Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones

TRABAJO DE DIPLOMA La Fibra Óptica. Métodos y procedimientos de empalmes. Autor: Deivy Machado Morales

Tutor: Msc. José de las Nieves Rodríguez Sánchez

Santa Clara 2007-2008 "Año 50 de la Revolución"

Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones

TRABAJO DE DIPLOMA La Fibra Óptica. Métodos y procedimientos de empalmes. Autor: Deivy Machado Morales e-mail: [email protected]

Tutor: Msc. José de las Nieves Rodríguez Sánchez Profesor adjunto del Centro Nacional de Capacitación de ETECSA. Especialista de fibra óptica de Villa Clara. e-mail: [email protected]

Santa Clara 2007-2008 "Año 50 de la Revolución"

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Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.

Firma del Autor

Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.

Firma del tutor

Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo

Firma del Responsable de Información Científico-Técnica

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PENSAMIENTO

La teoría es asesinada tarde o temprano por la experiencia. Albert Einstein.

I

DEDICATORIA

A mi padre por ser mi guía y mi ejemplo. A mi madre y mi hermano por ser importantes para mí. A Maciel por su cariño y apoyo.

II

AGRADECIMIENTOS

A mi padre por su esfuerzo, dedicación y amor. A Maciel por apoyarme siempre y hacer suyo este momento. A mi madre y mi hermano por apoyarme y quererme. A mi tutor por su tiempo, paciencia, dedicación y amistad. A todas las personas que me han apoyado en la vida y en la realización de este trabajo.

III

TAREA TÉCNICA. 1.

Realizar un estudio bibliográfico y actualización del estado del arte sobre: a) Teoría básica de la fibra óptica. b) Cables de fibra óptica, construcción y sus especificaciones. c) Accesorios, herramientas y equipamiento utilizados en los empalmes. d) Máquinas empalmadoras. e) Procedimientos utilizados para los empalmes.

2.

Análisis de los métodos de empalmes.

3.

Análisis de los procedimientos utilizados por los empalmes.

4.

Realizar el informe y defensa del trabajo.

Firma del Autor

Firma del Tutor

IV

RESUMEN

RESUMEN En este trabajo se realizó un estudio de las características de la fibra óptica, la realización de empalmes y los equipos especializados para realizar estos. Se hizo una recopilación de tipos de herramientas, módulos de empalmes, referencias bibliográficas necesarias para la realización del trabajo. Entre las características de la fibra se profundizó en su construcción, los tipos que existen, los parámetros que presentan. Se analizaron los métodos fundamentales para la realización de los empalmes. Se abundó en los tipos específicos de empalmadoras, que son los equipos necesarios para realizar los métodos de empalmes por fusión, sus costos e implementación. Se hizo un análisis entre las empalmadoras que utilizan el sistema LID y las que utilizan el sistema PAS y una comparación entre ellas, diferenciándose en cuanto a la alineación de la fibra y a la evaluación de la atenuación del empalme. Se analizaron los procedimientos para realizar un buen empalme en la fibra óptica en Cuba y en Italia, existiendo gran similitud entre ambos procedimientos.

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ÍNDICE

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1 CAPÍTULO 1. GENERALIDADES DE LA FIBRA ÓPTICA............................................ 6 1.1 Teoría de la luz. Modelo físico .................................................................................. 6 1.1.1 Teoría óptica de la luz ........................................................................................ 6 1.1.2 Teoría geométrica. Ley de Snell ......................................................................... 6 1.1.3 Teoría electromagnética. Dispersión de Rayleigh ............................................... 7 1.2 Tipos de fibras .......................................................................................................... 8 1.2.1 Fibras multimodos ............................................................................................. 9 1.2.2 Fibras monomodo ............................................................................................ 11 1.3 Parámetros de la fibra óptica ................................................................................... 12 1.3.1 Perfil del índice de refracción ........................................................................... 12 1.3.2 Apertura numérica ........................................................................................... 13 1.3.3 Atenuación espectral ........................................................................................ 13 1.3.4 Ancho de Banda ............................................................................................... 14 1.3.5 Longitud de onda de corte ................................................................................ 14 1.4 Cables de fibras ópticas .......................................................................................... 14 1.4.1 Parámetros importantes para escoger la estructura y los elementos que forman un cable de fibra óptica .................................................................................................. 16 1.4.2 Elementos del cable óptico ............................................................................... 16 1.4.3 Estructura básica de los cables ópticos ............................................................. 17 1.4.4 Fabricación del cable........................................................................................ 18 1.5 Tipos de conectores ................................................................................................ 20 CAPÍTULO 2. EMPALMES EN LA FIBRA ÓPTICA ..................................................... 22 2.1 Variantes de empalmes ........................................................................................... 22 2.1.1 Empalmes mecánicos ....................................................................................... 23 2.1.2 Empalmes por fusión........................................................................................ 27 2.2 Tipos de empalmadoras .......................................................................................... 31 2.3 Características de los conectores ............................................................................. 35

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ÍNDICE 2.4 Módulos de empalmes y ODF ................................................................................. 37 2.4.1 Módulos de empalme UCAO ........................................................................... 38 2.4.2 Cierre de los módulos de empalmes ................................................................. 39 2.4.3 Distribuidor de fibra óptica (ODF) ................................................................... 39 2.5 Conclusiones del capítulo ....................................................................................... 40 CAPÍTULO 3. SISTEMAS DE ALINEACIÓN Y ESTIMACIÓN DE ATENUACIÓN DE EMPALMES .................................................................................................................... 41 3.1 Funcionamiento de las empalmadoras ..................................................................... 41 3.2 Factores que influyen sobre el proceso de fusión..................................................... 45 3.3 Sistemas de alineación y evaluación de atenuación de empalmes ............................ 48 3.3.1 PAS (Profile Alingment System) ...................................................................... 48 3.3.2 LID System (local injection and detection-System) .......................................... 50 3.4 Análisis de los resultados prácticos obtenidos por los diferentes sistemas ............... 51 CAPÍTULO 4. PROCEDIMIENTOS PARA REALIZAR UN BUEN EMPALME EN FIBRA ÓPTICA............................................................................................................... 54 4.1 Aspectos a tener en cuenta para lograr un buen empalme ........................................ 54 4.1.1 Habilidad del operario ...................................................................................... 54 4.1.2 Limpieza del área de trabajo ............................................................................. 55 4.1.3 Empalmadora ................................................................................................... 55 4.1.4 Fibra óptica ...................................................................................................... 56 4.2 Procedimiento para realizar un empalme ................................................................. 57 4.2.1 Procedimiento para realizar un empalme en Cuba ............................................ 57 4.2.2 Procedimiento para realizar un empalme en Italia ............................................. 61 4.2.3 Recomendaciones para una mejor implementación en los procedimientos ........ 61 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 62 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 64 GLOSARIO DE SIGLAS Y TÉRMINOS ANEXOS VII

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN La humanidad siempre ha tenido la necesidad de comunicarse y para lograrlo fue haciendo uso de diversos medios a lo largo de la historia. Cada uno de estos medios ha encontrado un lugar y una aplicación particular en las telecomunicaciones. Entre todos ellos destacan las fibras ópticas [1] por sus muy singulares propiedades: ligeras, compactas, con bajas pérdidas, gran capacidad de transmisión de información, robustas ante las interferencias e intercepciones. La fibra por si sola no vino a resolver el problema, sino que la luz, uno de los más antiguos recursos utilizados por el hombre en su necesidad de comunicarse, utiliza a la misma como un medio de transporte para mover gran cantidad de información, aumentando de esta forma el número de usuarios. Para poder referirnos a la fibra óptica, primeramente debemos conocer su concepto. Fibra óptica, guía de ondas luminosas en forma de filamento, generalmente de vidrio aunque también puede ser de materiales plásticos, capaz de transportar una potencia óptica en forma de luz, en la fibra la luz es emitida por un láser o LED. Las fibras utilizadas en telecomunicación a largas distancias son siempre de vidrio, utilizándose las de plástico en adornos, para algunas aplicaciones a distancias cortas y bajas velocidades, debido a que presentan mayor atenuación o posibilidad de sufrir interferencias. En las instalaciones de sistemas de fibra óptica es necesario utilizar elementos de interconexión a modo de empalmes. A la hora de realizar estos empalmes se debe procurar que las pérdidas sean lo más reducidas posibles. Se recurre al empalme cuando se quiere unir tramos de cable de fibra óptica en enlaces donde la distancia a cubrir es grande, utilizándose también para reparar cables ópticos ya instalados. Los empalmes se diseñan de modo que permitan conexiones permanentes. La fibra óptica a pesar de ser un invento del pasado siglo XX, tiene sus antecedentes históricos mucho más allá. (Anexo 1) Con la implementación de los sistemas de telecomunicaciones por fibra óptica se comienzan a observar ventajas sobre los antiguos sistemas con cables de cobre, con coaxial (Anexo 2), con los radio enlaces y con los satélites. Entre las ventajas podemos señalar:

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INTRODUCCIÓN mayor calidad y más velocidad en la transmisión. canal privado sin posibilidades de ser intervenido. la diafonía entre fibras es nula. alta estabilidad a la temperatura. amplios campos de aplicación. en relación con los satélites tiene un menor costo de implementación, poner un satélite en órbita tiene en costo de 100 millones de dólares por kilogramos. Estas grandes ventajas de la fibra óptica la hacen ser, hoy en día, la mejor opción para realizar enlaces de larga distancia. En la actualidad, la mayor parte de las comunicaciones intercontinentales se realizan a través de cables ópticos submarinos que, depositados en el fondo de los océanos, tejen una verdadera red alrededor del planeta. Estado del arte La fibra es utilizada en redes de área local (LAN, Local Area Network), en redes de área amplia (WAN, Wide Area Network), en redes metropolitanas (MAN, Metropolitan Area Network) y sus facilidades ofrecen cada día más ventajas. Las características de las fibras se han tenido que mejorar debido a que los requerimientos de transmisión son cada vez mayores, el incremento de la velocidad binaria y la longitud de los enlaces han tropezado con los efectos de la dispersión. La necesidad de reducir este efecto para lograr calidad en el enlace propició el surgimiento de nuevos tipos de fibra. La fibra óptica monomodo con dispersión desplazada o DSF es una de las alternativas con que se cuenta en nuestros días, estas son utilizadas en conexiones entre países usando frecuentemente enlaces submarinos [2] donde se requiere alta velocidad. El surgimiento de técnicas de multiplexación óptica en la fibra como WDM (Multiplexación por División de longitud de Onda), la cual puede ser utilizada por cualquier tipo de fibra y para la cual la fibra del tipo DSF no es la más adecuada debido a que en esta ocurre el efecto de Kerr (generación de intermodulación entre las portadoras de

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INTRODUCCIÓN un multiplex) el cual es un fenómeno inherente a WDM, hizo que surgiera la fibra óptica con dispersión desplazada no cero NZD (No Zero Dispersion) que es con la cual se obtienen los mejores resultados aplicando esta técnica. Estas fibras son similares a las DSF, con la diferencia que tienen una dispersión baja pero no cero, con este tipo de fibras se logra abrir el espectro, o sea que aumenta la cantidad de portadoras que se pueden poner por longitud de onda. Mediante estas fibras se pueden crear enlaces a largas distancias (enlaces transoceánicos) y a altas velocidades (10 Gbit por longitud de onda). Las investigaciones enfocadas a crear dispositivos ópticos con posibilidad de conformar una red 100% óptica continúan. La intención es aprovechar aún más las bondades de las fibras ópticas. Uno de los logros en cuanto a este tema, es el amplificador de fibra dopada con erbio [3], el material de la fibra se contamina con partículas de erbio. Las fibras dopadas de erbio suelen ser de unos 1020 m, y pueden alcanzar ganancias de varias decenas de decibeles (dB) con una señal de bombeo de unos cuantos miliwatt. Hasta la llegada de los amplificadores de fibra dopada con erbio, no existía un dispositivo capaz de amplificar señales ópticas. El proceso para amplificar las señales que viajaban por la fibra óptica, consistía en realizar la conversión óptica a eléctrica, es decir, que se debía extraer la señal luminosa de la fibra, convertir esa información a señal eléctrica, llevar a cabo el proceso de regeneración y volver a convertir la información en señal luminosa para nuevamente inyectarla en la fibra. Por su parte, los amplificadores de fibra dopada con erbio, agrandan la señal sin necesidad de realizar conversiones ópticas a eléctricas, lo cual hace posible que se amplifiquen de manera simultánea todas las señales con diferentes longitudes de onda que viajen en el interior de la fibra. Otra de las tecnologías que se han implementado en la fibra óptica es el solitón. Los solitones ópticos son pulsos de luz que viajan libres de distorsión (evitando el fenómeno de dispersión cromática) sobre grandes longitudes de fibra óptica como consecuencia de un balance entre los efectos dispersivos y no lineales. Los sistemas de comunicaciones ópticas típicos que emplean transmisión por solitones se caracterizan por enlaces de fibra de gran distancia (L > 10.000 Km.) divididos en trayectos de longitud del orden de 50 Km. entre los cuales se sitúan amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA) con una ganancia tal que compensa las pérdidas del tramo de fibra previo. La gran aplicación de la técnica de

