VERIFICACIONES DE ENLACES DE FIBRA ÓPTICA
1. MEDIDAS DE POTENCIA
1.1. EQUIPAMIENTO
Se necesitan los
siguientes equipos de medida para la mayoría de las medidas de potencia óptica:
Medidor de potencia óptica:
- · Con un adecuado rangp de longitudes de onda.
- · Con los adecuados conectores terminales.
- · Para los tamaños de fibra óptica monomodo o multimodo.
- · Calibrado en dBm, preferiblemente con escala opcional en dB.
Generador óptico de luz:
- · Con una fuente de luz estable}
- · Con un rango adecuado de longitudes de onda.
- · Con los conectores terminales apropiados.
- · Para los tamaños de fibra óptica monomodo o multimodo.
- · Con generador de luz láser o diodo LED.
- · Con suficiente potencia se salida de luz.
Cordones de acoplamiento para los ensayos.
- · Por lo menos un par de ellos, de 1 a 5 metros de longitud.
- · Con pérdidas conocidas.
- · Con los conectores terminales adecuados.
- · Con los mismos diámetros que la fibra óptica objeto del ensayo.
Solución química de limpieza de conectores, paños de
algodón, aire comprimido.
Un juego de herramientas para el cortado y pelado de la
fibra óptica (para el caso de fibras sin terminar).
Un adaptador de fibra desnuda (si la fibra no está
terminada).
Gel de adaptación del índice de refracción
- · Para adaptador de fibra desnuda.
1.2. MEDIDA DE LAS PÉRDIDAS POR RETORNO
La medida de las
perdidas por retorno se realiza cuando utilizamos un láser como generador de
luz (sobre todo en fibras monomodo). La medida determina la cantidad de
potencia óptica que es reflejada hacia atrás en dirección al generador láser, a
través de la misma fibra.
Altos porcentajes
de reflexión óptica hacia el generador laser pueden afectar a la estabilidad
del propio laser y causar un funcionamiento erróneo. La potencia reflejada debe
mantenerse por debajo de las especificaciones del equipo de comunicaciones por
láser.
Para medir las
pérdidas de retorno, conectar un equipamiento de medición de pérdidas por
retorno a la fibra de transmisión, utilizando los propios cordones de la
instalación (no utilizar los cordones de ensayo). Ajustar el medidor en las
escalas adecuadas y anotar el valor de las pérdidas de retorno medidas.
Si la potencia
óptica reflejada es de mayor valor que la especificada para el equipamiento de
transmisión, cambiar los cordones y conectores por otros de mayor calidad. El
uso de empalmes por fusión en ángulo también puede ayudar a la disminución de
las perdidas por retorno.
1.3. VALORACIÓN TÉCNICA DE UN ENLACE POR FIBRA ÓPTICA.
La valoración de un
enlace de fibra óptica es la tabulación de todas las perdidas (o ganancias) de
dicho enlace. Esas pérdidas son debidas a la participación de todos los
componentes del enlace óptico, como la propia fibra, los conectores, los
empalmes, los atenuadores, etc. También se incluye la potencia medida de salida
del generador de luz la sensibilidad de receptor y la potencia de luz recibida.
La valoración
técnica de un enlace se usa normalmente durante la etapa de diseño, a fin de
determinar los niveles de luz adecuados al propio sistema de operación.
Análogamente, se utiliza para enlaces con problemas de funcionamiento o durante
la monitorización de pruebas de degradación óptica.
Las pérdidas de un
enlace de fibra óptica son el total de pérdidas de dicho enlace para el tramo
de fibra instalada a la longitud de onda de trabajo. Ese valor puede ser
determinado a partir de las hojas de especificaciones del fabricante. Viene
presentado en forma de atenuación en dB/Km a la longitud de onda de trabajo y
debe ser multiplicado por el largo total de la fibra en kilómetros para obtener
las pérdidas totales de la fibra. También puede ser determinado mediante un
medidor de potencia y un generador de luz o un ODTR (reflectómetro óptico en el
dominio del tiempo).
Las perdidas en los
empalmes son todas las debidas a los empalmes mecánicos o de fusión en el
enlace de fibra óptica. Durante la etapa de diseño, este valor se estima
normalmente utilizando las especificaciones de los fabricantes. Las pérdidas en
los empalmes por fusión están normalmente por debajo de los 0.1dB y la mayoría
de las uniones mecánicas no rebasan los 0.5 dB. Las perdidas en los empalmes
pueden ser medidas también mediante el uso del reflectómetro OTDR.
