Objetivos
En este
cap’tulo usted aprender‡:
ÀCu‡les son
los
mŽtodos de prueba para redes de cables de fibra?
ÀQuŽ
herramientas e
instrumentos se utilizan en las pruebas?
ÀCu‡les
pruebas son
obligatorias y cu‡les son opcionales?
ÀCu‡les son
los
datos de pruebas incluidos en la documentaci—n?
Desarrollo
de una planificaci—n de pruebas
En toda
instalaci—n,
es necesario confirmar que sus componentes se encuentren instalados
correctamente y que funcionar‡n en conjunto con los sistemas de
comunicaci—n
segœn lo planificado. El instalador o contratista debe asegurar que su
trabajo
se realice de manera adecuada de modo tal que el cliente quede
satisfecho y no
tenga la necesidad de recurrir al servicio tŽcnico. En general, antes
de
efectuar un pago, los clientes solicitan los resultados de las pruebas
y una
inspecci—n visual final como parte de la documentaci—n correspondiente
a una
instalaci—n adecuada.
Suele existir cierto
nivel de
confusi—n sobre el objeto de las pruebas y sobre c—mo confeccionar la
documentaci—n que contiene los resultados de pruebas para proyectos de
fibra
—ptica. Estas cuestiones deber’an acordarse durante la etapa de dise–o
del
proyecto. La documentaci—n del proyecto deber’a incluir
especificaciones
relativas a las pruebas, as’ como referencias a las normas de la
industria y
resultados de pruebas aceptables en funci—n de un an‡lisis de pŽrdida
—ptica
estimada realizado durante la etapa de dise–o del proyecto. Las normas
de la
FOA facilitan el acuerdo sobre los mŽtodos de pruebas entre diferentes
partes.
El proceso de pruebas
de
cualquier red de cables de fibra —ptica podr‡ constar de tres niveles:
prueba
de cables en bobina con anterioridad a su instalaci—n; prueba de
pŽrdida de
inserci—n de cada segmento durante la instalaci—n, utilizando un
equipo de
comprobaci—n de pŽrdida —ptica (OLTS), esto es, un medidor de potencia
y una
fuente de luz, y verificando tambiŽn cada empalme durante su
desarrollo con un
OTDR (reflect—metro —ptico en el dominio de tiempo); y, por œltimo,
prueba de
pŽrdida punto a punto para cada fibra de la red de cables. En
general,
las pruebas pr‡cticas consisten en someter œnicamente unas pocas
fibras de cada
bobina a pruebas de continuidad antes de su instalaci—n, con el
objetivo de
garantizar que los cables no se hayan da–ado durante su transporte.
Luego, se
realiza una prueba de cada segmento a medida que los instaladores
efectœan los
empalmes y/o terminaciones. Por œltimo, una vez conectado todo el
tendido del
cable, se realiza una prueba de pŽrdida punto a punto que ser‡
incluida en la
documentaci—n definitiva.
Una vez aceptado un
producto, es
importante solicitar una inspecci—n visual de las bobinas. Verificar
que la
documentaci—n sobre cables que acompa–a a cada bobina coincida con el
pedido
realizado y tambiŽn con las marcas de la chaqueta de cables. En caso
de hallarse
da–os visibles, se deber‡n realizar pruebas de continuidad y pŽrdida
del cable
en bobina antes de su instalaci—n, para garantizar que no se haya
da–ado
durante su transporte desde el sitio del fabricante hasta la obra. Los
costos
de instalaci—n suelen ser altos, incluso mayores que el costo de los
materiales.
Por eso, es vital asegurarse de no instalar cables defectuosos, que en
un
futuro ser‡ necesario desinstalar y reemplazar. En general, resulta
suficiente
con solo realizar una prueba de continuidad con un trazador visual de
continuidad o un localizador visual de fallas. Sin embargo, se podr‡n
realizar
pruebas con OTDR sobre grandes carretes de cables si hay sospecha de
da–os y se
desea documentarlos, o para determinar si es necesario separar y
descartar
alguna parte del cable en cuesti—n (o conservarse para su devoluci—n).
Una realizada la
instalaci—n, el
empalme y la terminaci—n de los cables, cada segmento de la red de
cables
deber‡ someterse a pruebas individuales segœn se encuentren
instalados, con el
fin de garantizar que todos los empalmes, conectores y cables se
encuentren en
buen estado. Es importante no completar la etapa de empalmes sin
verificar que
estos se hayan realizado correctamente con un OTDR antes de sellar los
cierres
de empalme. Por œltimo, se deber‡ realizar una prueba de pŽrdida sobre
cada
tendido punto a punto (de equipo a equipo conectado en la red de
cables) de
conformidad con todas las normas aplicables. Es importante recordar
que los
cables requieren pruebas integrales: cada fibra de cada cable deber‡
someterse
a prueba, incluso utilizando un OLTS y un OTDR a diferentes longitudes
de onda
y en ambas direcciones. La cantidad total de pruebas que se realizar‡n
se
calcula sobre la base de la cantidad de segmentos de cable,
multiplicada por la
cantidad de fibras de cada cable, y multiplicada por la cantidad de
pruebas.