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INTRODUCCIÓN transmisión basada en solitones se encuentra en los sistemas de comunicaciones de gran capacidad y larga distancia, como por ejemplo los enlaces de fibra transoceánicos. Científicos del NTT (Nippon Telephone & Telegraph) de Japón han demostrado ya la transmisión libre de errores de una señal de 40 Gbit/s sobre 70.000 Km. de fibra, lo que confirma el gran potencial de esta técnica, especialmente si se combina con esquemas DWDM. La cantidad de información que transporta un enlace de fibra óptica es inmensa, un corte del enlace puede además de afectar la integridad de las comunicaciones, ocasionar grandes pérdidas al proveedor de los servicios y molestias a los usuarios (puede cortar las comunicaciones telefónicas entre dos usuarios inesperadamente). Este tipo de fallas en la fibra óptica se puede solucionar con la realización de empalmes en la fibra, restableciendo de esta forma el servicio perdido. Estos empalmes se deben realizar de forma correcta, debido a que un empalme mal realizado no soluciona el problema y continúan las molestias a los usuarios y las pérdidas al proveedor de servicios. Objetivo general: Analizar los métodos y los procedimientos de empalmes en la fibra óptica. Objetivos específicos: 1.

Realizar un análisis teórico-básico de las fibras ópticas y de los empalmes

realizados en estas. 2.

Analizar el comportamiento de los diferentes tipos de empalmadoras.

3.

Analizar los procedimientos de empalmes en Cuba y en Italia.

Hipótesis: ¿Tienen los mismos resultados los diferentes tipos de empalmadoras? ¿Son precisos los procedimientos utilizados para obtener un empalme con calidad?

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INTRODUCCIÓN Situación problémica: La diversidad de empalmadoras adquiridas por Cuba y la realización de los procedimientos establecidos. Interrogante científica: ¿Qué empalmadora obtiene los mejores resultados? Tareas: 1. Estudio de la fibra óptica y sus características fundamentales. 2. Estudio y análisis sobre los diferentes tipos de empalmes que existen. 3. Análisis de los resultados obtenidos con los diferentes tipos de empalmadoras. 4. Análisis de los procedimientos de empalmes en Cuba y en Italia. 5. Realizar el informe y defensa del trabajo.

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CAPÍTULO 1

CAPÍTULO 1. GENERALIDADES DE LA FIBRA ÓPTICA 1.1 Teoría de la luz. Modelo físico El comportamiento de la luz puede ser estudiado fundamentalmente por tres teorías: Teoría óptica de la luz Teoría electromagnética Teoría geométrica 1.1.1 Teoría óptica de la luz La óptica es la rama de la física que se ocupa del estudio de las propiedades de la luz y su propagación a través de diversos materiales. Los estudios sobre la óptica fueron la base fundamental para el surgimiento de la fibra ya que las propiedades descubiertas en la luz ofrecían la posibilidad de usarla en el campo de las telecomunicaciones. La luz se comporta como una partícula denominada fotón y tiene una energía E que se calcula E = hc/λ [4] y se expresa en Joule. El comportamiento de la luz como partícula explica como las fuentes generan luz y como los detectores son capaces de reconvertir la luz en energía eléctrica. 1.1.2 Teoría geométrica. Ley de Snell Cuando un rayo de luz incide sobre la superficie de separación de dos medios transparentes se divide en dos rayos, uno permanece en el medio por donde venía la luz y es el rayo reflejado, el otro penetra en el segundo medio y es el rayo refractado. La luz viaja dentro de un mismo material a una misma velocidad y en una dirección de propagación. Al llegar a la frontera entre un medio y otro (como ocurre en la fibra óptica) no solo cambia su velocidad, sino también la dirección de propagación. La ley de Snell [5] explica este fenómeno. De esta ley se deduce el ángulo límite o crítico [6] de una fibra (en dependencia de los materiales usados) que no es mas que el ángulo del rayo incidente para el cual, el rayo saliente no se propaga en el segundo medio, sino a lo largo de la frontera entre los dos medios. 6

CAPÍTULO 1 Otro aspecto teórico que debemos conocer es conocido como las Reflexiones de Fresnel que plantea: Cuando la luz se encuentra con un cambio en la densidad del material parte de la energía se refleja (hasta un 4%). La cantidad de luz reflejada depende de: - La magnitud del cambio de la densidad de los dos medios. - El ángulo de incidencia de la luz con la frontera de separación entre los dos medios. Cuando se va a realizar un empalme en la fibra para reducir las reflexiones de Fresnel se puede utilizar un material de adaptación óptica entre los extremos de las fibras. El material se elegirá de modo que iguale las propiedades ópticas de las fibras. Entre los materiales utilizados corrientemente figuran los geles de silicona, los adhesivos curables por rayos ultravioleta, las resinas epóxidas y las grasas ópticas. Estos aspectos teóricos tratados en este epígrafe son de gran incidencia e importancia en la fabricación y funcionamiento de las fibras ópticas. 1.1.3 Teoría electromagnética. Dispersión de Rayleigh El descubrimiento de las ondas electromagnéticas (OEM) [7] fue uno de los avances más importantes del siglo XIX. Maxwell postuló la existencia de las OEM y desarrolló las ecuaciones que explicaban el comportamiento de estas ondas lo que contribuyó a que posteriores estudios sobre este tema lograran aclarar el problema de la naturaleza de la luz. Uno de los estudios realizados a la naturaleza de la luz arrojó como resultado que esta podía desplazarse mediante una guía de onda debido a su comportamiento ondulatorio y poder aprovechar su velocidad de propagación en las comunicaciones como se realiza hoy en día. La dispersión de Rayleigh es la dispersión de la luz o cualquier otra radiación electromagnética por partículas mucho menores que la longitud de onda de los fotones

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CAPÍTULO 1 dispersados. Para que la luz sea dispersada, el tamaño de las partículas debe ser similar o menor que la longitud de onda. Esta en la fibra óptica es causada por: Diferencias en el diámetro del núcleo. La existencia de pequeñas partículas y zonas no homogéneas (impurezas), que provocan pequeñas variaciones del índice de refracción del núcleo. Presencia de burbujas o de elementos extraños en el proceso de fabricación, comparables con el tamaño de la longitud de onda. En principio puede ser eliminada totalmente. Existencia de no homogeneidad intrínseca que no pueden ser eliminados. Esto depende de las variaciones térmicas y consiste en fluctuaciones en la densidad del material a nivel molecular. La dispersión de Rayleigh es una de las causas de la atenuación en las fibras ópticas ya que cuando se envía un pulso de luz por la fibra, parte de la luz choca con unas partículas microscópicas y se dispersa en todas direcciones, esta es mayor cuanto menor es la longitud de onda del pulso. 1.2 Tipos de fibras Existen dos tipos de fibra [8] según la cantidad de modos de propagación que puedan transmitir: multimodo (MM). monomodo (SM). Sería bueno definir entonces que es un modo de propagación. Es cada una de las distintas posibilidades de propagación de la luz en el interior de una guía o fibra, o sea, las diferentes direcciones asociadas a todas las longitudes de onda hacen que la radiación de propagación se ordene de una cierta manera. Estas formas de propagación serán más diferenciadas y numerosas mientras mayor diámetro tenga el medio de propagación con relación a la longitud de onda. 8

CAPÍTULO 1 El modo de propagación depende de: Frecuencia de transmisión ( ), Diámetro del núcleo (d) Variación del índice de refracción (n), Apertura Numérica (A.N.) El diámetro del núcleo es una de las diferencias entre estos tipos de fibra, en las multimodo es de 50 – 62.5 micras, mientras en las monomodo de 8 – 10 micras, el revestimiento en ambas es hasta 125 micras. 1.2.1 Fibras multimodos Dentro de las fibras multimodos se encuentran las fibras multimodos de índice escalonado (SI) y las multimodos de índice gradual (GI). El perfil del índice de refracción es el índice de refracción a lo largo de un diámetro de fibra. Fibra multimodo de índice escalonado La fibra multimodo de índice escalonado permite el establecimiento de diferentes modos de propagación. Esto ocurre ya que el diámetro del núcleo es varias veces mayor que la longitud de onda (0.85 -1.5

m). El índice de refracción en el núcleo n1 y en el

revestimiento n2 es constante. El índice n1 es siempre mayor que n2 y como entre los dos índices se crea un salto se le denomina de índice en escalón. En este tipo de fibra hay un pequeño retardo entre los rayos que inciden paralelos al eje y aquellos que lo hacen con cierto ángulo, debido a la diferencia de distancia recorrida, provocando la deformación del pulso inicial. n2 = n1 (1 -

)

= (n1 - n2) / n1

En la frontera entre el núcleo y el revestimiento ocurre una reflexión total interna, el ángulo crítico en este caso será: sen

c

= n2 / n1 = 1-

c

= sen-1(1-

)

La diferencia de los índices de refracción de las fibras usadas en comunicaciones más común oscila entre 0.007 y 0.02.

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CAPÍTULO 1 Para una fibra SI, el número de modos conducido por la fibra es: N = 0.5 (

d AN)2 / ²

donde: d es el diámetro del núcleo de la fibra. PERFIL DEL ÍNDICE r n2

REVESTIMIENTO n2

n1

____________________________________ NÚCLEO n1 REVESTIMIENTO n2

PULSO DE ENTRADA

n n2

SEÑAL DE SALIDA

E

t

t

Fig. 1.1 Transmisión de la luz por el interior de una fibra óptica multimodo con índice escalonado. En la fibra SI se presentan dos tipos de rayos (Anexo 3): Meridionales y Oblicuos. Fibra multimodo de índice gradual [9] En esta fibra el índice de refracción va decreciendo gradualmente del eje del núcleo al exterior (ley de variación aproximadamente parabólica, en otras fibras es aproximadamente triangular), los rayos luminosos no son reflejados sino curvados según se aproximan al revestimiento. Los rayos que recorren un trayecto más largo permanecen más tiempo en la periferia de la fibra donde el índice de refracción es menor y por tanto la velocidad de propagación es mayor. Así los rayos que recorren más distancia se desplazan más rápidamente que los que cubren menor distancia, por tanto todos los rayos llegan casi al mismo tiempo al final del recorrido. Con esto se logra menor atenuación. Para una fibra de GI, el número de modos conducido por la fibra es: N = 0.25 ( dAN)2 / ². Las fibras multimodos se utilizan para distancias de hasta 20 Km. y no suelen emplearse con regenadores intermedios. Se usan típicamente para enlaces entre centrales y para redes de área local.

