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Actividad 7 Medidas en Fibra ptica 1

ACTIVIDAD 7: Medidas en fibra ptica.

OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD

Todo cableado de red, sea en cobre o en fibra ptica debe ser convenientemente verificado para su validacin y posterior puesta en funcionamiento.

La realizacin de instalaciones en fibra ptica lleva asociadas tareas de tendido, canalizacin, conectorizado y empalmes, tareas que no estn exentas de posibles defectos cometidos en la fase de construccin y que deben ser diagnosticados y convenientemente corregidos.

En esta actividad estudiaremos los instrumentos y tcnicas de medida utilizados para la verificacin final de la instalacin, as como en el diagnstico y localizacin de averas.

Al finalizar esta actividad sers capaz de:

Reconocer los diferentes instrumentos utilizados para la medida de parmetros en instalaciones de fibra ptica.

Conocer las diferentes tcnicas de medida, basadas en el sistema OLTS (Optical Loss Test System), utilizadas para determinar las prdidas en los enlaces de fibra ptica.

Utilizar los instrumentos y aplicar las tcnicas adecuadas para verificar los enlaces de fibra ptica en el entorno de las redes de datos en los edificios.

RELACION DE CONTENIDOS

El decibelio dB.

Instrumentos de medida en fibra ptica.

Medida de la atenuacin del enlace de fibra ptica mediante OLTS.

DESARROLLO DE CONTENIDOS

Hoy en da se puede decir que la comunicacin por fibra ptica se ha asentado definitivamente, y que va sustituyendo progresivamente a los conductores convenciones de cobre ya que, entre otras ventajas, permite un ancho de banda de transmisin mucho ms elevado, con menor atenuacin.

La fibra ptica, sin embargo, puede ser muy sensible a posibles defectos o malas artes por parte de los instaladores. Una vez finalizada la fase de instalacin se hace necesario verificar la calidad de los enlaces mediante la toma de una serie de medidas. El principal parmetro que afecta al buen funcionamiento del cableado hace referencia a la atenuacin de la potencia ptica, la cual se mide en decibelios (dB).



EL DECIBELIO (dB)

Antes de estudiar los diferentes instrumentos y las tcnicas de medida en fibra ptica vamos a repasar el concepto de decibelio (dB).

El decibelio es una medida relativa entre la potencia de entrada y la potencia de salida que se relacionan mediante la siguiente expresin:

in

out

ppdB log10 =

Por ejemplo, si consideramos que la potencia de salida es de la potencia de entrada tenemos que 10 log 0,5 = -3 dB. En trminos de potencia en fibra ptica, -3dB equivalen a un 50% de prdidas.

Los dB indican proporcin de salida con respecto a la entrada. En aquellos casos en los que sea necesario determinar el valor concreto de la potencia de salida se hace necesario conocer el valor de la potencia de entrada.

Por ello, una medida muy utilizada en los aparatos de medida es el decibelio por miliwatio (dBm), en la cual se supone una entrada de potencia de 1 mW.

Por ejemplo, si el valor de recepcin es de 20 dBm, la potencia en miliwatios se obtendra de la siguiente expresin:

mwPmwp

dBm OUTout 01,0

1log1020 ==

Sin intencin de entrar en detalles, comentar que estamos en un proceso de transmisin ptico, es decir, que se transmiten fotones en vez de electrones. La relacin entre la potencia ptica y la elctrica es de 1 a 2, es decir, 3dB pticos equivalen a 6dB elctricos. Esto es lgico si pensamos que la potencia luminosa vendr en proporcin de la Intensidad elctrica que aplicamos al emisor, y es sabido que Potencia es funcin del cuadrado de la Intensidad.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA EN FIBRA OPTICA

En las instalaciones de fibra ptica se utilizan diferentes instrumentos de medicin que, a su vez, implican diferentes sistemas de medida.

El sistema de medida de prdidas pticas (-OLTS- Optical Loss Test System) utiliza una fuente ptica y un receptor. Estos dos elementos, fsicamente separados, se conectan uno a cada extremo del enlace de fibra ptica.