Este proceso puede llevar mucho tiempo.
Antes de finalizar, es
importante asegurar que las fibras se encuentren documentadas y
organizadas de
manera correcta. Una vez instalado un equipo, otro par‡metro entra en
juego: la
polaridad. La mayor’a de los enlaces de fibra utilizan dos fibras que
transmiten en direcciones opuestas. Por eso, es importante verificar
que los
transmisores se encuentren conectados a los receptores, lo que suele
requerir
un cruce en algœn lugar de la red de cables. En la documentaci—n, se
deber‡
indicar de quŽ manera se conectan las fibras al equipo. Si el
contratista es
quien instala el equipo de comunicaciones, tambiŽn ser‡ necesario
probar cada
enlace de datos.
MŽtodos de prueba
Inspecci—n
visual de los conectores
La
inspecci—n
visual, a travŽs de un microscopio, de la superficie del extremo en
las fŽrulas
de los conectores se utiliza para detectar suciedad o rayaduras en los
conectores de fibra —ptica, as’ como para inspeccionar los conectores
pulidos
durante el proceso de terminaci—n con el fin de detectar posibles
defectos.
Para esto, se utiliza un microscopio
que
tenga un dispositivo para sujetar el conector en el campo visual y una
fuente
de luz para su adecuada iluminaci—n. Los microscopios para inspecci—n
de fibra
—ptica var’an en aumento: entre 30 y 800 de potencia, aunque es m‡s
habitual
encontrar microscopios con potencia de entre 100 y 400. Algunos
microscopios
tambiŽn pueden inspeccionar fibras cortadas, que suelen visualizarse
lateralmente, para detectar retornos y escapes.
Luego de
extraer las
tapas guardapolvos, limpiar todos los conectores antes de conectarlos
a los transceivers o
conectores de la red de
cables. Con la fibra —ptica, la tolerancia a la suciedad es
pr‡cticamente nula.
Las part’culas aŽreas tienen aproximadamente el tama–o del nœcleo de
la fibra
monomodo y suelen tener una base de s’lice. Por eso, es posible que
causen
rayaduras en los conectores si no se eliminan. La suciedad puede
generar
variaciones de varios dB en el nivel de pŽrdida por conexi—n.
Aquellos
equipos de
prueba que tengan conexiones con separador de fibra requieren una
limpieza
peri—dica, ya que pueden tener cientos de inserciones de cables de
prueba en
per’odos cortos de tiempo.
Microscopios
para inspecci—n de fibra —ptica
Existe una
gran
variedad de microscopios de fibra —ptica. Por un lado, est‡n los
microscopios
port‡tiles simples y econ—micos, que son microscopios —pticos
ordinarios
modificados para que sostengan el conector que se desea inspeccionar.
Por otro lado, existen dise–os
especiales de microscopios para fibra —ptica con —pticas m‡s
sofisticadas,
mœltiples opciones de iluminaci—n, accesorios para sostener distintos
tipos de
conectores y, en algunos casos, filtros IR para proteger el ojo de la
luz invisible
(ver "Seguridad ocular" a continuaci—n). TambiŽn es habitual el uso
de microscopios con salida de video, que facilitan la visualizaci—n y
ofrecen
la posibilidad de guardar un registro de las inspecciones.
Inspecci—n
de conectores con microscopio
Una de las
mejores
formas de determinar la calidad en la terminaci—n de un conector es la
inspecci—n visual de su extremo, que tambiŽn sirve para diagnosticar
problemas
como suciedad o rayaduras. Un conector bien hecho tiene una
terminaci—n lisa,
pulida y sin rayaduras. Adem‡s, la fibra no debe presentar signos de
agrietamiento o de movimientos que hacen que la fibra sobresalga o se
inserte
en el extremo de la fŽrula por una falla en la uni—n adhesiva de la
fŽrula del
conector (estos movimientos se conocen con el nombre de pistoning).
El aumento
generalmente aceptado para ver los conectores tiene una potencia de
entre 30 y
400, con aumentos menores, generalmente de 100X usados para conectores
multimodo y de 200-400 para conectores monomodo m‡s cr’ticos. La
resoluci—n de
un aumento menor, generalmente con una lupa de joyero o de bolsillo,
ser‡
insuficiente para evaluar la terminaci—n del conector, aunque
demasiado aumento
puede hacer que las fallas menores o irrelevantes parezcan m‡s graves
de lo que
realmente son. Una soluci—n m‡s eficaz consiste en utilizar un aumento
medio,
pero inspeccionar el conector de tres maneras:
a.
visualiz‡ndolo
directamente el extremo de la
superficie pulida con iluminaci—n coaxial u oblicua,
b.
visualiz‡ndolo
directamente con luz transmitida
a travŽs del nœcleo, y
c.
visualiz‡ndolo
desde
un ‡ngulo con iluminaci—n desde al ‡ngulo opuesto o con una
iluminaci—n
suficientemente oblicua.