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CAPÍTULO 1 PERFIL DEL ÍNDICE r REVESTIMIENTO

n2

n2 n1 n1

REVESTIMIENTO

n

n2

n2

SEÑAL DE SALIDA

PULSO DE ENTRADA E

E

t

t

Fig.1.2 Transmisión de la luz por el interior de una fibra óptica multimodo con índice gradual 1.2.2 Fibras monomodo Propagación de pocos modos, normalmente de uno a ocho modos, lo que sucede normalmente es que estos modos se propagan de manera muy similar y es como si fuera uno solo. Esto se logra por la disminución considerable del diámetro del núcleo que hace que la luz se propague en un haz comprimido, evitando la dispersión modal. Es usada para cables locales, largas distancia y submarinos con posibilidad de Tx de cientos de Mbit/s y una distancia entre repetidores de hasta decenas de Km. PERFIL DEL ÍNDICE r n2 REVESTIMIENTO

n2 n1 NÚCLEO

n1 n

REVESTIMIENTO

n2

PULSO DE ENTRADA

n2

SEÑAL DE SALIDA

E

E

t

t

Fig.1.3. Transmisión de la luz por el interior de una fibra monomodo

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CAPÍTULO 1 Hay cuatro tipos de fibras ópticas monomodo estandarizadas por la UIT: 1. Fibra óptica Monomodo Estándar [10]:

= 1310 nm y

= 1550 nm.

Fibra monomodo cuya longitud de onda de dispersión nula está situada entorno a 1310 nm y que puede utilizarse en 1550 nm 2. Fibra óptica Monomodo con dispersión desplazada [11]. =1550 nm y

=1310 nm. Fibra monomodo cuya longitud de onda de dispersión nula

está situada entorno a 1550 nm y que puede utilizarse en 1310 nm. 3. Fibra óptica Monomodo con pérdida minimizada a 1550 nm [12]. 4. Fibra óptica monomodo con dispersión desplazada no nula [13]. Hay que señalar que en las fibras monomodo los problemas de empalme se encuentran principalmente en el pequeño diámetro del núcleo Dn = 10μm, esto exige contar con equipos y mecanismos de alineamiento de las fibras con una mayor precisión. Lo que significa que es más riguroso y complicado realizar empalmes en este tipo de fibra. 1.3 Parámetros de la fibra óptica Los parámetros de la fibra [14] son los que caracterizan y diferencian los diferentes tipos de fibra que puedan existir. Como parámetros tenemos los geométricos, los ópticos y los de transmisión (Anexo 4). Los geométricos son: el diámetro del núcleo y revestimiento, no circularidad y excentricidad del núcleo y el revestimiento. Como ópticos están: perfil del índice de refracción, apertura numérica y atenuación espectral. Ancho de banda y longitud de onda de corte son parámetros de transmisión. 1.3.1 Perfil del índice de refracción El perfil del índice de refracción es el índice de refracción a lo largo de un diámetro de fibra. La propagación en las fibras se realiza mediante un fenómeno de guías de ondas, constituido a base de dos índices de refracción n1 y n2 tal que n1 > n2, donde n1 es el perfil del índice del núcleo y n2 es el perfil del índice del revestimiento.

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CAPÍTULO 1 1.3.2 Apertura numérica La apertura numérica (AN) [15] es el valor del seno del ángulo con que incide la luz sobre la cara externa del núcleo de la fibra. A medida que aumenta la AN de la fibra, más eficiente será el acoplamiento del emisor y la fibra, pero un gran número de modos pueden propagarse por la fibra. 1.3.3 Atenuación espectral La atenuación espectral es las pérdidas en la FO en un rango de longitudes de ondas. Son varias las causas que provocan atenuaciones en una fibra óptica: Pérdidas por Absorción: Intrínseca y Extrínseca Pérdidas por Dispersión: Esparcimiento de Rayleigh, Raman y Brillouin Temporal: Modal Cromática: Material y Guíaonda Pérdidas por reflexión de Fresnel. Pérdidas por Microcurvaturas. Pérdidas por Flexiones o Curvaturas. Pérdidas por los Empalmes. Pérdidas por Conexión (conectores). En cuanto a las pérdidas por los empalmes se debe decir, primeramente, que lo empalmes vienen al resolver el problema de unir dos fibras, se utilizan para realizar algunas derivaciones que son necesarias para la expansión de la red o sea que son acciones necesarias. Estas pérdidas en los empalmes se trata que sean lo menor posible y deben cumplir con los valores mínimos de acuerdo a las normativas de cada fabricante.

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CAPÍTULO 1 1.3.4 Ancho de Banda El Ancho de Banda es la capacidad de respuesta en frecuencia hasta el punto donde la señal de salida baja a -3dB con respecto al máximo. Este está relacionado con: la dispersión modal, la dispersión cromática, el perfil del índice y con las microdesviaciones de la fibra con el uso e instalación.

Fig. 1.4 Ancho de banda 1.3.5 Longitud de onda de corte La longitud de onda de corte es la longitud de onda que define la operación de la fibra en régimen MM o SM y depende de: diseño de la fibra y estructura del cable. Si se opera a una s

<

c

el comportamiento de la FO será multimodo ya que se permitirá la propagación de

un segundo modo de orden superior y aumentaría la dispersión modal y por tanto la atenuación. Si para la sección de cable más corta (conexión con fuentes y detectores, puentes de interconexiones) se cumple que: de la FO en cada sección del cable. La

s>

c se

asegura el comportamiento unimodal

c de una fibra SM, es afectado por cualquier

flexión inducida en la fibra, tal como puede ocurrir en el proceso de cableado. Si c es muy baja, esta flexión puede producir una atenuación extra en valores de longitud de onda mayor que 1300 nm. 1.4 Cables de fibras ópticas Para poder utilizar fibras ópticas en forma práctica, estas deben ser protegidas contra esfuerzos mecánicos, humedad y otros factores que afecten su desempeño. Para ello se les

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CAPÍTULO 1 proporciona una estructura protectora, formando así, lo que conocemos como cable óptico. Dicha estructura de cables ópticos variará dependiendo de si el cable será instalado en ductos subterráneos, enterrado directamente, suspendido en postes, sumergido en agua, etc. El propósito básico de la construcción del cable de fibra óptica es el mismo; mantener estables la transmisión y las propiedades de rigidez mecánica durante el proceso de manufactura, instalación y operación. Entre los cables de fibra óptica [16] podemos encontrarnos con los cables para largas distancias. La mayor aplicación de estos cables es en la transmisión telefónica para enlaces mayores de 2 Km. Según sus características pueden ser: cables con estructuras rígidas o adheridas (Tight). cables con estructuras sueltas u holgadas (loose). cables de cintas.

Fig. 1.5 Cable de fibra óptica La estructura del cable de fibra óptica es la siguiente: Protección de la fibra (recubrimiento primario y secundario, minitubo).

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CAPÍTULO 1 Elemento central. Organización de los minitubos. Elementos de refuerzo. Cubierta del cable. 1.4.1 Parámetros importantes para escoger la estructura y los elementos que forman un cable de fibra óptica Esfuerzo máximo permitido en la fibra durante su fabricación, instalación y servicio: Este parámetro determina la fuerza de ruptura de la fibra y la fuerza requerida para el miembro de tensión. Fuerza lateral dinámica y estática máxima ejercida sobre la fibra: Determina la configuración del cable y el límite de tolerancia de microcurvaturas. Flexibilidad: Para lograr una mayor flexibilidad se colocan las fibras en forma helicoidal. Depende del tipo de miembro de tensión y su estructura Rango de temperatura y medio donde va a operar el cable: Determina los materiales a utilizar, tomando en cuenta el coeficiente de expansión térmica y su cambio en dimensiones por la humedad. 1.4.2 Elementos del cable óptico Cubierta primaria: Consiste en una pintura que se aplica encima del recubrimiento de la fibra y protege contra la humedad y le proporciona flexibilidad al cable. Cubierta secundaria: Es para la protección contra esfuerzos mecánicos y puede ser de dos tipos, holgada o adherida [17]. Para la primera, la protección en los extremos no es la mejor mientras que si es buena en la adherida.

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CAPÍTULO 1 Miembros de tensión: Proporcionar un elemento que absorba las cargas longitudinales (axiales) del cable óptico durante la instalación de modo que las fibras no sean fraccionadas. Barrera contra la humedad: se usa jalea de petrolato (jelly), es repelente al agua, se aplica como relleno en el tubo holgado y como relleno en los espacios que dejan libres los elementos del cable. También se usan cintas metálicas de aluminio (en ocasiones acero) recubiertas con polietileno a manera de pantalla longitudinal, las cuales forman un sello hermético, esta técnica recibe el nombre de LAPK. Cubiertas del Cable: Proteger las fibras y demás elementos del cable de impactos, fricción y elementos corrosivos. Materiales usados: polietileno (PE), cloruro de polivinilo (PVC), poliuretano. Armadura: Proteger contra daños mecánicos, roedores y termitas. El metal más usado es el acero y también se utiliza el aluminio. Para la protección contra roedores específicamente lo que se usa son cintas de acero corrugado. Componentes de Amortiguamiento y Rellenos: Contribuyen al armado y resistencia del cable como barrera térmica. 1.4.3 Estructura básica de los cables ópticos Con elemento central de tensión: Miembro de tensión colocado en el centro del cable y alrededor de él se colocan las fibras con cubiertas secundarias en forma helicoidal, rellenándose los espacios libres con Jelly. El conjunto se reúne en una cinta de Mylar (mantener en su lugar a las fibras y servir de barrera térmica), formándose así el núcleo del cable. Esta estructura es ventajosa ya que se obtienen cables de dimensiones reducidas y con buena flexibilidad. Estructura de Núcleo Ranurado: Incorpora al elemento central de tensión una cubierta plástica con ranuras en la periferia (de 6 a 12 ranuras) que van en forma helicoidal. En estas ranuras se alojan las fibras que pueden ir con cubierta secundaria de tubos adheridos, o bien

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CAPÍTULO 1 únicamente con cubierta primaria. En cada ranura puede ir más de una fibra. Las ranuras no llenadas con fibras se rellenan de Jelly. En este caso los cables poseen dimensiones mayores que con el elemento central. Con elemento de tensión exterior: Emplea un elemento de tensión externo, el cual, envuelve a las fibras. Las fibras pueden ir nada más con cubierta primaria o con secundaria de tubo adherido. 1.4.4 Fabricación del cable Para la fabricación del cable se parte de la fibra con la protección primaria y se procede a protegerla con la protección secundaria. El equipo para esta protección permite la aplicación de material termoplástico adecuado sin provocar degradación de las características ópticas de la fibra. Si este proceso no se realiza con un equipamiento adecuado se producen grandes cambios en las características de transmisión de la fibra. En la fabricación de los cables se tiene en cuenta el entorno para el cual será aplicado: Cable para Interior: Se usan materiales de baja flamabilidad y baja resistencia a fluidos. Cable para Exterior: Se usan materiales resistentes al agua y estos no requieren de baja flamabilidad. Cable universal: Lo mismo para interior que para exterior por lo cual debe combinar las características de los anteriores. El corte y la preparación del cable es uno de los pasos a seguir en el proceso de empalme en la fibra. En el caso de cables rellenos de un fluido gelatinoso, deberá eliminarse mecánicamente de las fibras ese fluido hidrófugo utilizando tejido de papel sin hilachas o trapos de algodón. Se pueden utilizar los disolventes comerciales disponibles para ayudar en esta limpieza. Habrá que actuar con cuidado para que el material matriz de las cintas y los recubrimientos de las fibras no sufran ningún daño de tipo mecánico o químico. Después de fabricar el cable se hacen una serie de pruebas para comprobar la calidad de la confección: 18

CAPÍTULO 1 Prueba de tensión. Prueba de comprensión. Prueba de impacto. Prueba de Doblado o Flexión Cíclica. Prueba de Torsión. Otras pruebas que no deben dejar de realizarse son las térmicas y las ambientales, las cuales verifican la eficacia de la fibra ante distintas temperaturas y la fiabilidad de esta ante la humedad y otros factores atmosféricos. Es importante conocer que un cable de fibra óptica soporta una carga de 150 a 300 Kg. Una vez superado este límite se puede provocar la rotura inmediata de la fibra; o provocar una carga residual, que solo después de un cierto período de tiempo, más o menos largo, se hace evidente. Tipos de cables de fibras ópticas CABLE 1X02 FO MM 62,5/125 EXTERIOR CABLE 1X04 FO MM 62,5/125 EXTERIOR CABLE 1X02 FO MM 62,5/125 EXTERIOR CABLE 1X12 FO MM 62,5/125 EXTERIOR,

Estructura POLIETILENO, A.CORRUGADO, POLIETILENO, A.CORRUGADO, F.VIDRIO REFORZADA, POLIETILENO. F.VIDRIO REFORZADA, POLIETILENO.

