Cap’tulo 2
Jerga del sector de la fibra —ptica
Objetivos: En este cap’tulo aprender‡:
El lenguaje que se utiliza en el sector de la fibra —ptica
Los sistemas de medici—n que se utilizan en el sector de la fibra —ptica
TŽrminos espec’ficos del campo de la fibra —ptica
La clave para comprender una tecnolog’a es comprender el lenguaje de dicha tecnolog’a, es decir, la jerga, y esto es especialmente importante para quienes se dedican al dise–o de redes de fibra —ptica. Cuando se dise–a una red y se crea documentaci—n 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 tŽrminos de uso comœn.
Este libro comienza con una descripci—n 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 leer‡ en el libro. M‡s all‡ de que intentamos utilizar tŽrminos de uso corriente, hay ciertas aplicaciones de fibra —ptica que tienen su propio vocabulario especializado, y siempre que fue posible tambiŽn lo incluimos. Recomendamos que lea esta secci—n al principio para que lo ayude a comprender el resto del libro y que vuelva a consultarla cuando encuentre un tŽrmino que no conozca.
TambiŽn puede consultar las definiciones contenidas en el ApŽndice de este libro o la Gu’a en l’nea de la FOA para leer m‡s explicaciones o para consultar cuestiones sobre sus documentos de dise–o. Tabla de contenido: Gu’a de referencia sobre fibra —ptica en l’nea de la FOA
Fibra —ptica
La transmisi—n a travŽs de fibra —ptica consiste en el env’o de se–ales desde una ubicaci—n a otra en forma de luz modulada a travŽs de finos hilos de fibra de vidrio o de pl‡stico. Estas se–ales pueden ser anal—gicas o digitales, y transmitir voz, datos o video. La fibra —ptica puede transportar m‡s informaci—n en mayores distancias y en menos tiempo que cualquier cable de cobre o sistema inal‡mbrico. Es potente y muy veloz, por lo que ofrece mayor capacidad en la distancia y ancho de banda que cualquier otra forma de transmisi—n.
El
sistema
mŽtrico
Al ser una tecnolog’a utilizada internacionalmente, la fibra —ptica utiliza el sistema mŽtrico como mŽtodo de medici—n est‡ndar. Algunos de los tŽrminos m‡s utilizados son:
Metro: 3,28 pies; 39,37 pulgadas. Las longitudes de los cables de fibra —ptica generalmente se expresan en metros o kil—metros.
Kil—metro 1000 metros / 3281 pies / 0,62 millas.
Micr—n: mil millonŽsima parte (1/1.000.000) de un metro 25 micrones equivalen a 0,001 pulgadas. Este es el tŽrmino que comœnmente se utiliza para expresar el di‡metro de una fibra, la mayor’a mide 25 micrones de di‡metro exterior.
Nan—metro: mil millonŽsima parte de un metro. Este tŽrmino se utiliza en el campo de la fibra —ptica para expresar la longitud de onda de la luz transmitida, por ejemplo 850 o 1300 nm.
Fibra —ptica
Fibra —ptica: finos hilos de vidrio sumamente transparente o de pl‡stico que conducen luz y se utilizan para transmitir se–ales de comunicaci—n.
Nœcleo: el centro de la fibra a travŽs del cual se transmite la luz.
Revestimiento (cladding): la capa —ptica exterior de la fibra que mantiene la luz en el nœcleo y la conduce a travŽs de Žl, incluso en curvas.
Recubrimiento (buffer): recubrimiento exterior de pl‡stico resistente que protege al vidrio de la fibra de la humedad o del da–o f’sico. El recubrimiento (buffer) es la parte de la fibra que se desecha para realizar la terminaci—n o el empalme.
Modo: un œnico "patr—n del campo electromagnŽtico" o un rayo de luz que viaja a travŽs de la fibra.
Tipos de fibra —ptica
Fibra multimodo: posee un nœcleo mayor (casi siempre de 50 a 62,5 micro; un micr—n es la mil millonŽsima parte de un metro) que transmite varios modos o rayos de luz. Las fibras de ’ndice escalonado tienen un nœcleo conformado por el mismo tipo de vidrio y sufren dispersi—n modal. Las fibras multimodo de ’ndice gradual tienen nœcleo con ’ndice variable que reduce la dispersi—n modal en anchos de banda mayores. Las fibras multimodo se utiliza con fuentes l‡ser o LED en longitudes de onda que van de 850 a 1300 nm para distancias cortas como redes de ‡rea local (LAN) o sistemas de c‡maras de seguridad.