Figura 7.1. Medidor OMK-5 de JDSU (www.jdsu.com)

El emisor ptico emite una seal de luz estabilizada, cuya potencia se mide inicialmente a travs de un latiguillo de referencia. Posteriormente, se mide todo el enlace de fibra. Para determinar las prdidas del circuito, a la ltima potencia medida se le resta la potencia de referencia.

Existen dos posibles tcnicas con el sistema OTLS: la tcnica de corte (poco utilizada) y la tcnica de insercin (la ms habitual). En el siguiente apartado estudiaremos la tcnica de insercin, la cual utiliza dos mtodos estndar, el mtodo A y el mtodo B.

El mtodo de corte se caracteriza por medir la potencia luminosa en dos puntos (L1 y L2) del conductor de fibra ptica. L2 situado en general al final de la fibra ptica, y L1 cerca del principio (en las inmediaciones del emisor de luz). Se mide la potencia ptica en el punto L2 y luego en el punto L1 (en este punto es necesario cortar el cable). La atenuacin se determina mediante la siguiente ecuacin: A (dB/Km) = (P L2 P L1) / L2 - L1

El sistema de medida OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) se basa en la tcnica de retro-dispersin. Utiliza un instrumento de medida conocido como OTDR. EL OTDR se conecta a uno de los extremos del circuito o enlace de fibra ptica y enva impulsos de luz. Una parte de ese impulso retorna al OTDR (reflexin de Fresnell), transportando, en el camino de vuelta, informacin sobre el estado del enlace.



Figura 7.2. OTDR T-BERD 6000 LITE (www.jdsu.com)

El OTDR se utiliza principalmente en redes de Telecomunicaciones de larga distancia. Permite, adems de obtener la atenuacin del enlace, determinar los puntos exactos donde se presentan discontinuidades en la red de fibra ptica (empalmes, conectores, roturas, etc.), facilitando de esta forma la localizacin de averas. Este aspecto es muy importante cuando hay que detectar averas localizadas a cientos, e incluso miles, de kilmetros.

La tcnica esta basada en la dispersin de Raylegh, donde una pequea parte de la radiacin luminosa se dispersa volviendo hacia el emisor. Esta seal, en su camino de retorno al origen, experimentar diferentes atenuaciones y amplitudes en respuesta a los eventos existentes (conectores, empalmes de fusin, final de fibra, etc.).

Basndose en esta informacin, el OTDR traza un diagrama (en funcin del tiempo transcurrido) en el que muestra los eventos a lo largo de la longitud de la fibra. Si no existiera evento alguno, el diagrama representa la atenuacin propia de la fibra en funcin de la distancia.

MEDIDA DE LA ATENUACIN DEL ENLACE DE FIBRA PTICA MEDIANTE OLTS

La comprobacin de prdida en los enlaces de fibra ptica en los edificios se especifica en la norma ANSI/TIA/EIA-526-14A. Dicha norma define dos procedimientos de prueba, Mtodo A (dos latiguillos de prueba) y Mtodo B (un latiguillo de prueba), mtodos basados en el sistema de medida OLTS mediante la tcnica de insercin.

Mtodo A: Uso de dos latiguillos de referencia.

Primero se mide la potencia ptica con los dos Jumpers o latiguillos que nos dar el valor de referencia para la posterior determinacin de las prdidas en el enlace de fibra.



Figura 7.3. Configuracin de referencia con el mtodo de dos latiguillos

A continuacin se inserta, entre los latiguillos de referencia, el enlace de fibra a medir, tal como se indica en la siguiente figura.

Figura 7.4. Configuracin de prueba segn el mtodo A



Una vez realizadas las dos mediciones, para obtener las prdidas en el enlace hay que restar a la potencia medida con los latiguillos ms el enlace, la potencia de referencia medida con los latiguillos nicamente.

