Capítulo 2

Jerga del sector de la fibra óptica

 

 

Objetivos: En este capítulo aprenderá:

El lenguaje que se utiliza en el sector de la fibra óptica

Los sistemas de medición que se utilizan en el sector de la fibra óptica

Términos específicos del campo de la fibra óptica

 

La clave para comprender una tecnología es comprender el lenguaje de dicha tecnología, es decir, la jerga, y esto es especialmente importante para quienes se dedican al diseĖo de redes de fibra óptica. Cuando se diseĖa una red y se crea documentación para ello, es realmente importante que todos los que necesiten consultar dichos documentos los comprendan de igual modo, por lo que resulta muy importante que estos documentos se redacten utilizando términos de uso común.

 

Este libro comienza con una descripción general sobre la jerga del sector de la fibra para presentarle el lenguaje que se utiliza en este sector y ayudarlo a comprender lo que leerá en el libro. Más allá de que intentamos utilizar términos de uso corriente, hay ciertas aplicaciones de fibra óptica que tienen su propio vocabulario especializado, y siempre que fue posible también lo incluimos. Recomendamos que lea esta sección al principio para que lo ayude a comprender el resto del libro y que vuelva a consultarla cuando encuentre un término que no conozca.

 

También puede consultar las definiciones contenidas en el Apéndice de este libro o la Guía en línea de la FOA para leer más explicaciones o para consultar cuestiones sobre sus documentos de diseĖo.                                                                                                                                                                                   Tabla de contenido: Guía de referencia sobre fibra óptica en línea de la FOA

 

Fibra óptica

La transmisión a través de fibra óptica consiste en el envío de seĖales desde una ubicación a otra en forma de luz modulada a través de finos hilos de fibra de vidrio o de plástico. Estas seĖales pueden ser analógicas o digitales, y transmitir voz, datos o video. La fibra óptica puede transportar más información en mayores distancias y en menos tiempo que cualquier cable de cobre o sistema inalámbrico. Es potente y muy veloz, por lo que ofrece mayor capacidad en la distancia y ancho de banda que cualquier otra forma de transmisión.

 

El sistema métrico

Al ser una tecnología utilizada internacionalmente, la fibra óptica utiliza el sistema métrico como método de medición estándar. Algunos de los términos más utilizados son:

 

Metro: 3,28 pies; 39,37 pulgadas. Las longitudes de los cables de fibra óptica generalmente se expresan en metros o kilómetros.

 

Kilómetro 1000 metros / 3281 pies / 0,62 millas.

 

Micrón: mil millonésima parte (1/1.000.000) de un metro 25 micrones equivalen a 0,001 pulgadas. Este es el término que comúnmente se utiliza para expresar el diámetro de una fibra, la mayoría mide 25 micrones de diámetro exterior.

 

Nanómetro: mil millonésima parte de un metro. Este término se utiliza en el campo de la fibra óptica para expresar la longitud de onda de la luz transmitida, por ejemplo 850 o 1300 nm.

 

 

Fibra óptica

 

Fibra óptica: finos hilos de vidrio sumamente transparente o de plástico que conducen luz y se utilizan para transmitir seĖales de comunicación.

 

 

 

Núcleo: el centro de la fibra a través del cual se transmite la luz.

 

Revestimiento (cladding): la capa óptica exterior de la fibra que mantiene la luz en el núcleo y la conduce a través de él, incluso en curvas.

 

Recubrimiento (buffer): recubrimiento exterior de plástico resistente que protege al vidrio de la fibra de la humedad o del daĖo físico. El recubrimiento (buffer) es la parte de la fibra que se desecha para realizar la terminación o el empalme.

 

Modo: un único "patrón del campo electromagnético" o un rayo de luz que viaja a través de la fibra.

 

Tipos de fibra óptica

 

 

Fibra multimodo: posee un núcleo mayor (casi siempre de 50 a 62,5 micro; un micrón es la mil millonésima parte de un metro) que transmite varios modos o rayos de luz. Las fibras de índice escalonado tienen un núcleo conformado por el mismo tipo de vidrio y sufren dispersión modal. Las fibras multimodo de índice gradual tienen núcleo con índice variable que reduce la dispersión modal en anchos de banda mayores. Las fibras multimodo se utiliza con fuentes láser o LED en longitudes de onda que van de 850 a 1300 nm para distancias cortas como redes de área local (LAN) o sistemas de cámaras de seguridad.

