Apuntes de Fibra Optica
Apuntes de Fibra Optica
Apuntes de Fibra Optica
(long.instal.>long.carrete)
11.- B
MODAL INSTAL MHZ
= [
numero de fibras
(B
MODAL MHZ*KM
/ d
Fabrica km
)
-1/
]-
12.- B
MODAL ELEC MHZ
= 0.71 * B
MODAL INSTAL MHZ
13.- T
MODAL ns
= 0.35 / B
MODAL ELEC GHZ
14.- B
fibra total GHZ
= 0.35 / T
FIBRAns
Criterios:
- T
EQUIPO NS
> T
FIBRA NS
- A.B.
FIBRA MBPS
> A.B.
EQUIPO MBPS
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GLOSARIO
Ancho de Banda: Cantidad de informacin que puede pasar por un medio de
transmisin al mismo tiempo. Se puede medir en Hertz ("ciclos por segundo") si se trata
de seales anlogas en bits por segundo (bps) si se trata de seales digitales. El ancho
de banda es uno de los factores ms importantes que determinan la velocidad de la
conexin a Internet. Para entender el concepto de ancho de banda, puede pensarse en
una autopista: a mayor cantidad de carriles, ms autos podrn transitar al mismo tiempo.
De la misma manera, a mayor ancho de banda, la informacin se obtiene con ms
rapidez.
Apertura Numrica: Es la medida de aceptacin angular de una fibra ptica, que es
aproximadamente el seno de la mitad del ngulo del cono de aceptacin de la fibra.
Armadura: Cinta corrugada de acero que tiene la funcin de proteger el cable contra el
maltrato mecnico y ataque de roedores.
Atenuacin: Es la disminucin de la potencia ptica por Km de una seal que viaja por
un medio transmisin no ideal.
ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line): Lnea telefnica con velocidad de
transmisin diferente, la mitad de la transmisin puede alcanzar valores de hasta 640
Kbps de subida, la otra mitad puede alcanzar velocidades de hasta 2.048 Mbps de
bajada.
CIR: Committed Information Rate (CIR) Velocidad de informacin concertada
(CIR): trmino definido para el servicio de transmisin de datos que define la velocidad
promedio en que un usuario puede enviar datos y tener ancho de banda garantizado en
la red. Las transmisiones que exceden a CIR en las horas PEAK tienen menos prioridad
en la red o se descartan.
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Decibel: Es la unidad de medida utilizada para expresar ganancia o prdida obtenida de
la razn de potencias.
Dielctrico: Medio aislante. (no conductivo)
Dispersin: Fenmeno por el cual componentes de la luz transmitida por la fibra sufren
retrasos distintos produciendo ensanchamiento de los pulsos.
EMI: Electromagnetic Interference, Es la interferencia que afecta a una seal elctrica
transmitida o recibida por la radiacin de los campos elctricos y magnticos. La fibra
ptica no es susceptible a las EMI.
Ferrule: Corresponde a un elemento mecnico rgido unido al cuerpo del conector que
permite que la fibra ptica se mantenga alineada para poder acoplarse con otra fibra.
Los ferrules generalmente son: cermicos, plsticos y metlicos.
Firewall: Un nodo de red configurado como una barrera para evitar trfico sin
autorizacin de un segmento a otro. Los Firewalls se utilizan para mejorar el trfico de
la red, as como para aadir seguridad a la misma.
Gigahertz: Una unidad de frecuencia igual a un billn de ciclos por segundo.
Gateway: Un ordenador que realiza conversin de protocolos entre diferentes tipos de
redes aplicaciones.
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Hub: Dispositivo que conecta dispositivos en una red y une lneas de comunicacin en
una configuracin tipo estrella.
Indice de Refraccin: Es la razn entre la velocidad de la luz en el vaco y la
velocidad de la luz en el material especfico.
LAN (Local Area Network): Un sistema de comunicacin de datos confinado en un
rea geogrfica limitada con velocidades de datos moderadas (10/100/1000 Mbps).
LED: Diodo emisor de luz. Un dispositivo ptico usado en un transmisor para convertir
seales de elctrico a ptico. Los LEDs tienen un amplio rango de potencia espectral.
Longitud de onda: Es la distancia entre peaks de amplitudes sucesivas de una onda.