Por ejemplo, si la medida de referencia es de -23,2 dBm y la medida final, con el enlace de fibra, es de -23,9 dBm, las prfidas sern de:

Prdidas del enlace = -23,9 - (-23,2) = - 0,7 dB

Lo cual significa que, en el supuesto de que la potencia de entrada fuese de 1 mW, la potencia de salida sera de:

-0,7 dBm = 10 log Po

log Po = -0,7 / 10 = -0,07 dBm

Po = anti log 0.007 = 0,85 mw

Los resultados obtenidos incluyen las prdidas en el cable de fibra ms las prdidas en uno de los conectores; es decir, este mtodo nicamente tiene en cuenta las prdidas del conector de uno de los extremos del enlace, despreciando las prdidas del conector opuesto (figura 7.5).

Figura 7.5. Prdidas medidas con el mtodo A



El mtodo A se utiliza en la comprobacin de enlaces de fibra de Telecomunicaciones de larga distancia, donde las prdidas en los conectores de precisin son mnimas y la mayor parte de la atenuacin se debe a la longitud de la fibra.

En los edificios, sin embargo, la longitud de la fibra es muy reducida y la prdida del propio cable es mnima. La mayora de la atenuacin se produce en las conexiones de los extremos. Bajo estas condiciones el mtodo A cometera un error considerable. Es en estas aplicaciones, de cortas distancias, donde se utiliza el mtodo B.

Mtodo B: Uso de un latiguillo de referencia.

El procedimiento es muy similar al utilizado con el mtodo A, con la diferencia de que la medida de referencia se realiza con un nico latiguillo.

Figura 7.6. Configuracin de referencia con el mtodo de un latiguillo.

Una vez realizada la medida de referencia, los pasos a seguir son idnticos a los del mtodo A: Se inserta el enlace de fibra a verificar y se determinan las prdidas del enlace restando a la segunda medida (latiguillo + enlace) la potencia ptica de referencia.



Figura 7.7. Configuracin de prueba segn el mtodo B.

Los resultados obtenidos con este mtodo de medida incluyen las prdidas del cable de fibra ptica, las prdidas de los conectores de ambos extremos, y las prdidas del segundo latiguillo. El error cometido por este mtodo, al incluir la prdida del latiguillo adicional, es insignificante debido a su reducida longitud.

Figura 7.8. Prdidas medidas con el mtodo B



Es muy importante, a la hora de insertar el enlace de fibra a verificar, mantener el latiguillo de referencia en el lado del emisor. En caso contrario se perdera la referencia, lo que obligara a repetir todo el proceso.

El mtodo B tambin tiene sus inconvenientes. Por ejemplo, es fcil equivocarse y desconectar el cable del extremo del emisor en lugar del extremo del detector; hay que estar continuamente conectando y desconectando latiguillos del lado del detector, obligando a extremar la precaucin para que la suciedad u otros elementos no daen al detector; y por ltimo, obliga a que en el equipo de medida se tenga que utilizar el mismo tipo de conector que el empleado en el enlace de fibra a medir.

Existe un sistema alternativo, derivado del mtodo B que corrige las deficiencias del mtodo anterior. Segn este sistema, la referencia se realiza mediante dos latiguillos. Posteriormente, para la medida final, se inserta un latiguillo adicional (figura 7.9).

Figura 7.9. Variante del mtodo B

De esta forma, el resultado obtenido es idntico al obtenido con el mtodo B (un latiguillo de referencia), es decir, las prdidas resultantes son la suma de las prdidas del cable ms las prdidas de los conectores en ambos extremos (figura 7.10). El resultado tambin incluye las prdidas en la fibra del latiguillo adicional, prdidas que son despreciables dada su corta longitud.



Figura 7.10. Prdidas medidas con la variante del mtodo B

El apartado de RECURSOS de esta actividad recoge un documento de Fluke Networks (www.flukenetworks.com) titulado comprobacin de prdida en los enlaces de fibra ptica de los edificios donde se explican, tanto los dos mtodos estndares, como el mtodo alternativo, derivado del mtodo B, que corrige las deficiencias del anterior.

REALIZACIN PRCTICA

Descripcin general.

