UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

UNIDAD: IZTAPALAPA

DIVISIÓN: CIENCIAS BASICAS E INGENIERíA

CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA

UNIDADENSEÑANZA - APRENDIZAJE: PROYECTO TERMINAL

TITULO: MEDICIONES PREVIAS A LA INSTALACIÓN DE UN CANAL DECOMUNICACIÓN CON FIBRA ÓPTICA

ASESOR: M. EN C. FAUSTO CASCO SANCHEZ

ALUMNOS: ADOLFO AVALOS FLORES INCLAN RUIZ OSCAR ALEJANDRO

PRESENTACIÓN.

En los últimos años podemos ver que ha habido ungran avance en el desarrollo de los sistemas deprocesamiento de información y día con día estossiguen mejorando, sin embargo, muy pocas vecespodemos afirmar que la información procesada en losmismos sea útil solo para la máquina que la proceso,sino que dicha información tiene que compartirse conotras máquinas para formar parte de un “todo “ máscomplejo.

Lo que vagamente se esbozó en el párrafo anteriorforma parte de un concepto muy importante en elmundo actual, “LA GLOBALIZACIÓN”, utilizado enmuchas áreas de la vida cotidiana, como lo es lainformación.

Para lograr lo anterior desde su aspecto tecnológico,se cuenta con los siguientes sistemas decomunicación clasificados según el medio detransmisión:

• Sistemas de radiocomunicación• Sistemas por cable eléctrico• Sistemas por fibras ópticas

Cada uno de dichos medios, dependiendo de suscaracterísticas, resulta conveniente en determinadasaplicaciones y bajo ciertas circunstancias; sinembargo, dado el avance explosivo en la tecnologíade la transmisión de información a través de lasfibras ópticas, es este medio el que mejor ha logrado( y tiene perspectivas de seguir lográndolo a futuro)satisfacer los avances en el desarrollo de lossistemas de procesamiento de información. (Cabehacer mención en este punto de la notable ventajade los desarrollos logrados en software, sobre loslogrados en hardware, y por lo tanto, la necesidad decrear sistemas de comunicación que no demeritenmás dichos avances).

Un buen consejo para tomar puntería cuando se estáa punto de aventurarse en territorios desconocidoses desarrollar mediciones triviales, para las cuales seconoce la respuesta. Lo primero que se tiene quehacer es hipotizar una respuesta antes de efectuar lamedición real; si ésta es similar a la hipótesis sepuede decir que se tiene dominio del experimento.En caso contrario es necesario revisar tanto lahipótesis inicial como la medición.

Descubrir ciertas fallas en equipos o redes tienemucho de trabajo de detective.

Teniendo presente todo lo anterior, y que en launiversidad por diversos motivos no tuvimosoportunidad de ver a fondo el tema de la fibra óptica,nos resulto interesante y necesario para nuestrodesarrollo profesional el abordar y profundizar endicho tema considerándolo como la base de nuestrosProyectos Terminales de carrera I y II.

Por razones económicas, de tiempo y cantidad dematerial teórico, el objetivo principal fue dividido endos sub_objetivos, a cumplirse cada uno en untrimestre, en los proyectos terminales I y II.

Proyecto Terminal l.Implementación de un sistema de comunicación confibra óptica.

Proyecto Terminal ll.Mediciones previas a la instalación de un canal decomunicación con fibra óptica.

El Proyecto Terminal l nos permitió tener unprimer contacto con la teoría, el diseño eimplementación de un sistema de comunicación confibra óptica de una longitud de 3 mts. y cuyascaracterísticas satisfacen muchas aplicaciones; sinembargo, aun cuando uno de los atractivos de lafibra óptica es su gran desempeño con unaatenuación mínima en grandes tramos sin necesidadde repetidores, las consideraciones prácticas dediseño e implementación de enlaces largos de fibrapara diferentes aplicaciones se vuelven muyimportantes, ya que debido a diversos factores, suatenuación y desempeño puede variarsignificativamente. Es por este motivo y por los yamencionados que se decidió implementar un enlacede dicha naturaleza en el Proyecto Terminal ll.

Tampoco se pretendió limitarse a describir ó explicarel uso de un equipo de medición de una marcaespecifica, ya que cada uno posee ciertasparticularidades especiales y de interés específico,sino más bien la pretensión fue conocer lasmediciones a efectuar y el instrumental involucrado.Solo se entregan algunas imágenes de medicionesprácticas. Se discute sobre qué debe medirse, porquéy cómo. Se incluyen algunas fotografías para talefecto.

Dado que la implementación de un enlace de esamagnitud resulta bastante costoso, fue necesarioacudir a una compañía de telecomunicaciones queoperara en esta área (TELMEX), que nos facilitara elequipo, material necesario y asesoría necesaria paracumplir con el objetivo planteado.

Consideramos adecuado incluir anexos en estereporte del Proyecto Terminal II, con objeto de quetodo ese material relacionado con aspectos teóricos yprácticos necesarios para la implementación de unsistema de fibra, no distrajeran la atención deldesarrollo de este Proyecto.

Es importante comentar que con dichos apéndices nose pretende darle volumen a este reporte , sino quesimplemente forman parte de todos esosconocimientos que un ingeniero en electrónica debesaber para poder llevar a cabo un diseño einstalación de un sistema de comunicación con fibraóptica razonablemente aceptable. Además, mucho deese material no se encuentra disponible en textosque tratan el tema de la fibra óptica, ya que adiferencia de estos que gran parte de las veces solotratan sus aspectos teóricos, en ellos se señalanaspectos prácticos estrechamente involucrados en unbuen diseño e instalación de un sistema de dichanaturaleza; y forman parte del material que lascompañías que operan en este rubro brindan a susempleados para realizar su trabajo.

INDICE.

Ø Objetivo.

Ø Introducción.

Ø Desarrollo del proyecto terminal II.

Ø Comentarios finales y Conclusiones.

Ø Anexos.

§ Desarrollo del proyecto terminal I.

§ Teoría General de la Fibra Óptica.

§ Instalación del cable Óptico yMediciones.

§ Especificaciones técnicas del equipo demedición y material utilizado.

Ø Referencias.

OBJETIVO.

Conocer las consideraciones teórico-prácticas quedeterminan las mediciones a efectuar, el equipo demedición y el instrumental requerido en laimplementación de un enlace de fibra óptica, parafinalmente aplicar todas esas consideraciones en laimplementación de un enlace de prueba enlaboratorio.

INTRODUCCION.

SISTEMAS DE COMUNICACIONES.

Los sistemas de comunicaciones se puedenclasificar de diferente forma, dependiendo delparámetro de comparación. Por ejemplo, lospodemos clasificar por la forma en que se envía elmensaje ya sea digital o analógico, si el mensaje semanda en banda base o se monta en una portadora,por el valor de la frecuencia de la portadora, etc.Otro parámetro muy importante que se puedeemplear para clasificar a los sistemas decomunicaciones es el medio de transmisión queemplean, dependiendo del medio o canal detransmisión empleado los sistemas pueden poseeralguna o algunas características insustituibles conrespecto a otros sistemas que emplean diferentesmedios de comunicación. Por el medio detransmisión los sistemas de comunicaciones sepueden clasificar en:

• Sistemas por cable eléctrico• Sistemas por fibras ópticas• Sistemas de radiocomunicación

SISTEMAS DE RADIOCOMUNICACION.

Todos los sistemas de radiocomunicación emplean elespacio como medio de transmisión. La informaciónviaja en forma de ondas electromagnéticas noguiadas desde el transmisor hasta el receptor. Paraque el transmisor radie energía electromagnética alespacio circunvecino, es necesario emplear untransductor, el cual transforma ondas de voltaje ycorriente u ondas electromagnéticas guiadas enondas electromagnéticas no guiadas, estetransductor es la antena transmisora, la cualdependiendo de la frecuencia y de la aplicación delsistema puede radiar energía de igual manera entodas las direcciones o en una dirección preferida. Enel receptor también se tiene que emplear untransductor que t ransforme ondaselectromagnéticas no guiadas, en ondas de voltaje ycorriente y en ondas electromagnéticas guiadas.Este transductor es la antena receptora, la cualdependiendo de la frecuencia y de la aplicación delsistema puede recibir señales provenientes de todas

las direcciones de igual manera o en una direcciónpreferida.

Un diagrama a bloques de un sistema deradiocomunicación punto a punto se ilustra en lafigura siguiente.

Fuente deInformación

MODULADOR

TRANSMISOR

MEDIO DETRANSMISION

DETECTOR Dispositivo deSalida

RECEPTOR

ANTENATRANSMISORA

ANTENARECEPTORA

Figura 1. Diagrama a bloques de un sistema deradiocomunicación punto a punto.

El hecho de que los sistemas de radiocomunicaciónno emplean un medio físico para la transferencia deenergía desde el transmisor al receptor, hace queéstos posean una serie de características particularespara ellos y que en ciertas aplicaciones soninsustituibles y en otras sería más convenienteemplear sistemas con otros medios de transmisión.Las principales ventajas y limitaciones de lossistemas de radiocomunicación son:

VENTAJAS

• Facilidad de comunicaciones móviles• Facilidad de reconfiguración• Facilidad de comunicaciones

multipunto• Facilidad de establecer enlaces de difícil

acceso o sin infraestructura• Económicos• Menor tiempo de instalación

LIMITACIONES

• Susceptibilidad a interferenciaselectromagnéticas

• Espectro electromagnético limitado• Privacidad pequeña• Dependencia de las condiciones

ambientales

SISTEMAS DE COMUNICACIONES PORCABLE ELECTRICO.

Los sistemas de comunicaciones por cable eléctriconecesitan de un medio físico como canal detransmisión, y éste debe ser conductor deelectricidad. Esta propiedad le da una serie decaracterísticas a los sistemas. Un diagrama a bloquesde un enlace punto a punto de un sistema decomunicaciones que emplea como medio detransmisión conductores eléctricos (par de alambres,cable coaxial, guía de onda) se muestra en la figurasiguiente.

Figura 2. Enlace punto a punto de un sistema porcable eléctrico.

El hecho de que estos sistemas empleen un mediofísico el cual es conductor de la electricidad le da unaserie de características particulares, las mássobresalientes son:

• El medio de transmisión cuesta• Se emplea tiempo en instalar el medio

de comunicación• Menor facilidad de reconfigurar al

sistema• Comunicación móvil solo en áreas

pequeñas• Dificultad de comunicación punto-

multipunto• Menor susceptibilidad a interferencias

electromagnéticas• Facilidad de conducir energía eléctrica• Dificultad de emplearlos en medios

explosivos y corrosivos• Problemas de diafonía

• No existen límites físicos a la capacidadde transportar información

• Problemas de bucles de tierra• Mayor privacidad• Sensibilidad al medio ambiente

SISTEMAS DE COMUNICACIONES PORFIBRA OPTICA.

Algunos conceptos de las técnicas de medición deparámetros ópticos tienen una analogía con la de losparámetros eléctricos, por ejemplo: La potenciaóptica corresponde a la potencia eléctrica; laatenuación por absorción óptica (conversión de laluz en calor ) corresponde a la resistencia eléctrica:el acoplamiento de refracción óptica corresponde alde impedancias eléctricas.

Uno de los logros más importantes en el campo delas comunicaciones en los últimos años, es el avanceexplosivo en la tecnología de la transmisión deinformación a través de las fibras ópticas. Muchossistemas de comunicaciones por fibras ópticas hansido instalados en el mundo por compañíastelefónicas, transmitiendo datos a velocidades altasen distancias grandes sin repetidores, lo anterior serealizaría con un alto grado de dificultad empleandolos medios convencionales, tales como: el espaciolibre y los cables metálicos.

Los sistemas de comunicaciones por fibrasópt i cas son bastante ut i l i z ados en latransmisión punto a punto, aplicándose en:telecomunicaciones, troncales y distribución deseñales de video, conexiones entre equipos deprocesamiento, control, instrumentos de medición,etc. Estos sistemas difieren de los sistemas decomunicaciones por radio y por cables metálicos porla forma de transmitir la información y el medio detransmisión.

El medio de transmisión determina varias de lascaracterísticas y limitaciones de los sistemas decomunicación, para el caso de los sistemas queutilizan fibras ópticas, sus características principalesson:

Fuente deInformación

CABLEELECTRICO

Destinatario dela Información

(1) Bajas pérdidas.- Los cables de fibrasópticas poseen muy bajas pérdidas en comparacióncon los cables convencionales. En consecuencia laseparación entre repetidores en una línea detransmisión óptica es bastante mayor a losalcanzados por los sistemas de cables metálicos.

(2) Ancho de banda grande.- Las fibrasópticas tienen amplia respuesta en frecuencia debanda base. Pueden propagarse simultáneamenteondas ópticas de diferentes longitudes de onda,porque cuentan con una capacidad de transmisiónbastante elevada.

(3) Inmunidad a interferenciaselectromagnéticas y problemas de bucles detierra.- En consecuencia se tiene una línea detransmisión altamente confiable ya que la fibraóptica no es afectada por acoplamientos eléctricosni magnéticos debido a cables de tensión, fuentesindustriales de ruido electromagnético y fenómenosatmosféricos.

(4) Bajo consumo de potencia.- Los nivelesde potencia proporcionados por los transmisoresópticos se encuentran en el intervalo de los W amenos de 10mW.

(5) Alta inmunidad a los cambios del medioambiente.- Las características de transmisión sonmuy poco alteradas por cambios en la temperatura,siendo innecesarias o simplificadas la igualación ocompensación de las variaciones en talespropiedades.

(6) Sección transversal pequeña y pesoligero.- Pueden fabricarse cables ópticos bastanteligeros, ya que el peso específico del vidrio es lacuarta parte de lo que presenta el cobre, además eldiámetro de la fibra es de 9um-50um.

(7) Factibilidad de fabricación a granescala.- La materia prima utilizada en la fabricaciónde las fibras ópticas es el SiO2 que es uno de losrecursos más abundantes en la superficie terrestre.

