plan comercial para the t company en el mercado del té listo ...
Fibra optica listo
54
Republica bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior. Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño. Maturín, Estado Monagas. Normas, Cuidados y Manipulación de Fibra Óptica. Asignatura: Participantes: Electiva V. Arismendi, Gabriela. C.I:23.605.412 Docente:
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Republica bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para la
Educacioacuten Superior
Instituto Universitario Politeacutecnico Santiago Marintildeo
Maturiacuten Estado Monagas
Normas Cuidados y
Manipulacioacuten de Fibra
Oacuteptica
Asignatura
Participantes
Electiva V
Arismendi Gabriela CI23605412
Docente
Ing Heacutector Baradat
Maturiacuten Junio 2015
Introduccioacuten
La Historia de la comunicacioacuten por la fibra oacuteptica
es relativamente corta En 1977 se instaloacute un sistema de
prueba en Inglaterra dos antildeos despueacutes se produciacutean ya
cantidades importantes de pedidos de este material Esta
forma de usar la luz como portadora de informacioacuten se
puede explicar de la siguiente manera Se trata en
realidad de una onda electromagneacutetica de la misma
naturaleza que las ondas de radio con la uacutenica
diferencia que la longitud de las ondas es del orden de
microacutemetros en lugar de metros o centiacutemetros El cableado
de fibra oacuteptica es un componente integral de los sistemas
de deteccioacuten de fibra oacuteptica La fiabilidad de las
medidas de sensores oacutepticos gira en torno a la integridad
de la fibra oacuteptica y sus conexiones en todo el sistema
distribuido En el interior de la fibra oacuteptica el haz de
luz se refleja contra las paredes en aacutengulos muy
abiertos asiacute que praacutecticamente avanza por su centro
Esto permite transmitir las sentildeales casi sin peacuterdida por
largas distancias Las perdidas de potencia oacuteptica
resultantes de los tres tipos de error de alineamiento
dependen del tipo de fibra y en particular del diaacutemetro
del nuacutecleo y de la distribucioacuten de potencia entre los
modos permitidos
Iacutendice
Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2
Desarrollo 2
1 Normas para fibra oacutepticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4
2 Cuidados y manipulacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
3 Corteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
4 Pulidohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
5 Conexioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16
6 Empalmeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22
Conclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Anexoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
3
1Normas para fibra oacuteptica
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalaciones
11 ORGANISMOS
111ANSI American National Standards Institute
Organizacioacuten Privada sin fines de lucro fundada en
1918 la cual administra y coordina el sistema de
estandarizacioacuten voluntaria del sector privado de los
Estados Unidos
112 EIA ElectronicsIndustryAssociation
Fundada en 1924 Desarrolla normas y publicaciones
sobre las principales aacutereas teacutecnicas los componentes
electroacutenicos electroacutenica del consumidor informacioacuten
electroacutenica y telecomunicaciones
113 TIA TelecommunicationsIndustryAssociation
Fundada en 1985 despueacutes del rompimiento del monopolio
de ATampT Desarrolla normas de cableado industrial
voluntario para muchos productos de las
telecomunicaciones y tiene maacutes de 70 normas
preestablecidas
114 ISO International Standards Organization
Organizacioacuten no gubernamental creada en 1947 a nivel
Mundial de cuerpos de normas nacionales con maacutes de 140
paiacuteses
115 IEEE Instituto de Ingenieros Eleacutectricos y de
Electroacutenica
Principalmente responsable por las especificaciones
de redes de aacuterea local como 8023 Ethernet 8025 Token
Ring ATM y las normas de Gigabit Ethernet
12 DOCUMENTOS DE REFERENCIA Y ESTANDARES
121ANSITIAEIA-568-B
Cableado de Telecomunicaciones en Edificios
comerciales (Coacutemo instalar el Cableado)
122TIAEIA 568-B1
Requerimientos generales
123TIAEIA 568-B2
4
Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado
124TIAEIA 568-B3
Componentes de cableado de fibra oacuteptica
125 ANSITIAEIA-569-A
Normas de Recorridos y Espacios de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Coacutemo enrutar
el cableado)
126ANSITIAEIA-570-A
Normas de Infraestructura Residencial de
Telecomunicaciones
127ANSITIAEIA-606-A
Normas de Administracioacuten de Infraestructura
deTelecomunicaciones en Edificios Comerciales
128ANSITIAEIA-607
Requerimientos para instalaciones de sistemas de
puesta a tierra de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales
129 ANSITIAEIA-758
5
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Ing Heacutector Baradat
Maturiacuten Junio 2015
Introduccioacuten
La Historia de la comunicacioacuten por la fibra oacuteptica
es relativamente corta En 1977 se instaloacute un sistema de
prueba en Inglaterra dos antildeos despueacutes se produciacutean ya
cantidades importantes de pedidos de este material Esta
forma de usar la luz como portadora de informacioacuten se
puede explicar de la siguiente manera Se trata en
realidad de una onda electromagneacutetica de la misma
naturaleza que las ondas de radio con la uacutenica
diferencia que la longitud de las ondas es del orden de
microacutemetros en lugar de metros o centiacutemetros El cableado
de fibra oacuteptica es un componente integral de los sistemas
de deteccioacuten de fibra oacuteptica La fiabilidad de las
medidas de sensores oacutepticos gira en torno a la integridad
de la fibra oacuteptica y sus conexiones en todo el sistema
distribuido En el interior de la fibra oacuteptica el haz de
luz se refleja contra las paredes en aacutengulos muy
abiertos asiacute que praacutecticamente avanza por su centro
Esto permite transmitir las sentildeales casi sin peacuterdida por
largas distancias Las perdidas de potencia oacuteptica
resultantes de los tres tipos de error de alineamiento
dependen del tipo de fibra y en particular del diaacutemetro
del nuacutecleo y de la distribucioacuten de potencia entre los
modos permitidos
Iacutendice
Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2
Desarrollo 2
1 Normas para fibra oacutepticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4
2 Cuidados y manipulacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
3 Corteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
4 Pulidohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
5 Conexioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16
6 Empalmeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22
Conclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Anexoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
3
1Normas para fibra oacuteptica
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalaciones
11 ORGANISMOS
111ANSI American National Standards Institute
Organizacioacuten Privada sin fines de lucro fundada en
1918 la cual administra y coordina el sistema de
estandarizacioacuten voluntaria del sector privado de los
Estados Unidos
112 EIA ElectronicsIndustryAssociation