Para la verificacin final de una instalacin de fibra ptica es necesario realizar medidas de atenuacin en la fibra, mediante el medidor de potencia ptica. Otros parmetros importantes de la fibra tales como el ancho de banda en las fibras multimodo o la dispersin en las fibras monomodo, no son alterados por las prcticas de instalacin y por lo tanto, es responsabilidad del fabricante de las fibras el garantizar el cumplimiento de dichos parmetros.

Para esta realizacin prctica se puede utilizar un medidor de potencia ptica o un certificador de fibra ptica, ya que ambos instrumentos realizan bsicamente la misma funcin.

Objetivos

Realizar la comprobacin de una instalacin de fibra ptica mediante el medidor de potencia ptica.

Interpretar los resultados de las medidas identificando los conceptos fundamentales y su



significado.

Proponer soluciones a los fallos y averas detectadas.

Material necesario:

PC con navegador instalado y conexin a internet.

Medidor de potencia ptica OLTS.

Instalacin de cableado en fibra ptica multimodo.

Cables de fibra ptica preparados en el aula con conexiones ST o SC en los extremos.

Latiguillos de conexin de fibra ptica

Certificador de fibra ptica (opcional)

Secuencia de realizacin

1. Preparacin del medidor de potencia ptica y de la instalacin a medir

Realizar el proceso de calibracin del medidor de potencia ptica de acuerdo a las instrucciones que encontraras en el manual de uso del mismo. No olvidar que suele ser necesario mantener encendida la fuente ptica algunos minutos antes de realizar el proceso de calibracin, a fin de que la potencia de salida ptica de la fuente sea estable.

Si se dispone de una instalacin de cableado en fibra ptica multimodo en tu aula, puede utilizarse para realizar las medidas de atenuacin. No olvidar que hay que ser extremadamente cuidadoso en el manejo de la fibra ptica y de sus elementos de conexin.

Si no se dispone de instalacin de cableado en fibra ptica multimodo en tu aula, se deber de construir una instalacin adecuada para la realizacin de las medidas con el medidor de potencia ptica. Para ello basta con preparar al menos cinco conexiones en fibra ptica multimodo de distintas longitudes y terminadas en conectores de tipo ST o SC.

Repasar con atencin los manuales de funcionamiento del Medidor de Potencia ptica y tambin del Certificador de Fibra ptica si es se dispone de este aparato en el aula. Realizar un pequeo resumen con los pasos ms importantes a tener en cuenta y los pasos de configuracin y ajuste necesarios antes de las medidas.

2. Comienzo de las medidas

Realizar en primer lugar la medida de la potencia ptica de la fuente de luz, a fin de fijar la referencia para el medidor.

Realizar la medida de atenuacin en las fibras pticas del cableado horizontal de el aula o en las fibras pticas previamente preparadas.



Si se dispone de un certificador de fibra ptica, realizar de nuevo los test de atenuacin en las fibras e imprimir los resultados obtenidos. No olvidarse de seleccionar adecuadamente las normas a emplear y el tipo de fibra a certificar.

RESUMEN

En esta actividad hemos estudiado los instrumentos utilizados para la comprobacin de las instalaciones de fibra ptica. EL sistema OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) se utiliza principalmente para el diagnstico y la bsqueda de averas en redes de Telecomunicaciones de larga distancia, mientras que en los edificios el sistema ms utilizado es el OLTS (Optical Loss Test System), sistema que determina las prdidas en los enlaces de fibra ptica.

En la siguiente actividad estudiaremos las tcnicas y procedimientos para la verificacin de los enlaces de fibra ptica en un sistema de cableado estructurado, as como los valores de atenuacin mximos para que la instalacin est conforme a normas.

RECURSOS

Enlaces

www.jdsu.com

Descargas

Comprobacin de prdida en los enlaces de fibra ptica de los edificios (nota de aplicacin de FLUKE NETWORKS).

Simulador de medidor de potencia ptica OMK-5 y OMK-6.

actividad 7 (medidas en fibra óptica).pdf

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