Prueba de las redes FTTH

 

Objetivos: De este capítulo debes aprender:

Necesidades especiales de las pruebas de redes PON cortas

Cómo algunas pruebas de fibra óptica requieren procedimientos diferentes

 

 

Introducción a las Pruebas de FTTH

    Se han desarrollado arquitecturas de red (PON o redes ópticas pasivas) que permiten compartir componentes costosos para FTTH. Un divisor pasivo que toma una entrada y la divide para emitir a 32 o más usuarios reduce el coste de los enlaces sustancialmente al compartir, por ejemplo, un costoso láser con 32 hogares y sólo requerir un económico láser en cada hogar. Sin embargo, esta arquitectura cambia la metodología de comprobación del buen funcionamiento de toda la planta de cableado instalada y de los enlaces. Por supuesto, los enlaces individuales se prueban como siempre, es el acoplador PON el que marca la diferencia.

 

    Una instalación de cable PON es un problema de pruebas complicado con múltiples conexiones, longitudes de onda y divisores bidireccionales. En algunos casos, la instalación terminada puede probarse con un medidor de potencia de fibra óptica que comprueba que el nivel de potencia óptica en las ONT de los usuarios está en el rango adecuado. Si lo está, es probable que la planta de cableado esté dentro de las especificaciones y el sistema debería funcionar correctamente. Si no es así, la solución de problemas requerirá un técnico con conocimientos de los sistemas PON y de cómo solucionarlos.

 

 

FTTH PON

 

    Cada abonado tiene que estar conectado a la oficina central local con una sola fibra monomodo, a través de un divisor PON local (o tal vez dos si los divisores PON están en cascada). Cada casa tendrá un enlace de fibra monomodo tirado o ensartado de forma aérea a los cables de la compañía telefónica que corren por la calle y un dispositivo de interfaz de red que contiene transmisores y receptores de fibra óptica se instalará en el exterior de la casa. El cable entrante debe terminarse en la casa, probarse, conectarse a la interfaz y probarse el servicio. Para más información sobre las instalaciones típicas de FTTH, consulte el capítulo sobre arquitecturas de FTTH.

 

 

Problemas de las Pruebas FTTx

    Las pruebas de la red FTTH son similares a las de otros OSP, pero el divisor y el WDM añaden complejidad. Las redes FTTP PON pueden ser más complicadas que los simples enlaces OSP, con acopladores WDM, divisores PON, etc. en un solo enlace, por lo que las pruebas completas pueden incluir algunos componentes y problemas de instalación que no son familiares para la tecnología OSP habitual. Los acopladores PON añaden grandes pérdidas, los acopladores WDM tienen un rendimiento diferente en distintas longitudes de onda y la reflectancia del conector, que no es un problema en la mayoría de los sistemas, puede serlo en los enlaces cortos típicos de FTTx. Muchos sistemas FTTx utilizan conectores APC (PC en ángulo) para reducir la reflectancia, por lo que los cables de prueba tanto para OLTS como para OTDR deben tener conectores adecuados.

 

    Sin embargo, una vez instalada, los usuarios activos en una red viva significan que las pruebas no pueden interrumpir el servicio. Por lo tanto, las pruebas pueden ser tan sencillas como comprobar la potencia en la ONT de la casa del abonado con un medidor de potencia de fibra óptica calibrado o simplemente ver si la ONT tiene una luz de conexión "verde". La ONT de la casa suele tener cierta inteligencia a la que se puede acceder desde una ubicación remota, lo que permite a un técnico de servicio iniciar una prueba de bucle invertido para verificar las conexiones de cualquier usuario. Si sólo un usuario tiene un problema, se envía a un técnico de servicio allí, mientras que si todos los usuarios no funcionan, se envía al técnico a la oficina central.