Otras características sobresaliente son:

(8) No se tiene problemas de diafonía(9) Gran flexibilidad(10) Privacidad en la comunicación(11) Seguridad en ambientes peligrosos

(explosivos o corrosivos)

Las limitaciones más significativas de los sistemas decomunicaciones por fibras ópticas son:

• Necesidad de tener un medio físico detransmisión

• Dificultad en la reconfiguración de lossistemas

• Complejidad en sistemas multipunto deáreas amplias

• Sensibilidad limitada por el ruidocuántico

• Las fuentes ópticas son relativamentede alta no linealidad

Todas estas características y limitaciones de lasfibras ópticas se han dado en comparación con losmedios convencionales.

Conv.Elec/Opt. Fibra Conv.

Opt/Elec.Transmisor

Información

Receptor

Información

Figura 3. Diagrama a bloques de un sistema decomunicación por fibra óptica punto a punto.

La aplicación de la transmisión punto a punto puedesepararse en tres categorías de acuerdo a la señalque se utilice:

• Analógica• Digital síncrona• Digital asíncrona

Las señales analógicas pueden excitar directamentela fuente de luz y modular la potencia ópticaalrededor de un nivel de polarización fijo. Esta formaofrece simplicidad y capacidad de ancho de banda,pero la no linealidad y la relación señal a ruido sonserias limitaciones en el funcionamiento de lossistemas de comunicación. Algunas de estaslimitaciones pueden solucionarse utilizando técnicasde modulación analógica, tal como la modulación enfrecuencia que modula una subportadora defrecuencia intermedia, la cual a su vez modula lafuente de luz. Las técnicas de modulación analógicasson favorables para las troncales de video y susistema de distribución

DESARROLLO DEL PROYECTOTERMINAL II.

Para la realización práctica de sistemas decomunicación con fibra óptica, es necesarioutilizar dispositivos de interconexión, comoempalmes y conectores. Las pérdidas queintroducen estos dispositivos de interconexiónpueden constituir un factor muy importante enel diseño de dichos sistemas, particularmenteen enlaces de telecomunicaciones de varioskilómetros, ya que podrían acumular una parteapreciable de la pérdida total del enlaceinstalado.

En este trabajo se describen las medicionesprevias a la instalación de un enlace de fibraóptica, tal y como se plantea en la experienciade campo, mediante el Reflectómetro Ópticoen el Dominio del Tiempo (OTDR).

Los sistemas de comunicación por fibra ópticaincluyen componentes no familiares para la mayoríade los diseñadores de sistemas de comunicación,pero su diseño está basado en principios que difierenpoco de su contraparte convencional. La distinciónprincipal resulta del incremento en la capacidad delancho de banda en los sistemas con fibra óptica, locual permite al ingeniero en diseño hacer diferentesconsideraciones en la determinación del formatoóptimo de transmisión, así como la fuente, detector,y tipos de cable.

Como con los sistemas convencionales, el diseñadordebe considerar varias combinaciones decomponentes de fibra óptica y técnicas demodulación para lograr el nivel de desempeñodeseado. Inicialmente, el diseño puede estar basadoen predicciones teóricas de desempeño, pero laversión final debe reflejar el desempeño actual de loscomponentes específicos.

La aproximación básica de diseño invariablementecomienza por establecer la calidad de la señaldeseada en el receptor, esto es la relación señal aruido (S/N). Entonces el diseñador selecciona elposible formato de modulación que cumple con elmargen del sistema requerido.

Desde este punto, el diseñador debe seleccionar dela gran cantidad de combinaciones de componentes.La aproximación más directa usualmente es

seleccionar una fuente óptica y entonces determinarel margen de atenuación permisible entre eltransmisor y el receptor para cualquier formato demodulación seleccionada. Entonces los tipos de fibrasque cumplan con estos requerimientos de atenuaciónpodrán ser seleccionados y evaluadas lascombinaciones de conectores / fibras.Se requieren cuatro parámetros básicos para eldiseño de un enlace de comunicaciones:

1) la velocidad de datos ó ancho debanda;

2) la fidelidad, indicada ya sea porS/N o BER;

3) la longitud del enlace y número determinales;

4) el tipo de datos y forma de onda dela señal a ser transmitida.

Una vez que estos requerimientos son especificadospor el usuario, el diseñador puede comenzar elproceso iterativo para la optimización del sistema.

Si un fotodiodo PIN es suficiente, no hay razón parausar un circuito más sofisticado para operar unfotodiodo APD. Si la opción inicial para lacombinación fibra-fuente no puede cumplir con lavelocidad de datos requerida, se puede considerar yasea una actualización de la combinación o unrepetidor, sin sacrificar la fidelidad de transmisión.Debido a que la industria de la fibra óptica estátodavía en una etapa de rápido crecimiento yexpansión, la calidad y costo de varios componentesexperimentará varias transiciones significativas en losaños venideros. Así pues, es deseable instalar lasmejores fibras disponibles comercialmente en lossistemas, porque el costo de reemplazo de lasmismas es mucho mayor que el de los componentesterminales tales como fuentes y detectores. Seesperará que fuentes considerablemente másconfiables y acopladores más eficientes esténdisponibles a un costo más bajo en el futuro. Si fueranecesario, un sistema puede ser fácilmenteactualizado reemplazando estos componentesterminales.

Para sistemas con requerimientos de ancho de bandaintermedio, debe realizarse un análisis detallado paraoptimizar el sistema evaluando su funcionamientocon las especificaciones del transmisor, de loscanales del cable y el receptor. En el caso deltransmisor, los parámetros que se debenconsiderar incluyen la potencia óptica, la

longitud de onda, amplitud del espectro, medida yforma del haz, respuesta de frecuencia, linealidad dela salida y la modulación o códigos del formato.

Otros parámetros que influyen en el funcionamientodel sistema son el tiempo de vida, ruido en latransmisión, y factores ambientales tales comotemperatura, humedad y vibración. En el caso de lafibra, los parámetros críticos son los diámetros parael núcleo y la cobertura, el perfil del índice,coeficiente de atenuación, dispersión modal ymaterial, la potencia de extracción y la pérdida pormicrocurvaturas. En el caso del receptor, lapotencia equivalente de ruido, la respuesta de lafrecuencia, la eficiencia cuántica, la amplificación deruido, y la ganancia son los parámetros importantesque caracterizan el funcionamiento del receptor.Aún cuando el análisis comercial del sistema entreestos parámetros puede ser complejo, losrequerimientos del sistema en términos de velocidadde datos, distancia entre terminales, número determinales, fidelidad y limitaciones ambientales talescomo el rango de la temperatura, humedad,vibración, espacio y costo normalmente señalan laopción de ciertos componentes clave que son loscandidatos ideales para el sistema. Una vez que sedeciden las opciones iniciales, se puede seguir unproceso de rutina iterativa que se puede seguir parala optimización de cada componente. El análisis escomplicado por el hecho de que algunos de losparámetros en el subsistema dependen de algunosparámetros de otro subsistema. Por esta razón, elsistema óptimo no puede ser único, y a menudo lasopciones se presentan en base a la disponibilidad y alcosto.

MEDICIONES A REALIZAR EN LA FIBRAOPTICA.

Las mediciones más importantes para prueba,operación y mantenimiento de los enlaces de una redde fibras ópticas son:

• Mediciones de atenuación• Mediciones de dispersión, teniendo especial

interés en la medición de la luz que refleja lafibra a su origen.

• Localización de fallas, logrando a través dela medición de la distancia (como unafunción de la velocidad del haz de luz y eltiempo).

La potencia es la energía gastada para realizar untrabajo en un tiempo determinado.

P = de/dt [ joules/seg = watts ]

Potencia en watts Potencia en dBm

1 pW 1pW -90

10pW -80

100pW -70

1.000pW =1 nW -60

10.000pW -50

100.000pW -40

1.000.000pW =1 µW -30

10.000.000pW -20

100.000.000pW -10

1.000.000.000pW =1 mW 0

10mW +10

100mW +20

1.000mW =1 W +30

Tabla 1. Equivalencias entre Watts y dBm.

Al introducir un haz de luz a una fibra de potenciaóptica Pi, ésta se atenúa en el trayecto obtenido enel otro extremo de la fibra una potencia Po, dedonde esta atenuación se mide en decibelesdefinidos como:

A = 10 log (Po / Pi ) [ dB ]

Si la potencia de entrada la definimos a una Pi = 1mW de referencia tenemos

Am = 10 log ( Po ) [ dBm ]

Si la potencia de entrada la definimos Pi = 1 uWde referencia tenemos

Au = 10 log ( Po ) [ dBu ]

Como la potencia de salida es menor que la potenciade entrada, el logaritmo en base 10 resulta negativoindicando los decibeles de atenuación.

Los decibeles entonces son una unidad logarítmica,que tiene la ventaja de que las operaciones demultiplicación y división de cantidades de potencia sesimplifican a la suma y a la resta de las mismas. Asímismo las operaciones de potenciación y raíces sereducen a la multiplicación y la división.

No obstante lo anterior, la atenuación es medida másque predicha y ha sido caracterizada de acuerdo aalgunas experiencias comunes, y esto debería de seruna indicación de que se es muy capaz de enfrentardiferentes predicciones basadas en diferentes nivelesde experiencia.

Para evitar diferencias de interpretación, losdiseñadores pueden utilizar mediciones de perdidapara evaluar la atenuación en un cable. El cálculo dela perdida es establecido como una razón entre lapotencia de entrada y la potencia de salida medidaen watts. La conversión a decibeles es:

Pérdida (dB)= -10log10(Pout/Pin)

Debido a que las características de atenuación encualquier fibra incrementan su efecto con la longitudde la misma, dicha atenuación en la mayoría de lashojas de especificaciones está representada comodB/km, donde :

A(dB/km)=Pérdida(dB)/ longitud de la fibra(km)

A = 10/ L log ( Po/ Pi ) [dB/km]

Donde : A = atenuación en decibeles por kilómetro L = longitud de la fibra en kilómetros

Las causas de la atenuación se pueden dividir en :

Intrinsecas. Se deben a las variaciones de lascaracterísticas propias de las fibras como son:diámetro del núcleo, apertura numérica, índice derefracción, centricidad, etc.. Estas propiedadesdependen del proceso de fabricación pudiendo variarentre fibras aún del mismo fabricante.

Extrinsecas. Dependen de la técnica de uniónempleada, se producen por terminacionesdefectuosas en el extremo de la fibra, reflexiones deFresnel y desalineamientos del núcleo . Losdesalineamientos pueden ser de tres tipos :

longitudinal, transversal y angular. Todos estosfactores introducen pérdidas que son acumulativas.

Estas últimas son de gran interés porque constituyenel mayor porcentaje de la pérdida total que seacumula en el enlace.

Una vez que se ha hecho la instalación de la fibrafísicamente, se procede a la medición de susprestaciones para determinar si hubo daños queimpidan su adecuado funcionamiento y en su casoque pongan en duda la fiabilidad del sistema.

Se utiliza un empalme para unir permanentementelargos de fibra en cables para aplicaciones donde ladistancia que ha de cubrir el sistema es mayor quelos largos de cable disponibles, ó cuando los largosdel cable que pueden instalarse están sujetos alimitaciones prácticas; también se emplean parareparar cables ya instalados en determinadosemplazamientos, para unir “pigtails” con cables encentral, ó cables en central con cables en el exterior.Un “pigtail” es un tramo de fibra ópticaterminal adjunto al conector.

Figura 4. En esta figura se pueden apreciar 2 de los 6pigtails utilizados en las mediciones, así como losacopladores.

En algunos casos, la atenuación de un tramo de FOes tan baja que en el final del mismo la señal ópticaes demasiado alta y puede saturar o dañar elreceptor. Entonces es necesario provocar unaatenuación controlada y esto se hace con la mismaempalmadora, con la función de empalme atenuado.Para realizar empalmes atenuados una empalmadorapuede desalinear los núcleos o darle un ligero ánguloa una de las dos fibras.

Figura 5. Causales de atenuación geométrica.

Figura 6. Equipo empalmador de fibra óptica.

Figura 7. Pantalla del equipo empalmador.

Figura 8. Medidor de potencia óptica. Método demedición de pérdidas de inserción en los “pigtails”utilizados.

Un conector es un dispositivo desmontable que seutiliza para desconectar y conectar fácilmente lasfibras. Esta necesidad se presenta por lo general conlos equipos de emisión y recepción en central ó depuntos distantes, y con equipo de prueba.

Figura 9. Factores de pérdida que afectan la conexiónde una fibra óptica.

El diseño de los conectores mecánicos debeminimizar las pérdidas asociadas con la unión de dosfibras idénticas. Aun cuando se logra una alineaciónperfecta de las fibras y una mínima separación de losnúcleos, la reflexión de la luz en las caras extremasde las fibras provoca pérdidas. Esta atenuacióndenominada pérdida de Fresnel, está dada por:

α F = 10 log [ (η1 + ηa)² / 4 η1ηa ] dB

donde ηa = índice de refracción del aire.

Entonces para cada frontera entre el vidrio y elaire, donde η1 = 1.45 y ηa = 1.0 , laspérdidas de Fresnel en cada frontera son:

α F = 10 log [ (1.45 + 1)² / (4)(1.45)(1) ] = 0.15 dB

Puesto que existen dos fronteras fibra-aire encada conexión, las pérdidas totales de Fresnelson 0.30 dB.

Un mecanismo para minimizar, reducir ó eliminaresta pérdida es utilizar un fluido de acoplamientoentre las fibras.

Existe una gran variedad de conectores que sediferencian por sus aplicaciones o simplemente porsu diseño.

Cada conector consta de:

• Ferrule: es el cilindro que rodea la fibra amanera de PIN.

• Body: el cuerpo del conector

• Boot: el mango

También existen conectores con el cuerpointercambiable según la necesidad.

Figura 10. Ejemplo de diferentes tipos deconectores para cable coaxial.

Los acopladores o adaptadores (adapter, coupling,bulkhead, interconnect sleeve) son como pequeñostambores o cajas que reciben un conector de cadalado produciendo el acoplamiento óptico, con lamínima pérdida posible.