Las pérdidas de
conexión son el total de pérdidas debidas a las conexiones en el enlace de
fibra óptica. Están excluidas las pérdidas debidas a los conectores que unen los
cordones con el equipo de luz; estas pérdidas ya han sido tenidas en cuenta por
el fabricante del equipo en sus hojas de especificaciones técnicas. También
aparecen perdidas de conexión como resultado de la unión de dos conectores
utilizando un adaptador. Las pérdidas de conexión pueden valorarse mediante las
especificaciones del fabricante o pueden ser medidas con un reflectómetro OTDR.
Otras pérdidas de
componentes incluyen el total de pérdidas debidas a otros componentes en el
enlace de fibra.
El margen de diseño
es el nivel de pérdidas estimadas que nos proporcionará la suficiente confianza
para mantener el debido funcionamiento del equipo de comunicaciones a lo largo
de la vida del sistema. Con el tiempo, todos los sistemas se degradan de manera
apreciable. Este aspecto debería ser previsto en la etapa de diseño del sistema
con el fin de maximizar la vida del mismo. Factores que contribuyen a la
degradación de la fibra óptica son la atenuación debida a la absorción de
grupos OH, el decaimiento de la potencia del generador de luz, el decrecimiento
de la sensibilidad del receptor, el incremento de las pérdidas del enlace por
reparaciones en los empalmes y el incremento de
las perdidas motivado por la contaminación.
El total de las
pérdidas del enlace es la suma de todas las perdidas ópticas en dB de la
valoración técnica del enlace óptico.
La potencia de
entrada del receptor es el umbral del nivel de la potencia de luz a la longitud
de onda del equipo. Éste se calcula restando las pérdidas totales del enlace de
la potencia media de salida del transmisor.
El rango dinámico
de recepción es el umbral del nivel de luz en dBm dentro del cual el receptor
puede aceptar potencia óptica sin que tenga lugar una degradación de su
funcionamiento. El receptor óptico está proyectado para aceptar la luz, dentro
de los límites de los niveles predeterminados por el fabricante. Si la luz es
demasiado intensa, el circuito del receptor se saturará y el equipo no
funcionará. Esto es normal cuando existe insuficiente atenuación en el enlace
de fibra óptica. Para remediar este problema, se insertan unos atenuadores de fibra
óptica en el enlace de modo que la potencia de luz óptica este dentro de los
rangos dinámicos del receptor. Los atenuadores pueden ser instalados en el
conector del equipo o en el panel de conexiones de las fibras del transmisor,
asegurarse de que la medida de las pérdidas de retorno entran dentro de los
niveles dados por las especificaciones del fabricante del equipo. La potencia
de entrada del receptor debe estar dentro del rango dinámico del receptor.
A menudo en un
equipamiento óptico proyectado para cortas distancias de transmisión, el
receptor óptico está diseñado para aceptar la máxima luz del generador de
potencia y la mínima luz del generador de potencia. Para estos casos no se
requieren atenuadores de fibra, por lo que este apartado puede ser ignorado.
La sensibilidad del
receptor para una tasa de error de bit (BER) es la mínima cantidad de potencia
óptica necesaria para que el equipo óptico receptor obtenga el BER deseado
dentro del sistema digital. En sistemas analógicos, es la mínima cantidad de
potencia de luz necesaria para que el equipo óptico obtenga el nivel de
señal/ruido (S/N) deseado.
El margen restante
de perdidas es la perdida adicional de potencia óptica que el enlace de fibra
puede tolerar sin que se vean afectadas sus características de trabajo. Está
calculada restando la sensibilidad del receptor para el BER buscado de la
potencia de entrada del receptor del proyecto del enlace óptico. Este valor
debe ser siempre mayor que cero.
2. MÉTODO DE VERIFICACIÓN CON UN REFLECTÓMETRO OTDR
Para obtener la
representación visual de las características de atenuación de una fibra óptica
a lo largo de toda su longitud se utiliza un reflectómetro óptico en el dominio
en tiempo (OTDR). El OTDR dibuja esta característica en su pantalla, de forma gráfica,
mostrando las distancias sobre el eje X y la atenuación sobre el eje Y. A
través de esta pantalla se puede determinar información tal como la atenuación
de la fibra, las pérdidas de los empalmes, las perdidas en los conectores y la
localización de anomalías. Además el OTDR es el único método disponible para
determinar la localización exacta de las roturas de la fibra óptica en una
instalación de cable óptico ya instalado y cuyo recubrimiento externo no
presenta anomalías visibles.
Cuando está
operando, el OTDR envía un corto impulso de luz a través de la fibra y mide el
tiempo requerido para que los impulsos reflejados retornen de nuevo al OTDR.
Las imperfecciones e impurezas de la fibra causan reflexiones a lo largo de la
misma.