Fundada en 1924 Desarrolla normas y publicaciones
sobre las principales aacutereas teacutecnicas los componentes
electroacutenicos electroacutenica del consumidor informacioacuten
electroacutenica y telecomunicaciones
113 TIA TelecommunicationsIndustryAssociation
Fundada en 1985 despueacutes del rompimiento del monopolio
de ATampT Desarrolla normas de cableado industrial
voluntario para muchos productos de las
telecomunicaciones y tiene maacutes de 70 normas
preestablecidas
114 ISO International Standards Organization
Organizacioacuten no gubernamental creada en 1947 a nivel
Mundial de cuerpos de normas nacionales con maacutes de 140
paiacuteses
115 IEEE Instituto de Ingenieros Eleacutectricos y de
Electroacutenica
Principalmente responsable por las especificaciones
de redes de aacuterea local como 8023 Ethernet 8025 Token
Ring ATM y las normas de Gigabit Ethernet
12 DOCUMENTOS DE REFERENCIA Y ESTANDARES
121ANSITIAEIA-568-B
Cableado de Telecomunicaciones en Edificios
comerciales (Coacutemo instalar el Cableado)
122TIAEIA 568-B1
Requerimientos generales
123TIAEIA 568-B2
4
Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado
124TIAEIA 568-B3
Componentes de cableado de fibra oacuteptica
125 ANSITIAEIA-569-A
Normas de Recorridos y Espacios de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Coacutemo enrutar
el cableado)
126ANSITIAEIA-570-A
Normas de Infraestructura Residencial de
Telecomunicaciones
127ANSITIAEIA-606-A
Normas de Administracioacuten de Infraestructura
deTelecomunicaciones en Edificios Comerciales
128ANSITIAEIA-607
Requerimientos para instalaciones de sistemas de
puesta a tierra de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales
129 ANSITIAEIA-758
5
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
de deteccioacuten de fibra oacuteptica La fiabilidad de las
medidas de sensores oacutepticos gira en torno a la integridad
de la fibra oacuteptica y sus conexiones en todo el sistema
distribuido En el interior de la fibra oacuteptica el haz de
luz se refleja contra las paredes en aacutengulos muy
abiertos asiacute que praacutecticamente avanza por su centro
Esto permite transmitir las sentildeales casi sin peacuterdida por
largas distancias Las perdidas de potencia oacuteptica
resultantes de los tres tipos de error de alineamiento
dependen del tipo de fibra y en particular del diaacutemetro
del nuacutecleo y de la distribucioacuten de potencia entre los
modos permitidos
Iacutendice
Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2
Desarrollo 2
1 Normas para fibra oacutepticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4
2 Cuidados y manipulacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
3 Corteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
4 Pulidohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
5 Conexioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16
6 Empalmeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22
Conclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Anexoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
3
1Normas para fibra oacuteptica
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalaciones
11 ORGANISMOS
111ANSI American National Standards Institute
Organizacioacuten Privada sin fines de lucro fundada en
1918 la cual administra y coordina el sistema de
estandarizacioacuten voluntaria del sector privado de los
Estados Unidos
112 EIA ElectronicsIndustryAssociation
Fundada en 1924 Desarrolla normas y publicaciones
sobre las principales aacutereas teacutecnicas los componentes
electroacutenicos electroacutenica del consumidor informacioacuten
electroacutenica y telecomunicaciones
113 TIA TelecommunicationsIndustryAssociation
Fundada en 1985 despueacutes del rompimiento del monopolio
de ATampT Desarrolla normas de cableado industrial
voluntario para muchos productos de las
telecomunicaciones y tiene maacutes de 70 normas
preestablecidas
114 ISO International Standards Organization
Organizacioacuten no gubernamental creada en 1947 a nivel
Mundial de cuerpos de normas nacionales con maacutes de 140
paiacuteses
115 IEEE Instituto de Ingenieros Eleacutectricos y de
Electroacutenica
Principalmente responsable por las especificaciones
de redes de aacuterea local como 8023 Ethernet 8025 Token
Ring ATM y las normas de Gigabit Ethernet
12 DOCUMENTOS DE REFERENCIA Y ESTANDARES
121ANSITIAEIA-568-B
Cableado de Telecomunicaciones en Edificios
comerciales (Coacutemo instalar el Cableado)
122TIAEIA 568-B1
Requerimientos generales
123TIAEIA 568-B2
4
Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado
124TIAEIA 568-B3
Componentes de cableado de fibra oacuteptica
125 ANSITIAEIA-569-A
Normas de Recorridos y Espacios de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Coacutemo enrutar
el cableado)
126ANSITIAEIA-570-A
Normas de Infraestructura Residencial de
Telecomunicaciones
127ANSITIAEIA-606-A
Normas de Administracioacuten de Infraestructura
deTelecomunicaciones en Edificios Comerciales
128ANSITIAEIA-607
Requerimientos para instalaciones de sistemas de
puesta a tierra de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales
129 ANSITIAEIA-758
5
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
1 Normas para fibra oacutepticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4
2 Cuidados y manipulacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9
3 Corteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
4 Pulidohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13
5 Conexioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16
6 Empalmeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22
Conclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33
Anexoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34
Bibliografiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39
3
1Normas para fibra oacuteptica
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalaciones
11 ORGANISMOS
111ANSI American National Standards Institute
Organizacioacuten Privada sin fines de lucro fundada en
1918 la cual administra y coordina el sistema de
estandarizacioacuten voluntaria del sector privado de los
Estados Unidos
112 EIA ElectronicsIndustryAssociation
Fundada en 1924 Desarrolla normas y publicaciones
sobre las principales aacutereas teacutecnicas los componentes
electroacutenicos electroacutenica del consumidor informacioacuten
electroacutenica y telecomunicaciones
113 TIA TelecommunicationsIndustryAssociation
Fundada en 1985 despueacutes del rompimiento del monopolio
de ATampT Desarrolla normas de cableado industrial
voluntario para muchos productos de las
telecomunicaciones y tiene maacutes de 70 normas
preestablecidas
114 ISO International Standards Organization
Organizacioacuten no gubernamental creada en 1947 a nivel
Mundial de cuerpos de normas nacionales con maacutes de 140
paiacuteses
115 IEEE Instituto de Ingenieros Eleacutectricos y de
Electroacutenica
Principalmente responsable por las especificaciones
de redes de aacuterea local como 8023 Ethernet 8025 Token
Ring ATM y las normas de Gigabit Ethernet
12 DOCUMENTOS DE REFERENCIA Y ESTANDARES
121ANSITIAEIA-568-B
Cableado de Telecomunicaciones en Edificios
comerciales (Coacutemo instalar el Cableado)
122TIAEIA 568-B1
Requerimientos generales