Se utilizan en los distribuidores, para facilitar ladesconexión y cambio rápido, acoplando el pigtailque se haya empalmado al cable de fibra con elpatchcord que se conecta a los equipos receptores-emisores. También se usan para conectar un tramode fibra a los equipos de medición.

Figura 11. Acoplador tipo FC y pigtail con conectortipo FC utilizados durante las mediciones para unir lostramos de fibra del circuito de prueba.

Se tienen básicamente tres métodos para medir laatenuación en un sistema de fibra óptica:

• Método de corte.• Método de pérdidas por inserción.• Método de retrodispersión.

En las mediciones realizadas en este proyectoterminal se descarto el método de corte por utilizartécnicas destructivas para caracterizar a la fibra bajoprueba y solo se utilizaron los métodos de pérdidaspor inserción y de retroesparcimiento. Noobstante lo anterior, fue el último método en dondese puso mayor énfasis, por ser el más ilustrativo delcomportamiento general de la fibra óptica, en dondela medición de la atenuación del sistema se hace conun OTDR (Reflectómetro Óptico en el Dominio delTiempo), el cual nos permite saber la magnitud de lapérdida a lo largo de todo el enlace.

El siguiente circuito de fibra óptica se empleócomo caso particular y práctico para llevar acabo las mediciones. Este circuito simula unenlace de poco más de tres kilómetros.

Figura 12. Diagrama del circuito de fibra óptica,propuesto en el proyecto terminal II.

PRINCIPIO DEL MÉTODO DE PERDIDAS PORINSERCIÓN.

Este método de medición lo usamos para medir laatenuación causada por la inserción de dispositivospasivos tales como acopladores direccionales ópticos,conectores, empalmes, fibras ópticas, jumpers,

pigtails, etc., en los enlaces de una red de fibrasópticas. Así, para medir atenuación de fibras ópticasusamos una fibra óptica de referencia y para mediratenuación de conectores usamos un conector dereferencia.

Evidentemente, previo a la ejecución de estemétodo (ó cualquier otro que sea utilizado), esnecesario realizar un cálculo teórico de losresultados que se esperan obtener. Para estecaso significa contar con valores típicos deatenuación de los elementos que formaranparte del circuito bajo prueba.

Elemento CantidadAtenuacióntípica por

unidad

AtenuaciónTotal (dB)

Fibra 3.037 km 0.33 dB/km 1.002Empalme 6 piezas 0.2 dB 1.200Conector 4 piezas 0.4 dB 1.600

Atenuación Total del Enlace 3.802

Tabla 2. Atenuación teórica del enlace debido a loselementos que lo forman, (considerando sus valorestípicos).

Procedimiento.

Para medir la atenuación total del enlace de fibra, seutilizan una fuente de luz y un medidor, que seconectarán en ambos extremos de la fibra a medir.Para esto, antes de realizarla debemos conectar lafuente de luz al medidor de potencia con los mismosjumpers y adaptadores que usaremos luego, conobjeto de obtener la potencia de referencia emitidapor la fuente.

Figura 13. Obtención de la potencia de referencia enel método de medición de pérdidas por inserción.

Conector Empalme Pigtail

Bobina, ~ 2 Km. Bobina, ~ 0.8 Km.

Tramo de fibrabajo prueba

0.2Km

A B

Figura 14. Obtención de la potencia de referencia enel método de medición de pérdidas por inserción, sepueden observar: la fuente láser, el medidor de potencia ylos pigtails conectados a cada uno de ellos.

Para obtener una lectura correcta es necesarioajustarlos a CW (continuous wave-onda continua nopulsante), elegimos la ventana de operación de lafibra (1310 nm para la fibra que estamos utilizando)y finalmente salvamos la lectura en el medidor(potencia de referencia).

Entonces, al desconectar los jumpers entre sí yconectarlos a la fibra bajo prueba se obtiene el valorde atenuación de la fibra.

Los conectores conectados a la salida de la fuente ya la entrada del medidor no deben desconectarsehasta no terminar todas las mediciones, ya que laatenuación producida por un conector varía cada vezque se vuelve a conectar.

Figura 15. Obtención del valor de atenuación de lafibra bajo prueba con el método de medición de pérdidaspor inserción, (medición en un sentido).

La potencia de referencia obtenida fue: 47.88 µ Wcomo se puede observar en la siguiente figuradespués de grabarla en el medidor de potencia.

Figura 16. Obtención de la potencia de referencia enel método de medición de pérdidas por inserción, se puedeobservar la potencia obtenida después de grabarla en elmedidor.

Aunque el medidor de potencia haceautomáticamente la conversión de dBm ↔ Watt ,evidentemente también es posible hacer el cálculomanualmente para obtener dicha conversión

Pr = 10 log (0.04788 mW / 1 mW) = - 13.19 dBm

Una vez que se obtuvo la potencia de referencia, seprocede a realizar la medición en el enlace bajoprueba para determinar la potencia de salida, dandocomo resultado: – 22.14 dBm

Conector Empalme Pigtail

Bobina, ~ 2 Km. Bobina, ~ 0.8Km.

Tramo de fibrabajo prueba

0.2 Km

Figura 17. Obtención de la potencia de Salida en elenlace bajo prueba utilizando el método de medición depérdidas por inserción.

De los resultados obtenidos ( y de las relacionesmatemáticas vistas en párrafos anteriores para lapérdida y la atenuación de un enlace ), fácilmentepodemos deducir que la atenuación en el enlace fue:

Pérdida (dB)=-10log10(Pout/Pin) = dBmin - dBmout

= -13.19 dBm – (-22.14 dBm) = 8.95 dB

A (dB/km) = Pérdida (dB)/Longitud de la fibra (km)

= 8.95 dB / 3.037 Km = 2.94 dB/km

No obstante los resultados anteriores, el resultadoreal de la medición se obtiene midiéndolo desde unextremo, luego en otro momento se medirá desde elotro extremo, y finalmente se toma como atenuaciónel promedio de ambas mediciones (suma sobre 2).En nuestro caso decidimos realizar las mediciones enambos sentidos en 3 ocasiones, con objeto deconfirmar lo advertido en párrafos anteriores: “laatenuación producida por un conector varíacada vez que se vuelve a conectar”, y ademásporque el resultado obtenido era muy diferente alprevisto en los cálculos teóricos (y se pensaba que ladiferencia se podía deber a un conector malacoplado).

Una vez dicho lo anterior, se procedió a desconectary reconectar en cada medición los conectores delenlace bajo prueba (con excepción de los queconectaban directamente los pigtails de losextremos terminales del enlace al medidor depotencia y a la fuente óptica, ya que son los

que aseguran que el valor de la potencia dereferencia siempre sea la misma, y por lo tantola veracidad de las lecturas obtenidas).

La medición en uno de los sentidos puede dar unvalor negativo, lo cual parecería indicar unaamplificación de potencia, lo cual no es posible en unempalme, pero el promedio debe ser positivo, pararesultar una atenuación

No. deMedición

Atenuación A → B (dB)

AtenuaciónB → A (dB)

AtenuaciónPromedio

(dB)1 8.95 8.49 8.722 8.24 8.66 8.453 8.37 8.54 8.45

Promedio(dB) 8.52 8.56 8.54

Tabla 3. Resultados obtenidos en la medición de laatenuación mediante el uso del método de pérdidas porinserción.

Figura 18. Obtención del valor de atenuación de lafibra bajo prueba con el método de medición de pérdidaspor inserción, (medición en el sentido contrario a lamedición anterior).

De los resultados obtenidos se puede observarque la diferencia entre las atenuacionesobtenidas mediante el uso del método depérdidas por inserción y la calculadateóricamente hay una diferencia muysignificativa de: 5.15 dB. Este método nonos permite saber con precisión cual es la fallaque origina la diferencia y su ubicación en elenlace, es por tal motivo que se requiere de unmétodo que nos permita disipar tales dudas ydar una explicación coherente a talesresultados, y principalmente si hay una fallaentonces saber cual es y corregirla.

Conector Empalme Pigtail

Bobina, ~ 2 Km. Bobina, ~ 0.8 Km.

Tramo de fibrabajo prueba 0.2

Km

PRINCIPIO DEL MÉTODO DERETRODISPERSION.

La medición de atenuación y localización de fallas esuna de las más importantes etapas de la instalaciónde la fibra óptica, dado que con ellas se determinarála confiabilidad del equipo instalado. El instrumentomás importante para la caracterización de losparámetros mas relevantes en la instalación de lasfibras ópticas es el reflectómetro óptico en eldominio del tiempo ( optical time domainreflectometer, OTDR ) y básicamente se mide lapotencia óptica transmitida a todo lo largo de la fibraincluyendo conectores y empalmes.

Figura 19. Sistema de fibra óptica bajo prueba.

La técnica de medición usando el OTDR se basa en elanálisis de la retrodispersión de la luz de la propiafibra, y tiene la ventaja de conectar únicamente unextremo de la fibra al OTDR, quedando el otroextremo libre, por lo tanto es un equipo muypopular usado para medir las pérdidas detransmisión empalmes y terminaciones de unsistema ya instalado. También es útil paradeterminar y localizar roturas en las fibras, e inclusola distancia donde se encuentra dicha falla.

El OTDR es esencialmente un sistema de ecounidimensional cerrado, tipo radar óptico, quefunciona enviando pulsos láser periódicos de cortaduración ( típicamente de 50 nr. Para fibras unimodoa 1550 nm de longitud de onda ) y de alta intensidadde luz a través de una fibra óptica prueba ( de unaterminal a otra ), monitoriando la amplitud de lapequeña porción de luz que regresa desde cada

punto del enlace ( fibra, empalmes, conectores ) alOTDR.

Este retorno es causado básicamente por ladispersión continua que sufre el pulso de luz a lolargo de toda la longitud del enlace. El grado dedispersión depende de :

• La reflexión de Fresnel, que ocurre cuando laluz pasa de un medio a otro con diferenteíndice de refracción.

• La dispersión de Rayleigh, que se debe aimperfecciones moleculares en la mismaestructura de la fibra óptica .

Respecto a la reflexión de Fresnel, el porcentaje depotencia reflejada se expresa en función de lavariación en los índices de refracción como;

POTENCIA OPTICA REFLEJADA = ( Nf - No / Nf + No) * 100 [ % ]

Donde : Nf = Indice de refracción de la fibra No = Indice de refracción del aire

Refiriéndonos a la dispersión de Rayleigh, la luz deTyndall reflejada es una señal que se propaga haciaatrás hasta el extremo conectado al OTDR. En fibrasópticas de alta calidad las pérdidas mas relevantes sedeben a esta dispersión.

La señal de retrodispersión tiene una forma deexponencial decreciente, cuya amplitud esproporcional al producto de la potencia de entrada ydel ancho del pulso. La siguiente figura muestra unagráfica de la amplitud de la potencia reflejada de unafibra perfecta ( es decir, perfectamente homogénea), sin fallas y sin empalmes, contra el tiempo.

La siguiente figura muestra el caso ideal donde nohay atenuación extrínseca, solo la intrínseca a lafibra.

Potencia óptica reflejada

AmplitudPulso deentrada

Pulsoinyectadoa la fibra

Fibra perfecta

Longitud de la fibra

Figura 20. Comportamiento de la potencia de unaseñal óptica en una fibra óptica perfecta.

La siguiente gráfica muestra la luz real reflejada de laseñal óptica, de un sistema de fibra óptica bajoprueba, dada por el OTDR.

Figura 21. Luz real reflejada de la señal óptica en unejemplo de enlace de fibra óptica.

Los puntos más importantes destacan claramente enel gráfico por “picos” pronunciados; estos picosindican un incremento en la reflexión, misma que setraduce en atenuación al sistema ( la señal reflejadase regresa a la fuente). De la misma forma el gráficonos da una idea rápida de la atenuación, aunque serequiere de una revisión detallada para tener losvalores exactos.

En la gráfica se presenta una región llamada “zonamuerta”, en la que el OTDR no es capaz deestimar ninguna atenuación confiable ( regularmentela información perdida en esta zona es de unos1000m ). Para lograr que esta zona no se hagapresente en el tramo del enlace que se quierecaracterizar y poder observar dicho tramo completoen el OTDR, se utiliza un tramo de fibra ópticaauxiliar entre el OTDR y el extremo del enlace. Estetramo de 1000m de fibra óptica auxiliar vienecolocado en una “bobina de lanzamiento”.

Figura 22. Tramo de 1000m de fibra óptica auxiliarentre el OTDR y el extremo del enlace que viene colocadoen una “bobina de lanzamiento”.

Se puede analizar el trazo para localizar perdidasirregulares a lo largo de la longitud de la fibra, medirla atenuación ( en empalmes, conectores,terminaciones ), y determinar la longitud del cable defibra óptica bajo prueba en cualquier tramo,detectando y localizando fallas.

Figura 22. Trazo semilogarítmico de la señalretrodispersa de un ejemplo de enlace de fibra óptica condefectos.

Figura 23. Diagrama del enlace de fibra óptica,propuesto en el proyecto terminal II a medir con un OTDR.

Con objeto de apreciar mejor la forma en que estosfactores extrínsecos a la fibra provocan unincremento en la atenuación del sistema, se tomaronvarias mediciones en diferentes puntos del sistema yse almacenaron para estudiarlas con detenimientomás adelante. Cada una de ellas involucra diversosfactores que contribuyen en dicha atenuación.

Gráfica 1. OTDR + Pigtail1.

En la Gráfica 1 podemos ver el comportamiento dela señal retrodispersa en el OTDR, pudiéndoseapreciar que debido a que solamente hay un pigtailconectado al OTDR ( cuya longitud esaproximadamente 5 mts. ), como era de esperarsesegún las especificaciones técnicas del equipo OTDR,este último no puede detectar confiablementeeventos que se originen en longitudes menores a1000m del origen de la fuente de luz. Es por estemotivo que se requiere el uso de una bobina delanzamiento cuya longitud sea ≥ 1000 mts.para poder caracterizar tramos de fibra quesean menores 1000 mts.