 

Fibra monomodo: posee un núcleo más pequeĖo, de solamente 8-9 micrones, por lo que solo transmite un modo. Puede atravesar largas distancias a gran velocidad. La fibra monomodo se utiliza en telefonía (larga distancia, redes metropolitanas y fibra hasta el hogar) y televisión por cable generalmente con fuentes láser en 1310-1550 nm o en un rango mayor para multiplexación por división de longitud de onda (WDM).

 

Identificación de la fibra: Las fibras se identifican por los diámetros de su núcleo y revestimiento expresados en micrones (la mil millonésima parte de un metro), por ejemplo, 50/125 micrones para fibra multimodo o 9/125 micrones para fibra monomodo. La mayoría de las fibras multimodo y monomodo poseen un diámetro exterior de 125 micrones (aproximadamente 0,005 5 milésimas de pulgada) apenas un poco más gruesas que un cabello humano. Los estándares internacionales para fibra óptica establecen especificaciones detalladas que también incluyen la capacidad de ancho de banda y otras características especiales.

 

Fibra óptica de plástico (POF, por sus siglas en inglés): es una fibra multimodo con un gran núcleo (generalmente 1 mm) que puede utilizarse para redes de distancia corta y de baja velocidad. Se utiliza en sistemas de alta fidelidad (HiFi, por sus siglas en inglés) y como parte de un estándar para sistemas de comunicación vehicular llamados MOST.

 

Cable de fibra óptica

 

Cable El cable protege a las fibras de la tensión durante la instalación y de las condiciones ambientales cuando ya está instalado. Los cables pueden contener de una a cientos de fibras. Hay tres tipos de cables: los de estructura ajustada (tight buffer) con un recubrimiento de plástico grueso que protege cada fibra, que se utiliza principalmente en planta interna; los de estructura holgada (loose tube), que constan de un único recubrimiento primario para las fibras que están dentro de tubos plásticos; y los cables tipo ribbon que tienen forma de cinta, lo que permite que aunque sean cables pequeĖos contengan una gran cantidad de fibras.

 

Chaqueta: cubierta exterior del cable de material resistente. Las chaquetas de los cables instalados dentro de edificios deben estar fabricadas con materiales especiales para cumplir con los códigos contra incendios.

 

Elementos de resistencia: fibras de aramida (Kevlar es la denominación comercial de Dupont) utilizadas como elementos de resistencia que permiten la tracción del cable o su suspensión para tendido aéreo. Este término también se utiliza para referirse a las varillas de fibra de vidrio presentes en el centro de algunos cables que se utilizan para endurecerlo y así evitar deformaciones y hacerlos resistentes a la tracción.

 

Blindaje: evita que se aplasten y que los roedores daĖen el cable al masticarlo. Algunos cables con blindaje también incluyen capas de cables de refuerzo para su utilización en condiciones extremas como es el caso de los cables submarinos.

 

Vaina: término utilizado para referirse a la chaqueta, al blindaje y a cualquier otro elemento que se utilice para la protección de las fibras en un cable.

 

Tipos de cables de fibra óptica:

 

 

 

Los cables dúplex (zipcord) constan de dos cables simplex unidos para proporcionar un enlace doble; se trata de cables de planta interna y para distancias cortas o cables de conexión (patchcords).

 

 

Los cables de distribución son cables de planta interna que se utilizan en redes troncales (backbones) o redes de cable instaladas de forma permanente que se utilizan cuando se necesitan más fibras.

 

 

Los cables breakout son un conjunto de cables simplex con una chaqueta que los recubre. Generalmente se utiliza cuando son necesarios cables resistentes y la terminación de cada fibra se realiza directamente para conectarse al equipamiento.