Longitud de onda de corte: Es el valor a partir del cual una fibra monomodo puede
transmitir un solo modo de propagacin.
Multiplexar: Combinacin de varias seales para enviarlas por un solo canal de
transmisin.
Modo: Corresponde a una trayectoria de luz a travs de la fibra ptica.
OSI (Open System Interconnection): Un modelo de arquitectura desarrollado por la ISO
para el diseo de redes con sistemas abiertos. Todas las funciones de comunicacin son
divididas en siete niveles estandarizados: Fsico, Enlace de Datos, Red, Transporte,
Sesin, Presentacin y Aplicacin.
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OTDR: Reflectrmetro ptico en el dominio del tiempo, es un equipo que inyecta un
pulso de luz a la fibra y detecta las reflexiones, permite medir atenuacin, longitud de
un enlace y localizacin de fallas.
PABX (Private Automatic Branch Exchange): Un sistema telefnico interno que
interconecta las extensiones telefnicas entre ellas, as como las redes telefnicas
externas.
Pigtail: Un cable de fibra ptica de longitud especfica en el cul en un extremo se
encuentra terminado en conector y en el otro extremo generalmente es empalmado con
un filamento de cable de fibra ptica.
Reflexin: Proceso que ocurre cuando un rayo de luz que viaja en un material
especfico se intersecta con un material diferente, rebotando la seal completamente al
interior del material original sin prdidas de luz.
Refraccin: Proceso que ocurre cuando un rayo de luz que viaja en un material
especfico se intersecta con un material diferente, donde parte de la seal cruza al otro
medio que posee un ndice de refraccin distinto.
Router: Un sistema de ordenador que almacena y traspasa paquetes de datos por medio
de direcciones de red de una LAN o WAN a otra.
RDSI (Integrated Services Digital Network): Una red digital conmutada utilizada para
transmitir voz, datos, imgenes.
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Servidor Proxy: Brinda la capacidad de conectar toda una red local a Internet, sin la
necesidad de adquirir ms lneas telefnicas. Permite almacenar en su memoria las
pginas visitadas por los usuarios. Esto significa que cuando un cliente requiere tener
acceso a un Sitio previamente visitado, se le muestra la copia de la pgina guardada en
el Proxy; evitando as la habitual congestin de Internet y aumentando la velocidad de
acceso. Forma una barrera entre el cliente y el servidor al que solicita informacin, lo
que representa una navegacin ms protegida. Esto hace difcil la tarea de conocer o
rastrear a quin est solicitando la informacin; y evitar con esto que lleguen mensajes
no deseados va correo electrnico por la actividad en el WWW. Permite definir perfiles
y niveles de usuarios, con diferentes permisos de acceso; y con esto restringir los
servicios de los cuales los usuarios pueden disponer. Se puede llevara a cabo el
monitoreo del uso del sistema, as como de las conexiones establecidas.
Scattering: Propiedad de la fibra de vidrio que causa desviaciones de la luz y
contribuye a las prdidas pticas intrnsecas.
Transceiver: Es un equipo ptico que combina las funciones de emisin y recepcin a
una longitud de onda determinada.
VLAN: Dispositivo de una red o redes que estn configurados como si estuviesen
conectados al mismo cable, cuando en realidad estn localizados en un nmero diferente
de segmento de red.
WDM: Wavelenght Division Multiplexer, Multiplexor por divisin de longitud de
onda. En estos sistemas se transmiten varias longitudes de onda en forma independiente.
WAN (Wide Area Network): Una red de comunicacin de datos separa
geogrficamente e incorporando un gran nmero de usuarios. Una WAN a menudo
utiliza dispositivos de transmisin proporcionados por portadoras comunes. Un ejemplo
de Wan incluyen: ATM, Frame Relay, Red IP, X.25, etc.
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BIBLIOGRAFA
1.- Hildeberto J. Aguilar y Roberto Linares y Miranda, "Sistemas de Comunicaciones
por Fibra Optic", Alfaomega, 1995.
2.- Paul E. Green, Jr, "Fiber Optic Networks", Prentice Hall, 1993.
3.- Howes and Morgan, "Optical Fibre Communications", John Wiley & Sons, 1980.
4.- Alonso & Finn, "Campos y Ondas, Vol. II", Addison-Wesley Iberoamericana, 1987.