Al
visualizar el
conector directamente, se puede observar la fibra y el orificio de la
fŽrula,
lo que permite determinar si el orificio tiene el tama–o apropiado, si
la fibra
se encuentra centrada en el orificio y si se utiliz— una cantidad
adecuada de
adhesivo. Sin embargo, de este modo solo pueden verse las rayaduras
m‡s
importantes. Si se transmite luz a travŽs del nœcleo, podr‡n verse las
grietas
del extremo de la fibra producidas por la presi—n o el calor aplicado
durante
el proceso de pulido.
Si se
visualiza el
extremo del conector desde un ‡ngulo mientras se lo ilumina desde el
lado
opuesto a un ‡ngulo similar, o con una iluminaci—n desde un ‡ngulo
menor
mientras se lo visualiza en forma directa, se podr‡ realizar una mejor
inspecci—n de la calidad de pulido y de la existencia de posibles
rayaduras. El
efecto de sombra ofrecido por la iluminaci—n o visualizaci—n angular
mejora el
contraste de las rayaduras contra la superficie pulida, suave y
espejada del
cristal.
No
obstante, es
importante inspeccionar los conectores con criterio. A veces, se
tiende a ser
demasiado cr’tico, especialmente si se utilizan aumentos
significativos. En
general, solamente los defectos en el nœcleo de la fibra se consideran
verdaderos problemas. Las astillas del cristal alrededor de la parte
externa
del revestimiento (cladding)
no son
algo inusual, y no tendr‡n efecto alguno sobre la capacidad del
conector de
acoplar luz en el nœcleo de las fibras multimodo. Asimismo, las
rayaduras que
est‡n solamente en el revestimiento (cladding)
no deber’an ocasionar ningœn problema de pŽrdida.
Seguridad
ocular al utilizar microscopios
Los
microscopios
concentran la luz en el ojo, por lo que toda potencia —ptica en la
fibra ser‡
enfocada a la vista. Dado que la luz, en la mayor’a de los sistemas de
fibra,
es infrarroja (IR) e invisible al ojo humano, esta pasar‡ inadvertida.
La
mayor’a de los sistemas de fibra —ptica cuentan con niveles de
potencia muy
bajos para ser da–inos, aunque algunos pueden serlo, especialmente en
sistemas
de telecomunicaciones y televisi—n por cable (CATV). Antes de
inspeccionar un
conector con microscopio, utilizar siempre un medidor de potencia para
controlar los niveles de potencia. De ser posible, utilizar
exclusivamente
microscopios con filtros bloqueadores de luz infrarroja para que no
entre en
contacto con el ojo.
Prueba
de continuidad
La prueba
de
continuidad sirve para probar algunas fibras de un cable antes de su
instalaci—n o para buscar da–os en un cable terminado. Para verificar
la
continuidad, conectar la fibra al trazador visual de continuidad o al
localizador visual de fallas (VFL). Si en el extremo lejano se detecta
luz,
esto significa que la fibra no est‡ da–ada.
Existen dos
dispositivos sencillos y econ—micos que permiten trazar y probar la
continuidad
de las fibras o las conexiones. Uno de ellos incluso sirve para
optimizar los
empalmes o los conectores empalme prepulidos.
Muchos de
los
problemas de conexi—n en redes de fibra —ptica se deben a conexiones
incorrectas. Dado que la luz de los sistemas es infrarroja (IR),
invisible al
ojo humano, no puede verse la luz del transmisor. Al inyectar
iluminaci—n desde
una fuente visible, como un LED, l‡ser o bombilla incandescente, se
puede
trazar visualmente la fibra desde el transmisor al receptor para
controlar su
direcci—n y continuidad. Este instrumento simple que inyecta luz
visible se
conoce como trazador visual de continuidad o localizador visual de
fallas.
En este
documento
tambiŽn se describe c—mo utilizar la c‡mara de un celular viejo para
detectar
luz en un sistema de fibra —ptica.
Trazador
de fibra —ptica
El trazador
de fibra
—ptica es una herramienta que emite una luz de baja potencia para
controlar la
continuidad en la fibra y solucionar problemas en cualquier fibra
—ptica
multimodo. Utiliza una fuente de iluminaci—n LED o de bombilla
incandescente
brillante para inyectar luz suficiente en la fibra y realizar un
trazado
visual, encontrar empalmes y verificar la continuidad. La baja
potencia
disponible del trazador de fibra —ptica no representa peligro alguno
al ojo
humano. La mayor’a de los trazadores sirven para conectores de fibra
—ptica
est‡ndares o pueden usarse para controlar fibras sin terminaci—n con
adaptadores de fibra desnuda.
Uno de los
mejores
usos para estos dispositivos es trazar las fibras a fin de identificar
o
determinar conexiones correctas. Para trazar las fibras con un
trazador de
fibra —ptica o un VFL, conectar la fibra al conector de salida de la
unidad. La
salida de luz se podr‡ ver a simple vista en el otro extremo de la
fibra. Esto
permite ubicar fibras espec’ficas en cables multifibra con mayor
facilidad para
realizar conexiones correctas durante la instalaci—n.