Precios 1,90 €

CABLE 1X02 FO SM 9/125 EXTERIOR,

F.VIDRIO REFORZADA, POLIETILENO. FIBRA DE VIDRIO, POLIETILENO. FIBRA DE VIDRIO, POLIETILENO. FIBRA DE VIDRIO,

0,95 €

CABLE 1X08 FO SM 9/125 EXTERIOR, CABLE 1X16 FO SM 9/125 EXTERIOR, CABLE 1X24 FO SM 9/125 EXTERIOR,

2,10 € 1,10 € 2,25 €

1,05 € 1,25 € 1,45 €

Tabla. 1.1 Precios de algunos cables de fibras ópticas para dos metros de cable [18].

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CAPÍTULO 1 Los principales fabricantes de cables de fibra óptica son: LUCENT

ALCATEL

TELECO CAVY

CORNING

PIRELLIS

ERICSSON

TRATOS

MERCURY

Fig. 1.6 Cables de fibra óptica fabricados por PIRELLIS 1.5 Tipos de conectores Los conectores [19] de fibra óptica (Anexo 5) permiten unir los extremos de dos fibras ópticas o unir un cable de fibra a un equipo. Dicha unión no es permanente, sino que puede abrirse y cerrarse varias veces. Los conectores ópticos son necesarios en los puntos de la red en los que se requiere flexibilidad en su configuración. Existe una gran variedad de conectores que se diferencian por sus aplicaciones o simplemente por su diseño. Algunos de los conectores existentes son: Conector tipo ST (Fig. 1 Anexo 5). Conector tipo SC (Fig. 2 Anexo 5). Conector tipo FC (Fig. 3 Anexo 5).

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CAPÍTULO 1 Conector tipo LC (Fig. 4 Anexo 5). Conector tipo MTRJ (Fig. 5 Anexo 5). Conector tipo SMA905 y SMA906. Conector tipo D4. Conector tipo FC /PC (contacto físico). Conectores con excentricidad ajustable. Conector tipo Euro2000 (Fig. 6 Anexo 5). Conector Optoclip. Conector tipo DIN. (Fig. 7 Anexo 5) Como se dijo anteriormente, los conectores se utilizan en lugares donde es necesario conectar y desconectar con frecuencia, contrario a la mayoría de los empalmes que se realizan de manera fija y que presentan una menor atenuación que los conectores por lo que son más fiables para un mejor rendimiento de la red.

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CAPÍTULO 2

CAPÍTULO 2. EMPALMES EN LA FIBRA ÓPTICA Las características de una fibra y de un cable de fibra óptica, hacen que se tenga particular atención durante su tratamiento. De hecho es necesario predisponer una serie de infraestructuras y accesorios que faciliten los trabajos a realizar, siempre en busca de preservar la integridad del cable durante toda la operación. Los empalmes ópticos vienen a resolver el problema de unir dos fibras ópticas, pero hay que tener gran responsabilidad y cuidado a la hora de realizar estos empalmes [20] para que la fibra no sufra modificaciones muy bruscas que impidan su correcto funcionamiento. 2.1 Variantes de empalmes Los empalmes constituyen puntos críticos de la red de fibra óptica porque influyen mucho no sólo en la calidad de los enlaces sino también en la duración de los mismos. De hecho, el empalme garantiza la estabilidad y alta calidad de funcionamiento a lo largo del tiempo. Se suele decir que un empalme es de alta calidad cuando “la pérdida que se produce en él es reducida y su resistencia a la tracción se acerca al nivel de prueba de la fibra”. Los empalmes deberán ser estables durante la vida útil para la que se ha diseñado el sistema en las condiciones ambientales previstas. La colocación de los empalmes en las cajas de protección de empalme asegura una buena protección del mismo. En la caja de empalme se aplica una cinta selladora en la zona de entrada del cable, se cierran las entradas de cable que queden libres con un tapón envuelto en cinta selladora igual que los cables. Todas estas acciones se realizan para proteger los empalmes de humedad o de cualquier otro fenómeno ambiental que pueda provocar daños en el trabajo realizado. Las pérdidas en los empalmes pueden contribuir en forma considerable con el balance de potencia del sistema (menor alcance). Los empalmes deben ser económicos, confiables y de calidad. Las pérdidas se clasifican en intrínsecas (como por ejemplo homogeneidad y composición de la fibra) que son las pérdidas debido al proceso de fabricación de la fibra, y extrínsecas (como por ejemplo proceso de empalme, desalineación) que son las pérdidas que se producen debido a la manipulación y trabajo con la fibra. Los factores claves en empalmes sobre el terreno son: pérdidas por inserción, resistencia mecánica y estabilidad térmica.

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CAPÍTULO 2 En la actualidad se pueden utilizar dos tecnologías fundamentales para empalmar fibras ópticas de cristal [21]: Empalme mecánico. Empalme por fusión. La elección de una y otra depende de la calidad de funcionamiento esperada y de consideraciones relativas a la instalación y el mantenimiento. Los empalmes se diseñan de modo que permitan conexiones permanentes. Ambos métodos permiten realizar una unión, eficiente de los dos extremos de las fibras. La atenuación en el punto de empalme debe estar por debajo de los valores máximos de acuerdo a las normativas de cada operadora o cliente. Para realizar cualquier tipo de empalme es necesario preparar bien la fibra para que presente las mejores condiciones, las fibras deben estar limpias, deben estar bien cortadas y bien peladas. Para esta preparación es necesaria la utilización de una serie de herramientas para facilitar el trabajo. La mayor parte de estas herramientas son (Anexo 6): Pinza Pelafibra (Patch- Cord), Corta Tubos Buffer, Abre Cable, Corta Fibra o cortadora, Tijeras, Cinta Métrica, Pinza de Corte. El Corta Fibra o cortadora es una de las herramientas más importantes porque de la calidad del corte que tenga la fibra dependerá en gran medida la calidad del empalme. El corte debe ser lo más liso posible y deben quedar con un ángulo lo más recto posible con respecto al cable de fibra. Aquí podemos decir que Fujikura es un gran productor con cortadoras en el mercado como: CT-30A y CT-02. (Anexo 7) 2.1.1 Empalmes mecánicos Las técnicas de empalmes mecánicos [22], que fueron las primeras en ser desarrolladas, prevén el alojamiento de las fibras en un oportuno elemento mecánico, que realiza el alineamiento y su sucesivo bloqueo mediante elementos de retención particulares; luego se deposita entre las fibras un elemento adaptador de índices y al final se protege todo con un contenedor protector.

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CAPÍTULO 2

Fig. 2.1 Empalme mecánico La alineación de las fibras se consigue de distintas formas: canaletas en “V”, barretas, tubitos, cilindros de precisión; es muy importante que las fibras estén en perfecto contacto con las superficies de alineación, de modo tal que no se produzca desalineación. Para esto se provee de un elemento retensivo que puede ser realizado con adhesivos, elementos eléctricos, cubiertas con bloques. Como adaptadores de índices se usan resinas siliconadas, adhesivos ultravioleta (UV), gasas ópticas; además de reducir las pérdidas por reflexión, permiten compensar pequeñas desalineaciones producidas por la rugosidad e irregularidad de las superficies de apoyo de la fibra. Para proteger el empalme mecánico de los factores ambientales y conferirle cierta resistencia a la tracción, se le aloja generalmente en un contenedor protectivo (plástico o metálico). Este último le da al empalme robusteza mecánica y facilidad de manipulación. A continuación se presentan algunos de los empalmes mecánicos que se obtienen en el mercado y se describen de algunos, su principio de funcionamiento y sus prestaciones. En primer lugar se tiene el empalme mecánico temporal “Springroove”, estudiado y realizado en Italia por los laboratorios “CSELT”, está compuesto por un soporte que contiene dos cilindros de precisión, que constituyen el sistema de guías de la fibra, más un elemento elástico que permite mantener en posesión los extremos de las fibras. La principal ventaja de este empalme es que puede ser realizado sin la utilización de instrumentos ópticos o mecánicos, ya que sólo hay que insertar, manualmente, entre las dos canaletas la fibra, una 24

CAPÍTULO 2 vez retirados de sus revestimientos primarios y secundarios. A esto falta agregarle el adaptador de índices. Las pérdidas por conexión son extremadamente bajas, 0.05 dB para fibra multimodo. Este puede ser utilizado también con elemento de acoplamiento fijo o móvil, durante pruebas de laboratorio y mediciones en obra. Otro ejemplo de cómo obtener unas canaletas en “V” de alta precisión, es provisto por el empalme mecánico elastomérico desarrollado por GTE. Constituido externamente de un tubito de vidrio premoldeado, contiene en la parte central dos inserciones en material elástico (llamadas elastómeros) que superpuestas presentan una sección hexagonal, la inserción inferior presenta una canaleta en V obtenida por medio del láser. Las fibras se acomodan en las canaletas por medio premoldeados que favorecen la inserción y la guía. También en este caso la ejecución del empalme es muy simple, ya que sólo se debe enhebrar la fibra una vez que se han quitado los revestimientos. No es necesario agregar adaptadores de índice ya que viene predispuesto en el interior de las inserciones elastoméricas. Las pérdidas de tales empalmes pueden variar entre 0.10 y 0.20 dB dependiendo si se trata de fibra multimodo o monomodo. El empalme GTE puede ser utilizado temporalmente, pudiendo ser reutilizado una decena de veces o permanentemente insertando en un contenedor protectivo. Un empalme mecánico casi completamente metálico es aquel comercializado por Mekconlite. Este está compuesto de un cuerpo central cilíndrico donde está hecha la canaleta en “V”, de una barra elástica para favorecer la alineación y de un sistema de bloqueo y anillo. En las extremidades del cuerpo central se alojan dos elementos de la retención, con núcleo en material plástico, que permiten el bloqueo de las dos fibras a empalmar. Para poder efectuar el empalme se deben aflojar los dos elementos de retención y desbloquear el anillo, se procede entonces a la inserción de la primera fibra, sin su revestimiento, en el agujero pasante y después en el surco central, ajustando por último el elemento de retención. Se prepara de forma análoga la segunda fibra, hasta que hace contacto con la primera fibra, manteniendo las fibras en contacto se corre el anillo a la posición de bloqueo y por último se cierra el segundo elemento de retención. Es buena práctica agregar preventivamente en el surco el líquido adaptador de índices. Con estos empalmes es posible obtener empalmes con valores de atenuación en el orden de los 0.2 dB 25

CAPÍTULO 2 para fibra multimodo y de 0.4 dB para fibra monomodo. El empalme Mekconlite, estructuralmente robusto, se utiliza casi exclusivamente para conexiones temporarias, también gracias a su completa reutilización la SIP lo ha escogido para ser utilizado en casos de intervenciones de emergencia. El empalme mecánico autocentrante, desarrollado por Norland está compuesto por un tubito de vidrio en cuyo interior se encuentran alojados los elementos de alineación y los embudos tanto para la inserción de la fibra como para la inyección del pegamento a través de luz ultravioleta. El elemento de alineación está formado por cuatro cilindros de vidrio soldados entre sí y ligeramente plegados en sus extremidades. De esta manera se tienen cuatro cámaras en V. Cuando se insertan las fibras, los pliegues la comprimen contra la ranura obteniendo así una óptima alineación. Luego se bloquean las fibras inyectando el adhesivo y haciéndolo polimerizar con una lámpara ultravioleta. La pérdida de este tipo de empalmes varía entre 0.2 y 0.3 dB. Los empalmes mecánicos a tubitos representan la solución más simple e inmediata para obtener una conexión permanente. Esta técnica se basa en el uso de tubitos generalmente de vidrio cuyo diámetro interno debe ser lo más preciso posible, para conseguir el correcto alineamiento de las dos fibras. En la mitad del tubito se ve un agujero que permite la inyección del adhesivo, que le da una buena resistencia mecánica y la adaptación de los índices de refracción. La protección final es asegurada con un termocontraíble. Una variante a este método, que permite minimizar el juego de la fibra, es el uso de un tubito de pirex, cuyo punto de fusión es más bajo que el del silicio. El calentamiento del tubito provoca que se adhiera a la primera fibra, insertando luego la segunda fibra y bloqueando la conexión con el adhesivo adaptador de índices. Los valores de atenuación que se consiguen con estos tipos de empalmes son bastante elevados: 0.3 dB para fibra multimodo y 0.5 para fibras monomodo. En el mercado se encuentran disponibles empalmes mecánicos del tipo múltiple, los cuales permiten realizar el empalme de más de una fibra contemporáneamente. Como técnica se utiliza generalmente aquella de surcos paralelos, realizados sobre superficies de sustratos

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CAPÍTULO 2 plásticos elaborados con alta precisión. Los dos grupos de fibras, luego de la correspondiente preparación, se enhebran en las hendiduras de prealineamiento y luego empujadas en los surcos hasta el contacto recíproco. Una cobertura pegada o encastrada le provee de cierta robustez a mecánica. Las pérdidas rondan los 0.2 dB para fibras multimodo y 0.5dB para monomodo. 2.1.2 Empalmes por fusión La técnica de empalme mediante fusión [23] es seguramente la más utilizada tanto para empalmar fibras multimodo como monomodo. Existen diferentes métodos para obtener un empalme por fusión de fibras o cintas de fibras. En la actualidad, la fusión por arco eléctrico es el método más utilizado para hacer en el terreno empalmes fiables de fibras ópticas ya sean simples o en masa. Esta consiste en calentar las dos extremidades a unir hasta el punto de fusión, realizando, al mismo tiempo, una ligera presión axial sobre las dos fibras hasta obtener la fusión. Esto permite obtener la continuidad del medio transmisivo en el punto de empalme.