El siguiente paso en la prueba fue precisamenteadicionar una bobina de ≈ 2,000 mts , obteniéndosela Gráfica 2. En esta gráfica básicamente se puedenapreciar 2 puntos de reflexión máxima al inicio y alfinal del enlace, estas reflexiones son debidas al pasode la luz por medios con diferente índice derefracción (en párrafos anteriores se explico laperdida de Fresnel debida a cada frontera fibra–aire.También se puede observar una ligera reflexión aaproximadamente 0.192 km del origen de la gráfica,sin embargo como se explico anteriormente lasespecificaciones técnicas del fabricante advierten queel OTDR no es capaz de estimar ninguna atenuaciónconfiable en la “zona muerta” de 1 km a partir delorigen. Haciendo caso omiso de dicha advertencia yconsiderando la posibilidad de que fuera real dichareflexión podríamos aventurándonos a hacer unaconjetura del porque de dicha reflexión afirmandoque dado que no hay conectores ó empalmes en esepunto de la bobina de 2 km, entonces la reflexión sedebe a un defecto de deformación en la fibra en esepunto.

OTDR

Conector Empalme Pigtail

Bobina, ~ 2 Km. Bobina, ~ 0.8 Km.

Tramo de fibrabajo prueba

0.2Km

En esta misma gráfica se midió la pérdida de lafibra/km, para lo cual se posiciono un cursor en elpunto correspondiente a 1 km y otro en el puntocorrespondiente a 2 km, con la función “perdidaentre dos puntos” del software de aplicación utilizado(FMTAP) se obtuvo fácilmente este dato: 0.318dB/km , valor aproximadamente igual a la pérdidatípica conocida para las fibras Monomodo operandoen la ventana de 1310 nm: ≤ 0.35 dB/km , comose puede confirmar en la hoja de especificaciones dela fibra óptica utilizada y en la siguiente figura, (veranexo de especificaciones técnicas del materialutilizado).

Figura 23. Gama de atenuación espectral de lasfibras unimodales

Gráfica 2. OTDR + Pigtail1 + Bobina1 + Pigtail2.

El siguiente paso fue adicionar a la bobina de 2 km eltramo de fibra bajo prueba de 0.2 km obteniéndosela Gráfica 3.

Gráfica 3. OTDR + Pigtail1 + Bobina1 + Pigtail2 +Pigtail3 + Fibra bajo prueba + Pigtail4.

En esta gráfica resaltan tres puntos de reflexiónmáxima, los 2 primeros explicados en la gráfica 2 yel 3ro. también tiene su explicación en la reflexión deFresnel debida a la frontera fibra-aire en el extremoterminal de la fibra bajo prueba (final del enlace).

Otro evento que resalta significativamente enesta gráfica es la pérdida de potencia óatenuación en el enlace ocasionada por lainserción de la fibra bajo prueba, esto es, sepuede observar que en el extremo terminal dela fibra de 2 km la potencia es 21.22 dB y en elextremo terminal de la fibra bajo prueba lapotencia es 12.29 dB, lo cual significa que la

potencia cayo ó se atenuó en un valor de 8.93dB (el cual es un valor muy aproximado alobtenido en por el método de perdidas porinserción : 8.54 dB ).

Pensando que una atenuación tan grande solo podíaser ocasionada por un mal acoplamiento de losconectores ó los propios acopladores utilizados en lainserción de la fibra bajo prueba, el paso siguientefue desconectar y limpiar todos los conectores yacopladores, para finalmente reconectarlos yadicionar una bobina de ≈ 0.8 km en el extremoterminal del enlace ( quedando la fibra bajo pruebaentre las 2 bobinas ), obteniéndose la Gráfica 4.

Gráfica 4. OTDR + Pigtail1 + Bobina1 + Pigtail2 +Pigtail3 + Fibra bajo prueba + Pigtail4 + Pigtail5 +Bobina2 + Pigtail6.

En esta gráfica se puede observar que si bien selogró disminuir la pérdida por la inserción de la fibrabajo prueba de 8.93 dB a 5.89 dB, aun asíseguía siendo muy elevado el valor de la atenuación,

sobre todo considerando el cálculo teórico hechopreviamente en base a los valores típicos deatenuación de los elementos involucrados en elenlace (3.802 dB ).

Dado que la atenuación se presentó entre la bobinade 2 km y la fibra bajo prueba y no eran losconectores los causantes de tanta pérdida, seprocedió a rehacer los 2 empalmes presentes en esetramo (pigtail 2 y 3).

Finalmente, una vez re-empalmadas las fibras sepudo confirmar una disminución en el nivel deatenuación del enlace completo dando comoresultado en esta ocasión un valor de 4.03 dB, elcual es muy aproximado al estimado en los cálculosteóricos, y puede observarse en la Gráfica 5.

Gráfica 5. OTDR + Pigtail1 + Bobina1 + Pigtail2 +Pigtail3 + Fibra bajo prueba + Pigtail4 + Pigtail5 +Bobina2 + Pigtail6. (Medición final una vez corregidos losfallos observados en la Gráfica 4 ).

Una vez localizado y corregido el fallo en el enlace,se tuvo la necesidad de realizar nuevamente lasmediciones obtenidas por el método de pérdidas porinserción, obteniendo los resultados de la Tabla 4,los cuales como era de esperarse resultaron ser muypróximos al valor teórico calculado.

No. deMedición

A → B(dB)

B → A(dB)

Promedio(dB)

1 4.95 4.63 4.792 4.49 4.51 4.503 4.71 4.48 4.62

Promedio(dB) 4.71 4.54 4.63

Tabla 4. Resultados obtenidos en la medición de laatenuación mediante el uso del método de pérdidas porinserción, (una vez detectado y corregido el fallo en elenlace).

Una vez que se realizaron las correcciones necesarias(y aún durante las mismas), se usaron los teléfonosópticos, que tienen la misma función que unteléfono normal pero usan la fibra óptica como canalde comunicación. Estos teléfonos disponen deconectores para fibra, y en algunos casos sirvencomo medidores de potencia del canal. Sonparticularmente útiles cuando el enlace es dedistancias considerables, puesto que permite lacomunicación directa para la solicitud y transmisiónde señales de prueba para el canal, (la calidad de laseñal de audio es muy buena).

Figura. Teléfono óptico y diadema paraintercomunicarse a través de la fibra óptica entre losextremos del enlace.

Figura. Conexión de los teléfonos ópticos al enlacebajo prueba, para simular la necesidad deintercomunicarse a través de la fibra óptica entre losdos extremos del enlace.

COMENTARIOS FINALES YCONCLUSIONES.

Normalmente cuando uno se encuentra frente a unnuevo instrumento difícilmente lo estudia antes deusarlo, por regla general lo tratamos de conocerdirectamente en la aplicación, manoseando las teclasde operación y manteniendo una expectativa delposible resultado. Sin embargo, la teoría de cómodeben de realizarse las mediciones y la forma en quedebe operarse el instrumento son necesarias tarde ótemprano y este grave error se descubre cuando lasmediciones no entregan los resultados deseados, locual experimentamos en carne propia durante eldesarrollo una de las mediciones realizadas en esteproyecto. Sin embargo, este hecho también nosreforzó la idea original del proyecto que era lanecesidad de tener presente (y no perder de vista)la estrecha relación entre la teoría y la práctica.

Teniendo en cuenta un buen consejo que dice que lagran mayoría de las veces se efectúa la mismamedida varias veces solo por insuficientedocumentación de las anteriores, se tomó nota detodas las condiciones de medida y se documentó lomayor posible cada ensayo, teniendo con esto loselementos necesarios para una mejor comprensiónde los resultados en la fase de análisis.

No obstante la experiencia que nos brindo el hechode emplear los 2 métodos de medición (y equipos)más utilizados para la medición de pérdidas en unsistema de fibra óptica y sobre todo el poder apreciarla notable ventaja que ofrece el OTDR para ladetección de los puntos de posible falla en el enlace,que de otra forma sería prácticamente como “ hallaruna aguja en un pajar”, la conclusión mássignificativa es la importancia de conocer la teoría delo que se va a medir antes de realizar la medición, yaque medir es muy fácil, lo difícil es la interpretaciónde los resultados, y es en este sentido que eladecuado balance entre los conocimientos teórico-prácticos permitirán al ingeniero de diseño optimizarel sistema de comunicación: previendo lo que se va amedir, analizando los resultados, interpretandocorrectamente los resultados obtenidos, corrigiendolas posible fallas dentro de un escenario “costo –beneficio” del proyecto que se esté implementando.

Las consideraciones prácticas de diseño eimplementación de enlaces largos de fibra paradiferentes aplicaciones se vuelven muy importantes,ya que debido a diversos factores, su atenuación ydesempeño pueden variar significativamente.

Dicho lo anterior consideramos que el objetivoplanteado en este proyecto terminal quedosatisfecho.

ANEXOS.

DESARROLLO DEL PROYECTOTERMINAL I.

En este proyecto se busco tener un primer contactocon la implementación de un sistema decomunicación con fibra óptica el cual constabásicamente de un Tx, Rx, la fibra óptica y los“dispositivos” que los interconectan.

Es indispensable mencionar en este punto laimportancia de entender completamente la teoría dela fibra óptica, ya que la implementación de unenlace con la misma conlleva mucho más que lasimple interconexión del Tx, la fibra óptica y el Rx.Esto es, hay que tener presentes aspectos teóricostales como:

• La velocidad de datos o ancho debanda.

• La calidad (ó fidelidad) de la señaldeseada en el receptor, indicada ya seapor S/N ó BER.

• La longitud del enlace.• El tipo de dato ó modulación a ser

usada.

Es usual comenzar un análisis examinando ladispersión total del ancho de banda de lacombinación fibra-fuente, para una separación dadaentre la fuente y el receptor.

Se pretendió en una primera instancia hacer laimplementación con una simple elección yacoplamiento de Tx, F.O. y Rx , entre los cualespodemos mencionar,

• LED (operando en la banda de colores yotro en la de infrarrojo).

• LD (operando a una longitud de ondade 750 nm, es utilizado en los Cds).

• Fibra óptica unimodal.

• Receptores correspondientes a cadauno de los Tx mencionados.

Ahora podemos decir que, como era de esperarse losresultados fueron infructuosos, ya que aunque selogro transmitir y recibir información a través de la

fibra óptica el ancho de banda y calidad del S/Nfueron pequeños, lo cual resultaba incompatible conla idea de desempeño de un sistema de fibra óptica ycon su costo, frente a otros sistemas como elimplementado con cable eléctrico.

Estos resultados aunque infructuosos, nos fueron degran utilidad, ya que nos obligaron a abrir los ojosrespecto a la consideración más seria de todos esosaspectos teóricos involucrados en el diseño einstalación, y que la falta de consideración de losmismos, originaron estos resultados. Entre otros,podemos mencionar :

Los LEDs utilizados en sistemas de fibra ópticason diferentes a los de uso común, ya queestos vienen en un empaquetado especial quepermite el acoplamiento con el extremoterminal de la fibra óptica, el cual satisface lossiguientes requerimientos :

• Alineamiento con el eje del núcleo de lafibra.

• Apertura numérica de la fibra (Suángulo de emisión de luz es máspequeño que los de uso común).

• Terminado del extremo de la fibra(corte).

• Sus ventanas de operación enfrecuencia son compatibles con lasventanas de operación de las fibrasópticas.

Una vez diseñado e implementado el circuito, seprocedió a probarlo de tres formas:

1) Acoplando el mismo a una ó dos PCs, ydiseñando un programa en lenguaje “C” quepermitiera comunicarse a través de su puerto serialde comunicación (ver apéndice D). Este programabásicamente permite escribir un mensaje en una delas PCs, lo escribe en uno de los puertos de salidaserial, lo manda a la otra PC, ( ó así misma,implementando un “LOOP” con la fibra entre susextremos terminales de Tx y Rx ), previamente seselecciono la velocidad de transmisión en elprograma, la PC en su extremo receptor lo recibeen su puerto de entrada, y posteriormente es leídode este puerto y escrito en la pantalla, observándosefinalmente en la misma el mensaje, o en su defectouna indicación de que la prueba tuvo algún error.

Circuito deacoplamiento

entre PC ySistema deFibra Optica

Circuito deacoplamiento

entre PC ySistema deFibra Optica

F.O.

TransmisorF.O.

ReceptorF.O.

PC

PC

Figura A1. Transmisión “Simplex” de datos entredos PCs a través de un sistema de fibra óptica.

Circuitos deacoplamiento

entre PC ySistema deFibra Optica

Circuitos deacoplamiento

entre PC ySistema deFibra Optica

F.O.

TX/RXF.O.

TX/RXF.O.

PC

PC

Figura A2. Transmisión “Duplex” de datos entredos PCs a través de un sistema de fibra óptica.

2) Se utilizó un paquete de software que permitechecar el buen funcionamiento del hardware de laPC. Esto es, utilizando la prueba que dicho paqueteofrece para checar alguno de los puertos decomunicación serial (com1 ó com2), se implementoun “LOOP” formado por el sistema completo de fibraóptica, además de los circuitos correspondientes deacoplamiento a la PC, a las terminales de Tx y Rx,resultando satisfactoria la prueba en todas lasopciones de velocidad de transmisión que ofrece elpaquete y que van desde 1.2 kbps hasta 115 kbps.

F.O.PC

TransmisorF.O.

ReceptorF.O.

Circuito deacoplamiento

entre PC ySistema deFibra Optica

Circuito deacoplamiento

entre PC ySistema deFibra Optica

Figura A3. Transmisión “simplex” de datos (en“loop”) en una PC a través de un sistema de fibraóptica.

3) Una tercera prueba se hizo inyectando una señalal sistema de fibra óptica directamente de :

- Un generador de pulsos (marca: WAVETEK) confrecuencia máx. de 10 Mhz

Osciloscopio

Generadorde Pulsos

TransmisorF.O.

ReceptorF.O.

F.O.

