formando una figura en 8 para evitar curvaturas o
torsiones. Contine con la traccin del cable hasta que se halle tendido todo el cable a lo
largo de la ruta definida para instalacin.
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55
9.- Si se encuentran bandejas de cables en la ruta, se debe acomodar el cable de fibra en
ellas. Se recomienda la Rotulacin del cable en tramos y en patch panel.
10.- Dependiendo del diseo de ingeniera, se deberan dejar enrollados al menos 6
metros de cables para empalmes futuros y conexiones a armarios.
11.- Una vez instalado el cable, nuevamente se debera probar el cable de fibra, para
asegurarnos que durante la instalacin no ha sufrido ningn dao.
12.- Certificacin mediante OTDR de la instalacin en interiores del enlace de fibra
ptica y asegurar radio crtico de curvatura y tensin mxima del cable.
13.- Evitar provocar un radio de curvatura menor al radio de curvatura crtico
especificado por el fabricante del cable para evitar daos y prdidas en la fibra ptica.
14.- Evitar exceder la tensin mxima del cable especificada por el fabricante con el fin
de no daar la fibra ptica.
4.2 Empalmes y Terminaciones en Interiores
Las cajas de empalmes se utilizan para proteger del entorno tanto el cable de F.O.
pelado como los empalmes. Hay cajas para montajes en interiores y exteriores, la del
tipo exterior debera ser a prueba de intemperie y con un sellado impermeable.
Las bandejas de empalme se usan para proteger y mantener los empalmes individuales
tanto mecnicos como por fusin. Hay bandejas disponibles para muchos tipos de
empalmes, incluyendo varios empalmes mecnicos con marca registrada, empalmes por
fusin desnudos, empalmes por fusin con funda termoretrctil, etc.
Las bandejas de empalme normalmente dan cabida hasta 12 empalmes y un gran
nmero de ellos se usan juntos para empalmar un cable largo de fibra ptica. Si es
necesario desviar algunas fibras a una bandeja diferente, debera usarse divisores de
tubo adecuados u ordenadores de fibra (ODFs).
-
56
Figura 4.3: Bandeja de empalmes.
Un Panel de conexin (Patch Panel) termina el cable de F.O. y permite que los pelos de
fibra sean conectados al equipamiento ptico mediante jumpers. Las fibras individuales
con esto pueden interconectarse, probarse e intercambiarse rpidamente con el
equipamiento ptico. Los patch panel, tambin permiten un etiquetado fcil de las fibras
y proporciona un punto de demarcacin del enlace.
Los patch panel se encuentran disponibles en versin de montaje en pared o montaje en
rack y se sitan frecuentemente cerca del equipo terminal, dentro del alcance del
jumpers de conexin.
Se debera dejar el suficiente espacio a la hora de instalar, tanto por encima como por
debajo del patch panel para que los cables de F.O. entren a la caja.
El patch panel posee un adaptador ptico, que permite al conector que viene del cable
aparearse con el conector apropiado del jumper de conexin con el equipo ptico.
Proporciona una conexin de bajas prdidas pticas despus de muchas conexiones.
Antes de hacer cualquier conexin de un cable de fibra asegrese de que todos los
conectores y adaptadores estn limpios. Las conexiones debern ser ajustadas
nicamente con los dedos. Durante la conexin nunca debe rotarse la fibra.
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Terminaciones de un Cable de F.O.
Un cable de F.O. puede ser terminado en diferentes configuraciones. A continuacin se
dan a conocer algunas:
Terminacin sin caja
La terminacin de un cable de F.O. sin una caja es el tipo de terminacin ms simple y
menos costosa. Se utiliza para la terminacin de cables de estructura ajustada en
interiores con un bajo nmero de fibras. Este tipo de cable es ligero y flexible y se
puede extender directamente hasta el equipo ptico terminal. Cada fibra del cable se
termina directamente con un conector instalable en campo.
La ventaja de esta tcnica de terminacin por conectorizacin, es que no se requieren
empalmes para la terminacin. Se elimina el costo del empalme y la bandeja de
empalmes. Los conectores son tambin ms baratos que los pigtails, pero su instalacin
lleva mayor tiempo, incrementando el costo de la mano de obra. Para una instalacin
que se use cable de estructura ajustada con un bajo nmero de fibras, esta tcnica puede
resultar atractiva.
Terminacin en una caja de empalmes
La terminacin en una caja de empalmes permite la terminacin de los cables de
estructura holgada o ajustada usando la tcnica de terminacin con pigtails latiguillos.
Se puede utilizar para cables de interiores o exteriores con un nmero elevado de fibras.
Los pigtails hechos en fbrica tienen cubiertas protectoras que permiten a los pigtails
recorrer los racks y conectarse al equipamiento ptico.
La terminacin en una caja de empalmes supone una tcnica determinacin efectiva del
cable, que utiliza menos componentes que la terminacin en panel de conexiones (no se
requieren jumpers de conexin) y elimina prdidas por conexin. Sin embargo, no es
tan verstil como la terminacin en panel de conexiones.