 

 

Los cables de estructura holgada (tubo holgado) son los típicos cables que se utilizan en planta externa. Las fibras están contenidas dentro de un tubo de protección rodeado por elementos de refuerzo y una chaqueta ambientalmente estable. Generalmente se llenan los tubos y los cables con componentes para el bloqueo del agua, ya sea con polvo seco o gel.

 

 

 

Los cables blindados son un tipo especial de cables de estructurara holgada (tubo holgado) con doble chaqueta y con blindaje entremedio El blindaje permite que el cable resista grandes cargas y los daĖos que causan los roedores.

 

 

Los cables tipo cinta (ribbon) contienen fibras dispuestas en forma de cintas, por lo que cabe una mayor cantidad de fibras en un determinado tamaĖo de cable. Este tipo de cable ha adquirido popularidad cuando se trata de cables de planta externa con gran cantidad de fibras por cable ya que las cintas (ribbon) pueden empalmarse como una unidad, lo que acelera la instalación.

 

Instalaciones en planta externa

 

Las instalaciones en planta externa (OSP) pueden clasificarse en cuatro categorías según la colocación del cable. En cada una de ellas se necesitan los cables elegidos para la instalación y equipamiento especializado para su colocación.

 

 Tendido de cable en ducto subterráneo

 

Tendido subterráneo: los cables se colocan en conductos subterráneos, generalmente en subductos corrugados colocados dentro de los conductos; también se pueden "soplar" en canalizaciones instaladas mediante la apertura de zanjas o mediante el uso de excavadoras.

 

 

Tendido de fibra mediante el uso de excavadoras

 

 

Perforación direccional

 

Tendido subterráneo directo: los cables se colocan bajo tierra directamente en zanjas sin conducto subterráneo mediante el uso de excavadoras o perforación direccional.

 

 

Tendido aéreo: se trata de cables colocados en postes de servicios públicos; pueden ser cables enlazados a un cable mensajero, cables autosoportados (figura 8) con mensajero o bien cables totalmente dieléctricos autosoportados (ADSS, por sus siglas en inglés).

 

Tendido submarino: son cables instalados bajo el agua, incluidos los colocados en aguas poco profundas como lagos o ríos así como los utilizados para atravesar océanos.

 

 

Terminación y empalme de fibra óptica

 

Conector: dispositivo de carácter provisorio para conectar dos fibras de forma también provisoria o conectar fibras al equipamiento. Se recomienda que se desconecten ocasionalmente los conectores para realizar pruebas o reenrutamientos.

 

Ensamble típico de un conector

 

 

 

Los tres conectores de fibra óptica más populares: SC, ST y LC.

 

 Conectores MPO

 

Los conectores de tipo array como este conector MPO de 12 fibras permiten conectar múltiples fibras en un solo conector. Generalmente se utilizan para cables preensamblados que no necesitan terminación en campo.

 

Fusión: unión permanente entre dos fibras principalmente utilizada para concatenar (unir) fibras largas en instalaciones en planta externa y colocar cables de fibra conectorizados (pigtails) para su terminación.

 

Empalme mecánico: fusión en la que las fibras se alinearon por medio mecánico.

 

Empalme por fusión: fusión creada al soldar o fusionar dos fibras.

 

 Empalme por fusión de fibras realizado por técnico

 

Fusionadora de fibra óptica: instrumento que empalma fibras al fusionarlas o soldarlas, normalmente, con un arco eléctrico.

 

Materiales: las terminaciones y los empalmes requieren de la utilización de materiales para protección y administración: paneles de conexión, cierres de empalme, etc.

 

 

Especificaciones del rendimiento de la fibra óptica

 

 

Atenuación: reducción de la potencia óptica cuando atraviesa una fibra, generalmente se expresa en decibelios (dB). Con respecto a la fibra, hablamos de coeficiente de atenuación o atenuación por unidad de longitud, en dB/km. Remitirse a pérdida óptica.

 

Ancho de banda: rango de frecuencias de seĖal o tasa de bits en el que un componente, enlace o seĖal de fibra óptica opera. El ancho de banda está limitado por la dispersión de la fibra y por el ancho de banda de la electrónica de transmisión.