Figura A4. Inyección de un tren de pulsosbinarios (con frecuencia máx. de 10 Mhz) al sistemade fibra óptica, directamente de un generador depulsos.

- Un reloj de cristal a una frecuencia de 22 Mhz

Osciloscopio

Reloj decristal

TransmisorF.O.

ReceptorF.O.

F.O.

Figura A5. Inyección de un tren de pulsosbinarios (con frecuencia de 22 Mhz) al sistema defibra óptica, directamente de un reloj de cristal.

Utilizando un osciloscopio de dos canales, de frec.máx 60 Mhz, se compararon las señales de entrada yde salida del sistema de fibra óptica, observandocomo resultado en el caso de la prueba con el relojde cristal, una leve distorsión de la señal de salidarespecto a la de entrada, sin embargo hay que tenerpresente que la frecuencia de operación de dichoreloj (22 Mhz) es cercana al limite máx. de operación(25Mhz) de los dispositivos ópticos de Tx y Rximplementados.

Programa en Lenguaje C para la transmisión y recepción de datos por el puertoserial de una PC a través del circuito Emisor – Receptor de fibra óptica desarrollado

en el Proyecto Terminal I.

#include <conio.h> #include <bios.h> #include <graphics.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <iostream.h> #include <dos.h> #include <string.h> #include <ctype.h>

extern "C" { extern void inic_puerto(void); extern void envia_puerto(unsigned char Key); extern unsigned char recibe_puerto(void); }

void IniciaGraficos(void); void Presentacion(void); void RevisaTeclado(void);

void IniciaGraficos(void) { int gdriver=DETECT, gmode, errorcode;

/* Se llama a la funci¢n registerbgifont para informar al sistema de gr ficos que los tipos de caracteresespecificados fueron cargados en tiempo de compilaci¢n */

if(registerfarbgifont(triplex_font_far) < 0 ) exit(1); if(registerfarbgifont(small_font_far) < 0 ) exit(1); if(registerfarbgifont(sansserif_font_far) < 0 ) exit(1); if(registerfarbgifont(gothic_font_far) < 0 ) exit(1);

/* Inicializa sistema de gr ficos */ initgraph(&gdriver, &gmode, "");

/* lee el resultado de la inicializaci¢n */ errorcode = graphresult();

if(errorcode != grOk) /* un error ocurrio */ { printf("Graphics error: %s\n", grapherrormsg(errorcode)); printf("Preione alguna tecla para detener:");

getch(); exit(1); /* retorna con codigo de error */ }

setbkcolor(1); cleardevice(); }

/*------------------------------------------------------------------------- FUNCION: void Presentacion(void). DESCRIPCION: Realiza una portada de presentacion. PARAMETROS DE ENTRADA: Ninguno. VALOR DE SALIDA: Ninguno. OBSERVACIONES: -------------------------------------------------------------------------*/

void Presentacion(void) { int Xaux,Yaux,Yaux2; int PixXmax,PixYmax,PixXmid,PixYmid;

PixXmax=getmaxx(); PixYmax=getmaxy(); PixXmid=PixXmax/2; PixYmid=PixYmax/2;

cleardevice();

setfillstyle(XHATCH_FILL,2); floodfill(PixXmid,PixYmid,11); rectangle(0,0,PixXmax,PixYmax); settextstyle(1,0,5); Xaux=PixXmid/4; Yaux=PixYmid/5; setcolor(14); outtextxy(Xaux, Yaux, "UNIVERSIDAD AUTONOMA"); outtextxy((Xaux+65), (Yaux+45), "METROPOLITANA"); settextstyle(3,0,1); setcolor(15); outtextxy((Xaux+170), (Yaux+85), "IZTAPALAPA"); settextstyle(1,0,4); setcolor(11); outtextxy((Xaux+15),PixYmid," PROYECTO TERMINAL I "); settextstyle(1,0,2); setcolor(10); Yaux2=(PixYmid+(PixYmid/3)); outtextxy(Xaux,Yaux2,"PROFESOR:"); settextstyle(4,0,3); setcolor(15); outtextxy( (Xaux+textwidth("123456789") ),Yaux2,"M.C. Fausto Casco S nchez"); settextstyle(1,0,2); setcolor(10); Yaux2=(PixYmid+(PixYmid/1.5)); outtextxy(Xaux,Yaux2,"INTEGRANTES:");

settextstyle(4,0,3); setcolor(15); outtextxy(PixXmid-100,Yaux2,"Adolfo Avalos Flores"); outtextxy(PixXmid-100,( Yaux2+1.5*(textheight("T")) ),"Oscar Alejandro Incl n Ruiz"); delay(100); getch();

}

void RevisaTeclado(void) { int PixXmax,PixYmax; unsigned char CarTrans,CarRes; int Aux, i, Key, Exit=0;

PixXmax=getmaxx(); PixYmax=getmaxy();

cleardevice();

setbkcolor(1); setcolor(11); setfillstyle(INTERLEAVE_FILL,2); floodfill(PixXmax/2,PixYmax/2,11); setlinestyle( SOLID_LINE, 0, THICK_WIDTH ); rectangle(0,0,PixXmax,PixYmax); setlinestyle( SOLID_LINE, 0, NORM_WIDTH ); settextstyle(1,0,1); rectangle(0,( PixYmax-(2*textheight("T")) ),PixXmax,PixYmax);

setcolor(11); outtextxy(textwidth("1"),( PixYmax-(4*textheight("T")) ),"Nota :"); setcolor(15); outtextxy(textwidth("1234567"),( PixYmax-(4*textheight("T")) ), "COM1, 8 Bits Dat., 2 Bits Paro, No Paridad, 9600 Baud.");

setcolor(15); outtextxy(( (PixXmax/2)+textwidth("1234") ), ( PixYmax-(1.5*textheight("T")) )," Para Salir..."); setcolor(4); outtextxy( (PixXmax/2),( PixYmax-(1.5*textheight("T")) ),"ESC");

settextstyle(1,0,4); setcolor(14); outtextxy(PixXmax/5, (textheight("T")/2), "TRANSMISION SERIAL");

do { char CadTrans[80]="", CadRes[80]="";

settextstyle(1,0,1); setcolor(11); outtextxy(textwidth("1234"),(PixYmax/4), "CADENA A TRANSMITIR : "); setcolor(15); rectangle(textwidth("12"),( (PixYmax/4)+(1.5*textheight(CadTrans)) ), PixXmax-textwidth("12"),( (PixYmax/4)+(4*textheight(CadTrans)) ));

i=0; do { while(bioskey(1)==0); Key=bioskey(0); if(isprint(Key & 0xFF)) { CadTrans[i]=Key; setcolor(10); outtextxy(textwidth("1234"),( (PixYmax/4)+(2*textheight(CadTrans)) ),CadTrans); i=i++; } if(Key==0x11b) Exit=1; }while((Key!=0x1c0d)&&(Exit==0));

if(Exit==0) { for(i=0;i<strlen(CadTrans);i++) { CarTrans=(unsigned char)CadTrans[i]; envia_puerto(CarTrans); CarRes=recibe_puerto(); CadRes[i]=(char)CarRes; }

setcolor(11); outtextxy(textwidth("1234"), ( (PixYmax/4)+(6*textheight(CadTrans)) ), "CADENA RECIBIDA : "); setcolor(15); rectangle(textwidth("12"),( (PixYmax/4)+(7.5*textheight(CadTrans)) ), PixXmax-textwidth("12"),( (PixYmax/4)+(10*textheight(CadTrans)) )); setcolor(10); outtextxy(textwidth("1234"), ( (PixYmax/4)+(8*textheight(CadTrans)) ), CadRes);

if(strcmp(CadTrans,CadRes)==0) { setcolor(14); outtextxy(PixXmax/3, ( PixYmax-(7*textheight("T")) ), " ' EXITO EN LA COMUNICACION ' "); } else { setcolor(14); outtextxy(PixXmax/3, ( PixYmax-(7*textheight("T")) ), " ' FRACASO EN LA COMUNICACION ' "); }

while(bioskey(1)==0); Key=bioskey(0);

if(Key==0x11b) Exit=1; bar(3,(PixYmax/4.5),PixXmax-3,( PixYmax-(4.5*textheight("T")) )); } }while(Exit==0); delay(500); }

int main(void){ IniciaGraficos(); Presentacion(); inic_puerto(); RevisaTeclado(); restorecrtmode();

return 0; }

PAGINA INTENCIONALMENTE DEJADA EN BLANCO.

PRECAUCIONES DE SEGURIDAD CONLA FIBRA ÓPTICA.

Hay ciertas precauciones que deben tomarse cuandose trabaja con fibras ópticas. Éstas ayudan amantener un entorno de trabajo seguro y reducen eltiempo perdido por accidentes. Además de estasprecauciones deben seguirse también otras reglas deseguridad para el entorno de la instalación.

• Corte y pelado del cable:

Cuando se corta y se pela un cable de fibra óptica, elpersonal debe llevar guantes y gafas de seguridadapropiados. Herramientas tales como cortadoras (cutre ), peladoras, etc…, pueden ser muy afiladas ycausar daños. Los pequeños trozos cortados de fibrapueden volar fácilmente durante los procesos decorte.

• Pedazos de fibra óptica:

Lo trozos de fibra óptica que resultan a partir de losprocesos de pelado o rayado deberán guardarseinmediatamente en un contenedor cerrado yetiquetado como RESIDUOS DE FIBRA. Los trozos defibra de vidrio cortados están muy afilados y puedendañar fácilmente el ojo o pinchar la piel. Las fibrasdeberán ser manejadas únicamente con pinzas.

• Luz de láser:

La luz de una fibra óptica puede dañar seriamente alojo incluso si la luz es invisible. Antes de trabajar concualquier fibra óptica deben apagarse todas lasfuentes de luz. Nunca se debe mirar al extremo deuna fibra óptica, ya que pudiera estar acoplada a unláser.Hay que cerrar con llave las fuentes láser yetiquetarlas con NO ENCENDER para preveniraccidentes.

Figura B1. En esta foto se puede observar el intentopor eliminar la mayor cantidad de fuentes de luz quehubiera en el laboratorio durante las pruebas, sin embargola ventana no tenía forma de taparse.

• Tensión del cable:

Bajo tensión los miembros de refuerzo de una cablede fibra óptica pueden almacenarmucha energía elástica, por lo que fácilmente puedendar un latigazo hacia atrás y causar daños. Se debetener un cuidado especial durante las operaciones detendido del cable o cuando el miembro de refuerzoesté bajo tensión mecánica.

• Solventes y soluciones de limpieza

Los líquidos que se utilizan para limpiar las fibrasópticas y para eliminar los compuestos de rellenopueden irritar los ojos y la piel. Además, los vaporesde estos líquidos son potencialmente inflamables ypueden causar problemas respiratorios. Cuando setrabaja con estos solventes, se debe proteger losojos y las manos, se debe mantener el área bienventilada y no se debe fumar ni prender fuego en elárea de trabajo.

• Empalmadora de fusión

La chispa eléctrica que genera una empalmadota defusión de fibra óptica puede causar una explosión enpresencia de vapores inflamables. Nunca se deberáutilizar una empalmadota de fusión en un áreaconfinada, como una arqueta o galería subterranea.

PAGINA INTENCIONALMENTE DEJADA EN BLANCO.

INSTALACION DEL CABLE OPTICO YMEDICIONES.

CONSIDERACIONES PARA LA INSTALACIÓN.

La fibra de índice gradual se usa por lo general enenlaces de troncal cortos y baja capacidad, tambiéntiene mucha aplicación en redes locales. La fibraunimodo se emplea en enlaces de troncal largos yde alta capacidad, al igual que en cable submarino.

El cable óptico de troncal se instala por lo comúnbajo tierra, pudiendo estar en ductos, túneles odirectamente enterrado. La instalación en ductosrepresenta un alto porcentaje de lo que se ha hecho.

La instalación del cable óptico por un lado esdeseable que tenga la mayor longitud posible a fin deevitar empalmes y cierre de empalmes. Por otro ladodurante la instalación, la fragilidad de la fibra estáexpuesta a presiones laterales, tensiones ycurvaturas que pueden dañarla. Dado que losefectos anteriores aumentan con la longitud, se hallegado al resultado que para una eficienteinstalación en ductos la longitud usual es cercana a 1km cuando existen curvas. Se pueden lograrlongitudes de 1.5 km para rutas prácticamenterectas. Posteriormente se describe una técnica quepermite en la práctica instalar el doble de laslongitudes anteriores. En esta forma la longitudóptima del cable, permite llegar al método deinstalación más adecuado.

El método de instalación debe permitir 3características importantes:

1. Tensión en el cable abajo del límitepermitido. La inmersión o guiado del cabledebe evitar los factores adversos comocurvas excesivas, bordes filosos quedesgarren el cable, etc.

2. Bajos niveles de fricción durante el jalado.3. Monitoreo y control de la tensión en el cable.

Las características mencionadas varían de acuerdo ala fibra y cable usado, por lo que habrá de poneratención a las especificaciones del fabricante paracada tipo.

Métodos de instalación. Cuando el cable de fibraóptica se encuentra embobinado existen dosmétodos para su instalación o tendido:

1.- Uno de los extremos del cable se fija y el carretese rota moviéndolo en la dirección que se quieretender el cable. Este método no es aplicable enductos y túneles, pero sí se usa en instalación decable directamente enterrado a orilla de carreteras.

2.- El carrete se fija en uno de los extremos y se jalael cable hacia la dirección que se quiere tender, paraésto el carrete se monta en gatos, patines, tubos,etc., que permiten girarlo y desenrollar el cable. Eltendido en ductos se hace por lo general usando estemétodo, el cual se puede realizar por medio de latécnica mostrada en la figura C.1 . Para disminuirla tensión en el cable por el jalado, se colocan en lospozos intermedios una o más máquinas de jaladointermedio. El cable inicialmente es jalado por estamáquina y posteriormente por el vehículo. Para eltendido en túnel la tensión en el jalado puede serhasta 150 kg. y en los ductos de 100 kg.