123TIAEIA 568-B2
4
Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado
124TIAEIA 568-B3
Componentes de cableado de fibra oacuteptica
125 ANSITIAEIA-569-A
Normas de Recorridos y Espacios de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Coacutemo enrutar
el cableado)
126ANSITIAEIA-570-A
Normas de Infraestructura Residencial de
Telecomunicaciones
127ANSITIAEIA-606-A
Normas de Administracioacuten de Infraestructura
deTelecomunicaciones en Edificios Comerciales
128ANSITIAEIA-607
Requerimientos para instalaciones de sistemas de
puesta a tierra de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales
129 ANSITIAEIA-758
5
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
1Normas para fibra oacuteptica
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalaciones
11 ORGANISMOS
111ANSI American National Standards Institute
Organizacioacuten Privada sin fines de lucro fundada en
1918 la cual administra y coordina el sistema de
estandarizacioacuten voluntaria del sector privado de los
Estados Unidos
112 EIA ElectronicsIndustryAssociation
Fundada en 1924 Desarrolla normas y publicaciones
sobre las principales aacutereas teacutecnicas los componentes
electroacutenicos electroacutenica del consumidor informacioacuten
electroacutenica y telecomunicaciones
113 TIA TelecommunicationsIndustryAssociation
Fundada en 1985 despueacutes del rompimiento del monopolio
de ATampT Desarrolla normas de cableado industrial
voluntario para muchos productos de las
telecomunicaciones y tiene maacutes de 70 normas
preestablecidas
114 ISO International Standards Organization
Organizacioacuten no gubernamental creada en 1947 a nivel
Mundial de cuerpos de normas nacionales con maacutes de 140
paiacuteses
115 IEEE Instituto de Ingenieros Eleacutectricos y de
Electroacutenica
Principalmente responsable por las especificaciones
de redes de aacuterea local como 8023 Ethernet 8025 Token
Ring ATM y las normas de Gigabit Ethernet
12 DOCUMENTOS DE REFERENCIA Y ESTANDARES
121ANSITIAEIA-568-B
Cableado de Telecomunicaciones en Edificios
comerciales (Coacutemo instalar el Cableado)
122TIAEIA 568-B1
Requerimientos generales
123TIAEIA 568-B2
4
Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado
124TIAEIA 568-B3
Componentes de cableado de fibra oacuteptica
125 ANSITIAEIA-569-A
Normas de Recorridos y Espacios de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Coacutemo enrutar
el cableado)
126ANSITIAEIA-570-A
Normas de Infraestructura Residencial de
Telecomunicaciones
127ANSITIAEIA-606-A
Normas de Administracioacuten de Infraestructura
deTelecomunicaciones en Edificios Comerciales
128ANSITIAEIA-607
Requerimientos para instalaciones de sistemas de
puesta a tierra de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales
129 ANSITIAEIA-758
5
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
voluntario para muchos productos de las
telecomunicaciones y tiene maacutes de 70 normas
preestablecidas
114 ISO International Standards Organization
Organizacioacuten no gubernamental creada en 1947 a nivel
Mundial de cuerpos de normas nacionales con maacutes de 140
paiacuteses
115 IEEE Instituto de Ingenieros Eleacutectricos y de
Electroacutenica
Principalmente responsable por las especificaciones
de redes de aacuterea local como 8023 Ethernet 8025 Token
Ring ATM y las normas de Gigabit Ethernet
12 DOCUMENTOS DE REFERENCIA Y ESTANDARES
121ANSITIAEIA-568-B
Cableado de Telecomunicaciones en Edificios
comerciales (Coacutemo instalar el Cableado)
122TIAEIA 568-B1
Requerimientos generales
123TIAEIA 568-B2
4
Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado
124TIAEIA 568-B3
Componentes de cableado de fibra oacuteptica
125 ANSITIAEIA-569-A
Normas de Recorridos y Espacios de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Coacutemo enrutar
el cableado)
126ANSITIAEIA-570-A
Normas de Infraestructura Residencial de
Telecomunicaciones
127ANSITIAEIA-606-A
Normas de Administracioacuten de Infraestructura
deTelecomunicaciones en Edificios Comerciales
128ANSITIAEIA-607
Requerimientos para instalaciones de sistemas de
puesta a tierra de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales
129 ANSITIAEIA-758
5
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado
124TIAEIA 568-B3
Componentes de cableado de fibra oacuteptica
125 ANSITIAEIA-569-A
Normas de Recorridos y Espacios de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Coacutemo enrutar
el cableado)
126ANSITIAEIA-570-A
Normas de Infraestructura Residencial de
Telecomunicaciones
127ANSITIAEIA-606-A
Normas de Administracioacuten de Infraestructura
deTelecomunicaciones en Edificios Comerciales
128ANSITIAEIA-607
Requerimientos para instalaciones de sistemas de
puesta a tierra de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales
129 ANSITIAEIA-758
5
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta
Externa de Telecomunicaciones
13 Normativa para fibra oacuteptica
131 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3-1
Aunque ya hace varios antildeos que 10 GBE es soportado
por fibra oacuteptica parece que sabemos muy poco al
respecto a pesar de que se cuenta con el estaacutendar IEEE
8023ae por el lado del equipamiento activo y con el
estaacutendar ANSITIAEIA-568-B3-1 por el lado de la
infraestructura pasiva de telecomunicaciones Conozcamos
un poco acerca de ambos estaacutendares
132 ESTANDAR IEEE 8023ae
Publicado en el 2002 este estaacutendar especifica 10
Gigabit Ethernet a traveacutes del uso de la Subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC) IEEE 8023 por medio de
Acceso Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de
Colisiones (CSMACD) conectada a traveacutes de una Interfaz
Independiente del Medio Fiacutesico de 10 Gbps (XGMII) a una
entidad de capa fiacutesica tal como 10GBASE-SR 10GBASE-LX4
10GBASE-LR 10G BASE-ER 10GBASE-SW y 10GBASE-EW
6
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
permitiendo 10 Gbps hasta 40 km y garantizando una Tasa
de Bits Errados (BER) de 10-12 Su operacioacuten es en modo
full duacuteplex y se encuentra especificada para operar sobre
fibra oacuteptica
10GBASE-R es la implementacioacuten maacutes comuacuten de 10GBE y
utiliza el meacutetodo de codificacioacuten 64B66B en el cual 8
octetos de datos se codifican en blocks de 66 bits los
cuales son transferidos en forma serial al medio fiacutesico a
una velocidad de 10 Gbps 10GBASE-W es una opcioacuten que
mediante el encapsulamiento de las tramas 10GBASE-R en
tramas compatibles con SONET y SDH permite la conexioacuten a
la WAN
Por su parte 10GBASE-LX4 utiliza el meacutetodo de
codificacioacuten 8B10Bdividiendo las tramas de datos de 32
bits y 4 bits de control en 4 grupos de 10 bits que se
transmiten en forma simultaacutenea e independiente cada uno
a una velocidad de 25 Gbps mediante Multiplexacioacuten por
Divisioacuten de Largo de Onda (Wavelength-
DivisionMultiplexed-Lane WDM)
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Las letras S L y E hacen referencia al largo de
onda de operacioacuten
S=Short Wavelength ndash 850 nm
L=Long Wavelength ndash 13001310 nm
E=Extra Long Wavelength ndash 1550 nm
Cabe destacar que en ninguno de estos casos se hace
referencia a un tipo de fibra oacuteptica especiacutefica
134 ESTANDAR ANSITIAEIA-568-B3