Fibra monomodo: posee un nœcleo m‡s peque–o, 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 telefon’a (larga distancia, redes metropolitanas y fibra hasta el hogar) y televisi—n por cable generalmente con fuentes l‡ser en 1310-1550 nm o en un rango mayor para multiplexaci—n por divisi—n de longitud de onda (WDM).
Identificaci—n de la fibra: Las fibras se identifican por los di‡metros de su nœcleo y revestimiento expresados en micrones (la mil millonŽsima parte de un metro), por ejemplo, 50/125 micrones para fibra multimodo o 9/125 micrones para fibra monomodo. La mayor’a de las fibras multimodo y monomodo poseen un di‡metro exterior de 125 micrones (aproximadamente 0,005 Ñ5 milŽsimas de pulgadaÑ) apenas un poco m‡s gruesas que un cabello humano. Los est‡ndares internacionales para fibra —ptica establecen especificaciones detalladas que tambiŽn incluyen la capacidad de ancho de banda y otras caracter’sticas especiales.
Fibra —ptica de pl‡stico (POF, por sus siglas en inglŽs): es una fibra multimodo con un gran nœcleo (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 inglŽs) y como parte de un est‡ndar para sistemas de comunicaci—n vehicular llamados MOST.
Cable de fibra —ptica
Cable El cable protege a las fibras de la tensi—n durante la instalaci—n y de las condiciones ambientales cuando ya est‡ 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 pl‡stico grueso que protege cada fibra, que se utiliza principalmente en planta interna; los de estructura holgada (loose tube), que constan de un œnico recubrimiento primario para las fibras que est‡n dentro de tubos pl‡sticos; y los cables tipo ribbon que tienen forma de cinta, lo que permite que aunque sean cables peque–os 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 c—digos contra incendios.
Elementos de resistencia: fibras de aramida (Kevlar es la denominaci—n comercial de Dupont) utilizadas como elementos de resistencia que permiten la tracci—n del cable o su suspensi—n para tendido aŽreo. Este tŽrmino tambiŽn se utiliza para referirse a las varillas de fibra de vidrio presentes en el centro de algunos cables que se utilizan para endurecerlo y as’ evitar deformaciones y hacerlos resistentes a la tracci—n.
Blindaje: evita que se aplasten y que los roedores da–en el cable al masticarlo. Algunos cables con blindaje tambiŽn incluyen capas de cables de refuerzo para su utilizaci—n en condiciones extremas como es el caso de los cables submarinos.
Vaina: tŽrmino utilizado para referirse a la chaqueta, al blindaje y a cualquier otro elemento que se utilice para la protecci—n de las fibras en un cable.
Tipos de cables de fibra —ptica:
Los cables dœplex (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 conexi—n (patchcords).
Los cables de distribuci—n 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 m‡s 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 terminaci—n de cada fibra se realiza directamente para conectarse al equipamiento.
Los cables de estructura holgada (tubo holgado) son los t’picos cables que se utilizan en planta externa. Las fibras est‡n contenidas dentro de un tubo de protecci—n 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 da–os 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 tama–o 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 instalaci—n.
Instalaciones en planta externa
Las instalaciones en planta externa (OSP) pueden clasificarse en cuatro categor’as segœn la colocaci—n del cable. En cada una de ellas se necesitan los cables elegidos para la instalaci—n y equipamiento especializado para su colocaci—n.
Tendido
de cable en ducto subterr‡neo
Tendido subterr‡neo: los cables se colocan en conductos subterr‡neos, generalmente en subductos corrugados colocados dentro de los conductos; tambiŽn 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
Perforaci—n
direccional
Tendido subterr‡neo directo: los cables se colocan bajo tierra directamente en zanjas sin conducto subterr‡neo mediante el uso de excavadoras o perforaci—n direccional.
Tendido aŽreo: se trata de cables colocados en postes de servicios pœblicos; pueden ser cables enlazados a un cable mensajero, cables autosoportados (figura 8) con mensajero o bien cables totalmente dielŽctricos autosoportados (ADSS, por sus siglas en inglŽs).