Cuando no se tienen los elementos mecánicosmencionados para el tendido del cable, se puedensustituir con el recurso humano. Se distribuyen enlos pozos terminales 2 ó 3 hombres y uno en cadapozo intermedio, el jalado a través de curvas debeser muy cuidadoso, por lo que se recomienda que lohagan dos hombres.

ANALISIS DEL METODO DE INSTALACION.

• Diseño del tramo de repetición.• Investigación de la ruta.• Estudio de herramientas de instalación y

pozos.• Determinar pozos con facilidad para empalmar.

análisis para dirección de instalación.• Análisis de pozos para el jalado de cable.• Estudio de pozos que permiten maquinaria de

jalado.• Cálculo de tensión.• Determinación del método de instalación.• Determinación del tramo de repetición.

INSTALACION DEL CABLE OPTICO EN DUCTOS.

La instalación se puede dividir en las etapassiguientes:

1. PLANIFICACIÓN.2. LIMPIEZA E INTRODUCCIÓN DE LA GUÍA.3. INMERSIÓN DEL FLEXODUCTO.4. INSTALACIÓN DEL CABLE.

1. PLANIFICACION

La instalación en ductos se realiza usando lainfraestructura de ductos telefónicos, siguiendo unprocedimiento como el de la figura C.1.

• COLECCION DE DATOS• SELECCION DE RUTA PROBABLE• DISEÑO DEL TRAMO DE REPETICION• DECISION DE LA RUTA Y TRAMO DE

REPETICION

Pozo de envío del cable Pozo intermedioPozo de jalado de cable

Vehículo de jalado

Tubo flexible depolietileno

Ducto CableMáquina de jaladointermedio

Destorcedor

Figura C.1. Instalación de cable óptico en ductos.

COLECCION DE DATOS.

Para la selección de la ruta es necesario recopilarinformación, pudiendo citar:

1.- Orden de trabajo, para precisar puntos a enlazar.2.- Reuniones técnicas con personal que se requiera.3.- Planos de :

a) Ductos.b) Cable por instalar (Sección transversal y

características).c) Pozos de trabajo, pozos de visita.d) Entrada a las centrales telefónicas.

e) Estructuras dentro de centrales para instalarcable (por ejemplo escalerilla metálica, camametálica).

f) Configuración del bastidor del equipo óptico(para la llegada del cable óptico).

4.- Verificar que los ductos estén libres deobstrucciones.5.- Localización de obstrucciones al trazado de laruta como: ríos, edificios subterráneos, subway,carreteras.6.- Localización de zonas peligrosas cercanas porefectos de sustancias corrosivas, de induccióneléctrica y daños por descarga de rayos, etc.

SELECCION DE RUTA PROBABLE.

La selección de la ruta probable se hace en base alanálisis de diferentes factores, por ejemplo:

1. Planificación a futuro de las zonas dealcantarillado, luz, subways, cruce de ríos, crucede carreteras, etc.

2. Desastre por temblores, inundaciones, destrucciónde cable por roedores, etc.

3. Congestionamiento de ductos y uso efectivo delos mismos.

4. Instalación de repetidores en oficinas yaexistentes.

DISEÑO DEL TRAMO DE REPETICIÓN.

El tramo de repetición máximo que es posible tener,lo determinan las características del equipoelectrónico terminal y el cable óptico usado. En lapráctica los tramos de repetición, se tratan de ajustara las facilidades que se obtienen en las centralestelefónicas existentes, y que son puntos naturalespara la repetición de la señal óptica.

DECISION DE LA RUTA Y TRAMO DEREPETICION.

La decisión final se apoya en los puntos anteriores.Además es importante mantener en mente lossiguientes puntos:

1. Horas de trabajo, prever que no se debe dejartramos incompletos al final de la jornada diaria.

2. Restricciones sociales, considerar limitaciones porpasos peatonales congestionados, tráficovehicular, obras de construcción, etc.

3. Localización de empalmes de línea y terminales.4. Aspecto económico, analizar la relación costo-

beneficio.

2. LIMPIEZA E INTRODUCCIÓN DE LA GUIA.

Los sistemas de cables en ductos consisten enconectar los pozos de registro por medio de rutas deductos de concreto o tuberías para cables, las queson normalmente de PVC. Los pozos de registro sonpara jalar los cables a través de ellos y efectuar lasuniones o empalmes de los mismos. La distanciaentre los pozos varía de 50 a 200 m.

Antes de iniciar la instalación del cable en ductos sedebe:

• Revisar los planos de la ruta y comprobar quecorresponda físicamente a la zona, y que lasdistancias sean correctas.

• Verificar que los pozos estén en condiciones paratrabajar.

• Comprobar que el cable corresponda al que seráinstalado (número de fibras, longitud del cable ynúmero de carrete).

Para verificar que la ruta del tendido del cable ópticoestá en condiciones adecuadas, se recorre la rutaobservando los pozos así como la ruta. En los pozosverificar que los extremos de los ductos de concretoestén libres de obstáculos, que dentro del pozo elcable óptico puede seguir una trayectoria sin curvasexcesivas, y que el pozo sobre todo a la altura de losductos esté libre de agua. La ruta a través de losductos debe estar sin obstrucciones, esto puede serprovocado por el paso de vehículos pesados,temblores y obras civiles cercanas.

Si la vía del ducto está limpia, se realiza el guiado,introduciendo una guía metálica (alambre acerado) ouna guía dieléctrica (conocida como cobra). En laparte terminal de la guía se une los subductos dePVC a PE para su inmersión en el ducto de concreto.

Cuando la vía tiene una obstrucción ligera, se puedelimpiar con herramientas como la cuchara o elmandril. En algunas ocasiones la vía está totalmentedestruída y será necesaria su reconstrucción.

3. INMERSION DEL FLEXODUCTO,INSTALACION DE SUBDUCTOS.

En caso de que el cable óptico sea instalado enductos telefónicos convencionales de 4” de diámetro,es conveniente subdividir el ducto mediante tubos dediámetro menor elaborados con PE o PVC paraaprovechar mejor el espacio del ducto y darle unamayor protección al cable óptico.

La colocación de subductos o flexoductos puedehacerse en forma manual o con auxilio de unmalacate motorizado, dependiendo de la distanciaentre registros. El conjunto de subductos esinstalado en el interior del ducto telefónico en unasóla operación, para lo cual hay que preparar lossubductos:

1. Se acomodan las puntas de los subductos, talcomo se muestra en la figura C.2a.

2. Se enrolla una cinta aislante de PVC alrededor delos subductos, al menos una distancia de 300mm., identificando cada subducto para quequeden colocados en posición correcta.

3. Se coloca un calcetín de hilos de alambre sobrelos extremos de los subductos ya encintados, y sesujeta el extremo del calcetín con alambre y cintaaislante de PVC. Ver figura C.2b.

1

32

Sentido deinmersión

Subducto

Cintaaislante

Figura C.2a. Encintado en flexoducto.

1

32

Calcetín Cintaaislante

Figura C.2b. Uso del calcetín en flexoducto.

Para realizar la inmersión de los subductos, se colocauna guía de acero dentro del ducto telefónico asubdividir, acoplando el “calcetín” de alambre a ésta.Ver figura C.3. Se colocan dos personas en eldesembobinador de subductos, una persona en cadapozo intermedio y dos personas al final de la ruta.Después se jalan los subductos, verificando queestos no tuerzan durante el jalado, para que noqueden helicoidalmente dentro de la vía y, evitar quese doble el subducto dentro de la misma, ya quequedaría obstruída la subvía.

Pozo Pozo

Vías Guía

Figura C.3. Inmersión de guia de acero en ductos.

Ya concluída la inmersión de los subductos, se colocauna tapa trifurcadora o divisora de vías, paraasegurar los subductos (apretando las tuercas quetienen dicha capa). Ver figura C.4.

Tapa

Flexoducto

Tapón

Vía

Vía Vía

Figura C.4. Trifurcación de vías.

Posteriormente, se colocan unas guías en lossubductos (rafia, alambre de acero, etc.) si es que notraen, ya que normalmente vienen guiados; y secolocan tapones de neopreno en los subductos queno sean usados.

La diferencia principal entre las Fibras Opticas y losconductores de cobre, es la limitada fuerza mecánica,ya que la fuerza de tensión de las fibras ópticas esbaja. El diseño de los cables de Fibra Optica tomaésto en consideración; sin embargo, si las fuerzasson aplicadas más allá de lo permitido por lasespecificaciones, la Fibra puede resultar dañada. Enotras palabras, durante la instalación la fuerza detensión del cable debe estar controlada, por lo tantoel cable no debe estar bajo ningún esfuerzo cuandoesté listo para usarse. Los cables ópticos no debendoblarse con radios menores de lo especificado (25 a30 cm.). Si ésto pasara, originarían una atenuaciónadicional, debido a los efectos de los microdoblecesque pueden ocurrir, en el peor de los casos a laruptura de la Fibra Optica.

Si un cable óptico es colocado en el mismo ducto queun cable eléctrico pesado, éstos no deben cruzar oestar sobre el cable óptico, ya que podrían causardaño por compresión local.

4. INMERSION DEL CABLE OPTICO ENSUBDUCTOS

En la instalación del cable de Fibras Opticas, escomún utilizar fuerza manual de los operarios parajalar el cable. La inmersión del cable puede ser endos direcciones, esto depende de la longitud delcable. En distancias cortas (menores a 1000 m.), elcarrete se coloca en el pozo inicial ó donde hayaquedado la punta de la última inmersión, y se instalael cable en un sólo sentido. Ver figura C.5.

Bobina o carrete decable

Sentido deltendido

Cable óptico

Ultima punta

Soporte

Figura C.5. Inmersión del cable óptico en distancias< 1Km.

Para distancias mayores de 1000 m., se seleccionaun punto intermedio a la longitud del cable,considerando una zona amplia para eldesembobinado correcto del cable. Ya colocada labobina en el pozo intermedio, se introduce una cobrao guía de alambre acerado, en la dirección que llevala ruta, ver figura C.6. El cable óptico se une a laguía y se realiza la inmersión o jalado del cable. Elcarrete debe estar colocado en la misma direccióndel tendido del cable, es decir, por encima de la ruta.Ver figura C.6. Esto es para que el cabledesarrolle una curva en el sentido del tendido delmismo y se evite dañar al cable.

SENTIDO DEINSTALACION

Elemento detracción

Ultimapunta

Pozo final 2Pozo final1

Pozoinicial

Guía

SEGUNDAMITAD DELCABLE

PRIMERAMITAD DELCABLE

d/2 aprox

d > 1 000 m

Figura C.6. Inmersión del cable óptico en distancias> 1 Km.

Al terminar la inmersión de la primera mitad delcable, se procede a desembobinar la segunda mitaddel cable formando “ochos” en un espacio de 15 a25 m que se ha previsto anteriormente, figura C.7.

Esto permite que la punta de la segunda mitad quese encuentra al final del carrete (abajo de todas lasvueltas), quede arriba, para realizar la inmersión ensentido opuesto de la segunda mitad del cableóptico, ver figura C.6.

“OCHOS”

CABLE OPTICO

BOBINA

SOPORTEPOZO

Figura C.7. Formación de “ochos” en el cable óptico.

Una vez colocada la bobina y la guía, preparar elextremo del cable para soportar la tensión del jalado.Para ello se utilizan dos métodos, dependiendo deltipo de terminado que tenga el cable. Cuando elcable termina con un dispositivo de tracción, sólo senecesita unirlo a un destorcedor-fusible y éste a laguía, si el cable es jalado a través del subducto. Verfigura C.8. También se puede unir con alambreacerado o galvanizado, si el cable es jalado entrepozo y pozo. Este último es más lento, debido a quese tiene que unir el cable con el alambre para serjalado al siguiente pozo.

Cobra

Destorcedorfusible

Dispositivo o elementode tracción

Cable óptico

Figura C.8. Jalado del cable óptico con elemento detracción.

Cuando el cable carece de dispositivo de tracción, setendrá que utilizar un “Calcetín” de alambre unido aldestorcedor-fusible, éste a su vez, va unido a la guíao al alambre para poder ser jalado. Ver figura C.9.La función del destorcedor-fusible, es evitar torsionesindeseables en el cable durante su jalado, además deevitar que existan sobre el cable tensiones mayores alas permitidas.

Cobra

Destorcedorfusible

Amarre de alambregalvanizado

Cable ópticoCalcetín

Cinta de PVC

Figura C.9. Jalado del cable óptico con calcetín.

En la inmersión del cable, se debe coordinar ysupervisar a los operarios que jalen el cable,procurando que éstos lo hagan simultáneamente(mínimo un operario por pozo y dos operarios encambios de dirección).

Al llegar la punta del cable al pozo final o al pozodonde se encuentra la punta de la inmersión anterior,se coordina el jalado de 15 m. de cable paraposteriormente poder empalmar. Y después secomienza a jalar cable poco a poco, para dejar ciertaholgura en los pozos, y así poder fijar el cable enéstos, por medio de soportes para que el espacio seausado óptimamente. Ver figura C.10.

SOPORTE

CABLE OPTICO

CABLE TRONCAL

Figura C.10. Fijación del cable óptico en el pozo.

4. INSTALACION DEL CABLE OPTICO EN TUBOCONDUIT.

Esta instalación tiene similitud con la instalación ensubductos, ya que utiliza la fuerza manual de losoperarios y la única diferencia es que no hayregistros o pozos intermedios.

Primero se tiene que verificar que la instalación deltubo conduit sea correcta, es decir, que sea eldiámetro requerido, que la colocación corresponda ala especificada en planos, que existan espacios sintubo conduit de 1m. en cada cambio de dirección ycada 40 m. aproximadamente en línea recta parapoder alimentar cable en la instalación; que el tuboconduit esté fijo por medio de abrazaderas, y guiadocon alambre acerado. Se coloca y se prepara elcarrete para la inmersión del cable. Después secoloca a los operarios (uno en cada espacio libre de1m.) que jalarán al cable y en el carrete a dosoperarios que alimentarán cable. En seguida, seprocede a preparar el extremo del cable (mencionadoanteriormente) para soportar la tensión del jalado.Ver figuras C.8 y C.9 .