Fig. 2.2 Empalmes por fusión Las virtudes principales de los empalmes obtenidos a fusión son: ausencia de elementos mecánicos en el punto de fusión que molestan y son objeto de fragilidad; perfecta adaptación del índice de refracción; independencia entre las características transmisivas y los cambios térmicos y mecánicos; bajísimos valores de atenuación [24].

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CAPÍTULO 2 La temperatura necesaria para obtener la fusión son de alrededor de los 2000°C. Tales valores pueden ser obtenidos por medio de una descarga con un arco formado por dos electrodos de tungsteno (método más común), o con llama debido a la combustión de dos gases, o también con láser. En las máquinas empalmadoras con arco eléctrico, se tienen valores típicos de tensión aplicada de entre 3000 y 7000 V, con corrientes en el orden de 10-20 mA. Las empalmadoras para fibras ópticas hoy en el mercado, prevén el alojamiento del sistema de alineación en la misma máquina. Esto permite tener personal sólo en el lugar del empalme. Estas máquinas se distinguen en LID (Local Injection and Detection) que realiza el alineamiento de la fibra automáticamente mediante la optimización de la potencia transmitida y PAS (Profile Alignement System) que realiza este alineamiento geométricamente. En próximos epígrafes se abordará con mayor énfasis el tema de las empalmadoras y los métodos que utilizan para la alineación de la fibra y la evaluación de la atenuación del empalme. Las máquinas preparadas para empalmar fibras a fusión comprenden: un dispositivo de alta tensión provisto de electrodos para generar el arco, soportes para el posicionamiento y bloqueo de las fibras, sistema de alineamiento recíproco de las dos fibras realizado a través de movimientos micrométricos, obtenidos manualmente con la ayuda de un microscopio o automáticamente a través de los sistemas LID y PAS. El procedimiento para la ejecución de los empalmes consta de las operaciones siguientes: preparación del cable de fibra (cortarlo, pelarlo); acomodarlo en los casetes; preparación de los extremos de las fibras y su alineación; prefusión; fusión; retiro y protección de empalme. La preparación de los extremos de las fibras comprende dos pasos: el retiro del revestimiento y el corte de la punta. El quitado de los revestimientos, primario y secundario, se puede hacer mecánica o químicamente; el segundo método es preferible sobre todo para el revestimiento primario porque no provoca estrés a la fibra. El corte de la fibra debe ser muy preciso, en cuanto de eso depende el resultado del empalme. Es necesario que la punta sea lo más perpendicular posible al eje de la fibra y que no presente

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CAPÍTULO 2 irregularidades superficiales (cortes, rugosidad, restos). El corte puede ser realizado manualmente mediante la incisión de la fibra con una hoja cerámica y posterior pliegue o automáticamente con máquinas cortadoras. Las fibras así preparadas se ponen en los soportes de la empalmadora para poder proceder con alineación de las mismas. En el caso de las fibras multimodo el sistema de alineación está constituido por zócalos en forma de V de precisión, provisto de un micromanipulador para el movimiento axial. Como referencia se utiliza el revestimiento de las dos fibras. En el caso de fibras monomodo el sistema es más complejo, permitiendo micromovimientos sobre los tres ejes ortogonales de las fibras; éste puede ser tanto manual como automático. La alineación manual de fibras monomodo se obtiene mediante un sistema visual y un sistema manipulador. La parte visual comprende, en general, un microscopio, con un centenar de aumentos, que permite observar la fibra sobre dos planos perpendiculares. El sistema de manipulación permite un solo movimiento, axial, para la fibra usada como referencia, mientras que permite tres movimientos (axial, longitudinal y transversal) para la segunda fibra. Los movimientos se obtienen con trasladadores micrométricos de precisión, con resolución de al menos 0.1 micrómetros. La alineación automática de las fibras monomodo permite reducir notablemente las pérdidas externas al empalme, debidas al desalineamiento angular y transversal. Este se basa en el alineamiento activo de los núcleos de las fibras, utilizando el sistema LID o PAS. Para obtener la alineación existen muchas técnicas; algunas prevén la inyección y relevo de la señal en los extremos lejanos de la fibra a empalmar; otros la realizan en la misma empalmadora; y otras lo hacen parte en la empalmadora como en los extremos lejanos. La operación de prefusión consiste en una descarga de intensidad y duración breve que permite limpiar los extremos de las fibras. Esta permite eliminar partículas de vidrio, polvo, imperfecciones superficiales que, interpolando aire en el momento de la fusión podrían determinar un mal resultado del empalme. La fusión consiste en el calentamiento de los extremos de las dos fibras hasta obtener el empalme. Antes de la fusión, las fibras son alineadas y se pueden encontrar en contacto o

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CAPÍTULO 2 con una separación de algunos micrones; en cambio, durante el arco se empujan una contra la otra, para compensar la reducción de la sección transversal en la zona de fusión. Toda la operación la desarrolla de manera automática la máquina empalmadora. Los parámetros típicos de la fusión, corriente y duración del arco, compenetración de las dos fibras, deben ser seleccionados de modo adecuado a las características de las fibras a empalmar, con el fin de optimizar la atenuación y la robusteza mecánica del empalme. Para no degradar tales características es buena norma no realizar sobre la fibra un segundo arco. Actualmente se encuentran disponibles en el mercado las empalmadoras a fusión múltiple, las cuales permiten la fusión simultánea de más de dos fibras (hasta un máximo de 10-12) con un solo arco eléctrico. Con aparición de cables de alta potencialidad, tales máquinas resultan indispensables para minimizar los tiempos de empalme. Una vez obtenida la fusión, el empalme debe ser extraído de la máquina e, inmediatamente después, protegido. La protección debe proveer tanto la reconstrucción de revestimiento primario, para no exponer la fibra a la humedad, como la robusteza mecánica del empalme mismo [25]. Durante estas operaciones se debe evitar absolutamente tocar con las manos la zona descubierta, para no dejar restos de sudor, grasa o polvo sobre el empalme. Los sistemas de protección del empalme, actualmente en comercio, pueden ser de tres tipos: en frío, a calor y mediante una protección ultravioleta. En el primer caso el empalme se aloja en una sede, metálica o plástica, que contiene una resina siliconada o bituminosa repelente al agua y la humedad; tal protección se aplica al empalme obtenido. En el segundo caso, la fibra se enhebra en un tubito termocontraíble reforzado con una barreta de acero un vidrio; tal elemento protector debe ser enhebrado en una de las dos fibras a empalmar, para luego ser deslizado sobre la zona del empalme. En el tercer caso se le coloca a la fibra un tubo de diámetro superior, al que se le inyecta un gel sensible a la luz ultravioleta y luego se le aplica dicha luz, la fibra en este caso no pierde flexibilidad. En Cuba la protección que se utiliza es la del tubito termocontraíble. Los protectores pueden ser, por ejemplo, manguitos termorretractables, mordaza bivalva protectores o encapsuladores recubridores de fibras. Los protectores de empalmes por fusión monofibras deberán poder aceptar fibras recubiertas con un diámetro de 250

m

30

CAPÍTULO 2 (nominal), fibras con tubos protectores apretados de 900

m de diámetro (nominal) o

combinaciones de 250 m/900 m. Normalmente se necesitan herramientas o equipos para instalar o fabricar estos protectores. Los protectores se diseñarán de manera que sirvan para aplicaciones aéreas, subterráneas o enterradas y el fabricante deberá dar información sobre la compatibilidad con las bandejas organizadoras de empalmes y sobre las herramientas o equipos necesarios para su aplicación. En particular, deberá dar información sobre las longitudes mínimas/máximas de fibra desnuda que acogerá el protector y sobre las dimensiones de almacenamiento del protector completo (longitud, anchura y altura), así como detalles relativos a su aplicación. En el caso de protectores del tipo manguito termorretractable, el fabricante habrá de especificar el tiempo y la temperatura necesarios para completar la termorretracción, lo que se tendrá en cuenta al ajustar los valores de funcionamiento del horno. La función del elemento de tracción, si está presente, consiste en mejorar la resistencia mecánica del empalme sin afectarle, tanto desde el punto de vista óptico como mecánico. Deberá ser recto y carecer de rebarbas y bordes agudos. Durante el enfriamiento, habrá que tratar de evitar las deformaciones que provocan atenuación debido a la curvatura. En el caso de los protectores llenos de resina curable por rayos ultravioletas, el fabricante habrá de especificar la energía total (tiempo de exposición y potencia) aplicada por la lámpara de rayos ultravioleta. Los empalmes pueden presentar algunos defectos en dependencia de la habilidad y cuidado que se tenga en el momento de realizar un empalme. Entre estos defectos tenemos (Anexo 8): presencia de polvo e impurezas en las puntas, excesiva distancia entre las puntas, excesivo acercamiento de las puntas y desalineamiento entre las fibras. 2.2 Tipos de empalmadoras Las empalmadoras son los equipos encargados de realizar el empalme por fusión, dependiendo en buena medida la calidad de los empalmes de estos equipos. Estos empalmes se realizan mediante la unión por medio de la fusión debido a la aplicación de un arco eléctrico que funde ambas fibras ópticas en sus extremos. Aunque el costo inicial del

31

CAPÍTULO 2 equipo para fusión es considerablemente elevado, el resultado de los materiales consumibles para realizar los empalmes por fusión es muy bajo y el resultado del empalme de fusión es considerablemente superior al obtenido mediante los empalmes mecánicos. Dentro de las empalmadoras de fusión hay dos tipos de ellas: LID PAS Las empalmadoras con sistema LID (Local Inject and Detect System) ó Sistema de Inyección y Detección (de luz) en forma Local, consiste en introducir luz en una fibra y verificar la recepción en la otra (de las que se van a empalmar). En muchas ocasiones se adiciona a este sistema un sistema de posicionamiento de las fibras lo que permite realizar los empalmes en forma más eficiente y con una calidad consistentemente buena. Las empalmadoras que tienen el sistema LID, teóricamente proporcionan los empalmes más consistentes de todas las formas de empalme en un rango promedio de 0.05 dB en forma confiable cuando la concentricidad de los núcleos de las fibras es el principal problema a resolver. Las empalmadoras con sistemas PAS (Profile Alingment System) consisten en realizar el alineamiento de la fibra de forma geométrica, son muy confiables, teóricamente ocupando el segundo lugar en confiabilidad ya que son afectadas por la concentricidad de las fibras. Cabe mencionar que cualquier tipo de empalme por fusión tiene mejor desempeño que los empalmes de tipo mecánico. Los costos de los equipos y las interfases para fibra óptica en la actualidad permanecen con precios mayores que los que se utilizan para el cobre. Esto se debe parcialmente a la limitada producción de los componentes de fibra óptica debido a la gran capacidad de transmisión. Esta situación se está revirtiendo en forma acelerada en los últimos tiempos debido a que existe la tendencia de llevar las señales mediante cables de fibra óptica hasta el usuario. Uno de los mayores productores de empalmadoras es Fujikura [26] con una gran cantidad de producciones en el mercado. Se pueden mencionar algunas como: FSM-11S, FSM-17S, FSM-40S [27], FSM-50S, FSM-60S y FSM-70S.