Localizador
visual de fallas (VFL)
Si se inyecta en la fibra una luz visible con suficiente
potencia, como
un l‡ser rojo HeNe o un diodo l‡ser visible a 635-650 nm, pueden
verse los
puntos de pŽrdida elevada. Sus usos se relacionan mayormente con
instalaciones
de cables cortos, como las que se utilizan en oficinas centrales de
interconexi—n de las empresas de telecomunicaciones para conectar las
redes
troncales de fibra —ptica. Sin embargo, dado que cubre los casos en
que los
OTDR no sirven por su zona muerta, constituye una herramienta
complementaria
para la soluci—n de problemas con OTDR.
Localizador
visual de fallas con resplandor
en curvatura de la fibra
Este mŽtodo se utiliza para fibra recubierta e incluso con
cables de
fibra œnica con chaqueta, si la chaqueta no es opaca ante la luz
visible. Las
chaquetas amarillas de fibras monomodo y las chaquetas naranjas de
fibras
multimodo generalmente permiten el paso de la luz visible. Esta
tŽcnica no
puede usarse con la mayor’a de los dem‡s colores, especialmente el
negro y el
gris, ni con la mayor’a de los cables multifibra. Sin embargo, muchas
roturas,
pŽrdidas por macrocurvatura producidas por torceduras en la fibra, y
cables de
conexi—n (patchcord) o
empalmes
defectuosos, etc. pueden detectarse visualmente.
Dado que el nivel de pŽrdida en la fibra es bastante elevado en
longitudes de onda visibles (entre 9-15 dB/km), este instrumento
tiene un
alcance corto, generalmente entre 3 y 5 km, si bien algunos l‡seres de
mayor
potencia pueden tener un mejor alcance.
Su uso es seguro dado que la mayor’a de las unidades est‡n
clasificadas
como l‡ser Clase II, cuyos niveles de potencia son lo suficientemente
bajos
como para no da–ar los ojos, pero lo suficientemente elevados para
trazar
fibras monomodo por 4 km o m‡s.
Detecci—n
de fallas
La mayor
potencia
del localizador visual de fallas sirve para encontrar roturas en las
fibras o
pŽrdidas elevadas en conectores de cables simplex. La luz que sale por
una
rotura, por ejemplo, es visible a travŽs de la chaqueta del cable, tal
como se
ilustra a continuaci—n. Esto es extremadamente œtil para encontrar
fallas en un
cable cerca de su extremo, donde la zona muerta del OTDR no permite
solucionar
las fallas. TambiŽn permite encontrar fibras agrietadas o empalmes
defectuosos
en los cierres de empalme, donde los OTDR no permiten resolver las
fallas.
Detecci—n
y optimizaci—n de empalmes
TambiŽn pude utilizarse el localizador de fallas con l‡ser
visible para
optimizar empalmes y trazar fibras. Los empalmes —pticos,
especialmente
los mec‡nicos, suelen ser visibles si se transmite luz desde el
trazador de
fibra —ptica a travŽs de la fibra. Si el empalme se encuentra cerca
del
conector, como cuando se empalma un cable de fibra conectorizado (pigtail)
a un cable, pasa suficiente luz
como para optimizar el empalme. Se debe ajustar el posicionamiento y/o
la
rotaci—n de los empalmes hasta minimizar la luz del empalme, lo que
indica una
transmisi—n m‡xima o una pŽrdida m’nima.
Uso de c‡maras de celular para
detectar luz infrarroja en la fibra —ptica
Las
c‡maras de los celulares m‡s viejos suelen ser
sensibles a la luz infrarroja (mucho m‡s que el ojo humano) y pueden
detectar
luz en la fibra —ptica o proveniente de un transmisor.
Los
sensores en estas c‡maras son muy sensibles a
850 nm y pierden sensibilidad a 1300 nm, como cualquier
detector
semiconductor. Utilizando este tipo de celulares, se llega a
detectar fuentes
de 1300 nm cerca de los -20 dBm, muy œtil incluso para
fuentes LED, y
por supuesto, perfecto para l‡seres.
Las
c‡maras de celular m‡s antiguas son mejores que
las nuevas, que ya vienen optimizadas para fotograf’as. Recomendamos
desempolvar su viejo celular que utilizaba entre los a–os 2000 y
2005, y hacer
la prueba. Si no tiene un sistema de fibra o una fuente de prueba
disponible,
intente con la luz IR del control remoto de su televisor para
identificar la
sensibilidad de la c‡mara.
PŽrdidas
de inserci—n
Las pruebas
de
pŽrdidas de inserci—n con una fuente de prueba y un medidor de
potencia simulan
la forma en que la red de cables se utilizar‡ con un enlace real. La
fuente de
prueba imita al transmisor y el medidor de potencia, al receptor. Las
pruebas
de pŽrdidas de inserci—n se realizan en cada fibra de todos los cables
para
verificar que la instalaci—n se haya realizado en forma adecuada. Los
resultados de la prueba de pŽrdidas de inserci—n se comparan con la
pŽrdida
—ptica estimada que se haya calculado durante el proceso de dise–o
para decidir
si cada fibra se encuentra "aceptada o rechazada".