 

   Al igual que con la mayoría de los enlaces de fibra óptica, la resolución de problemas requiere conocer la arquitectura del sistema, las pérdidas previstas en el enlace y los niveles de señal óptica, así como los problemas típicos que se pueden encontrar. Como siempre, insistimos en la importancia de disponer de documentación sobre el sistema antes de realizar las pruebas y solucionar los problemas.

 

 

Pruebas de Enlace

    Un enlace es un único tramo de fibra, por ejemplo: de la OC a la FDH o de la FDH a la ONT. El tramo de fibra puede tener conectores o no, dependiendo de si los enlaces se empalman o utilizan conectores para las terminaciones. En la actualidad, es muy común utilizar cables preconectorizados para acelerar la instalación. La pérdida del divisor PON debe incluirse en el presupuesto de pérdidas del enlace.

 

    Consulte el capítulo sobre arquitecturas FTTH para obtener más información sobre las pérdidas del divisor PON. Si necesitas probar solo el divisor, las instrucciones están más abajo.

 

   Debe medir las pérdidas con el OLTS en todas las longitudes de onda y de forma bidireccional para comprobar todos los modos de funcionamiento, de forma similar a como el equipo de transmisión utilizará la fibra.

 

    El instalador puede tener que caracterizar cada fibra con un OTDR, verificando la atenuación de la fibra, las pérdidas de terminación y la reflectancia y la calidad del empalme. El OTDR también mostrará las pérdidas por flexión causadas durante la instalación. Las trazas del OTDR deben archivarse para futuras consultas.

 

    Opcionalmente, el instalador puede probar los divisores en el FDH o los WDM en la OC. Si éstos han sido probados previamente, como debería ser, esto puede no ser necesario o aconsejable, especialmente porque lleva mucho tiempo y es costoso. Los WDM también requieren equipos de prueba especializados.

 

Requisitos de pruebas de pérdida para FTTH PON

 

    Una vez instalado el enlace, hay que probarlo de extremo a extremo. La pérdida de extremo a extremo incluye los conectores de cada extremo, la pérdida de la fibra en cada enlace, los conectores o empalmes del divisor y la pérdida del propio divisor. Dado que las fibras se utilizan bidireccionalmente y la pérdida del conector o del empalme puede ser diferente en cada dirección si el diámetro del núcleo de la fibra (diámetro del campo de modo para la fibra SM) es diferente, también es importante realizar pruebas en ambas direcciones. Existen OLTS FTTx PON especiales que prueban las longitudes de onda adecuadas en cada dirección, lo que simplifica la logística de las pruebas.

 

    Dado que los enlaces PON suelen ser cortos (<20 km), la dispersión cromática (CD) y la dispersión del modo de polarización (PMD) no son un problema. La CD y la PMD solo suelen ser un problema en los enlaces de alta velocidad muy largos.

 

    Consideremos la versión más compleja de las pruebas PON, BPON. Es similar a cualquier prueba de OSP, pero el divisor añade muchas más pérdidas y el WDM añade complejidad, ya que hay tres longitudes de onda en uso. Las pruebas incluyen cada divisor, cada enlace y la pérdida de extremo a extremo. Las pérdidas y la reflectancia son especialmente importantes si los sistemas utilizan un sistema de transmisión de vídeo AM a 1550 nm, ya que tiene una pérdida y reflectancia máximas tolerables antes de que la calidad de la señal se vea notablemente afectada.

 

    Es posible que sea necesario realizar pruebas en las tres longitudes de onda de funcionamiento: 1310 nm para datos digitales ascendentes, 1490 para datos digitales descendentes y 1550 nm para vídeo AM descendente (BPON), pero las pruebas a 1490 o 1550 nm deberían ser suficientes para ambas longitudes de onda.