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Terminacin en panel de conexiones
La terminacin del cable en un panel de conexiones es la configuracin ms verstil.
Proporciona una conexin e identificacin rpida y fcil de la fibra y permite la
conexin con un jumper al equipamiento ptico. El cable de F.O. se puede terminar
usando la tcnica del pigtail la de conectorizacin.
Terminacin del cable en panel de conexiones
Terminacin sin caja
Terminacin en patch panel
Terminacin en caja de empalmes
Figura 4.4: Terminaciones de un cable de fibra ptica.
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59
4.3 Normas para el Sistema de Cableado por Fibra Optica (Anexo
ANSI/TIA/EIA 568A)
Esta norma especifica los requerimientos para un sistema de cableado horizontal o
vertical (backbone) de fibra ptica. A continuacin se entrega un resumen de los
requerimientos que especifica la norma:
Nota:
Para aplicaciones especficas, los usuarios de este documento pueden consultar
otros estndares asociados con el servicio planeado o equipamiento para
determinar cualquier limitacin al sistema. Los usuarios deben tambin consultar
con los proveedores de productos, equipos y sistemas para determinar que tan
adecuados son los requerimientos que presenta la norma en comparacin con el
funcionamiento de los equipos.
- Para cableado horizontal se recomienda usar cable de fibra ptica 62.5/125 m y
para el backbone cable de fibra ptica monomodo cable de fibra ptica 62.5/125
m.
Cable Horizontal Fibra Optica 62.5/125 m
- El cable debe consistir de un mnimo de dos fibras pticas de 62.5/125 m
protegidas por una jackets o cubierta protectora. Este cable debe tener un ancho de
banda de aproximadamente 1 GHz para una distancia de 90 mts, distancia
especificada para el cableado horizontal.
- La fibra ptica debe ser multimodo, ndice gradual y debe cumplir con el standard
ANSI/EIA/TIA 492AAAA.
- Las especificaciones mecnicas y ambientales del cable de fibra ptica deben
cumplir las normas correspondientes de operacin.
- El cable deber ser instalado segn las normas de instalacin elctrica y cableado
estructurado al interior de edificios.
- Cada fibra ptica debe tener un grado de performance especificado en la siguiente
tabla:
Longitud de Onda
nm
Atenuacin Mxima
dB/km
Capacidad de Transmisin
Mnima MHz-km
850 3.75 160
1300 1.5 500
Tabla 4.1: Parmetros Caractersticos de una F.O. Multimodo Horizontal * Observacin : Estos parmetros deben ser medidos a 23 C 5 C.
-
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Cable Backbone Fibra Optica
- El backbone de fibra ptica deber consistir de cables de fibra ptica monomodo o
fibra ptica multimodo 62.5/125 m, formado tpicamente de grupos de 6 a 12
fibras cada uno. Estos grupos de fibras o fibras individuales cumplen con el cdigo
de colores que tambin rige para el cableado estructurado. El cable debe cubrir a los
minitubos y fibras con una chaqueta protectora o capas de material dielctrico.
- El backbone de fibra ptica monomodo brinda un mayor ancho de banda a mayores
distancias que la fibra ptica multimodo de 62.5/125 m.
- El ancho de banda de un sistema no slo depende de las caractersticas de la fibra
ptica sino que tambin de la distancia y las caractersticas de los equipos de
transmisin, especficamente longitud de onda de trabajo, ancho espectral y tiempo
de subida optico.
Cable Backbone Fibra Optica 62.5/125 m
- La fibra ptica utilizada debe ser multimodo de ndice gradual y debe cumplir con el
standard ANSI/EIA/TIA 492AAAA.
- Las especificaciones mecnicas y ambientales del cable de fibra ptica deben
cumplir las normas correspondientes de operacin.
- Cada fibra ptica debe tener un grado de performance especificado en la siguiente
tabla:
Longitud de Onda
nm
Atenuacin Mxima
dB/km
Capacidad de Transmisin Mnima
MHz-km
850 3.75 160
1300 1.5 500
Tabla 4.2: Parmetros Caractersticos de una F.O. Multimodo Vertical
* Observacin : Estos parmetros deben ser medidos a 23 C 5 C.
-
61
Cable Backbone Fibra Optica Monomodo
- La fibra ptica monomodo debe ser de clase IVa Dispersion Unshifted (Dispersin
desplazada) y debe cumplir con la norma ANSI/EIA/TIA 492BAAA.
- La longitud de onda o con dispersin cero debe estar entre 1300 nm y1324 nm y el
mximo valor de la pendiente de dispersin a o debe ser no mayor a 0.093 ps/km-
nm2.
- El dimetro del campo modal nominal debe ser entre 8.7 m y 10 m con una
tolerancia de 0.5 m a 1300nm.
- La longitud de onda de corte debe ser menor a 1270 nm.