Existen dos
tipos de
prueba de pŽrdidas de inserci—n: "de un solo extremo" y "de dos
extremos". Las pruebas de un solo extremo utilizan un œnico cable de
referencia conectado a la fuente de prueba y verifican solo el
conector de ese
extremo. Al cambiar los extremos, se pueden probar los conectores de
cada
extremo del cable en forma separada, lo que constituye una pr‡ctica
comœnmente
aceptada en la industria.
La prueba
de dos
extremos se realiza en redes de cables instaladas, ya que se prueba el
cable
exactamente en la forma que lo utilizar‡ el sistema de comunicaciones.
Esta
prueba requiere dos cables de referencia en cada extremo para probar
los
conectores en ambos extremos de la red de cables.
La prueba
de
pŽrdidas de inserci—n requiere cables de referencia conectados a la
fuente y al
medidor para conectar el cable que se somete a prueba. Esta prueba de
pŽrdidas
de inserci—n puede utilizar 1, 2 o 3 cables de referencia para
configurar la
referencia "cero pŽrdida de dB". Cada configuraci—n del valor de
referencia arroja un nivel distinto de pŽrdida, que debe documentarse
junto con
los resultados de la prueba.
En general,
en redes
est‡ndares, se prefiere el mŽtodo de 1 cable de referencia, pero el
equipo de
prueba debe utilizar los mismos tipos de conectores de fibra —ptica
utilizados
por los cables sometidos a prueba. Si el cable tiene conectores
diferentes que
los del equipo de prueba (por ejemplo LC en el cable y SC en el
equipo), se
debe utilizar 3 cables de referencia, lo que arrojar‡ una pŽrdida
menor, ya que
2 pŽrdidas por conexi—n se incluyen en la referencia y se restar‡n del
resultado de pŽrdida total.
Una vez
establecida
la referencia, el cable de lanzamiento de referencia no debe quitarse
de la
fuente, ya que puede tener una potencia de acoplo diferente al
reconectarse.
Cuando el
cable se
prueba en la forma indicada anteriormente, la pŽrdida medida incluir‡
la
pŽrdida de la conexi—n del cable de referencia a la red de cables
probada, as’
como la pŽrdida de la fibra y todas las conexiones y empalmes en la
red de
cables, y la pŽrdida de la conexi—n al cable de referencia conectado
al
medidor.
Cabe
recordar que,
en todas estas pruebas, la calidad de los cables de referencia es muy
relevante
para el nivel de incertidumbre de la medici—n. Al usar cables de
referencias
con conectores defectuosos, las pŽrdidas por el acople al cable de
prueba ser‡n
mayores que en los casos en que se usan cables en buen estado. Esto no
arroja
un buen resultado si se quiere mostrar la calidad del cable instalado
o del
proceso de instalaci—n. El instalador debe probar todos los cables de
referencia con cables de prueba de un solo extremo FOTP-171 para una
mayor
calidad. Los cables con pŽrdidas superiores a 0.5 dB por extremo
deben
limpiarse y volver a probarse; si nuevamente no cumplen con la pŽrdida
m‡xima
de 0.5 dB, deben descartarse.
La longitud
del
cable de fibra que puede probarse con un medidor de potencia y una
fuente de
luz depende de la potencia de salida de la fuente y de la sensibilidad
del
medidor. Dicha longitud suele superar la longitud que utilizan los
sistemas
para transmitir datos.
OTDR
El
reflect—metro
—ptico en el dominio del tiempo (OTDR) hace referencia al mŽtodo de
prueba
indirecto que se realiza desde un extremo del cable, utilizando una
luz de
retrodispersi—n para medir la pŽrdida en la red de cables. Los
resultados de
este mŽtodo pueden variar significativamente de aquellos de las
pruebas de
pŽrdida de inserci—n.
Las pruebas
con OTDR
se efectœan, en general, sobre cables de fibra —ptica en bobina con
anterioridad a su instalaci—n, con el objetivo de detectar cualquier
pŽrdida de
empalme o da–o en los cables antes de instalarlos. Los OTDR tambiŽn se
utilizan
para procesos de soluci—n de problemas. En caso de roturas,
especialmente en la
red exterior, un OTDR es el mŽtodo perfecto para su identificaci—n.
TambiŽn se
pueden utilizar estas pruebas para detectar pŽrdidas de empalme
(aunque se
requieren pruebas en ambas direcciones y c‡lculo de valores promedio
para
obtener una medida confiable) o problemas en la reflexi—n de retorno
(pŽrdida
de retorno —ptica).
Las pruebas con OTDR
siempre
requieren un cable de lanzamiento para que el instrumento descanse
despuŽs de
que las reflexiones de alta potencia de la prueba lo sobrecarguen.
Tradicionalmente, se han utilizado las pruebas con OTDR sobre redes de
larga
distancia donde se utilizaba un solo cable de lanzamiento, aunque este
mŽtodo
no med’a la pŽrdida del conector en el extremo lejano. La inserci—n de
un cable
en el extremo lejano permite medir la pŽrdida de la totalidad del
cable, pero
no tiene la gran ventaja de la prueba con OTDR, que realiza mediciones
œnicamente desde un extremo del cable, dado que se requiere cierta
tecnolog’a
para conectar el cable receptor a cada fibra durante la prueba.