 

Decibelios (dB): unidad de medida de la potencia óptica que indica la potencia relativa.  El dB es una escala logarítmica, en la cual 10 dB equivalen a un coeficiente de 10. Por ejemplo, 3 dB es un coeficiente o dos, 10 dB es un coeficiente de diez. Los dB en valores negativos indican pérdida, por lo que -10 dB implica una reducción de 10 veces en potencia, -20 dB implica otras 10 veces o un total de 100 veces, -30 implica otras 10 o un total de 1000 y así sucesivamente.

 

dB: potencia óptica con referencia a un nivel cero arbitrario, utilizada para medir pérdida.

 

dBm: potencia óptica con 1 milivatio de referencia, utilizada para medir la potencia óptica absoluta desde los transmisores o receptores. Remitirse a potencia óptica.

 

Pérdida, pérdida óptica: la cantidad de potencia óptica perdida cuando la luz se transmite a través de la fibra, los empalmes, los acopladores, expresada en "dB". La pérdida de inserción hace referencia a la pérdida medida directamente por una fuente de luz y un medidor de potencia.

 

Potencia óptica: se mide en "dBm" o decibelios con una potencia de referencia de un milivatio. Mientras que la pérdida es una lectura relativa, la potencia óptica es una medición absoluta, con estándares de referencia. La potencia óptica se mide para comprobar los transmisores o receptores y la potencia relativa en "dB" se mide para comprobar la pérdida.

 

 

Dispersión: propagación de pulsos causada por los modos en la fibra multimodo (dispersión modal); diferencia en la velocidad de la luz de diferentes longitudes de onda (CD o dispersión cromática en fibras monomodo o multimodo) o polarización (PMD o dispersión por modo de polarización en fibra monomodo).

 

Refracción: cambio de dirección de la luz luego de chocar con pequeĖas partículas que causan la mayor parte de la pérdida en la fibra óptica y se utiliza para realizar mediciones con un OTDR.

 

 

Longitud de onda: término que hace referencia al color de la luz, generalmente expresado en nanómetros (nm) o micrones (m). La fibra se utiliza mayormente en la región infrarroja donde la atenuación es menor pero invisible al ojo humano. La mayoría de las especificaciones de la fibra (atenuación, dispersión) dependen de la longitud de onda.

 

 

 

Herramientas para fibra óptica

 

Peladora o cortadora de cable: cortadora que remueve la chaqueta exterior de los cables.

 

Peladora de fibra: peladora de precisión que se utiliza para remover la cubierta exterior (buffer) de la fibra para la terminación. Existen tres tipos de uso común, a las que se las llama por su marca comercial: "Miller Stripper", "No-Nik" y "Micro Strip."

 

 

Cortadora: herramienta que "rompe" con precisión la fibra y produce una terminación plana para empalme o pulido.

 

Lápiz con punta de carburo: herramienta resistente y con punta afilada que raya la fibra para realizar el corte.

 

Disco de pulido: para conectores que deben ser pulidos, el disco sostiene al conector alineándolo con el film de pulido.

 

Film de pulido: film fino y granulado utilizado para pulir el extremo de la férula del conector.

 

Crimpadora: herramienta que crimpa el conector a las fibras de aramida del cable para otorgarle resistencia mecánica.

 

Fusionadora de fibra óptica: instrumento que suelda dos fibras en una unión permanente.

 

 

 

Equipo de prueba de fibra óptica

 

Medidor de potencia óptica: instrumento que mide la potencia óptica desde el extremo de una fibra.

 

Fuente de luz: instrumento que utiliza láser o LED para emitir una seĖal óptica y así medir la pérdida de una fibra o un cable.

 

Equipo de comprobación de pérdidas ópticas (OLTS): instrumento de medición que incluye tanto un medidor como una fuente y se utiliza para medir la pérdida de inserción de redes de cableado o de cables individuales. La combinación del medidor y la fuente, ya sea como instrumentos separados y combinados suele denominarse fuente de luz y medidor de potencia (LSPM).