5.- Alonso & Finn, "Fundamentos Cunticos y Estadsticos, Vol. III", Addison-Wesley
Iberoamericana, 1976.
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ANEXO A (LABORATORIO DE CONECTORIZACIN)
Antes de comenzar con el laboratorio de conectorizacin el alumno
deber saber que existen los siguientes mtodos de conectorizacin:
Principales Tcnicas de Conectorizacin
- Conectorizacin Epxica. (calor, ultravioleta y anaerbico)
- Conectorizacin Mecnica Crimpeada. (con F.O. prepulida y sin
F.O. prepulida)
- Conectorizacin Mecnica Reutilizable.
- Conectorizacin Tipo Empalme Mecnico. (MT-RJ)
ACTIVIDAD 1:
A continuacin el alumno proceder a realizar un conector con el
Mtodo de conectorizacin Mecnica Reutilizable.
PASOS BSICOS DE CONECTORIZACIN
Preparacin de la fibra ptica
1.- Introducir chaqueta en el cable de fibra ptica.
2.- Marcar la fibra para prepararla para la conectorizacin con una
regla adecuada.
2.1.- Pelar la cubierta con herramienta adecuada.
2.2.- Marcar y Cortar el kevlar segn regla.
3.- Pelar el revestimiento de la fibra.
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Preparacin del conector
4.- Colocar fibra ptica pelada en el conector sobresaliendo un
pequeo trozo.
5.- Colocar por detrs del conector el anillo de sujecin y apretar en
su parte delgada y gruesa con herramienta adecuada.y atornillar
6.- Colocar la chaqueta al conector.
7.- Cortar el trozo de fibra que sobresale de la frula (polmero,
cermica, metlica) con lpiz zafiro o herramienta adecuada.
Pulido del conector
8.- Pulir el conector con lija adecuada con movimientos suaves,
circulares y en 8 en una mesa lisa y sin ejercer presin al conector.
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ACTIVIDAD 2:
El alumno proceder a certificar la calidad del pulido con el uso
adecuado del Microscopio ptico.
1.- Observar ncleo con microscopio, teniendo en cuenta que el
ncleo debe verse bien pulido y ojal blanco.
2.- Pulir hasta lograr que el ncleo se vea limpio y blanco.
Vistas de Pulido con Microscopio.
Notas:
1.- La forma de realizar un conector ST es la misma si estamos
utilizando fibra monomodo o multimodo, y si el coenctor es SC el
procedimiento es similar slo que debemos utilizar herramientas para
el conector SC.
2.- Para los conectores con F.O. prepulida es recomendable un buen
corte con herramientas de precisin y luego la limpieza de la fibra.
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3.- En la conectorizacin mecnica sin F.O. prepulida es
recomendable un buen pulido.
ACTIVIDAD 3:
CONECTORIZACIN EPXICO
A comienzos de la dcada de los 80, los pioneros en la industria de
interconexin desarrollaron un mtodo bsico para unir un conector a
un tramo de cable de fibra ptica. Dicho mtodo consista en el uso
de un epxico aplicado a la fibra con una torunda de algodn o un
palillo de dientes. La fibra revestida se insertaba dentro del conector,
el epxico curaba, la fibra se separaba y, finalmente, se realizaban
unos cuantos pasos de pulido para suavizar y aplanar la fibra (en
relacin con el extremo del conector). El tiempo que tomaba efectuar
esta labor variaba entre 15 y 20 minutos por conector.
An hoy en da se emplean mtodos similares. Los epxicos se han
refinado, se ha facilitado el mtodo de aplicar el epxico y se han
optimizado las pelculas/herramientas de pulido. Adicionalmente, se
han desarrollado mltiples mtodos de terminacin y diseos de
conectores para instalarse en un cable de fibra en pocos minutos.
Investigar los pasos bsicos del Mtodo de conectorizacin Epxica
mediante calor, ultravioleta y anaerbico
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ANEXO B (LABORATORIO DE EMPALME)
ACTIVIDAD 1:
A continuacin el alumno proceder a realizar un empalme por fusin
siguiendo los siguientes pasos:
Procedimiento General para Empalmar por Fusin
Preparacin de las fibras pticas
1.- Corte de las fibras a empalmar con cuchillo de precisin o
herramienta adecuada.
2.- Limpieza de las fibras con toallas y alcohol isoproplico u otra
solucin adecuada.