Publicado en el 2000 el estaacutendar ANSITIAEIA-568-
B3 indica los requerimientos miacutenimos para componentes de
fibra oacuteptica utilizados en el cableado en ambientes de
edificio tales como cables conectores hardware de
conexioacuten patchcords e instrumentos de prueba y
establece los tipos de fibra oacuteptica reconocidos los que
pueden ser fibra oacuteptica multimodo de 625125 ampmicrom y
50125 ampmicrom y monomodo Se especifica un ancho de banda
de 160500 MHz Km para la fibra de 625125 ampmicrom y de
500500 MHz Km para la fibra de 50125 ampmicrom y atenuacioacuten
de 3515 dBKm para los largos de onda de 8501300 nm
en ambos casos respectivamente
5
7
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Hace referencia a la norma ANSITIAEIA 598-A
OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING En ella se indica que
las fibras deben de ser agrupadas cada grupo estaraacute
compuesto por 2 4 6 hasta 12 fibras oacutepticas Ademaacutes
menciona los 12 colores
1 ndash Azul 7 - Rojo
2 ndash Naranja 8 - Negro
3 - Verde 9 - Amarillo
4 ndash Cafeacute 10 - Morado
5 ndash Gris 11 - Rosa
6 ndash Blanco 12 - Aqua
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por
completo se crearaacute otro grupo teniendo en cuenta la
clasificacioacuten seguacuten la norma
Grupo 1 Azul y sus 12 colores
Grupo 2 Naranja y sus 12 colores
Grupo 3 Verde y sus 12 colores
Grupo 4 Cafeacute y sus 12 colores
8
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Grupo 5 Gris y sus 12 colores
Grupo 6 Blanco y sus 12 colores
Grupo 7 Rojo y sus 12 colores
Grupo 8 Negro y sus 12 colores
Grupo 9 Amarillo y sus 12 colores
Grupo 10 Morado y sus 12 colores
Grupo 11 Rosa y sus 12 colores
Grupo 12 Aqua y sus 12 colores
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta
144 fibras en un solo cable
2 Cuidados y Manipulacioacuten de la fibra oacuteptica
El cableado de fibra oacuteptica es un componente
integral de los sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica
La fiabilidad de las medidas de sensores oacutepticos gira
en torno a la integridad de la fibra oacuteptica y sus
conexiones en todo el sistema distribuido Esta nota
teacutecnica es una introduccioacuten al uso general y el
mantenimiento de las fibras oacutepticas para ayudar al
usuario a mantener esta integridad
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
21 Importancia del uso y mantenimiento apropiado de la
Fibra Oacuteptica
Es importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema de deteccioacuten
de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es usada
ampliamente en la industria de telecomunicaciones estaacute
sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen un
componente robusto del sistema Auacuten asiacute se debe tener
cuidado al implementar los componentes del sistema de
deteccioacuten de fibra oacuteptica asiacute como mantener los
componentes durante el uso
Que los componentes de fibra oacuteptica esteacuten limpios es
criacutetico para asegurar conexiones de alta calidad en los
sistemas de deteccioacuten de fibra oacuteptica Las partiacuteculas en
el orden del microacutemetro pueden bloquear parcial o
completamente el nuacutecleo de la fibra oacuteptica creando
reflexiones dispersando o absorbiendo la luz transmitida
Esto puede introducir inestabilidad en el sistema laacuteser
9
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
del interrogador oacuteptico de sensor en forma de alteracioacuten
de onda oacuteptica y ruido Ademaacutes las partiacuteculas atrapadas
entre las fases de fibra pueden rasguntildear la superficie
del vidrio creando una burbuja de aire o causando
desalineacioacuten entre los nuacutecleos de fibra oacuteptica
comprometiendo la integridad de la transmisioacuten de la
sentildeales
23 Manejo e Instalacioacuten
Se debe tener mucho cuidado al manejar el cable de
fibra oacuteptica durante todas las etapas del desarrollo e
implementacioacuten del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica
El principal problema al manejar cable de fibra oacuteptica es
prevenir el dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo
de fibra puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacuten
Componente
Fuente del
Dantildeo o
Contaminacioacuten
Teacutecnicas de
Prevencioacuten
Cable Fatiga - Siga las normas
de disentildeo de estreacutes
como lo definen 810
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
los fabricantes de
fibra oacuteptica
Compresioacuten - Evite colocar
objetos sobre la
fibra oacuteptica
- Mantenga una
holgura apropiada
en las
restricciones de la
fibra oacuteptica-
Asegure una
liberacioacuten de
tensioacuten apropiada
en los
puntos vulnerables
o de alto estreacutes en
el cable
- Evite usar
herramientas
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
gruesas
Erosioacuten
- Evite el contacto
con la fibra oacuteptica
con superficies
afiladas o robustas
- Nunca limpie una
fibra oacuteptica con
materiales
abrasivos o
solventes
Conector o
End-face
depoacutesitos de
Partiacuteculas
- Use tapas
protectoras en
conectores de fibra
desconectados
- Inspeccione y
limpie los
conectores de fibra
antes de unir
11
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Tabla 1 Prevencioacuten del Dantildeo y la Contaminacioacuten del Cable
de Fibra Oacuteptica
Las aplicaciones de deteccioacuten de fibra oacuteptica a
menudo requieren doblar la fibra oacuteptica en distancias
cortas y largas induciendo estreacutes en la fibra Este
estreacutes representa un riesgo de ruptura de la fibra o un
incremento en la atenuacioacuten de la sentildeal Asiacute que los
fabricantes de cables de fibra oacuteptica especifican el
radio de flexioacuten para las diferentes longitudes de la
fibra Para aplicaciones que requieren someter
permanentemente el cable de fibra oacuteptica bajo tensioacuten
torsioacuten o flexioacuten contacte al fabricante del cable para
determinar si la configuracioacuten es confiable
Los cables de fibra oacuteptica generalmente consisten en
una capa protectora rodeados de una capa externa Estas
capas como no contribuyen con las propiedades de guiacutea de
onda de fibra oacuteptica aumentan la resistencia de la fibra
y mejoran la proteccioacuten contra el dantildeo y la
contaminacioacuten Los materiales de las capas protectoras
son especiacuteficos de cada aplicacioacuten por lo tanto debe12
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
contactar al fabricante de la fibra oacuteptica para
determinar cuaacutel es el apropiado
3Cortes de fibra oacuteptica
Cuando se corta y se pela un cable de fibra oacuteptica
se debe llevar guantes y gafas de seguridad apropiados
Herramientas tales como cortadoras peladoras etc
pueden estar muy afiladas y por tanto causar dantildeos Los
pequentildeos trozos cortados de fibra pueden volar faacutecilmente
durante los procesos de corte A veces los cables de
fibras presentan unos refuerzos de metal que pueden ser
muy cortantes Los trozos de fibra oacuteptica que resultan a
partir de los procesos de cortado deberaacuten guardarse en un
contenedor cerrado y debidamente etiquetado Los trozos
de fibra de vidrio cortados estaacuten muy afilados y pueden
dantildear faacutecilmente el ojo o pinchar la piel Las fibras