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CAPÍTULO 2 FSM-11S: denominada SpliceMate, permite realizar empalmes de fusión de fibras monomodo, multimodo, así como en fibras especiales. Permite obtener empalmes de pérdidas típicas inferiores a 0.05dB en fibras monomodo y 0.02dB en fibra multimodo. El monitor LCD color es de 3.5 pulgadas con dos posiciones. La alineación se realiza de forma automática sobre el núcleo de la fibra en 15 segundos para monomodo. Incluye la función de calibrado automático del arco de empalme. Actualmente es la empalmadora más pequeña del mercado con un peso de 810 gr. incluida la batería. Sus dimensiones son 110 x 80 x 100 mm. Se suministra con maleta de transporte. FSM-17S: permite realizar empalmes de fusión de fibras monomodo, multimodo, así como en fibras especiales. Permite obtener empalmes de pérdidas típicas inferiores a 0.05dB en fibras monomodo y 0.02dB en fibra multimodo. El monitor LCD color es de 5.6 pulgadas. La alineación se realiza de forma automática sobre el núcleo de la fibra en 11 segundos para monomodo. Incluye la función de calibrado automático del arco de empalme. Tiene un peso de 2.6 Kg. y unas dimensiones de 150 x 150 x 150 mm. Se suministra con maleta de transporte. FSM-50S: permite realizar empalmes de fusión de fibras monomodo, multimodo, así como en fibras especiales identificándolas automáticamente. Permite obtener empalmes de pérdidas típicas inferiores a 0.02dB en fibras monomodo y de 0.01dB en fibra multimodo. El monitor LCD color es de 5.6 pulgadas con múltiples posiciones. La alineación se realiza de forma automática sobre el núcleo de la fibra en 9 segundos en monomodo. Incluye la función de calibrado automático del arco de empalme. Tiene un peso de 2.8 Kg. y unas dimensiones de 150 x 150 x 150 mm. Se suministra con maleta de transporte. También se pueden encontrar en el mercado con las empalmadoras X76, X77, la FSU 975 de la ERICSSON que es otro de los fabricantes de empalmadoras, la RSU12 y la RSU8(Anexo 9), la FUJI STEREO 2TRACKS (2 pistas) y una de las más recientes en el mercado es la FastCat Type39 de la Sumitomo Electric .

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CAPÍTULO 2

Empalmadoras Descripción FSM-18S

Horno

Precio

de contracción,

transformador-cargador

de 7.000,00 €

batería, maleta de transporte, cable de corriente AC, pareja

de

electrodos,

soporte

enfriamiento

de

termorretáctiles, cable USB, manual y video de instrucciones. FSM-18S-KIT

Empalmadora FSM-18S, cortadora alta precisión (CT- 7.250,00 € 30A), batería gran capacidad (BTR-08) y cable para cargar baterías de la serie BTR (DCC-14).

FSM-50S

Horno

de contracción,

transformador-cargador

de 11.100,00 €

batería, tapa de monitor, maleta de transporte, cable de corriente AC, pareja de electrodos y manual de instrucciones. FSM-50S-KIT

Empalmadora FSM-50S, cortadora alta precisión (CT- 11.540,00 € 30A), batería gran capacidad (BTR-06L) y cable para cargar baterías de la serie BTR (DCC-10).

FSM-17S

Horno

de contracción,

transformador-cargador

de 7.000,00 €

batería, tapa de monitor, maleta de transporte, cable de corriente AC, pareja de electrodos y manual de instrucciones. FSM-17S-KIT

Empalmadora FSM-17S, cortadora alta precisión (CT- 7.250,00 € 30A), batería gran capacidad (BTR-06L) y cable para cargar baterías de la serie BTR (DCC-10).

Tabla 2.1 Precio de algunas empalmadoras en el mercado mundial [18]. La empalmadora X76 se utiliza para realizar empalmes de fibras ópticas de baja atenuación monomodo y multimodo con un diámetro estándar del recubrimiento primario de 125 m.

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CAPÍTULO 2 La empalmadora FastCat Type39 ofrece grandes ventajas, como una vida útil de 7 a 8 años, debido a la calidad de sus componentes que no exige un gran tratamiento. Todo lo cual puede reducirse en un menor costo. En la tabla 2.1 se mostró el precio de algunas empalmadoras fabricadas por Fujikura. 2.3 Características de los conectores En el mercado existen dos tipos de conectores: los metálicos y los de plástico, que a su vez se pueden dividir en conectores para fibras múltiples y para fibras únicas. Los conectores metálicos sirven para fibras de alta calidad, utilizadas en los sistemas de transmisión de un tráfico de información elevado, debiendo presentar muy bajas pérdidas. Los conectores plásticos requieren las mismas características de calidad. Se usan con fibras de diámetro más elevado, con lo cual son más sencillos mecánicamente y, en consecuencia, más económicos. Pueden utilizarse en todo tipo de redes, en los puertos de entrada y salida de los sistemas de transmisión, así como para la conexión de equipos de prueba e instrumentación. La configuración de la conexión puede ser de clavija-adaptador-clavija o clavija-enchufe. Los principales efectos de la introducción de un conector en una línea óptica son la atenuación de la señal transmitida y la reflexión de parte de dicha señal. El tipo de conector, y en particular su grado de precisión mecánica, dependen del tipo de fibra que se desea unir. Las fibras consideradas son las que especifican las Recomendaciones G.650 a G.655. Especialmente, se necesita una gran precisión para alinear dos fibras monomodo donde la luz circula por un núcleo de aproximadamente 10 m. En cuanto a los tipos de cables el conector puede montarse en: fibras con recubrimiento primario (250 m); fibras con recubrimiento secundario (900

m); y cables de una sola

fibra (normalmente entre 2 y 3 mm). Los conectores presentan unas características comunes: Pérdida de inserción baja (< 1.5 dB) e insensible a cambios de temperatura.

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CAPÍTULO 2 Pérdida de retorno alta. Alta resistencia mecánica (Conectarse y desconectarse hasta 1000 veces sin degradación de la transmisión.) Protección contra humedad y polvo. Compatibilidad con distintos fabricantes del mercado. Los mecanismos principales de acoplamiento que utilizan los conectores son: mecanismo de empuje-tracción (push - pull), mecanismo de rosca y mecanismo de bayoneta. Los tipos de conectores se trataron en el capítulo anterior. Por lo tanto se mencionarán los parámetros que los caracterizan de manera general. Son varios los parámetros [28] que determinan las características de los conectores de fibra óptica; los más importantes son los siguientes: Atenuación, Pérdida de retorno y clases de longitud de onda, que son parámetros ópticos. Los demás parámetros son mecánicos y ambientales: vibración, resistencia del mecanismo de acoplamiento, resistencia mecánica de la unión de la fibra/cable con el conector de enchufe, resistencia mecánica, temperatura de funcionamiento y resistencia climática. Con la gran diversidad de conectores que hay en el mercado es lógico que unos sean más eficientes que otros, por lo que se realizará una breve comparación entre algunos de los conectores existentes. Por ejemplo el ST tiene varias ventajas sobre el SMA905 y 906 como son: férula cerámica de precisión, que mejora la alineación, dispositivo de fijación que evita la rotación, obteniendo así mayor repetitividad. La tuerca de acoplamiento no es roscada, sino del tipo bayoneta que hace que la conexión y desconexión sea más rápida. Presenta una menor atenuación (0.4dB por 0.7-2dB). Pero sin embargo el SMA tiene un uso más fácil y es más fácil de ensamblar. Por otro lado los conectores de excentricidad ajustable tienen una buena precisión, sus pérdidas son buenas, pero son muy complejos y costosos. En la tabla 2.2 se muestra la atenuación de algunos de los conectores existentes en el mercado, que ayuda a realizar una comparación en cuanto a la atenuación de estos.

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CAPÍTULO 2 Conectores Atenuación SMA 0.7 - 2 dB ST MINI BNC 0.4 dB FC 0.6 - 1 dB FC / PC 0.2 dB D4 0.7 dB BICONICO < 1 dB DE EXCENTRICIDAD AJUSTABLE < 0.5 dB Tabla 2.2 Atenuación en distintos conectores. Fabricantes de conectores DORRAN AMP INTEROPTICS AUGAT HITACHI FUJIKURA PLESSEY

TRW LAMDEK FET AT&T BELDEN DORRAN PHOTONICS

ITT CANNON THOMAS – BETTS WESTERN ELECTRIC DEUTCH OFTI GTE FUJITSU

2.4 Módulos de empalmes y ODF Cuando se realizan los empalmes estos se colocan en unos accesorios llamados casetes y estos se organizan en los llamados módulos de empalmes. Los módulos de empalmes son los encargados de enrutar las fibras para que se puedan dirigir a los lugares deseados y de la protección los todos los empalmes colocados en su interior de humedad y otros factores que pueden ser perjudiciales. Estos módulos se encuentran en el terreno y pueden ser mecánicos [29] o no, los primeros posibilitan reentrar al mismo en cualquier instante para el rediseño de la red. (Fig.2.3)

Fig. 2.3 a) módulo de empalme abierto, b) módulo de empalme listo para instalarse.

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CAPÍTULO 2 2.4.1 Módulos de empalme UCAO En Cuba uno de los módulos de empalmes que se utilizan son los módulos de empalmes UCAO. El módulo de empalme UCAO (Universal Closure Fast Access for Optical Cables) protege los empalmes en cables de fibra óptica de unión, derivación y distribución. Además, ofrece una excelente retención del cable y espacio para colocar los sobrelargos de los tubos multifibra. Se puede montar en todos los tipos de cubiertas de cables convencionales. Gracias a su diseño compacto, resulta muy apropiado para unir cables de distribución con una cantidad de fibra entre baja y mediana. El cierre se monta sin necesidad de herramientas especiales y se puede abrir y cerrar con toda facilidad. Tiene las siguientes características: Uso posible bajo tierra, en cámaras subterráneas y en trayectos aéreos. Para cables de unión y derivación. Acceso rápido y sencillo a los portaempalmes. Capacidad para sesenta empalmes. Junta de silicona reutilizable. El cuerpo del módulo consta de dos semitubos de plástico resistentes a los efectos climáticos. Una junta de silicona de elasticidad permanente hermetiza los semitubos entre sí. El sistema de cierre consta de una charnela integrada por un lado y cinco garras tensoras de acero y plástico por el otro. Las garras se cierran con la mano y se abren sencillamente con un destornillador. Para proteger el módulo contra un acceso no autorizado, se puede colocar un seguro de acceso en las garras (accesorio). Las dos entradas situadas en la parte frontal del módulo pueden alojar cables de hasta 21 mm de diámetro exterior. Las entradas de cable se encuentran entre las cuñas de cierre del semitubo inferior. La hermeticidad entre los cables, las cuñas de cierre y el cuerpo del módulo está garantizada gracias a la probada eficacia de la cinta selladora. De este modo, también se pueden instalar cables no cortados. Con un juego de entrada de cables cuádruple

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CAPÍTULO 2 (opcional), compuesto por un dispositivo de retención múltiple y una pieza de relleno, cada entrada puede alojar cuatro cables de hasta 8 mm de diámetro. Como alternativa existe el cierre con cuñas de cierre, cada una de las cuales tiene una entrada para cable con prensaestopas. Estas entradas facilitan considerablemente el montaje posterior de cables de derivación. La cubierta exterior del cable y los elementos centrales se retienen con abrazaderas que se encajan en el semitubo inferior. Estas abrazaderas establecen también la interconexión eléctrica y la puesta a tierra externa en caso de resultar necesaria. La hermeticidad se comprueba con ayuda de un juego de prueba opcional. 2.4.2 Cierre de los módulos de empalmes Terminadas las operaciones de empalme y colocados los módulos de empalme y los relativos recursos en el interior de estos módulos, deben ser insertadas aproximadamente 100 gr. de Silicagel en confecciones adecuadas [30]. La caja de protección debe ser cerrada respetando a cabalidad las especificaciones de instalación de cada uno de los productos. Una vez completadas las operaciones de cierre, siempre se debe verificar la capacidad de aire de la caja de protección de empalme. Esta verificación debe ser realizada, como está previsto por la Norma de Prueba, introduciendo (de modo continuo) gas Helio en la caja de protección de empalme a una sobrepresión de 700HPa, a través de la válvula apropiada presente en cada caja de protección, la prueba tiene un resultado positivo si se mide mediante un detector de Helio a un escape máximo de gas de 100ppm. 2.4.3 Distribuidor de fibra óptica (ODF) El ODF [31] se utiliza para terminar cables de fibra óptica en las centrales de telecomunicaciones, para realizar la conexión de los equipos repetidores ópticos utilizando cordones conectorizados o bien para interconectar dos secciones del cable principal utilizando cordones de puente.