 

 

Fuente de luz y medidor de potencia

 

Cables de prueba de referencia: cables de fibra monomodo con conectores en ambos extremos, que se utilizan para probar cables desconocidos: Se conecta un cable de lanzamiento a la fuente para establecer la potencia de referencia para las mediciones de pérdida y se conecta un cable de recepción al medidor de potencia.

 

Adaptador de acoplamiento: también llamado adaptador empalme o acoplador, que permite el acoplamiento de dos conectores.

 

Trazador visual de continuidad: fuente visible de luz (LED o de magnesio) que permite comprobar visualmente la continuidad y el trazado para lograr conexiones adecuadas de conectores de doble polaridad, por ejemplo.

 

Localizador visual de fallos (VFL): fuente de luz láser visible de gran potencia que permite comprobar la continuidad de la fibra, trazar visualmente la continuidad y localizar fallos cerca del final del cable.

 

 

Microscopio para inspección: se utiliza para inspeccionar la superficie final de un conector en busca de fallos como rayaduras, cuestiones de pulido o suciedad.

 

 

Reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR): instrumento que utiliza luz retrodispersada para tomar una foto de una fibra óptica, la que puede utilizarse para medir la longitud de la fibra, las pérdidas de empalme, la atenuación de la fibra y para localizar fallos desde un solo extremo del cable.

 

Comprobación especializada: en redes de larga distancia puede resultar necesario realizar comprobaciones de dispersión cromática (CD) y de dispersión por modo de polarización (PMD). En sistemas que utilizan multiplexación por división de longitud de onda (WDM) puede ser necesario realizar comprobaciones de atenuación espectral. Cada factor de rendimiento tiene un equipo de comprobación para tal fin.

 

 

Otros proyectos y lecturas

 

Visite los sitios web del fabricante, lea sus catálogos u hojas de datos para saber qué productos para fibra óptica están disponibles. Vea si utilizan terminología diferente y si esta se basa en marcas comerciales.

 

 

Preguntas de repaso

 

Verdadero/Falso

Indicar si la oración es verdadera o falsa

 

____            1. Las fibras ópticas pueden transmitir voz, datos o video así como seĖales analógicas o digitales.

 

____            2. La fibra monomodo tiene un núcleo más pequeĖo que el de la fibra multimodo.

 

Ejercicio de opciones múltiples

Identifique la opción que mejor complete el enunciado o responda a la pregunta.

 

 

____            3. En una fibra óptica, la luz se transmite a través de __________.

A.   el núcleo

B.  el revestimiento (cladding)

C.  el recubrimiento (buffer)

D.  la chaqueta

 

 

____            4. El diámetro de una fibra óptica tradicionalmente se mide en __________.

A.   metros

B.  milímetros

C.  micrones (micras)

D.  nanómetros

 

 

 

 

____            5. La pérdida de una fibra o de varias dentro de un cable se mide en __________.

A.   dB

B.  dBm

C.  millivatios

 

 

____            6. 10 dB corresponden a un coeficiente de __________ en potencia.

A.   2

B.  10

C.  20

D.  100

 

 

____            7. Una peladora de fibra quita el __________ de la fibra

A.   núcleo

B.  revestimiento (cladding)

C.  el recubrimiento primario (buffer)

 

 

____            8. __________ protege la fibra frente a daĖos.

A.   El recubrimiento primario (buffer)

B.  Los elementos de resistencia de fibra de aramida

C.  La chaqueta

D. Todas las opciones

 

 

 

 

____            9. La longitud de onda de luz utilizada para la mayoría de los sistemas es en la región donde la luz es __________  e __________ al ojo humano.

A.   ultravioleta, invisible

B.  solar, visible

C.  infrarroja, invisible

 

 

 

La Asociación de fibra óptica (The Fiber Optic Association, Inc. [FOA])

1119 S. Mission Road #355, Fallbrook, CA 92028

Teléfono: 1-760-451-3655 Fax 1-781-207-2421

Email: info@foa.org      http://www.foa.org

 

Copyright 2016, The Fiber Optic Association, Inc.

 

CFOTČ es marca registrada de The Fiber Optic Association, Inc., Registro de Patentes y Marcas Registradas de Estados Unidos n.ľ 3.572.190.