deberaacuten ser manejadas uacutenicamente con pinzas o bien
utilizar un trozo de cinta aislante para pegarlos a ella
Utiliza mientras sea posible gafas protectoras y guantes
de laacutetex
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
4 Pulido
Existen en el mercado dos tipos baacutesicos de pulidos
en los conectores de fibra oacuteptica PC (pulido plano) y
APC (pulido angular) El objetivo de este documento es
hacer una comparacioacuten entre los tipos de conectores con
pulido APC LC SC y E2000
41 Pulidos en los conectores de fibra oacuteptica
El pulido maacutes
comuacuten es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y
13
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
SM Debido al acoplamiento de dos superficies planas sus
propiedades le hacen poco criacutetico en teacuterminos de peacuterdida
de retorno Sus valores tiacutepicos variacutean de 30 dB a 50 dB
(UPC)
El pulido APC (angular) favorece el acoplamiento entre
dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados Esto
hace que las reflexiones de la transicioacuten de la luz no
retornen al nuacutecleo de la fibra lo cual aumenta la
peacuterdida de retorno a valores superiores a los 60 dB
Este efecto soacutelo se da en las fibras SM ya que las
mismas poseen un nuacutecleo lo suficientemente pequentildeo para
que ese aacutengulo haga que el reflejo de la sentildeal luminosa
se realice hacia afuera de la fibra
En los conectores tipo E2000 el pulido es del tipo
APC
En el graacutefico se pueden apreciar las
caracteriacutesticas en los diferentes pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica
42 Propiedades de los conectores de fibra oacuteptica
14
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
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38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
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Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
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39
La siguiente tabla muestra los pulidos en los
conectores de fibra oacuteptica de acuerdo a la clasificacioacuten
maacutes restricta de propiedades de IL y RL Cabe observar
que los tres productos con pulidos similares se aprueban
con caracteriacutesticas similares A continuacioacuten tenemos
Peacuterdida tiacutepica de insercioacuten y Peacuterdida de retorno de
acuerdo a la tabla
Conector Peacuterdida tiacutepica deinsercioacuten
Peacuterdida deretorno
SC-APC 015 ndash 030 dB gt60LC-APC 015 ndash 030 dB gt60E2000-APC 015 ndash 030 dB gt60
Por otra parte tambieacuten existen los productos Premium
Las caracteriacutesticas de estos productos son superiores a
la norma como Peacuterdida de insercioacuten lt01 dB y Peacuterdida de
retorno gt65 dB Aunque este tipo de conectores se
encuentran disponibles en el mercado no existe una clase
de certificacioacuten ANATEL En la actualidad las
aplicaciones no exigen ese nivel de propiedades pero
pueden encontrarse en el mercado
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
43 Aspectos mecaacutenicos de los pulidos en los conectores
de fibra oacuteptica
En relacioacuten a las caracteriacutesticas de construccioacuten
los cuerpos de los conectores E2000 y SC tienen un
diaacutemetro de 25 mm mientras el diaacutemetro de los cuerpos
en los conectores LC son de 125 mm
Una caracteriacutestica propia del conector E2000 es su tapa
shutter para la proteccioacuten del ferule Los otros dos
modelos no poseen esa caracteriacutestica Debido a la amplia
aplicacioacuten de los conectores y la mayor escala de uso de
los modelos SC y LC ya existen adaptadores con shutter
para estos modelos los cuales ofrecen la misma
proteccioacuten y son compatibles con el estaacutendar nativo
Por otro lado la extensa experiencia de servicio de
Furukawa le permite afirmar que ese requisito (shutter)
no constituye una diferencia relevante en teacuterminos de
propiedades ya que la adopcioacuten de buenas praacutecticas al
15
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
momento de la instalacioacuten de los componentes oacutepticos es
ya de por siacute un factor criacutetico dentro del proceso Sin
embargo en caso de que el shutter sea un requisito
indispensable para el sistema que desea instalarse
existen soluciones para conectores SC con shutter
integrado
5 Conexiones
En la conexioacuten de dos fibras oacutepticas se realiza el
empalme de fusioacuten o empalme mecaacutenico y requiere
habilidades especiales y la tecnologiacutea de interconexioacuten
debido a la precisioacuten microscoacutepica necesaria para alinear
los nuacutecleos de fibra
51Interconexiones
51 Posicionamiento de par invertido en un canal con una
interconexioacuten en cada extremo
16
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Como ejemplos del anterior esquema en un cableado
para edificios conforme a la norma TIA- 568-B1 el
enlace puede ser del MC7 a un HC8 del MC a un IC 9 de
un IC a un HC o de un HC a una salida de
telecomunicaciones para centros de coacutemputo conforme a
la norma TIA-94210 el enlace puede ser de un MDA11 a un
HDA12 o de un HDA a un EDA1317
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
52Posicionamiento de par invertido en un canal con
una interconexioacuten en un extremo y una conexioacuten cruzada en
el otro
53Posicionamiento de par invertido en un canal con una
conexioacuten cruzada en cada extremo
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
El anterior esquema se puede implementar en un
cableado para edificios del MC a un HC del MC a un IC
o de un IC a un HC para centros de coacutemputo el enlace
puede ser de un MDA a un HDA
54 Posicionamiento de par invertido en dos canales
unidos por medio de una conexioacuten cruzada
La conexioacuten cruzada se puede implementar en un
cableado para edificios en el MC en el IC o en el HC
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
para centros de coacutemputo la conexioacuten cruzada puede estar
en un MDA o en un HDA
55 Posicionamiento de par invertido en un canal
horizontal de cuatro puntos de conexioacuten
El canal horizontal de cuatro puntos de conexioacuten se
puede implementar en un cableado para edificios del HC
a la salida de telecomunicaciones incluyendo 19
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
un punto de consolidacioacuten para centros de coacutemputo puede
ser de un HDA a un EDA pasando por un ZDA14
Los ejemplos anteriores aplican para cableados que
utilizan conectores de fibra oacuteptica individuales o en
configuracioacuten duacuteplex Para ensambles donde se utilicen
conectores de maacutes de dos hilos de fibra oacuteptica (por
ejemplo los conectores MPO que pueden terminar 6 12 24
o maacutes hilos) se pueden seguir los lineamientos descritos
en el documento TIA -568-B1-715
1 El conector de fibra oacuteptica MT-RJ estaacute
especificado por la norma TIAEIA-604-12
FiberOpticConnectorIntermateability Standard
(FOCIS) Type MT-RJ
2 El conector de fibra oacuteptica MPO estaacute especificado
por la norma TIAEIA -604-5-D
FiberOpticConnectorIntermateability Standard (FOCIS) Type
MPO
3 El nombre completo de la norma es ANSITIAEIA-
568-B1-2001 Comercial Building 20
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Telecommunications Cabling Standard - Part 1 General