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CAPÍTULO 2 Uno de los ODF que existen es el AP 401-A. La característica de este tipo de distribuidor es de reunir, en una serie de módulos, sea la función de empalme de fibra, sea la dispersión de la fibra excedente, sea en fin la terminación con los acopladores FC/APC, realizando así un conjunto compacto y bien protegido. Este distribuidor de tipo modular puede ser equipado según las necesidades del proyecto y eventualmente ser ampliado posteriormente en caso de modificación de la red. En la parte inferior del bastidor puede eventualmente ser colocada la unidad de supervisión de las fibras mientras los derivadores y/o WDM caben en la unidad de conectores. 2.5 Conclusiones del capítulo Con el estudio de los empalmes en este capítulo se demostró la superioridad de empalmes por fusión sobre lo empalmes mecánicos, siendo los primeros mejores en cuanto a la atenuación que presentan y a la fortaleza mecánica. La existencia de numerosos productores de empalmadoras para la realización de empalmes por fusión provoca una gran variedad de estas, destacándose como uno de los grandes productores Fujikura. La utilización de los módulos de empalmes es de vital importancia porque protege de humedad y otros factores ambientales a los empalmes colocados en su interior.

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CAPÍTULO 3

CAPÍTULO 3. SISTEMAS DE ALINEACIÓN Y ESTIMACIÓN DE ATENUACIÓN DE EMPALMES Como se pudo observar en el capítulo anterior, las empalmadoras utilizan dos sistemas para realizar el empalme: LID y PAS. Los sistemas fueron explicados anteriormente con poca profundidad, en este capítulo se le dedicará un estudio más profundo a estos sistemas y a la forma en que las empalmadoras realizan el empalme de manera general y en particular cada uno de los sistemas.

Fig. 3.1 Principio de funcionamiento de una empalmadora. 3.1 Funcionamiento de las empalmadoras Las empalmadoras de manera general tienen el mismo principio de funcionamiento, diferenciándose los sistemas PAS y LID [32] en algunas funciones como es el alineamiento de las fibras en el equipo empalmador y el análisis de la atenuación del empalme que realiza la empalmadora. Comenzaremos analizando los procesos generales [33] [34]. Posicionamiento de las fibras. Limpieza con el arco. Procedimiento de fusión. Prueba de resistencia a la tracción. 41

CAPÍTULO 3 Alojamiento de la fibra. Modo de construcción del equipo. Posicionamiento de las fibras El objetivo principal del posicionamiento de los extremos de la fibra a empalmar, consiste en hacerlo lo más preciso posible. Especialmente al conectar los conductores de fibras ópticas monomodos se requiere un posicionamiento exacto a causa del reducido diámetro del núcleo. El posicionador puede ser fijo o ajustable según la dotación de cada equipo empalmador. En el caso del posicionamiento “núcleo a núcleo” el ajuste se efectúa sobre los tres ejes matemáticos x, y, z: (eje de fibra). Si se trata de equipos dotados para aplicaciones específicas (como por ejemplo, conductores de fibras ópticas que conservan la polarización) también es posible la rotación del conductor de fibras ópticas. El posicionamiento es realizado de manera totalmente automática o de forma manual. También existen combinaciones de estas posibilidades siguientes: Posicionamiento manual: este se lleva a cabo por rueditas de ajustes (como por ejemplo, tornillos micrométricos) o metiendo las fibras en encajes o en levas en formas de V. En el equipo empalmador con levas en V fijas o con encajes, los extremos de las fibras no se pueden ajustar ni vertical ni horizontalmente, debido a que estos están orientados con su diámetro exterior a la guía correspondiente. Equipos de este tipo son menos resistentes a impurezas que equipos con posicionamiento de tres ejes. Posicionamiento automático: El posicionamiento automático se efectúa mediante motores de paso y/o mediante elementos ajustables piezocerámicos. Estos elementos ajustables son componentes electrónicos, que con la aplicación de una tensión eléctrica aumentan o disminuyen sus dimensiones mecánicas con mucha exactitud en disociaciones mecánicas finas (menor que 0.1micro). Limpieza con el arco Muchos equipos empalmadores posibilitan una limpieza adicional de los extremos de las fibras mediante un breve encendido del arco para quemar o soplar las partículas restantes de

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CAPÍTULO 3 suciedad o los residuos que se encuentren en el campo empalmador. Algunos equipos empalmadores para conductores de fibras ópticas multimodo disponen de una función curvadora especial al efectuar la limpieza con el arco reduciendo así el riesgo de una formación de burbujas y por ende el índice de repetición de empalmes. Procedimiento de fusión Generalmente el procedimiento de fusión es ejecutado, una vez fijados los parámetros (corrientes y tiempo de soldadura), automáticamente por el equipo empalmador. En el caso de las empalmadoras con sistema LID el proceso de fusión puede ser adicionalmente controlado por el equipo empalmador en función de la atenuación del empalme. En la mayoría de los casos el procedimiento está subdividido en la prefusión y en la fusión principal. Al efectuar la prefusión los extremos de las fibras son unidos por fusión para garantizar una unión óptima de los conductores de fibras ópticas a la hora de la fusión principal. Mientras está encendido el arco, un avance asegura que se forme una unión homogénea a pesar de la pérdida de material originado por vaporización. Los equipos empalmadores modernos posibilitan la variación de este avance mediante el usuario, o bien en función de la posición de la fibra, de la superficie de los extremos del conductor de fibras ópticas y de la calidad del ángulo de rotura, escogiendo de modo autónomo el avance, ajustado de la mejor manera posible. Prueba de resistencia a la tracción Muchos equipos empalmadores disponen de un dispositivo integrado para probar la resistencia a la tracción. Con el ensayo de resistencia a la tracción se verifica la resistencia del empalme desprotegido para asegurar que durante el funcionamiento del cable no ocurran roturas de fibras dentro de la protección de los empalmes, como podría aparecer, por ejemplo, debido a un deterioro previo del conductor de las fibras ópticas en la fase de preparación. Alojamiento de las fibras Para fijar o sujetar los conductores de fibras ópticas, se emplean soportes o conductores guías de fibras. Los conductores de fibras ópticas son puestos en los soportes de fibras 43

CAPÍTULO 3 antes de su preparación. Esto facilita con frecuencia la maniobra, como por ejemplo, cuando se preparan los conductores de fibras ópticas en bandas. Los conductores guías de fibras son usados en su mayoría en equipos empalmadores para conductores de fibras ópticas individuales y se distinguen según los siguientes criterios principales: Material: por ejemplo, levas corroídas con alta exactitud en forma de V y en base de silicio, levas en forma de V y en base metálica, ángulos metálicos, alojamiento cerámico. Ajuste: fijo, ajustable, rotatorio. Variabilidad: para la adaptación a varios diámetros del conductor de fibras ópticas o tipos de fijación, respectivamente. Exactitud: las tolerancias de medición para el alojamiento de las fibras deben ser lo más baja posible para proporcionar una situación óptima al inicio del proceso de fusión con baja atenuación. Modo de construcción del equipo Los equipos empalmadores en parte se diferencian bastante entre sí con respecto a su forma de construcción, sus dimensiones y su peso. Hay muchos equipos disponibles en construcciones pequeñas y compactas. Algunos equipos disponen de una unidad de trabajo completa, mientras que otros equipos manejables pueden ser instalados con accesorios hasta funcionar como estaciones de trabajo completos. Las diferentes opciones en cuanto al abastecimiento de tensión permiten diversas aplicaciones, como por ejemplo, un funcionamiento independiente de la red mediante batería montada o por la red a bordo de vehículos de servicio. Otro de los aspectos que presentan en común todas las empalmadoras es un sistema de menú de parámetros, que se encarga de ajustar los parámetros de funcionamiento del equipo, diferenciándose por lo general en las teclas que presentan cada uno para acceder a este menú y trabajar con él. De manera general presentan los siguientes menús [35]: Menú “Parámetros Comunes”.

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CAPÍTULO 3 Menú “Idioma”: Ajustar el idioma del país. Menú “Horno de contracción”. Menú “Datos de Asistencia”. Menú “Selección de Programa Monomodo / Multimodo”. Menú “Salida de Datos”. En el anexo 10 se muestra los menús correspondientes a la empalmadora X76. En el epígrafe que viene a continuación se abordará un tema que no tiene que ver directamente con los procesos que realizan las empalmadoras para el empalme, pero que es de gran importancia tratarlo por la repercusión que tiene en cuanto a la realización de uno de los proceso. 3.2 Factores que influyen sobre el proceso de fusión Existen una serie de factores que influyen sobre el proceso de fusión que realizan las empalmadoras de manera general. Excentricidad del núcleo. Calidad de superficie terminal de la fibra. Contaminación de los V-Grooves. Condiciones de los electrodos. Excentricidad del núcleo Unidades v-groove fijas: Una elevada excentricidad del núcleo puede causar una pérdida mayor del empalme en función del grado de desvío y de la posición de uno de los núcleos de las fibras en relación al otro núcleo.

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CAPÍTULO 3 Unidades de alineado núcleo con núcleo: Compensación total de la excentricidad del núcleo. Si también la influencia del efecto de auto-centrado está compensada, puede lograrse una pérdida del empalme menor a 0.02 dB. Calidad de superficie terminal de la fibra Una mala calidad de la superficie terminal de la fibra, como por ejemplo, malos ángulos de partida, daños mecánicos y partículas sucias, pueden provocar una mayor pérdida del empalme empujando el núcleo de la fibra fuera de su centro. Las empalmadoras tienen las siguientes características: •

Compensación de los ángulos de partida hasta 2.5° en total, entre ambas extremidades de la fibra.

•

Inspección de la calidad de la superficie terminal con evaluación PAS o LID.

•

Advertencia cuando la limpieza con el arco de limpieza no es exitosa al cabo de dos intentos.

Contaminación de los V-Grooves Los V-grooves (canales V) juegan un papel importante a la hora de realizar el empalme, debido a que ellos son los encargados de alojar las fibras en la empalmadora. Por lo tanto, es indispensable que estos se encuentren siempre bien limpios, que no presenten ningún tipo de residuos, ni irregularidades a través de toda la superficie, porque de lo contrario no quedarán bien alojadas las fibras y de hecho, no se realizará un correcto alineamiento de estas por la empalmadora. Luego de colocadas las fibras en las levas, son sujetadas por un dispositivo también en forma de V, con el objetivo que estas no se corran durante el empalme. Estos dispositivos en forma de V, pueden en ocasiones, dañar la fibra por esta misma forma que presentan, por lo que se han fabricado estos dispositivos para alojar la fibra con forma de U y así no corren el riesgo de ser dañadas las fibras a la hora de sujetarlas para realizar el empalme. La contaminación del revestimiento de la fibra o en los v-grooves puede llevar a una mala posición de la fibra que aumentará las pérdidas del empalme. 46

CAPÍTULO 3 Las prestaciones siguientes aseguran una detección fiable y la compensación de la contaminación: Medición del eje de la fibra. El efecto se compensa con el alineado, hasta un cierto límite. Detención de la posición de la fibra.