Conociendo el
índice de refracción de la fibra óptica y el tiempo requerido para que lleguen
las reflexiones, el OTDR calcula la distancia recorrida del impulso de la luz
reflejada
2.1. EQUIPAMIENTO
OTDR:
- · Longitudes de onda adecuadas.
- · Conectores apropiados.
- · Dimensiones para fibras monomodo o multimodo.
- · Suficiente rango dinámico para la longitud de la fibra..
Latiguillos y cables de conexiones de
ensayo:
- · Al menos uno del largo requerido
- · Conectores adecuados
- · Dimensión apropiada de fibra
Solución de limpieza, trapos de algodón,
aire comprimido.
Adaptador de fibra desnuda.
Líquido o gel para adaptación del índice
de refracción.
Peladores de cables y de fibra.
Fibra para zona muerta (si lo requiere el
OTDR).
2.2. PROCEDIMIENTO
Para realizar una verificación con un OTDR deberían seguirse los pasos siguientes:
1. Si la fibra óptica que va a verificarse no está conectada, pélese el cable de fibra y córtese una longitud de 2m de la misma. Limpiar y pelar la fibra que va a someterse a ensayo.
2. Conectar el OTDR a la fibra a verificar mediante un latiguillo, fibra para zona muerta (si se requiere) y un adaptador de fibra desnuda. Si la fibra a verificar esta conexionada, entonces conectar el OTDR a la fibra a través del panel de conexiones y de la fibra para zona muerta.
LA fibra para zona muerta es un tramo de fibra óptica de 1 km de longitud sin recubrimiento que está bobinada sobre un pequeño carrete. Se utiliza en algunos OTDR para rebasar el punto ciego del TDR, que puede llegar hasta 1 km de distancia hacia la fibra a verificar. Esto impediría ver cualquier tipo de anomalía en la fibra en este tramo.
3. Encender el OTDR y mantenerlo un tiempo hasta que alcance la temperatura de trabajo.
4. Programar los parámetros adecuados al OTDR para su operación, incluyendo la longitud de onda, índice de refracción de la fibra a verificarse y modo de exploración y resolución.
5. Ajustar la resolución para que observemos toda la fibra del impulso tan estrecho como sea posible.
6. Medir la atenuación en todas las discontinuidades, empalmes, conectores y toda la fibra en general.
7. Medir la atenuación de extremo a extremo de la fibra en dB y en dB/km.
8. Repetir los pasos 1 al 7 para todas las longitudes de onda requeridas.
9. Tomar nota de la posición del OTDR durante estas medidas. Imprimir una copia de los resultados o almacenarlos.
10. Repetir los pasos 1 al 9, con el OTDR conectado al otro extremo de la fibra del cable óptico. Después, promediar ambos resultados. Esto nos proporcionará un valor más preciso.
2.3. DETERMINACIÓN DE LA LOCALIZACIÓN FÍSICA DE LAS
ANOMALÍAS
Un OTDR puede proporcionar la localización de las anomalías. Sin embargo, la localización física real de una anomalía depende de la precisión del OTDR de la precisión del valor de índice de refracción suministrado por el fabricante para el núcleo de la fibra, y del exceso de longitud de fibra en el cable.
La cantidad en exceso de fibra en un cable es debida al pequeño manojo de fibras en el conjunto del cable y su plegado en espiral alrededor del elemento central del refuerzo.
Los fabricantes del cable suelen especificar este exceso de largo de fibra como un porcentaje del largo del cable de fibra óptica.
Para longitudes cortas de cable esto nos proporciona resultados aceptables. Pueden conseguirse mejores precisiones utilizando el siguiente método comparativo. Este método se puede utilizar aun en el caso de que no sean conocidos los índices de refracción o los porcentajes de exceso de fibra.
Procedimiento:
1. Utilice un OTDR y mida la distancia hasta un punto de referencia conocido de la fibra en el cable, como puede ser una unión o el final de fibra localizado previamente y anote su valor como . Se debería utilizar una fibra que no esté dañada.
2. Medir la longitud física del cable hasta el mismo punto de referencia tal y como se hizo en el apartado 1, utilizando sólo las marcas en el cable, y anotarlo como .
3. Etiquetar las distancias
4. Utilizando el OTDR, medir la longitud de la fibra rota:
5. Calcular la distancia física real del cable hasta la rotura de la fibra.
Esta distancia no es la distancia del camino interior aunque sí la longitud del cable. Síganse las marcas de longitud por la funda del cable a fin de determinar la localización de la rotura.
Buen aporte
ResponderEliminarINFORMACIÓN MUY ÚTIL. BUEN TRABAJO
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