Requirements
4 Telecommunications Industry Association
5 TIAEIA TSB125-2001 Guidelines for Maintaining
Optical Fiber Polarity Through Reverse-Pair Positioning
6 ANSITIA -598-C-2005 OpticalFiber Color Coding
7 Main Cross-Connect (Centro de Cableado
Principal)
8 Horizontal Cross-Connect (Centro de Cableado
Horizontal)
9 Intermediate Cross-Connect (Centro de
CableadoIntermedio)
10ANSITIA -942 Telecommunications Infrastructure
Standard for Data Centers
11MainDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Principal)
12 Horizontal DistributionArea (Aacuterea de
Distribucioacuten Horizontal)
21
13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
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13EquipmentDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
de Equipos)
14ZoneDistributionArea (Aacuterea de Distribucioacuten
Zonal)
15ANSITIA -568-B1-7-2006 Addendum 7 - Guidelines
for Maintaining Polarity Using Array Connectors
6Empalmes
Las uniones o las terminaciones de fibra oacuteptica se
realizan de dos maneras
1) con conectores que unen dos fibras para crear una
unioacuten temporaria yo conectar la fibra a un equipo de
red o
2) con empalmes que crean una unioacuten permanente entre dos
fibras
Ambos meacutetodos de terminacioacuten deben tener dos
caracteriacutesticas principales buen rendimiento oacuteptico
determinado por una atenuacioacuten baja y una reflectancia
miacutenima y alta resistencia mecaacutenica Las terminaciones
tambieacuten deben ser del estilo adecuado para que sean
compatibles con el equipamiento utilizado y esteacuten
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
protegidas de los efectos nocivos del lugar de
instalacioacutenEs probable que a ninguacuten componente de fibra
oacuteptica se le haya prestado tanta atencioacuten como al
conector Los fabricantes han desarrollado maacutes de 80
tipos de conectores y alrededor de una docena de maneras
diferentes de instalarlos Solo existen dos tipos de
empalmes baacutesicos pero varias maneras de implementarlos
Sin embargo los fabricantes y los instaladores son
afortunados ya que en la mayoriacutea de las instalaciones
de todos los tipos de empalmes y conectores solo se
utilizan algunos
En las fibras multimodo y monomodo se utilizan
conectores y procedimientos de terminacioacuten distintos Las
terminaciones de las fibras multimodo son relativamente
faacuteciles de realizar la terminacioacuten en campo suele
realizarse instalando conectores directamente en fibras
de estructura ajustada mediante los procedimientos que se
detallan maacutes adelante La mayor parte de las
terminaciones en campo de la fibra monomodo se realizan
empalmando un cable de fibra conectorizado (pigtail)
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
adquirido de faacutebrica al cable instalado en lugar de
realizar la terminacioacuten de la fibra directamente como es
habitual en la fibra multimodo Las terminaciones de las
fibras monomodo deben realizarse con extremo cuidado al
momento del ensamble especialmente del pulido para
lograr un buen rendimiento (atenuacioacuten y reflectancia
bajas) por lo que suelen realizarse en faacutebricas con
buenas condiciones de limpieza con epoacutexico curado con
calor y con pulido a maacutequina
En cualquier instalacioacuten al momento de elegir un
tipo de conector se debe analizar si es compatible con
los sistemas que se utilizaraacuten en la red de cables de
fibra oacuteptica siempre que el instalador esteacute
familiarizado con el proceso de terminacioacuten y que el
cliente considere que el conector es el adecuado Si los
sistemas auacuten no se especificaron es posible que se
necesiten cables de conexioacuten (patchcord) hiacutebridos con
conectores diferentes en cada extremo Si el instalador
no conoce las maneras de instalar el conector seriacutea
necesario que realice una capacitacioacuten Ademaacutes a veces
23
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
puede ocurrir que el usuario haya adquirido un tipo de
conector que no es el ideal para la instalacioacuten de
manera que el instalador deberiacutea conversar con el usuario
sobre las virtudes de los otros tipos de conectores antes
de comprometerse a realizar el proyecto Los empalmes son
uniones permanentes El empalme por fusioacuten es el maacutes
utilizado ya que ofrece el nivel de atenuacioacuten maacutes bajo y
la maacutes miacutenima reflectancia asiacute como tambieacuten la unioacuten
maacutes confiable Casi todos los empalmes de fibra monomodo
se realizan por fusioacuten El empalme mecaacutenico se utiliza
para restauraciones temporarias y para la mayoriacutea de los
empalmes de fibra multimodo
61 Alineamiento entre fibras y peacuterdidas en la unioacuten
Al contrario que en un empalme de conductores
eleacutectricos la alineacioacutenva a tener gran importancia enlos
empalmes de fibra oacuteptica ya que la luzguiada ha de salir
de una fibra e introducirse en la siguiente
Ya a primeravista parece bastante maacutes complejo que
en los conductores eleacutectricos Incluso cuando dos fibras
estaacuten perfectamente cortadas (corteperpendicular al eje)
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
y alineadas unporcentaje de la luz transmitida porla
primera fibra seraacute reflejada al encontrarse con una
intecara vidrioairela luz que salga de la primera no
toda incidiraacute sobre la superficie de la segundadebido a
la apertura
611 EMPALMES DE FIBRAS
Numeacuterica (la luz saldraacute con la misma
distribucioacutenangular con la que entroacute) o a errores de
alineamientoAnalicemos cada uno de los dos posibles
fenoacutemenos por los que tendremos una atenuacioacuten de
lasentildealEl primer efecto se conoce como reflexioacuten de
snell y nos dice que la magnitud de luz
reflejada(suponiendo que no se supera el aacutengulo criacutetico
que obtenemos por la ley de Snell) es
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
Donde r es la fraccioacuten de luz reflejada n1 es el
iacutendice de refraccioacuten del medio por el que se mueve la
luzy n es el medio al que pasa la luz La perdida en
decibelios seraacute pues
24
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r)
Para cada intercara y como tenemos dos segmentos de
fibra este valor se doblaraacute
Ejemplo
Dos fibras oacuteptica cuyos nuacutecleos tienen un iacutendice de
refraccioacuten de 15 se alinean paratransmitir la luz de la
una a la otraSus superficies son planas y
perpendiculares a sus ejesCalcular la peacuterdida oacuteptica en
la unioacuten (en dB) si entre ambas hay aire
Solucioacuten Seguacuten la ecuacioacuten 61 la reflexioacuten en una
intercara seraacute
r = _n1 1048576 n
n1 + n_2
= _15 1048576 1
15 + 1_2
= 004
El valor obtenido implica que un 4 de la luz se
refleja y por tanto se pierdeLa perdida en dBrsquos viene
dada por la ecuacioacuten y es
25
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
LossFres = 104857610 log10 (1 1048576 r) = 104857610 log10 (1 1048576 004)
= 018dB
Para la otra intercara el valor seraacute el mismo y por
tanto la atenuacioacuten total seraacute de 036dB
Este problema que puede llevar a la atenuacioacuten que
indica el ejemplo anterior puede eliminarse si
analizamos la ecuacioacuten 1 Para que la reflexioacuten sea