3.- Colocar en una de las fibras el protector termoretrctil que
protege al empalme una vez fusionado.
4.- Colocar las fibras a empalmar en el equipo de fusin,
enfrentndolas cara a cara.
Procedimiento de ejecucin del equipo
5.- Encender el equipo de fusin.
6.- Apretar botn de Prueba Automtica de la empalmadora para
comprobar la limpieza y el corte de los conectores. En el caso que las
fibras estn sucias o mal cortadas el equipo lo indica, deteniendo el
proceso hasta que se coloquen las fibras limpias, bien cortadas o bien
colocadas.
7.- Apretar botn de Alineamiento Automtico de los ejes de los
ncleos de fibra.
8.- Apretar botn de Fusin que encara los ncleos y lanza una chispa
elctrica que permite fusionar las dos fibras y entregar un clculo
automtico estimado de la prdida del empalme.
100
9.- Comprobacin visual del empalme fusionado, sino se v bien
fusionado volver a realizar nuevamente el procedimiento de
empalme.
10.- Colocacin de la funda termoretrctil o manguito en el lugar del
empalme fusionado y colocarlo en el horno para calentar la funda y
as proteger el empalme.
Nota: Las precauciones ms importantes que se deben tener cuando
se empalma por fusin son:
- Nunca tocar y mirar los electrodos cuando se fusiona debido a la
alta corriente que se genera en ellos.
- La mquina empalmadora debe operar en ambientes secos y libres
de humedad.
- El lugar dnde se empalma debe estar libre de gases y polvo.
- El equipo debe tener una mantencin peridica.
Observacin: Los empalmes por fusin son bastante sensibles a las
condiciones ambientales tales como: variaciones de temperatura,
presin atmosfrica y humedad.
ACTIVIDAD 2:
Realizar 3 empalmes por fusin anotando la prdida ptica obtenida
por cada fusin con el fin de promediar los valores y obtener as la
prdidad promedio de un empalme por fusin.
Empalme fusin Prdida ptica [dB]
1
2
3
Valor promedio [dB]
El valor promedio debe ser menor a 0.03 dB para considerarse un
empalme por fusin con prdida aceptable.
ACTIVIDAD 3:
Investigar los pasos involucrados en la realizacin de un empalme
mecnico y su prdida promedio en dB.
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ANEXO C (LABORATORIO DE OTDR)
ACTIVIDAD 1:
A continuacin el alumno proceder a aprender y utilizar el equipo
OTDR con la finalidad de poder interpretar el grfico asociado a cada
medicin de enlaces de f.o.:
Procedimiento de Medicin con OTDR
Pasos para la utilizacin de un OTDR:
- Preparar instrumento y cables.
- Limpiar conectores de equipo ptico y fibra ptica.
- Encender OTDR y mantenerlo un tiempo hasta que alcance la
temperatura de trabajo.
- Configurar el OTDR, programando los parmetros adecuados para
la fibra y distancia del enlace.
- Conectar bobina de alzamiento (para sacar a la fibra de la zona
muerta del equipo de aproximadamente 1km).
- Conectar el cable de fibra ptica.
- Encender el lser.
- Ajustar resolucin para que observemos toda la fibra ptica bajo
ensayo.
- Medir y analizar la atenuacin en todas las discontinuidades,
empalmes, conectores y fibra en general, con el fin de chequear
que los valores entregados se encuentren dentro del rango
aceptado. Si algn valor se encuentra fuera del rango tolerado
reparar el punto si fuese necesario.
- Medir la fibra en ambos sentidos para despus poder promediar
las atenuaciones en los puntos importantes.
- Grabar los datos para luego presentar un informe de la
certificacin del enlace conforme a especificaciones tcnicas.
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ACTIVIDAD 2:
Realizar 5 mediciones de prdida de enlace de f.o., utilizando un
medidor de prdidas pticas para corto alcance. Esto tambin servir
para verificar continuidad del enlace ptico.
Medicin Prdida ptica
del enlace [dB]
Distancia
[km]
Longitud de onda
[nm]
1
2
3
4
5
Comparar la prdida ptica medida con la prdida ptica terica del
enlace de f.o..
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ACTIVIDAD 3:
Investigar porqu se producen y cmo detectar las reflexiones
fantasmas en un OTDR.