 

Longitudes de onda FTTH PON utilizadas en BPON

 

    La pérdida de inserción de la planta de cables, incluida la pérdida del acoplador, se comprueba con un equipo de prueba de pérdidas ópticas (existen equipos de prueba especiales para PON FTTH que cubren las 3 longitudes de onda de interés). Los OTDR pueden utilizarse, si la longitud es adecuada, para determinar la reflectancia de la conexión, la atenuación de la fibra y solucionar problemas. Muchos sistemas tomarán trazas de OTDR y las almacenarán para la resolución de problemas. Los divisores pueden confundir al OTDR, por lo que generalmente se invierte la prueba del OTDR, tomando trazas “upstream” desde el lugar del abonado.

 

 

Pruebas de OTDR con PONs

    El uso de un OTDR para probar cada fibra en un enlace OSP es acostumbrado, ya que el OTDR proporciona una lectura instantánea o “snapshot” de las pérdidas en la fibra, localiza los eventos de pérdida (conectores, empalmes y pérdidas de flexión por una instalación incorrecta), ayuda a la resolución de problemas de instalación y proporciona una traza que puede almacenarse para la resolución de problemas y la restauración posteriores.

 

     Los OTDRs funcionan bien con plantas de cables de fibra óptica de largo recorrido, documentando la pérdida de las fibras y los empalmes que conectan los cables. Sin embargo, los OTDR son menos útiles en enlaces cortos o en redes ópticas complicadas como las PON.

 

     Sin embargo, en las redes FTTH PON, las longitudes de la fibra en la planta de cableado suelen ser muy cortas y el divisor PON produce algunas trazas inusuales en los OTDR, con trazas que parecen totalmente diferentes cuando se prueban desde cada dirección. La interpretación de estas trazas puede ser difícil. Debido a estas dificultades de las pruebas con un OTDR, la planta de cable PON FTTH suele probarse simplemente con un equipo de prueba de pérdidas ópticas y no con un OTDR. Sin embargo, explicaremos los problemas de las pruebas de OTDR en una red PON para ayudar a los usuarios a entender la metodología necesaria para las pruebas de OTDR.

 

     Aquí hay dos trazos de un sistema real tomados en dos direcciones.

 

Traza tomada hacia dirección de bajada desde la CO (OLT) hasta el abonado (ONT)

 

Esta traza se toma en de subida desde el abonado (ONT) hacia la CO (OLT)

 

En ambas trazas, se puede ver la gran pérdida del acoplador PON, que se aprecia mejor en la traza ascendente en la parte inferior, en el lado izquierdo de la traza. En la traza de bajada, es la gran pérdida que precede a los múltiples picos de las fibras de abonado, marcados con el marcador rectangular gris. A continuación, mostraremos un acoplador más sencillo y explicaremos lo que se ve aquí.

 

 

Pruebas de OTDR Desde el Extremo de la CO/Cabecera (OLT)

  Los sistemas PON crean problemas para los OTDR. Al disparar desde la entrada de un divisor PON en la OC (OLT), la traza del OTDR mostrará la fibra hasta el divisor como una traza normal, luego muestra la pérdida del divisor y, a continuación, las trazas combinadas de todas las fibras conectadas después del divisor. El OTDR ve y suma las trazas de retrodispersión de todas las fibras después del divisor, lo que hace imposible determinar la traza de cualquiera de las fibras individualmente. Dado que es imposible ver los detalles de las fibras individuales, cualquier evento asociado a esa fibra (conector, empalme o pérdida por flexión) no puede asignarse fácilmente a ninguna fibra individual.

 

Pruebas de PON Con OTDR en dirección de Bajada

 

   Considere la "X" que se muestra en el diagrama del divisor anterior. Si se tratara de un evento de pérdida o reflexión, se mostraría en el trazado del OTDR, pero el operador no sabría si se encuentra en la fibra 1, 2, 3 o 4. La única parte inequívoca del trazado del OTDR que se muestra es el final de la fibra 4, la más larga, más allá de la longitud de la siguiente fibra más larga, la nº 3.