nula los dos iacutendices de refraccioacutenn1 y n han de
seriguales Esto se consigue mediante el uso de un gel
con el mismo iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo entrelas dos
fibrasLamentablemente la reflexioacuten de snell no es la
uacutenica fuente de atenuacioacuten como ya hemos comentadoauacuten
queda la fuente potencial de mayor atenuacioacuten que es la
causada por los problemas dealineamiento entre las
fibras tanto longitudinal como axial o angular Pero no
soacutelo los problemas geomeacutetricosnos van a afectar sino
tambieacuten desviaciones en paraacutemetros oacutepticos como
_ Diferentes diaacutemetros en el nuacutecleo o la envoltura
_ Distintas apeacuterturas numeacutericas
_ Distintos perfiles de iacutendices de refraccioacuten
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
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39
_ Problemas en la fibra (no circularidad del nuacutecleo
excentricidad del nuacutecleo frente a la envolturaetc)
Por supuesto los mejores resultados al unir dos
fibras los conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten
bien hechas si suponemos que esto es cierto y cada vez
podemos asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas
caracteriacutesticas y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir
la atenuacioacuten resultante a los problemasgeomeacutetricosLas
perdidas de potencia oacuteptica resultantes de los tres tipos
de error de alineamiento dependen deltipo de fibra y en
particular del diaacutemetro del nuacutecleo y de la distribucioacuten
de potencia entre los modospermitidos En la figura 61
pueden verse graacuteficamente los errores de alineamiento e
igualmente en lafigura refatenua] puede apreciarse como
cada uno de estos errores afecta numeacutericamente a la
atenuacioacuten
Parece claro que relativamente pequentildeos errores en
el alineamiento pueden causar 26
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
atenuacionessignificativas y esto seraacute especialmente
cierto cuando los nuacutecleos de las fibras se vayan
reduciendo Tambieacutenpor ello fibras de nucleos grandes gt
150m van a resultar poco afectadas y por ello las fibras
deplaacutestico son tan simples de conectar Tambieacuten podemos
deducir que va a haber grandes diferencias entre la
utilizacioacuten de fibras monomodo y multimodo precisamente
por las diferencias entre los tamantildeos delos nuacutecleos
612 Peacuterdidas en uniones de fibras multimodo
Se han realizado estudios teoacutericos para calcular las
atenuacionesproducidas por los distintos tipos deerrores
de alineamiento Vamossimplemente a nombrar alguna de la
expresiones usadas para el caacutelculo deatenuaciones debidas
a errores de alineamiento laterales y angulares las
debidas a desplazamientoslongitudinales no vamos a
estudiarlas ya que estos errores pueden ser evitados en
las conexiones Eficiencia lateral los errores por no
alineamiento lateral reducen la regioacuten de solapamiento
entrelos nuacutecleos de las fibras Si asumimos que todos los
modos permitidos estaacuten uniformemente 27
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
excitadosen el interior de la fibra podemos calcular la
eficiencia de la conexioacuten entre fibras lat partiendo de
laseparacioacuten entre los centros de las fibras (y) y
elradio del nuacutecleo (a)
613 Perdidas en uniones de fibras monomodo
Como cabe esperar debido a las reducidas dimensiones
del nuacutecleo de una fibra monomodo la atenuacioacuten de la
sentildeal producida por errores de alineamiento seraacuten mucho
mayores que en las fibras monomodo
614 Tipos de uniones fijas entre fibras
Una unioacuten permanente entre dos fibras se conoce en
ingleacutes como fibersplice Se utiliza para alargar
conexiones partiendo de fibras no suficientemente
largas cuando no es necesario ni amplificar la sentildeal ni
conectar y desconectar repetidamente en este punto Hay
dos tipos de uniones permanentes que son la unioacuten por
fusioacuten o soldadura y la unioacuten mecaacutenica La soldadura se
efectua mediante el calentamiento localizado de dos
extremos prealineados consiguiendo que se reblandezcan y
se fusionen dejaacutendolos despueacutes enfriar Las 28
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
uniones mecaacutenicas consisten en mantener las fibras
alineadas sin cambiar nada en ellas puede conseguirse
por varios meacutetodos que incluyenel uso de tubos en los
que se introducen las fibras o ranuras en forma de V en
las que se encastran los extremos de las fibras Todas
estas teacutecnicas buscan optimizar el comportamiento de la
unioacuten a traveacutes tanto de una correcta preparacioacuten del
extremo de la fibra como del alineamiento entre ellos
En teacutermino medio las atenuaciones producidas por este
tipo de uniones en fibras multimodo suelen estar entre
01 y 02 dB lo que es mejor que lo que se consigue
mediante conectores (apartado REFCONECTORES) Ademaacutes
podemos apreciar que las peacuterdidas de este tipo de
uniones son menores que las que habiacuteamos visto para la
reflexioacuten Fresnel Esto es debido a que en la soldadura
no hay ninguacuten tipo de intercara y que en las uniones
mecaacutenicas se utilizan geles de iacutendice de refraccioacuten
adecuado para que taacutempoco haya variacioacuten del iacutendice El
problema de este tipo de uniones permanentes es que son
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
complejas de realizar en campo abierto (cuando se estaacute
tirando la fibra) por problemas ambientales
Un requerimiento para fibras que se van a unir de
forma permanente es que sus extremos han de sersuaves y
su superficie ortogonal con el eje de la fibra Esta
preparacioacuten de los extremos se hace mediante herramientas
especiales que rayan la superficie de la fibra (el
utensilio debe tener punta de diamante) para que
posteriormente la raya hecha se extienda hacia el
interior de la fibra debido a la tensioacuten que se ejerce
sobre ella el proceso puede realizarse sobre superficies
curvas o planas e incluso pueden a posteriori pulirse las
superficies resultantes
Vamos a describir brevemente los sistemas de
conexionado permanente de fibra
29
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
[Documentoen liacutenea]
39
Conexiones por soldadura La soldadura de fibras
implica el calentamiento hasta su punto de fusioacutende los
extremos de dos fibras preparadas con la aplicacioacuten de
suficientepresioacuten axial Como para quese unan Es pues
imprescindible que las fibras desnudas (sin capas
protectoras) estaacuten correctamente posicionadas y alineadas
para que en el punto de fusioacuten haya continuidad y no
errores de alineamiento Los sistemas de calentamiento
pueden ser varios aunque los maacutes usados son los arcos
voltaicos Esa teacutecnica ofrece la ventaja de30
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
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[Documentoen liacutenea]
39
ser un meacutetodo concalentamiento puntual faacutecil de controlar
la teacutecnica ilustra los pasos aseguir en este proceso En
la parte (a) de la figura se aprecia el meacutetodo
dealineamiento mediante microposicionadores mientras que
en la parte (b) vemos que inicialmente se acercan los