Caracterizaci—n
de la fibra (CD, PMD, SA/AP)
Una de las
mayores
ventajas de la fibra —ptica es su capacidad de transmitir
comunicaciones a alta
velocidad y a grandes distancias. El nivel de atenuaci—n a grandes
longitudes
de onda es bajo. Las fibras pueden empalmarse por fusi—n pr‡cticamente
sin
pŽrdida. Los l‡seres de alta potencia y los regeneradores de
amplificador
—ptico implican una f‡cil cobertura de distancias largas.
Sin
embargo, en
grandes distancias, los nuevos factores relacionados con el
rendimiento de la
fibra ganan relevancia. La dispersi—n
crom‡tica
(CD), esto es, la dispersi—n causada por la luz de diferentes
longitudes de onda, y la dispersi—n
por
modo de polarizaci—n (PMD), causada por la polarizaci—n de las
fibras, son
factores que limitan los enlaces de fibra. Incluso la variaci—n en la
atenuaci—n de la fibra con longitud de onda puede generar
inconvenientes.
Podr’a ser necesario probar estos 3 par‡metros sobre redes de larga
distancia
para asegurar un rendimiento adecuado de los enlaces.
Estas NO
son las
œnicas pruebas importantes: son ADICIONALES a la inspecci—n adecuada
de los
conectores y la red de cables instalada (limpieza y falta de estrŽs en
cables y
cables de conexi—n (patchcord)),
as’
como a las pruebas de pŽrdida de inserci—n con fuente y medidor de
potencia, o
las pruebas con OLTS y OTDR.
Prueba
de dispersi—n crom‡tica (CD)
Existen
diferentes
mŽtodos que se utilizan para medir la dispersi—n crom‡tica (CD) en las
fibras.
Todos estos mŽtodos implican pruebas a diferentes longitudes de onda
utilizando
distintas fuentes espec’ficas de variada longitud de onda, un l‡ser
ajustable o
una fuente de banda ancha con un monocromador en el receptor y
medici—n de las
velocidades relativas de las se–ales. Los datos tomados a longitudes
de onda
espec’ficas se analizan para calcular la dispersi—n en ps/nm/km.
Los mŽtodos
de
prueba utilizan retardo de fase o tiempo de vuelo y, en general,
requieren
acceso a ambos extremos de la fibra, as’ como una segunda fibra para
sincronizar los dos instrumentos de prueba en los dos extremos. Sin
embargo,
tambiŽn se utiliza una prueba con OTDR cuando se obtienen trazados a
diferentes
longitudes de onda espec’ficas, y puede calcularse el nivel de CD a
partir de
los datos obtenidos de los trazados, lo que permite realizar las
pruebas en
obra desde un extremo de la fibra.
Todos estos
mŽtodos
se sujetan a normas internacionales en cuanto a metodolog’a,
instrumentos y
an‡lisis de datos.
Prueba
de dispersi—n por modo de polarizaci—n (PMD)
La prueba
de PMD se
realiza, en general, durante la etapa de fabricaci—n o desarrollo de
los
cables. En obra, es habitual someter la PMD a prueba sobre fibras
nuevas
instaladas que funcionar‡n a altas velocidades, t’picamente a m‡s de
2,5 Gb/s,
o al actualizar fibras instaladas anteriormente. Dado que la PMD var’a
con el
tiempo, el resultado de una œnica prueba se toma como promedio y
pueden
realizarse pruebas posteriores para fines de comparaci—n.
Existen
diferentes
mŽtodos de prueba habituales en relaci—n con la PMD: algunos se
limitan a la
etapa de fabricaci—n, mientras que otros pueden realizarse en obra. En
esencia,
todos los instrumentos de prueba cuentan con una fuente, que permite
variar la
polarizaci—n de la se–al de prueba, y una unidad de medida, que
permite
analizar los cambios en la polarizaci—n.
Las pruebas
de PMD
no son f‡ciles, reproducibles ni precisas. La incertidumbre de la
medici—n
puede alcanzar entre 10 y 20%, segœn las pruebas realizadas en el
marco de los
comitŽs de normativa internacional. Estos comitŽs han llegado a la
conclusi—n
de que todas estas tŽcnicas de medida est‡n permitidas, as’ como de
que existen
factores aplicables que no han sido interpretados correctamente, y de
que los
mŽtodos de an‡lisis de datos pueden ser cuestionados.
Todo este
nivel de
incertidumbre en torno a las mediciones de PMD dificulta la
comparaci—n entre
diferentes pruebas y mŽtodos de prueba. Las variaciones son
especialmente altas
en pruebas de enlaces de fibra de mayor antigŸedad. Los datos de obra
han
demostrado que las variaciones en el nivel de PMD pueden estar
vinculadas a la
velocidad del viento en cables aŽreos o al paso de trenes, en el caso
cables
subterr‡neos en cercan’as de v’as ferroviarias.