 

   Hay que tener en cuenta que los enlaces FTTH, debido a sus cortas longitudes y al uso de algunos transmisores de alta potencia, suelen tener conectores APC o fibras preparadas para tener una reflectancia mínima. Eso puede dificultar mucho el análisis de las trazas de OTDR aguas abajo cuando no se dispone de un extremo reflectante para marcar el extremo de la fibra y hay 32 o más fibras en el sistema.

 

A continuación, se muestra una ilustración de cómo una traza real puede llegar a ser muy compleja de analizar. Esta es una ampliación de la sección de acoplador a abonado de la traza de abajo, que está delineada en rojo en la traza.

 

Trazo FTTH-OTDR-downstream que muestra todas las fibras combinadas después del divisor (acoplador)

 

    Como resultado de la complejidad de las trazas descendentes, los OTDR se utilizan generalmente en las PON desde el extremo del abonado (ONT) hacia el CO (OLT) para caracterizar el trayecto de la fibra. Sin embargo, el OTDR también se puede utilizar desde el extremo de la OC, pero, como se puede ver en el diagrama anterior, sólo permite al operador caracterizar la longitud de cada enlace de fibra, proporcionando la longitud real de la fibra para añadirla a los diagramas de la red para la futura resolución de problemas.

 

    Los OTDR especiales para PON realizan pruebas a 1310, 1490 y 1550 nm. Algunos también realizan pruebas "fuera de banda" a 1650 nm, que son más sensibles a las pérdidas por flexión y permiten realizar pruebas en servicio con un filtro para eliminar las longitudes de onda de la señal. Dado que los PON son cortos, el OTDR necesita una resolución muy alta, que suele obtenerse con el pulso de prueba más corto que ofrezca un alcance adecuado.

 

    La prueba de los PON en la dirección de bajada se ayuda con cables de lanzamiento y de recepción. El cable de lanzamiento permite probar el conector inicial en el enlace, así como permitir que la sobrecarga inicial del OTDR se asiente como en cualquier prueba de OTDR. Pero en el extremo de recepción, si se utiliza un cable de longitud conocida, digamos 100 m o 500 m, se puede mirar exactamente esa distancia desde el extremo reflectante para ver la pérdida del conector final.

 

 

Pruebas de OTDR Desde el Extremo del Abonado

    Las pruebas desde el extremo del abonado son más fáciles. La ruta de la fibra mostrará eventos en una sola fibra, como la "X" que se muestra en la fibra 3, y una pérdida alta para el acoplador. En este caso, un acoplador 1:4 tendrá 6 dB de pérdida de división más quizás 1dB de exceso de pérdida para un total de 7 dB de pérdida.

El uso de cables de lanzamiento y recepción permite probar los conectores en ambos extremos y medir las pérdidas de extremo a extremo.

 

Pruebas de PON con OTDR de Entrada

   A continuación, se muestra una traza detallada del ejemplo anterior, en la que se aprecia la simplicidad de la traza cuando no se muestran los otros enlaces de los abonados.

FTTH-OTDR-upstream

 

Pruebas de los Divisores

    Los divisores se prueban siguiendo las mismas indicaciones para una prueba de pérdida de doble extremo. Conecte un cable de referencia de lanzamiento a la fuente de prueba de la longitud de onda adecuada (algunos divisores dependen de la longitud de onda), calibre la salida del cable de lanzamiento con el medidor para establecer la referencia de 0 dB, conecte al lanzamiento de la fuente al divisor, conecte un cable de lanzamiento de recepción a la salida y al medidor y mida la pérdida.

 

 

Prueba de un divisor PON con una fuente de luz y un medidor de potencia.

 

    Lo que se mide es la pérdida del divisor debido a la relación de división, el exceso de pérdida del proceso de fabricación utilizado para hacer el divisor y los conectores de entrada y salida. Por lo tanto, la pérdida que mide es la que puede esperar cuando conecte el divisor a una planta de cables. Puede probar el divisor como se muestra en el diagrama anterior para determinar también la pérdida de cada salida y ver la consistencia de las salidas. Asimismo, puede probarlo en la dirección opuesta para ver cómo funciona en la combinación de señales.