Se inicia la inmersión del cable supervisando ysiguiendo la trayectoria del mismo. al término deésta, si no fue necesario iniciar otra inmersión en elotro sentido (debido a la longitud del cable), se cortael cable dejando un excedente de 15 m. con lafinalidad de preparar el cable para empalme en cadaextremo. Se encintan las puntas para protegerlo dela humedad.

Posteriormente, se realiza un recorrido para verificarla instalación del cable dentro del tubo conduit. Encaso de que existiera holgura de cable en cualquierade los espacios libres de 1m., ésta se tendrá querecorrer a cualquiera de los extremos. Finalmente secolocan un par de “Omegas” en cada espacio libre de1m. para proteger al cable, etiquetándolo paraidentificarlo. Ver figura C.11.

Cableóptico

Etiqueta

Tubo Conduit Omega

Figura C.11. Instalación del cable óptico en tuboconduit y uso de omega como registro.

MEDICIONES.

Para asegurarnos de que el enlace está dentro de lasnormas marcadas existen diversos métodos demedición, los cuales se deben aplicar en diferentesetapas del proceso de instalación, desde las etapasde fabricación del cable, hasta las últimas medicionesque se realizan una vez concluído el enlace.

Como en toda instalación de este tipo debemosdistinguir dos tipos de medidas, cuyos objetivosestán bien diferenciados:

a) Medidas de construcción.- Tienen pormisión comprobar que los materiales se hanrecibido en buen estado y que en cada una delas fases en que se divide la obra, el trabajo seha realizado correctamente, para en casonegativo, localizar y reparar la avería antes depasar a la siguiente fase.

b) Medidas finales.- Son medidas másexhaustivas que se realizan una vez terminadala instalación, sobre la sección completa bajoprueba, comprobando que está dentro de loslímites exigidos.

ETAPA DE MEDICION.

Los diversos métodos de medición que se aplican a lafibra óptica parten desde el control del método defabricación de la misma fibra, en los cuales se midendiversos parámetros como son concentricidad,núcleo/revestimiento, atenuación, ancho de banda,dispersión y varios más.

Otra de las etapas de medición lo constituyen lasmediciones durante la fabricación del cable, enlos cuales se miden algunos de los parámetros quese obtuvieron en la fabricación de la fibra, esto escon la finalidad de comprobar que al fabricar el cable,estos parámetros no fueron alterados de forma quesalgan de las normas.

Ahora bien, las mediciones mencionadasanteriormente, forman parte en consecuencia de lasetapas de fabricación de la fibra y el cable. En elpresente trabajo estamos enfocando nuestraatención a las etapas de instalación y analizaremospues las mediciones realizadas en estas etapas.

a) Bobina a pie de Obra.- Las pruebas a realizaren esta fase tienen por objetivo comprobar que sehan recibido los materiales solicitados y que no hansufrido degradación durante el transporte. Para ellose realiza, a cada una de las fibras, las pruebassiguientes:

• Detección de defectos.• Comprobaciones previas.

Estas pruebas consisten en una inspección física delcable y la verificación de la atenuación de las fibrasmediante el reflectómetro (este método se detallarámás adelante). Son realizadas en el almacén situadoa pie de obra, por el personal responsable de lainstalación.

Se ha de comprobar el buen estado de las bobinas yno se comienza la instalación si estas tuvieran algúndefecto. Además se efectúa un registro de la señalretrodispersada en cada fibra, lo que da el estado dela misma sirviendo de referencia para la fasesiguiente.

Los resultados de esta medición se deben compararcon los datos de la hoja técnica que el fabricantedebe entregar al momento de suministrar el cable.

b) Bobina tendida.- En esta fase se comprueba quedurante el tendido, el cable no ha sido sometido afuertes tensiones que sean causa de la rotura de lasfibras u otros defectos y que no existen curvaturaspronunciadas en las mismas que produzcanatenuación.

Las pruebas a realizar son:

• Detección de defectos• Atenuación por retrodispersión

Nuevamente se hace una inspección física del cable yse somete a comprobación mediante elreflectómetro. En la mayoría de las ocasiones estono se lleva a la práctica por cuestión de tiempo, sinembargo, este es un punto importante que nospuede evitar trabajo extra, pues al efectuar estaetapa de medición se puede detectar a tiempo fallasen la instalación, que de omitirse podrían llevar atrabajos de revisión o corrección de algún problema.

Deben realizarse a cada una de las fibras lasmediciones de reflectometría mencionadas. Losregistros han de compararse con los efectuadosantes de tender la bobina, para detectar los posiblesdefectos de construcción o las mejoras alcanzadas alperder el cable la situación de enrollamiento de labobina, esto es detectable sobre todo en cables confibras multimodo, ya que a este tipo de fibra lacurvatura significa mayor atenuacion.

c) Empalmes.- Debido a la influencia de losparámetros intrínsecos de las fibras, en el valor deatenuación del empalme, es preciso medir esteparámetro durante su realización para comprobarque no se superan los límites establecidos.

La prueba a realizar es:

• Atenuación por retrodispersión.

Esta medida se realiza antes de colocar el tubotermocontráctil sobre el empalme, procediendo arepetirlo cuando la atenuación de éste supera 0.2dB.También se ha de repetir esta medida una vezcolocados los empalmes y pigtails (conectoresfinales) en la caja de empalme terminal.

Para obtener los valores de atenuación de losempalmes al momento de la ejecución, se debeestablecer un circuito de comunicación entre elempalmador y un técnico que obtiene las medicionesen el extremo del cable o del enlace mediante unOTDR (Reflectómetro Optico por Dominio en elTiempo). Dicho circuito de comunicación puede serimprovisado utilizando el núcleo y la armadura deacero del cable o bien a través de radio comunicacióno algún otro medio.

d) Medidas finales.- Una vez que se han efectuadola totalidad de los empalmes, es preciso realizar lasmedidas finales entre extremos del cable.

Estas son:

• Detección de defectos.• Atenuación por retrodispersión• Atenuación por pérdidas de inserción.

Estas medidas se efectuarán a cada una de las fibras,en la longitud de onda a que se va a trabajar elsistema.

DESCRIPCION DE LAS MEDICIONES.

En este apartado se describen brevemente lasdistintas mediciones que hemos mencionado, parafibra monomodo así como la organización delpersonal y los medios necesarios para efectuarlas.

COMPROBACIONES PREVIAS.

Antes de comenzar las mediciones en la bobina a piede obra se deberá hacer una inspección física de lamisma, dicha inspección física consiste en hacer unarevisión visual para comprobar su estado externo,verificando los datos de la hoja técnica delfabricante, se observará:

• Número y tipo de fibras.• Tipo de cubierta.• Longitud de la bobina (cotejándolo con el

marcaje en el cable).• Características mecánicas del cable (peso y

tensión máxima de tiro).• Características de transmisión (atenuación).

DETECCION DE DEFECTOS DE LA FIBRAOPTICA

Para realizar esta medición en el almacén de cable oen campo, es necesaria una camioneta acondicionadaespecialmente para esto, la cual dispondrá en suinterior de mesa con anclaje para el aparato ybandeja para elementos auxiliares. Para alimentar elequipo es necesario un generador de 110V, ademásse precisa de las herramientas para la apertura de lospozos, protecciones y señalización.

También se realiza esta prueba en la sala detransmisión de la central telefónica donde termina elcable. En este caso es preciso disponer de una mesaa la cual se trasladará el equipo desde la camioneta.La alimentación se tomará de la red. Para realizaresta medida de reflectometría son necesarios dostécnicos y un empalmador, el cual efectuará lapreparacion del extremo del cable y de las fibras.

LOCALIZACION DE FALLAS.

Cuando los enlaces de fibra óptica han sidorealizados, en muchas ocasiones ocurren accidentesa alguna fibra durante el tendido del cable, o bienpuede ocurrir que por algún agente externo el cablesufra algún daño. Cuando esto sucede, es necesariolocalizar el punto exacto donde ocurrió el daño.

El procedimiento para determinar la distancia dondese encuentra el daño en la fibra es el siguiente:

a) Una vez estando en la central telefónica dondetermina el cable del enlace procedemos a efectuar lamedición de todas las fibras del enlace, conectandocada pigtail a nuestro OTDR. Al entrar enfuncionamiento el equipo, un corto impulso luminosoes enviado a través de la fibra que se estáinvestigando; éste se verá reflejado o dispersado entodo tipo de irregularidades a lo largo de la fibra(impurezas, empalmes y otras). El intervalo detiempo transcurrido desde que es enviado el pulsohasta que la señal reflajada llega nuevamente alemisor, es medido y presentado en el OTDR, con locual es determinada la posición física del problemaanalizado.

Tomando en cuenta que se conoce la velocidad de laluz dentro de la fibra, es posible de esta formaobtener con bastante precisión la posición en la cualse ubica la falla o defecto estudiado.

A causa del salto de índice de refracción al principio yal final de la fibra óptica, como consecuencia delpaso de la luz hacia el vidrio y del vidrio hacia el airerespectivamente, se produce una gran reflexión delpulso luminoso que se inyecta y viaja en la fibra, éstoproduce que la señal mostrada en el OTDR tenga dosgrandes picos, uno al principio de la señal y otro alextremo final de la curva. La diferencia de tiempos tentre ambos picos, la velocidad de la luz en el vacíoC0 y el índice de refracción de grupo

ng=1.46 en el núcleo permiten calcular la longitud Lde la fibra óptica:

L = t (C0 / ng)

Figura C.12. Trazo semilogarítmico de la señalretrodispersa de un enlace de fibra óptica con defectos.

Existen diversos mecanismos que contribuyen a laatenuación de las FO, entre ellos se tiene:

REFLEXIÓN DE FRESNEL. Se produce en losextremos de las FO debido al salto de índice derefracción entre el exterior y el núcleo. Se tiene unvalor de reflexión del 3,7%, es decir que la potenciareflejada está 14 dB por debajo de la potenciaincidente. Es válido cuando el corte del extremo de laFO es perfectamente perpendicular. De lo contrario,la reflexión disminuye casi a 0% cuando el ángulollega a 6°. Para disminuir esta reflexión se suelecolocar un medio adaptador de índice de refracción.Muchas veces se usan materiales epoxi de idénticascaracterísticas para unir sólidamente los elementos.

DISPERSIÓN DE RAYLEIGH. El esparcimiento odispersión de Rayleigh se debe a fluctuaciones deconcentración y densidad, burbujas en el material,inhomogeneidades y fisuras o imperfecciones de laguía de ondas por irregularidades interfaciales delnúcleo y revestimiento. En este caso se produce unadispersión de la onda electromagnética (como en elcaso de las ondas de agua chocando con unobstáculo) que se traduce en una atenuación de laonda incidente. El valor de la atenuación responde ala ley:Ar = K/ 4

Existen otras dispersiones cuyo valor resulta ser muyinferior a la de Rayleigh, como ser los esparcimientosde Mie, Raman y Brillouin.

ENFOQUE COMPARATIVO ENTRE LOSDIFERENTES METODOS DE MEDICION.

El método de medición empleando la técnica de lareflectometría es uno de los más útiles, ya queproporciona una gráfica, la cual nos permite apreciarlas variaciones en la atenuación en función de ladistancia, en consecuencia este método es muy útilpara verificar las atenuaciones de los empalmes delínea y corregirlos cuando sea necesario. Permite asu vez efectuar revisiones en las fibras en etapas demantenimiento, ya que en la gráfica podemos ubicarclaramente el punto en el cual se ubican las fallas olos puntos con altas atenuaciones.

El método de pérdidas por inserción empleando elpar fuente-detector es un método usado en lasetapas finales y de puesta en funcionamiento delsistema. Esto es debido a que este método incluyelas atenuaciones en los extremos del enlace, esdecir, las atenuaciones en los conectores, de estaforma este método proporciona la atenuación totaldel enlace, en una medición que es definitivamentemás confiable para efectos de atenuación total delenlace.

Figura C.13. Método de pérdidas por inserción

MODO DE POTENCIA ( MEDICION DEPOTENCIA )

Deseamos medir la potencia de una fuente óptica yla potencia que se recibe en una fibra ópticadeterminada. Para ello se emplean los sig.Instrumentos:

EQUIPO :

ü Controlador de fuente óptica 9XT con módulo defuente láser 1720SM1310J ( 1310 + /- 5 [nm] ).Lo llamaremos "F"

ü Fuente óptica 21XTL para 1550 mn " S "ü Medidor de potencia óptica 17XTF " D "ü Empalmadora de fusión de arco FSM-20CSü Atenuador óptica variable 19XT-010P

MATERIAL :

ü Cable óptico ( para obtener las fibras ópticas aprobar, antes del empalme )

ü 2 Jumpers con conectores FCPC / FCPCü 2 Pigtails de referencia (PR) con conector FCPCü Alcoholü Conectores

1) MEDICIÓN DE PERDIDAS DE POTENCIA ENUN ENLACE CONTERMINACIONES

Para ello mediremos la potencia óptica de una fuenteóptica 9XT, con módulo de fuente láser a 1310 nm, yluego usaremos la medición como una referencia delmedidor 17XTF, que permitirá medir la potencia desalida en enlaces de fibra óptica conectados a lamisma fuente óptica 9XT

3.1 JUEGO DE COMUNICACIÓN YPRUEBAS OPTICAS 21XTL

Las funciones de este instrumento son, comomedidor de potencia, de atenuación y como equipode intercomunicación de voz ( entre dos equipossimilares ). Esta última cualidad proporciona buenaestabilidad en la comunicación de voz, muy útil enlabores de prueba y mantenimiento de la red.

Las aplicaciones que se le pueden dar son lassiguientes:

• operación en fibras unimodo o multimodo• operación con longitudes de onda larga o corta• medición de potencia óptica• transmisión por la fibra óptica• medición de pérdidas en conectores y empalmes• medición de atenuación• comunicación full-duplex

Es importante señalar entonces, que en la unidad ala que llamamos se interrumpen automáticamente lasmediciones que se estén haciendo, al sonar eltimbre, anunciando que pretenden comunicarse, alfinalizar el zumbido del timbre se puede empezar aconversar.