Tendido
submarino: son cables instalados bajo el
agua, incluidos los colocados en aguas poco profundas como lagos o
r’os as’
como los utilizados para atravesar ocŽanos.
Terminaci—n y empalme de fibra —ptica
Conector: dispositivo de car‡cter provisorio para conectar dos fibras de forma tambiŽn provisoria o conectar fibras al equipamiento. Se recomienda que se desconecten ocasionalmente los conectores para realizar pruebas o reenrutamientos.
Ensamble
t’pico
de un conector
Los tres conectores de fibra —ptica m‡s populares: SC, ST y LC.
Conectores
MPO
Los conectores de tipo array como este conector MPO de 12 fibras permiten conectar mœltiples fibras en un solo conector. Generalmente se utilizan para cables preensamblados que no necesitan terminaci—n en campo.
Fusi—n: uni—n 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 terminaci—n.
Empalme mec‡nico: fusi—n en la que las fibras se alinearon por medio mec‡nico.
Empalme por fusi—n: fusi—n creada al soldar o fusionar dos fibras.
Empalme
por
fusi—n de fibras realizado por tŽcnico
Fusionadora de fibra —ptica: instrumento que empalma fibras al fusionarlas o soldarlas, normalmente, con un arco elŽctrico.
Materiales: las terminaciones y los empalmes requieren de la utilizaci—n de materiales para protecci—n y administraci—n: paneles de conexi—n, cierres de empalme, etc.
Especificaciones del rendimiento de la fibra —ptica
Atenuaci—n: reducci—n de la potencia —ptica cuando atraviesa una fibra, generalmente se expresa en decibelios (dB). Con respecto a la fibra, hablamos de coeficiente de atenuaci—n o atenuaci—n por unidad de longitud, en dB/km. Remitirse a pŽrdida —ptica.
Ancho de banda: rango de frecuencias de se–al o tasa de bits en el que un componente, enlace o se–al de fibra —ptica opera. El ancho de banda est‡ limitado por la dispersi—n de la fibra y por el ancho de banda de la electr—nica de transmisi—n.
Decibelios (dB): unidad de medida de la potencia —ptica que indica la potencia relativa. El dB es una escala logar’tmica, 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 pŽrdida, por lo que -10 dB implica una reducci—n 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 as’ sucesivamente.
dB: potencia —ptica con referencia a un nivel cero arbitrario, utilizada para medir pŽrdida.
dBm: potencia —ptica con 1 milivatio de referencia, utilizada para medir la potencia —ptica absoluta desde los transmisores o receptores. Remitirse a potencia —ptica.
PŽrdida, pŽrdida —ptica: la cantidad de potencia —ptica perdida cuando la luz se transmite a travŽs de la fibra, los empalmes, los acopladores, expresada en "dB". La pŽrdida de inserci—n hace referencia a la pŽrdida medida directamente por una fuente de luz y un medidor de potencia.
Potencia —ptica: se mide en "dBm" o decibelios con una potencia de referencia de un milivatio. Mientras que la pŽrdida es una lectura relativa, la potencia —ptica es una medici—n absoluta, con est‡ndares de referencia. La potencia —ptica se mide para comprobar los transmisores o receptores y la potencia relativa en "dB" se mide para comprobar la pŽrdida.
Dispersi—n: propagaci—n de pulsos causada por los modos en la fibra multimodo (dispersi—n modal); diferencia en la velocidad de la luz de diferentes longitudes de onda (CD o dispersi—n crom‡tica en fibras monomodo o multimodo) o polarizaci—n (PMD o dispersi—n por modo de polarizaci—n en fibra monomodo).
Refracci—n: cambio de direcci—n de la luz luego de chocar con peque–as part’culas que causan la mayor parte de la pŽrdida en la fibra —ptica y se utiliza para realizar mediciones con un OTDR.
Longitud de onda: tŽrmino que hace
referencia
al color de la luz, generalmente expresado en nan—metros (nm) o
micrones (m).
La fibra se utiliza mayormente en la regi—n infrarroja donde la
atenuaci—n es
menor pero invisible al ojo humano. La
mayor’a de las
especificaciones de la fibra (atenuaci—n, dispersi—n) dependen de la
longitud
de onda.