- Cada fibra ptica debe tener un grado de performance especificado en la siguiente
tabla:
Longitud de Onda
nm
Atenuacin Mxima
dB/km
Capacidad de Transmisin
Mnima GHz-km
1310 0.5 1.0
1550 0.5 1.0
Tabla 4.3: Parmetros Caractersticos de una F.O. Monomodo
* Observacin : Estos parmetros deben ser medidos a 23 C 5 C.
- Las especificaciones mecnicas y ambientales del cable de fibra ptica deben
cumplir las normas correspondientes de operacin.
- El cable deber ser instalado segn las normas de instalacin elctrica y cableado
estructurado al interior de edificios.
Figura 4.5: Cableado en Fibra ptica Repartido (de acuerdo con la norma
TIA/EIA 568-A)
-
62
- El enlace de fibra Vertical (B) no puede exceder los 2000 metros para multimodal,
los 3000 metros para monomodal.
- Los puentes de fibra en (A) y (C) no deben exceder una longitud combinada total de
15 metros.
- El enlace de fibra multimodal del subsistema horizontal (E) no debe exceder los 90
metros.
- Los puentes de fibra en (D) y (F) no deben exceder una longitud combinada total de
10 metros. Notar que (D) no debe exceder los 7 metros, y (F) no debe exceder los 3
metros.
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63
V. NORMAS Y CRITERIOS DE INSTALACIN DE CABLES DE F.O.
EN EXTERIORES
5.1 Tipos de Instalacin de Fibra Optica en Planta Externa
El cable de fibra ptica puede ser instalado en exteriores para conectar edificios
ciudades utilizando dos tipos bsicos de instalaciones: instalacin subterrnea e
instalacin area. Para instalacin en exteriores se utiliza un cable de estructura holgada
con proteccin extragruesa (doble cubierta) con una cubierta blindada armadura.
A continuacin se listan una serie de precauciones generales que se debe tener en cuenta
para una instalacin de planta externa:
- Respetar el radio de curvatura mnimo.
- Respetar la tensin mxima que soporta el cable.
- Respetar las medidas de seguridad en el corte de la fibra y operacin con fuentes
lser.
- La cubierta protectora del cable debe ser de acuerdo a las condiciones ambientales
del lugar.
- Usar elementos de seguridad en la preparacin e instalacin del cable de fibra
ptica.
- Dejar reserva de cable en los puntos de empalmes o mufas.
- Conectorizar adecuadamente para evitar las prdidas pticas de insercin y
reflexin.
- Antes de instalar el cable de fibra ptica inspeccionar el tramo y detectar todos los
puntos crticos para determinar la ruta ptima de la instalacin.
- Adquirir, en lo posible, la fibra ptica que recomienda el fabricante del equipo o la
que ms se asemeja a las caractersticas dadas por el fabricante.
- Utilizar fibra ptica de un solo proveedor para mantener las caractersticas de la
fibra ptica en todo el tramo y si es posible, adquirir carretes de cables de la misma
serie de fabricacin.
- Guardar precauciones de almacenamiento del cable de fibra ptica. ( H, T)
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64
- Para instalaciones de Planta Externa se recomienda utilizar fibra monomodo.
5.2 Procedimiento de Instalacin en Exteriores de Cables Subterrneos
A continuacin se dan a conocer los pasos y criterios ms importantes para las
instalaciones de cables de F.O. subterrneos:
1.- Recoger los requerimientos y necesidades del cliente con el fin de poder disear un
enlace de fibra ptica, realizando clculos tericos de atenuacin y ancho de banda
que garanticen la transmisin de datos.
Es importante conocer los siguientes requerimientos tcnicos:
- Distancia del enlace de fibra ptica, para saber la cantidad de fibra ptica a utilizar y
dimensionar y especificar los equipos pticos a utilizar.
- Conocer la ruta de instalacin del cable para poder especificar la ferretera
correspondiente.
2.- Realizar un levantamiento en terreno del lugar y revisar los planos de la ruta de
instalacin. Es importante conocer las zonas y puntos crticos del enlace, para poder
especificar el cableado correspondiente y trazar la ruta ptima.
3.- El cable de fibra ptica se puede enterrar directamente bajo tierra situar en un
conducto enterrado. Antes de que comiencen las excavaciones, se debe investigar las
condiciones del suelo a lo largo de la ruta del cable, para determinar la seleccin del
equipamiento de colocacin del cable, el tipo de cable conducto (si se utiliza) y la
profundidad de la instalacin. Todos los servicios que existen bajo tierra, como los
cables enterrados, las caeras y otras estructuras a lo largo de la ruta, deben ser
identificadas y localizadas.
El cable de fibra ptica puede ser introducido en zanjas o enterrado directamente. Abrir
zanjas requiere ms tiempo y mayor inversin, que hacer surcos directamente, pero
permite una instalacin ms controlada. Las zanjas se cavan hasta la profundidad
estimada por los especialist