3.1 CONTROLADOR DE FUENTEOPTICA 9XT

El controlador de fuentes ópticas modelo 9XT esbásicamente un instrumento para energizar ymanejar los módulos de fuente de luz láser o de ledde las series 1700 photodyne para fibras ópticas.

El 9XT y los módulos en conjunto forman una fuenteóptica, con la cual es posible hacer medidas deatenuación exactas y estables en fibras ópticas yconectores,

usándolo con otros instrumentos de medición.

3.2.1 MODULOS DEFUENTE LASER

Los módulos láser son usados para mediciones deatenuación que requieren de un rango dinámicoextremo, en donde se necesita una luz coherente yun espectro angosto. Los láser son las fuentesdisponibles que proporcionan esas características.

El módulo de fuentes láser utilizados es el1720SM1310J, que opera a 1310] +_ ( nm ) conadaptador en línea unimodo y fibra unimodo interna,con diámetros del núcleo y revestimiento de 9 y 125(UM), respectivamente, el adaptador es tipo FCPC deSeiko.

3.3 MEDIDOR DEPOTENCIA OPTICA17-XTF

Tiene las siguientes propiedades:

• El sensor se mantiene estable en un solo rangode temperatura.

• Microcomputador interno compensa lasvariaciones en mediciones ópticas debido a latemperatura.

• Viene provisto con longitudes de onda estándardadas por " Default ".

• Permite el acceso a 30 longitudes de onda,intervalos de 10nm, alrededor de la longitud deonda central.

• Tiene la capacidad de almacenar mediciones ensu memoria interna, y aún apagado el medidor17XTF, se puede recuperar la informacióncuando vuelva a ser encendido.

• Muestra simultáneamente en la pantalla ( Display) las lecturas en DB y DBM.

INSTRUMENTOS DE MEDICION Y SUSESPECIFICACIONES TÉCNICAS.

Un buen consejo, pocas veces seguido, es tomarnota de todas las condiciones de medida,documentar lo más posibles cada ensayo. Es deciraplicar el método científico de análisis. De esta formaserá posible en la fase de análisis una mejorcomprensión de los resultados. Gran cantidad deveces se efectúa la misma medida varias veces solopor insuficiente documentación de las anteriores.

A continuación se describen las característicastécnicas de los instrumentos usados en medición yprueba. Estos son los siguientes:

• Analizador de fibras ópticas AQ - 7110C (OTDR )

• Juego de comunicación y pruebas ópticas21XTL

• Medidor de potencia óptica 17 - XTF• Controlador de fuente óptica 9XT y módulo

1720SN1310J

ANALIZADOR DE FIBRAS OPTICAS AQ-7110OC( OTDR ).

Este OTDR usa la unidad fuente láser para fibrasmonomodo AQ - 711dC (longitudes de onda de 1310nm y 1550 nm).

Este instrumento lanza pulsos ópticos en una fibraóptica de un extremo al otro y detecta su luzreflejada de Fresnel y la luz de retrodispersión, paralocalizar fallas en la fibra óptica ó medir la potenciaóptica y las pérdidas de empalmes.

El OTDR cuenta con las siguientes ventajas:

• amplio rango dinámico ( 30 db máximo paraluz retrodispersa )

• resolución máxima de 0.25 m• función de enmascaramiento óptico• módulo de memoria expandido

Basado en una alta relación señal a ruido de lasformas de onda obtenidas y por la alta velocidad delprocesamiento de la promediación, las mediacionesde distancia, pérdidas, perdidas por unidad de

longitud, y perdidas de empalmes, son realizadas conalta precisión. Todos los resultados y condiciones delas medidas son mostrados en la pantalla, y puedenser impresos en la impresora interconstruida. Con eluso de un módulo expansor de memoria, hasta 112gráficos de onda pueden ser almacenados en sutarjeta de memoria de estado sólido.

A continuación se muestran las principalesespecificaciones técnicas que nos interesan. Paramas información de las especificaciones técnicas deeste instrumento ver el "manual técnico del usuariodel reflectómetro óptico en el dominio del tiempo ( OTDR ), modelo AQ-7110C ando" de alcatel -indetel (" analizador de fibras ópticas " AQ-7110C" ).

ANALIZADOR DE FIBRAS OPTICAS

RESOLUCION DE LECTURA :25 (cm) máximo( 50 [cm] en el rango de 256 km )

Nota: Esta orientación puede ser interrumpidasiempre, y luego puede ser reiniciada.

INDICACIONES EN PANTALLA:

CONTENIDO :v Formas de onda medidasv Condiciones de medición ( rango de

distancia, ancho del pulso, etc. )v Resultados de medición (posición del cursor,

pérdidas entre dos puntos, distancia,pérdidas por unidad de longitud, pérdida deempalme, etc.

ESCALA EJE X: Rango de distancia : 2, 1, 0.5,0.25, 0.125 y 0. 0625 KM (la escala de 0.0625 Kmno esta disponible en el rango de 256 km)

CORRIMIENTO EJE X: 0 a escala completa

ESCALA EJE Y: 5, 2, 1, 0.5, 0.2 [ Db / DIV ]

CORRIENDO EJE Y: unción de " Scroll " ( enrrollar )

RESOLUCION EJE Y: 0.01 Db MÁXIMO

LINEALIDAD: 0 a 5 dB : +/- 0.3 dB0 a 10 dB : +/- 0.5 dB0 a 15 dB : +/ - 0.7 dB

INDICACIONES DEL INDICE DE REFRACCION:Selectivo en pasos de 0.00001 sobre el rango de1.00000 a 1. 99999 de la fibra óptica.

MEDICION DE PERDIDAS:Hasta 5 dígitos en pasos de 0.001 dB

MEDICION DE DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS:Hasta 8 dígitos en unidades de 25 cm ( 0.5 m enel rango 250 km )

PRECISION DE LA MEDICION:+/- 5 x 10 x dist. Med. [m] + 1.5 [m],resolución25 cm ( 0.5 m en el rango de 256 km )

COLOCACION DE PUNTOS DE MARCA :En mediciones de perdidas y distancia, lospuntos de marca se pueden seleccionar hasta en6 posiciones.

TIEMPO DE MEDICION :17 s. o menos ( rango de 16 km, 8 m deresolución, 2 promediaciones )

FUNCION DE MEMORIA :Las condiciones de medición condiciones de lapantalla, y las condiciones de calculo pueden sermemorizadas y leídas de memoria ( loscontenidos de memoria pueden proporcionaruna función de respaldo).

IMPRESORA :Impresión de una forma de onda en 7 s. aprox.

MODULO DE MEMORIA :Hasta 112 gráficas medidas ( 2 Kbytes de dato )pueden memorizarse.

REQUERIMIENTOS DE ENERGIA :Entrada AC: 100 a 240 [VCA], 50/60 Hz.Entrada DC: + 5 [V] + 5% ( 2.5 [A])

- 5 [V] + 5% ( 1.2 [A]) +15[V] + 5% ( 1.9 [A]) -15[V] + 5% ( 0.35 [A])

CONDICIONES AMBIENTALES :Temperatura de operación 0 a 40 º C, humedad85 % RHTemperatura de almacenamiento -20 a 50 º C

DIMENSIONES Y PESO :152 (AL) * 320 (AN) * 450 (P) [mm], 13 KG,aprox.

JUEGO DE COMUNICACIÓN Y PRUEBASOPTICAS 21XTL.

Este conjunto de prueba y habla es de granversatilidad, debido a que nos permiten realizar unaprueba tras otra teniendo la posibilidad decomunicarse con el otro extremo del enlace y de estamanera poder intercambiar datos y opiniones sobreresultados de las pruebas.

Algunas de las especificaciones que se manejan eneste equipo son las siguientes ( a 25ºC ):

LONGITUD DE ONDA:1550nm y 1300 nm.

POTENCIA MINIMA DE LA FUENTEINTEGRADA: 43 dBm 21-1550-J

RANGO DINAMICO DEL DETECTOR (InGaAs):+3 dBm A - 70 dBm

RELACION SEÑAL A RUIDO ( S/N )45 dBv ( A -40 dBm, 1 KHz )dBv ( a -60 dBm, 1 KHz )

Para la utilización del instrumento, es necesariotomar las precauciones que a continuación seenumeran:

1. Los conectores de entrada y salida delinstrumento, deben permanecer cubiertostodo el tiempo en que no estén en uso.

2. Todas las partículas contaminantes debende ser eliminadas de los conectores con "limpia lentes " o cotonetes impregnados conalcohol.

3. Deben de colocarse conectoresperfectamente compatibles.

4. Nunca intentar ver el haz de luz, ya que estaacción puede provocar daño permanente a lavista.

Para mas información de las especificaciones técnicasde este instrumento ver la sección 2, del "manual deusuarios del juego de pruebas ópticas 21XTL" deAlcatel - Indetel.

MEDIDOR DE POTENCIA OPTICA 17-XTF

Este instrumento es también muy versátil, nospermite realizar mediciones de atenuación y potenciaóptica; además puede almacenar hasta 10 datos enmemoria ( EPROM ).

Las especificaciones más importantes de operaciónson:

LONGITUDES DE ONDA ESTANDAR: 820, 850, 1300,1550 [NM]

LONGITUDES DE ONDA SECUNDARIAS:30 calibraciones en intervalos de 10 nm.800 a 900 [nm]1200 a 1350 [nm]

RANGO DE MEDICION LOGARÍTMICA:300 - 1550 [nm]+5 A -73 [dBm]820 - 850 [nm]+5 A -62 [dBm]

RANGO DE MEDICION LINEAL:1300 - 1550 [nm]3 [mw] a 0.05 [nw]820 - 850 [nm]3 [mw] a 0.6 [nw]

PRECISION DE MEDICIONLOGARITMICA: 0.01 [dBm], 0.01 [dB]LINEAL: 0.01 [nw], 0.01 [uw],0.001[mw]

Para mas información de las especificaciones técnicasde este instrumento ver la sección 1 del " manual deusuario del medidor óptico 17XTF " de Alcatel -Indetel.

ESPECIFICACIONES OPTICAS

RANGO DE ATENUACIONLongitud de onda de 1550 [nm]0 a 60 +/- 2 [dB]Longitud de onda de 1300 [nm]0 a 70 +/- 2 [dB]

LONGITUD DE ONDA PARA CALIBRACION1550 O 1300 [nm]

RANGO DE CALIBRACION60 +/- 2 [Db]70 +/- 5 [Db]

PERDIDA POR INSERCION INTERNA3.5 [dB] (típico)5.0 [dB] (máximo)

REFLEXION< -20 [dB]

PERIODO DE RECALIBRACION1 año

ESPECIFICACIONES DE OPERACIÓN

RESOLUCION OPTICAPanel principal ( en 35 s )0 a 70 dBControl externo ( en 15 s )0 a 70 dB

ENTRADA ANALÓGICA-25 Db / V ( con 10 [ k ] de carga )

SALIDA ANALÓGICA1 V/ -10dB( con 10 [K ] de carga )( 0 a 8 V. Máximo )

OPERACIÓN EN AC115 VAC (con cargador 115 B)

CONTROLADOR DE FUERTE OPTICA 9XT

La fuente láser esta constituida por el módulo emisorde luz láser ( 1720 sm ) y el controlador de la fuenteláser ( 9 XT ) que se ensamblan por medio delconector tipo D de 9 patas.

El modelo del módulo de fuente láser usado es el1720SM1310J de la serie 1720 SM ( adaptador enlínea monomodo y fibra monomodo interna, 9/125um, 0.1NA ). Tiene las características siguientes:

• Una alta potencia de salida• Una buena repetibilidad para pruebas• Potencia de salida ajustable• Una longitud de onda de salida central ( CW

OUTPUT )• Modulación de onda cuadrada

ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL MODULO1720SM1310J

Las siguientes especificaciones están dadas conrespecto a una temperatura entre 19º y 25º C. Paramas información de las especificaciones técnicas deeste instrumento ver la sección 3, del "manual deusuario del emisor óptico 9XT 3M" de Alcatel -Indetel.

FIBRA DE INTERFACEFibra unimodo de 9/125 [um]Indice escalonado 0.1 Na

TIPO DE EMISOR Lásermodular photodyne

LONGITUD DE ONDA CENTRA1310 +/- 5 [nm]

ANCHO ESPECTRAL (rms)< 3 [nm] (típico)5 [nm] (máximo)

POTENCIA OPTICA-5 [ dBm ], 300 [uw] (típico)-10 [ dBm ], 100 [uw] (mínimo)

MODULACION EXTERNA0 - 2 [KHz] (TTL/CMOS)

ESTABILIDAD+/- 0.10 [dB], 1 [Hr]+/- 0.20 [dB], 24[Hrs]

TIPO DE INDICADORESLed rojo de encendidoLed amarillo de operación laser

REPETIBILIDAD0.5 [ dB ] ( típico )

TIEMPO DE CALENTAMIENTO15 [ min ]

REQUERIMIENTO DE POTENCIA MÁXIMA5 [ VDC ] +/- 5%, 100 [mA]

TIEMPO DE OPERACIÓN DELA BATERIA (AUTONOMO)10 [ Hrs ] @ 25 [mA] (típico)

REFERENCIAS.

Milton Kaufman y Arthur H. Seidman“Manual para ingenieros y técnicos en electrónica”.Ed. Mc-Graw Hill

Raimundo Díaz de la Iglesia“Comunicaciones por Fibra Optica”,Ed. Marcombo, 1985.

Peter K. Cheo,“Fiber Optics & Optoelectronics”Ed. Prentice Hall, 1987.

Bernard Bendow y Shashanka S. Mitra,“Fiber Optics Advances in Research andDevelopment”,Ed. Plenum Press, 1979.

Hildeberto Jardón A. y Roberto Linares,“Sistemas de Comunicaciones por Fibras Opticas”,Ed. Alfaomega, 1995.