 

 

Equipo de Red

    El equipo de red se probará al encender el sistema o para la resolución de problemas. ¿El equipo de red transmitirá y recibirá correctamente? Si la planta de cableado está instalada correctamente y se somete a pruebas de pérdidas y reflectancia dentro de las especificaciones, debería hacerlo. La mayoría de los equipos FTTx cuentan con una amplia capacidad de autocomprobación que puede ser suficiente para la mayoría de las pruebas. Los acopladores PON pueden tener un segundo puerto en el lado de subida sólo para pruebas o los conectores de drop no utilizados pueden ser útiles para las pruebas, especialmente con OTDRs. Y el lado del abonado de un divisor suele tener varios puertos no utilizados para futuras ampliaciones que pueden utilizarse para las pruebas. 

 

    El equipo de la red debe ser sometido a pruebas de potencia óptica. La salida del transmisor debe estar dentro de las especificaciones, al igual que la entrada del receptor, cuando se comprueba con un medidor de potencia óptica calibrado ajustado a la(s) longitud(es) de onda adecuada(s). Si las pruebas se realizan con los tres sistemas funcionando a sus respectivas longitudes de onda, se requiere un medidor de potencia con entrada selectiva de longitud de onda. La potencia en el receptor es fundamental. Si es demasiado baja, la relación señal/ruido será demasiado baja; si es demasiado alta, el receptor se saturará. Ambas condiciones provocarán errores de transmisión. No es raro que la potencia sea alta, por lo que se pueden utilizar atenuadores en estos enlaces para reducir la potencia a niveles aceptables.

 

    La prueba de transferencia de datos con un analizador de protocolos es la prueba final. Se realizará utilizando probadores de protocolo específicos para los formatos de datos que se transmiten. El personal que realiza estas pruebas no es probablemente el mismo que prueba la planta de cables, ya que cada uno tiene necesidades específicas de formación y de equipos de prueba.

 

  Los ONTs suelen ser capaces de realizar pruebas de bucle invertido bajo control remoto que no requieren ningún equipo de prueba. Esto puede significar que no es necesario realizar pruebas más sofisticadas para la resolución de problemas.

 

Cuestiones de Seguridad en las Pruebas de FTTx

    Los problemas de seguridad de la FTTx incluyen todos los problemas habituales de la instalación de fibra, por ejemplo, la construcción e instalación de la planta de cables, el trabajo con fibras desnudas, los disolventes y los adhesivos. Pero las redes FTTx tienen otros problemas potenciales.

 

    Los enlaces BPON que transportan señales AM de CATV pueden tener una alta potencia de los EDFA, especialmente antes de los divisores. Y los enlaces pueden tener varios equipos transmitiendo simultáneamente. Cualquiera de los dos casos puede provocar una alta potencia óptica que puede ser peligrosa para los ojos de los trabajadores. Hay que tener cuidado de no exponer los ojos a la luz de las fibras y utilizar siempre microscopios con filtros infrarrojos, por si acaso. Dado que los sistemas pueden tener varios sistemas transmitiendo por la misma fibra, es más difícil asegurarse de que todos los sistemas estén apagados para la inspección o las pruebas, también.

 

    Además, dado que 32 o más usuarios pueden compartir el equipo de red basado en CO, no es deseable apagar los sistemas para la resolución de problemas, por lo que las pruebas pueden tener que realizarse con el equipo en servicio. Tenga cuidado.

 

    Todos los proyectos de FTTH deben seguir las prácticas normales de seguridad para la construcción y la instalación definidas por organizaciones como la OSHA (EE.UU.) o la agencia equivalente para la seguridad en el lugar de trabajo en su área. Puede encontrar más información sobre la seguridad de la fibra óptica en la Guía FOA. Busque las secciones sobre seguridad, así como la sección de construcción OSP.

 

 

 

 

 

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