Las pruebas
de PMD
deben realizarse sobre grandes enlaces, pero los datos deben
analizarse de
manera inteligente para su utilidad.
Atenuaci—n
espectral (SA)
Con el
desarrollo de
las fibras con "pico de agua reducido" (LWP), se ha considerado la
posibilidad de transmisi—n de 1260 a 1675 nm. Esto deriva de una
fabricaci—n minuciosa de la fibra que permite reducir el agua presente
en fibra
(en iones de OH) que causa niveles m‡s altos de atenuaci—n espectral
(alrededor
de 1244 y 1383 nm).
Dado que es
posible
que se utilicen fibras disponibles con un nivel desconocido de
atenuaci—n
espectral para CWDM, que usa l‡seres entre 1260 y 1670 nm en
ventanas de
20 nm, resulta necesario realizar una prueba de atenuaci—n
espectral para
verificar la funcionalidad de la fibra. En los picos de agua, las
fibras
anteriores pueden presentar coeficientes de atenuaci—n cercanos a
2 dB/km,
mientras que las fibras con LWP pueden llegar a un coeficiente de
0.4 dB/km.
Las pruebas
de la
atenuaci—n espectral se realizan de conformidad con las normas
TIA/EIA-455-61 o
IEC 61300-3-7 utilizando fuentes de banda ancha, como LED, y un
analizador de
espectro ubicado en el extremo receptor de la fibra. El proceso de
calibraci—n
se efectœa con una longitud corta de fibra; luego, el instrumento
calcula la
atenuaci—n espectral sobre una longitud larga sometida a prueba. La
medici—n de
la atenuaci—n espectral utiliza instrumentos similares a aquellos que
se
utilizan para las pruebas de CD por mŽtodo de desplazamiento de fase,
por lo
que algunos instrumentos pueden servir para ambas mediciones.
Las
mediciones del
perfil de atenuaci—n (AP) con un OTDR adecuado permiten comparar las
mediciones
de atenuaci—n y de longitud de onda que caracterizan al cable de fibra
en todo
el rango de longitud de onda (1260 a 1640 nm). Esto permite
determinar la
magnitud de la pŽrdida.
Pruebas
obligatorias y opcionales
Las pruebas
de toda
la red de cables requieren pruebas de pŽrdidas de inserci—n con una
fuente y un
medidor de potencia u OLTS segœn el procedimiento de prueba est‡ndar.
La
planificaci—n de pruebas debe especificar la opci—n del mŽtodo de
referencia Ò0
dBÓ (uno, dos o tres cables de referencia), ya que esto afectar‡
el valor
de la pŽrdida. Algunas normas requieren una un œnico cable de
referencia, pero
esto podr’a no ser posible para todas las combinaciones de pruebas y
conectores
de la red de cables. El contratista y el usuario deben acordar
previamente los
mŽtodos de prueba obligatorios. Las normas
de la FOA
ofrecen una soluci—n simple a este problema.
Las pruebas con OTDR
(reflect—metro —ptico en el dominio de tiempo) se realizan, en
general, sobre
los cables de la red exterior; sin embargo, estas pruebas no suelen
ser
aceptables para la certificaci—n de redes de cables. Se deber’a
utilizar un
OTDR para realizar pruebas sobre grandes longitudes de cables de la
red
exterior con empalmes, con el objetivo de verificar el funcionamiento
de los
empalmes y detectar problemas causados por el estrŽs en los cables
durante la
instalaci—n.
Si bien hay quienes
est‡n a
favor de utilizar OTDR para probar cualquier instalaci—n de red de
cables,
incluidos aquellos tendidos cortos en plantas internas, la normativa
de la
industria no exige su uso ni tampoco resulta adecuado para enlaces
cortos,
generalmente usados en un cableado de planta interna. Las longitudes
cortas de
trayectos de cableado en plantas internas y las conexiones frecuentes
con un
alto nivel de reflectancia, en general, causan trazados de OTDR
confusos que, a
su vez, derivan en problemas para la funci—n de autoprueba de OTDR. En
ocasiones, esto es dif’cil de interpretar, incluso para usuarios
experimentados
de OTDR.
Los cables largos de
redes en
planta externa (OSP) pueden requerir pruebas especiales sobre
atenuaci—n
espectral (SA), dispersi—n crom‡tica (CD) y dispersi—n por modo de
polarizaci—n
(PMD). Estas son pruebas especializadas que se requieren para
verificar que los
sistemas de multiplexaci—n por divisi—n de longitud de onda densa
(DWDM) y de
altas velocidades de transmisi—n de bits funcionen de manera correcta.
Coordinaci—n
de pruebas y documentaci—n
La
Planificaci—n de
Pruebas debe estar coordinada con la documentaci—n de la red de cables
y todos
los dem‡s datos de pruebas incluidos en la documentaci—n definitiva.
La
documentaci—n debe indicar quŽ enlaces deben ser sometidos a prueba y
los
resultados esperados en funci—n de los c‡lculos de pŽrdida —ptica
estimada. La
Planificaci—n de Pruebas tambiŽn debe especificar de quŽ manera se
incorporan
en la documentaci—n los datos de las pruebas para fines de aceptaci—n
de las
instalaciones y de referencia, en caso de futuros problemas en el
tendido que
requieran una reparaci—n urgente.