extremos de las fibras (que no tienen que estar bien
terminados)
el segundo paso es la prefusioacuten tras la cual los
extremos de las fibras quedan adecuadamente preparados
para la soldadura despueacutes se acercan las fibras y
haciendo presioacuten entre ellas se descarga de nuevo el arco
producieacutendose asiacute la soldadura Por este meacutetodo se han
conseguido atenuaciones menores de 01dB El problema
aparece cuando se intentan soldar fibras monomodo ya que
los nuacutecleos tienen dimensiones menores de 10m y por tanto
se necesitan errores de alineacioacuten menores de 1m Para
resolver este problema que parece insoluble nos ayuda la
madre naturaleza mediante el fenoacutemeno de la tensioacuten
superficial que va a conseguir un auto alineamiento
gracias al cual se consiguen peacuterdidas de 03dB
Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
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242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
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Uno de los inconvenientes de este sistema de unioacuten
permanente es que el calor necesario para fundir los
extremos de las fibras debilita las zonas proacuteximas al
punto de soldadura de forma que la fragilidadde la fibra
aumenta y dado que hemos tenido que desnudar la fibra
seraacute el punto en que maacutes faacutecilmente pueda producirse la
rotura debido a la interaccioacuten con el ambiente Pero
tambieacuten hay ventajas adicionales y es que hay sistemasde
soldadura automaacutetica que permiten hacer esta labor en el
campo
Hay varios meacutetodos para contactos fijos sin
soldadura Un meacutetodo bastante comuacuten es la utilizacioacutende
un capilar que puede ser ciliacutendrico o rectangular (ver
figura 67) la idea introducir la fibra en el capilar de
forma que el alineamiento esteacute forzado y rellenar el
capilar con un adhesivo transparente (suele ser resina)
con el iacutendice de refraccioacuten del nuacutecleo de la fibra Se
han conseguido con este meacutetodo atenuaciones medias de
01dB en fibras tanto multimodo como 31
monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
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monomodo El problema en los ciliacutendros aparece en la
tolerancia de los capilares utilizados y debido a ello en
productos comerciales las peacuterdidas suelen estar alrededor
de 05dB Para solucionarlo se utilizan los cuadrados en
estos se han conseguido de forma
comercial peacuterdidas menores de 01dB Otro meacutetodo es el de
las rendijas en forma de V (V-grooves
En este caso las fibras se colocan en la rendija se
ponen lo maacutes cerca posible se deposita el adhesivoy
posteriormente se presionan mediante una superficie plana
fijando la estructura y asiacute se consiguen atenuaciones de
01dB Hay otros meacutetodos que consiguen para usuarios no
expertos uniones con peacuterdidas menores de 003dB y suelen
ser usados en conexiones comerciales y que consiste en
unos conectores asimeacutetricos que mediante rotacioacuten y un
adecuado sistema de medida encuentran el punto de unioacuten
con menos peacuterdidas y seamarran finalmente mediante un
muelle Este meacutetodo conocido como de conexioacuten rotatoria
es el maacutes utilizado en la actualidad
Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
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Conclusioacuten
La fibra oacuteptica al igual que otros medios de
transmisiones de datos esta normalizado por varios
organismos de control de las normas fiacutesicas
caracteriacutesticas y estaacutendares de instalacionesse debe
tener mucho cuidado al manejar el cable de fibra oacuteptica
durante todas las etapas del desarrollo e implementacioacuten
del sistema de deteccioacuten de fibra oacuteptica El principal
problema al manejar cable de fibra oacuteptica es prevenir el
dantildeo y la contaminacioacuten de la fibra El dantildeo de fibra
puede resultar en fatiga compresioacuten y erosioacutenEs
importante la praacutectica adecuada en el uso y el
mantenimiento de la fibra oacuteptica para asegurar la
fiabilidad y el rendimiento pico del sistema 32
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
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39
de deteccioacuten de fibra oacuteptica Ya que la fibra oacuteptica es
usada ampliamente en la industria de telecomunicaciones
estaacute sujeta a regulaciones estrictas las cuales la hacen
un componente robusto del sistemaEn la conexioacuten de dos
fibras oacutepticas se realiza el empalme de fusioacuten o empalme
mecaacutenico y requiere habilidades especiales y la
tecnologiacutea de interconexioacuten debido a la precisioacuten
microscoacutepica necesaria para alinear los nuacutecleos de
fibraLos mejores resultados al unir dos fibras los
conseguiremos si eacutestas son ideacutenticas y estaacuten bien hechas
si suponemos que esto es cierto y cada vez podemos
asegurarlo mejor (con fibras de lasmismas caracteriacutesticas
y el mismo fabricante) podriacuteamos reducir la atenuacioacuten
resultante a los problemas geomeacutetricos
33
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
Bibliografiacutea
Paginas web
httpwwwsecuritytechnetcomresourcersccenter
presentationcisconetworkers02-CopenhagenOPT-
242_Thomas_Martinpdf [Documento en liacutenea]
httpwwwoscedunetworkingoartechpresentscisco_systems_dwd
m_primer_oct03ppt [Documento en liacutenea]
38
httpneutroningucvveeiefileCarlos20Bianchi08-
Empalmespdf [documento en liacutenea]
httpwwwiumaulpgcesusersjrsendraDocencia
Com_Opt_IdownloadComOpt_ITemarioconectorespdf
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39
Anexos
34
Figura A1 Fibra oacutepticaFigura A2Fibra oacuteptica
Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
37
Figura D8 Uniones con rendijas en V
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Figura A3 Fibra Oacuteptica
Figura B Cable de conexioacuten de fibra oacuteptica
Figura C Ilustracioacuten 3D de datos dentro de cable de
fibra oacuteptica
35
Figura D1 Posibles modos de no alineamiento (a)
longitudinal (b) lateral (c) angular
Figura D2 Atenuaciones por alineamiento incorrecto
36
Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
Figura D7 Teacutecnicas para conexioacuten de fibras sin
soldadura (a) tuberiacutea ciliacutendrica (b) tuberiacutea de seccioacuten
Cuadrada
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longitudinal (b) lateral (c) angular
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36
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longitudinalmente
Figura D4 Preparacioacuten del extremo de la fibra Rayado
con una punta de diamante y rotura mediante tensioacuten
Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
problemas en la entercaraacute
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Cuadrada
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Figura D3 Acoplamiento entre dos fibras separadas
longitudinalmente
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Figura D6 El fenoacutemeno del autoalineamiento ocurre seguacuten
los pasos que se ven el laimagen y vemoscomo la tensioacuten
superficial acaba dejando las fibras alineadas aunque con
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