Herramientas para fibra —ptica
Peladora o cortadora de cable: cortadora que remueve la chaqueta exterior de los cables.
Peladora de fibra: peladora de precisi—n que se utiliza para remover la cubierta exterior (buffer) de la fibra para la terminaci—n. Existen tres tipos de uso comœn, a las que se las llama por su marca comercial: "Miller Stripper", "No-Nik" y "Micro Strip."
Cortadora: herramienta que "rompe" con precisi—n la fibra y produce una terminaci—n plana para empalme o pulido.
L‡piz 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 aline‡ndolo con el film de pulido.
Film de pulido: film fino y granulado utilizado para pulir el extremo de la fŽrula del conector.
Crimpadora: herramienta que crimpa el conector a las fibras de aramida del cable para otorgarle resistencia mec‡nica.
Fusionadora de fibra —ptica: instrumento que suelda dos fibras en una uni—n permanente.
Equipo
de
prueba de fibra —ptica
Medidor de potencia —ptica: instrumento que mide la potencia —ptica desde el extremo de una fibra.
Fuente de luz: instrumento que utiliza l‡ser o LED para emitir una se–al —ptica y as’ medir la pŽrdida de una fibra o un cable.
Equipo de comprobaci—n de pŽrdidas —pticas (OLTS): instrumento de medici—n que incluye tanto un medidor como una fuente y se utiliza para medir la pŽrdida de inserci—n de redes de cableado o de cables individuales. La combinaci—n 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 pŽrdida y se conecta un cable de recepci—n al medidor de potencia.
Adaptador de acoplamiento: tambiŽn 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 l‡ser 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 inspecci—n: se utiliza para inspeccionar la superficie final de un conector en busca de fallos como rayaduras, cuestiones de pulido o suciedad.
Reflect—metro —ptico en el dominio del tiempo (OTDR): instrumento que utiliza luz retrodispersada para tomar una foto de una fibra —ptica, la que puede utilizarse para medir la longitud de la fibra, las pŽrdidas de empalme, la atenuaci—n de la fibra y para localizar fallos desde un solo extremo del cable.
Comprobaci—n especializada: en redes de larga distancia puede resultar necesario realizar comprobaciones de dispersi—n crom‡tica (CD) y de dispersi—n por modo de polarizaci—n (PMD). En sistemas que utilizan multiplexaci—n por divisi—n de longitud de onda (WDM) puede ser necesario realizar comprobaciones de atenuaci—n espectral. Cada factor de rendimiento tiene un equipo de comprobaci—n para tal fin.
Otros proyectos y lecturas
Visite los sitios
web del fabricante, lea sus cat‡logos u hojas de datos para saber quŽ
productos
para fibra —ptica est‡n disponibles. Vea si utilizan terminolog’a
diferente y
si esta se basa en marcas comerciales.
Preguntas de repaso
Verdadero/Falso
Indicar si la oraci—n es verdadera o falsa
____
1.
Las fibras —pticas pueden transmitir voz, datos o video as’ como
se–ales
anal—gicas o digitales.
____
2.
La fibra monomodo tiene un nœcleo m‡s peque–o que el de la fibra
multimodo.
Ejercicio de opciones mœltiples
Identifique la opci—n que mejor complete el enunciado o responda a la pregunta.
____
3.
En una fibra —ptica, la luz se transmite a travŽs
de
__________.
A.
el nœcleo
B.
el revestimiento (cladding)
C.
el recubrimiento (buffer)
D.
la chaqueta
____
4.
El di‡metro de una fibra —ptica tradicionalmente
se mide
en __________.
A.
metros
B.
mil’metros
C.
micrones (micras)
D.
nan—metros
____
5.
La pŽrdida 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.
nœcleo
B.
revestimiento (cladding)
C.
el recubrimiento primario (buffer)
____
8.
__________ protege la fibra frente a da–os.
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
mayor’a de
los sistemas es en la regi—n donde la luz es __________
e __________ al ojo humano.
A.
ultravioleta, invisible
B.
solar, visible
C.
infrarroja, invisible
La Asociaci—n de fibra —ptica (The Fiber Optic Association, Inc. [FOA])
TelŽfono:
1-760-451-3655 Fax 1-781-207-2421
Email:
info@foa.org
http://www.foa.org
Copyright
2016,
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