Calibraci—n
e incertidumbre de medida de los
instrumentos
La
incertidumbre de
medida en fibra —ptica (error potencial) debe ser considerada al
realizar las
pruebas y al aceptar/rechazar pruebas. En general, una pŽrdida de
inserci—n
t’pica presenta un nivel de incertidumbre de entre 0.2 y 0.5 dB.
Esto se
debe a diferentes factores, como errores en los instrumentos, errores
de
calibraci—n, configuraci—n de referencia "0dB" con cables de prueba
de referencia, variaciones en valores de los componentes (por ejemplo:
tama–o
del nœcleo de la fibra, longitud de onda de la fuente, etc.), limpieza
y estado
de los conectores del cable de prueba de referencia, etc.
Con el
objetivo de
minimizar el impacto de los instrumentos sobre la incertidumbre de
medida, se
deben calibrar los instrumentos de conformidad con las recomendaciones
de los
fabricantes. Los cables de prueba de referencia deben limpiarse entre
mediciones y se debe verificar su nivel de pŽrdida en forma peri—dica.
Es
necesario capacitar al personal que realiza las pruebas en relaci—n
con el uso
de sus instrumentos y la soluci—n de problemas.
Por œltimo,
al
aceptar/rechazar pruebas, se deben considerar los errores de medici—n
y la
incertidumbre relacionada con el c‡lculo de pŽrdida —ptica estimada.
Los
niveles de pŽrdida —ptica estimada se calculan sobre la base de un
valor
estimado de pŽrdidas de componentes que contempla un nivel
considerable de
incertidumbre. Por lo tanto, si una œnica medici—n excede la pŽrdida
—ptica
estimada por escaso margen, no ser’a conveniente rechazar el producto.
Sin
embargo, no deja de ser un recordatorio para revisar el equipo y los
procedimientos
con el fin de garantizar que todos los factores sean cuidadosamente
considerados.
Preguntas
de revisi—n
1. Al
realizar
pruebas sobre un cable de fibra —ptica o cable de conexi—n (patchcord)
terminado, se requiere uno o
m‡s de los siguientes instrumentos:
A.
Fuente
y
medidor de potencia de FO
B.
Localizador
visual
de fallas
C.
Reflect—metro
—ptico
de onda continua
D.
Reflect—metro
—ptico
en el dominio de tiempo
2. El modo
correcto
de calibrar a Ò0 dBÓ o sin pŽrdida consiste en utilizar:
A.
Un
cable
de referencia para lanzamiento
B.
Dos
cables
de referencia: uno para lanzamiento y uno para recepci—n
C.
Tres
cables
de referencia, incluido un cable "dorado"
D.
Cualquiera
de
los anteriores, siempre que el mŽtodo elegido se encuentre documentado
3. La
combinaci—n de
fibra de 50/125 micrones con fibra de 62.5/125 puede causar:
A.
Exceso
de
pŽrdida al acoplar desde fibra 50/125 a fibra 62.5/125
B.
Exceso
de
pŽrdida al acoplar desde fibra 62.5/125 a fibra 50/125
C.
Ganancias
al
acoplar desde fibra 62.5/125 a fibra 50/125
D.
No
hay
inconveniente al acoplar estas dos fibras
4. Si las
pruebas
muestran un alto nivel de pŽrdida en un cable, la falla puede
detectarse
mediante:
A.
Inspecci—n,
con
microscopio, de los conectores que permita identificar rayaduras o
grietas
B.
Pruebas
de
los cables utilizando el mŽtodo de un solo extremo en ambas
direcciones
C.
Limpieza
de
todos los conectores y repetici—n de las pruebas
D.
Todos
los
mŽtodos anteriores
5. El
factor m‡s
significativo para la medici—n del nivel de incertidumbre de pŽrdida
en fibra
multimodo es:
A.
La
calidad
de los instrumentos que se utilizan
B.
Las
especificaciones
de los cables de prueba de referencia
C.
La
distribuci—n
de potencia modal generada por la fuente de la prueba
D.
La
resoluci—n
de la medici—n
6. Se puede utilizar un OTDR para detectar empalmes o
conectores
defectuosos en una red de cables con alto nivel
de
pŽrdida, si el OTDR cuenta con:
A.
Ganancia
suficiente
B.
Resoluci—n
suficiente
C.
Capacidad
de
longitud de onda larga
D.
Un
mezclador
de modos incorporado
7. Si un OTDR no puede identificar el problema, un ____________
podr‡
solucionarlo.
A.
Localizador
visual
de fallas
B.
Trazador
visual
de continuidad
C.
OCWR
D.
Microscopio
8. Los OTDR
pueden
medir _________, _________ y ___________. (3 respuestas correctas)
9.
Verdadero
o falso Las
mediciones de longitud con OTDR son menores
que el
cable real porque la fibra es mayor que el cable.
10. Las
mediciones
de empalmes o conectores con OTDR son precisas si __________.
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