Fig. 3.2 Posicionado de las fibras en los v-grooves Condiciones de los electrodos El arco de fusión debe ser reproducible y estable: El arco de fusión está altamente condicionado por las condiciones del electrodo. Debido al uso y a la contaminación, las condiciones del electrodo cambiarán durante la operación normal y por consiguiente será necesario limpiar o reemplazar el electrodo de vez en cuando. Todas las unidades tienen funciones para recordar al operador la limpieza, reemplazo o análisis de las condiciones del electrodo: contadores del mantenimiento del electrodo. función de prueba de las condiciones del electrodo.

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CAPÍTULO 3 función de optimización de los parámetros Este proceso de fusión tiene que ser controlado, por esto existen los sistemas de control del proceso que son necesarios para: precisar el alineado de la fibra y detectar su posición (unidades fijas v-groove ) estimación y medición de la pérdida del empalme. Para tal fin se utilizan dos tipos diferentes de sistemas de control de proceso: directo: (que depende de la transmisión) sistemas que miden la transmisión de energía a través del empalme mediante inyección y detección local de luz (LID) indirecto: (que depende de la dimensión de la fibra) sistemas que evalúan visualmente las propiedades mecánicas de la fibra. Sistema Lente-Alineado del Perfil (PAS) 3.3 Sistemas de alineación y evaluación de atenuación de empalmes Los sistemas de alineación de las fibras y evaluación de la atenuación de los empalmes [36] son: los sistemas PAS y sistemas LID. 3.3.1 PAS (Profile Alingment System) Con esta forma se averiguan las dimensiones exteriores así como el posicionamiento del conductor de fibras ópticas desde varias perspectivas empleando una lupa y un sistema de video (Fig. 3.3). Con la ayuda de una evaluación de imagen por video de varias perspectivas de las fibras, el posicionamiento de las fibras es controlado. Este sistema posibilita un posicionamiento “núcleo a núcleo” de los extremos del conductor de fibras ópticas. Los conductores de fibras ópticas aparecen representados en un monitor, viéndose nítida solamente una de las imágenes debido al complicado enfoque para reconocer la posición del núcleo.

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CAPÍTULO 3

Fig. 3.3 Detección de la posición del núcleo. Este sistema hace un posicionamiento “núcleo a núcleo” de los extremos del conductor de fibras ópticas, pero no la regulación de los parámetros de fusión. El proceso de fusión es controlado exclusivamente mediante el posicionamiento de las fibras y de los parámetros de fusión, ajustado previamente. Debe realizarse la optimización de los parámetros antes del procedimiento de fusión. La atenuación de empalme es estimada después del procedimiento de empalme evaluando la forma geométrica del revestimiento. Los valores de atenuación indicados se basan en una comparación de las formas geométricas del revestimiento evaluadas con los valores obtenidos por una serie de mediciones. El sistema PAS tiene varias perspectivas, una de ellas es el sistema L-PAS, de la cual se realizará un análisis a continuación. L-PAS (Lens- Profile Alingment System): Este procedimiento corresponde al PAS simplificado. En el caso del L-PAS se emplea el efecto del lente conductor de fibras ópticas para el control de posicionamiento. En el caso de los conductores de fibras ópticas con ITU-T estándar y con menos excentricidad nuclear usados generalmente hoy en día, este procedimiento es suficiente para aplicaciones de exigencias medianas.

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CAPÍTULO 3 En comparación con el equipo PAS, el L-PAS requiere una óptica sencilla y por lo tanto resistente. Se puede omitir el movimiento de las cámaras CCD para el enfoque. Es por esta razón que es posible realizar mediciones menores representando al mismo tiempo de manera nítida ambas imágenes de las fibras sobre un monitor integrado. Esta forma usa un sistema de evaluación de la imagen de video que valora la superficie de ambos extremos del conductor de fibras ópticas, que reconoce impurezas y daños mecánicos, que posibilita un posicionamiento rápido de las fibras y que evalúa la atenuación de empalmes. (Fig. 3.4). El sistema L-PAS permite tiempos de proceso de empalme extremadamente cortos de típicamente 10 segundos incluyendo el posicionamiento de fibras.

Fig.3.4 Principio del sistema del L-PAS. 3.3.2 LID System (local injection and detection-System) El sistema LID (sistema de inyección y detección local de luz) es un instrumento medidor de luz integrado que es transmitida en un campo de monomodo con una longitud de onda de 1300 nm. Este sistema contrario a los procedimientos de evaluación óptica, realiza el posicionamiento refinado y la regulación de la fusión en función de las características de transmisión del punto de empalme. Con este procedimiento se acopla luz en uno de los

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CAPÍTULO 3 extremos del conductor de fibras ópticas a empalmar (Fig. 3.5) mediante un acoplador de flexión (emisor). La luz transmitida se desacopla en el lado opuesto con ayuda de un acoplador de flexión y es recibida por un fotodiodo. La señal eléctrica, dependiente de la transmisión (nivel de transmisión LID), es analizada y permite por ejemplo, el control del posicionamiento “núcleo a núcleo” por el microprocesador, así como la regulación automática del tiempo de empalme AFC. Los acopladores de flexión están construidos de manera que no influyen en las características del conductor de fibras ópticas (fibra de vidrio y revestimiento).

Fig. 3.5 Principio del sistema LID 3.4 Análisis de los resultados prácticos obtenidos por los diferentes sistemas Como se analizó anteriormente las empalmadoras que utilizan el sistema LID son en teoría más eficientes que las que utilizan sistema PAS, se dice en teoría debido a que, en la práctica no ocurre realmente lo que se plantea, en cuanto a la alineación de la fibra y a los resultados de la evaluación de la atenuación del empalme que realiza el equipo. El 75% de los empalmes (según especialistas de ETECSA en Villa Clara) que se realizan con empalmadoras LID arrojan resultados inexactos en cuanto a la alineación de la fibra y los resultados de la evaluación del empalme que realiza el equipo y la medición de atenuación que se realiza con el OTDR [37] y además no se logra siempre la mejor calidad de los empalmes. 51

CAPÍTULO 3 Esta situación que se ha analizado puede tener como factores principales: La no homogeneidad de la fibra: al no ser la fibra homogénea en cuanto a las características ópticas, geométricas y de fabricación (ver Capítulo 1) [38] [39], el rayo recibido y el inyectado pueden diferir de los estimados al calcular los resultados del proceso. El diámetro de la protección primaria (capa de pintura) no es el mismo en toda la fibra, o sea de manera distribuida sí presenta el mismo diámetro, pero de forma puntual no se puede lograr que la fibra presente el mismo diámetro en cada punto que se tome como referencia, esto trae consigo que la opacidad no sea la misma en todos los puntos y por consiguiente que los cálculos realizados para la inyección y detección del láser puedan presentar errores que provocan mal funcionamiento de la empalmadora. Como el sistema LID realiza el análisis mediante la potencia transmitida y recibida a través del rayo de luz, no son detectados algunos de los defectos en los empalmes como son: presencia de burbujas, desalineación lateral de las fibras, desalineación angular, separación de las fibras, un pulido defectuoso de las fibras; que sí pueden ser detectados por las empalmadoras que tienen sistema PAS ya que estas realizan este análisis mediante un video y al observar estos fenómenos no procederá al proceso de empalme. Para suplir este problema, muchas de las empalmadoras que utilizan sistema LID tienen incorporado un sistema de lentes y espejos. Este problema detectado en la práctica se une al inconveniente de que son empalmadoras que realizan el procedimiento de empalme más lento, debido a que tiene que realizar más pasos. Otro aspecto a tener en cuenta al utilizar esta empalmadora es el daño que puede producir en las fibras por las zonas donde se inyecta (emisor) y se recibe (receptor) el rayo de luz para medir la potencia durante el empalme debido a las curvaturas a las que son sometidas. Por otra parte, los mejores resultados en Cuba (según especialistas de ETECSA en Villa Clara) se han obtenido con las empalmadoras fabricadas por Fujikura, que utilizan el sistema PAS. Las máquinas tipo PAS también son superiores en cuanto a la conectorización

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CAPÍTULO 3 directa al ODF y que los empalmes mecánicos. De las empalmadoras analizadas, la FSM50S es la que hace el horneado más preciso y más rápido, utilizando esta, el sistema PAS. Este análisis realizado no quiere decir que las empalmadoras con sistema LID no realicen bien los empalmes, lo que trata es de demostrar que no se cumple con las consideraciones teóricas que existen en cuanto a la alineación y evaluación del empalme de las empalmadoras que utilizan este sistema, debido a la atenuación real que presentan la mayoría de los empalmes que se realizan con ellas.

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CAPÍTULO 4

CAPÍTULO 4. PROCEDIMIENTOS PARA REALIZAR UN BUEN EMPALME EN FIBRA ÓPTICA Como se analizó en el capítulo 2 hay dos métodos para realizar los empalmes: mecánicos y por fusión. Como se pudo observar los empalmes mecánicos son más sencillos y relativamente más baratos en cuanto a su inversión, por el contrario el método por fusión tiene un costo mucho mayor en inversión, pero es más eficiente y la atenuación es mucho menor. Por esto a la hora de realizar un empalme que sea necesario la mejor calidad de servicio, lo ideal sería utilizar un empalme por fusión. [40] Al realizar los empalmes por fusión es necesario el uso de las empalmadoras, que como se conoce existen dos tipos en cuanto a la forma de realizar el empalme: empalmadoras con sistema LID y empalmadoras con sistema PAS. El estudio realizado en el capítulo anterior ofrece la posibilidad de escoger uno de los dos sistemas para realizar un buen empalme con la mejor calidad posible. Hay que tener en cuenta que los empalmes no se realizan en el caso del aéreo en el poste, ni en los registros en caso del soterrado y el enterrado. En todos los casos se debe llevar el cable hasta el carro especializado (Anexo 11), dentro del cual las condiciones ambientales son favorables para realizar el trabajo. 4.1 Aspectos a tener en cuenta para lograr un buen empalme 4.1.1 Habilidad del operario a-) Pelado de la fibra. (Fig. 1 Anexo 12) b-) Limpieza de la fibra. (Fig. 2 Anexo 12) c-) Corte de la fibra: (Fig. 3 Anexo 12) Los ángulos en el extremo deberán ser lo menor posible, normalmente de menos de 1º con respecto a la perpendicular al eje de la fibra, la superficie de los extremos debe quedar como un espejo sin astillas ni rebarbas.

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CAPÍTULO 4 Si las abrazaderas de la mordaza de la herramienta de corte están sucias, pueden causar grietas que hagan que la fibra se rompa en un lugar inconveniente o que reduzca la resistencia del empalme una vez completado. La cuchilla deberá rayar la fibra lo suficiente como para producir un corte limpio, pero sin percutirla hasta el punto de producir astillas. Las herramientas de corte que curvan las fibras deberán tener un recorrido limitado para no producir una flexión excesiva de las mismas. La herramienta de corte deberá estar limpia y bien ajustada para producir extremos de fibra continuos y de pequeño ángulo. d-) Correcta colocación de la fibra en la empalmadora. (Fig. 4 Anexo 12) La fibra se coloca en las ranuras en V de arriba hacia a bajo, con ligeros movimientos hacia atrás. Nunca introducirlas rectas buscando los electrodos. e-) Control de los parámetros y condiciones del empalme. Selección adecuada del programa de empalme; así como el ajuste de los parámetros (temperatura y tiempo del arco, compensación de las condiciones ambientales). 4.1.2 Limpieza del área de trabajo Durante la realización de los trabajos de empalme se recomienda tener el área de trabajo libre de objetos ajenos a la actividad y solo los imprescindibles para dicho trabajo, evitando que pueda dañarse alguna fibra. El dejar los restos de fibra cortada dispersos por el área de trabajo puede provocar daños en la piel y la vista de los operarios. 4.1.3 Empalmadora a-) Método de alineación utilizado. Se utilizará el método de alineación por geometría ya que es el que utiliza las empalmadoras con sistema PAS

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CAPÍTULO 4 b-) Estado de los electrodos. Antes de utilizar la máquina empalmadora es fundamental verificar su funcionamiento. La condición en que se encuentran los electrodos es un factor fundamental para determinar si el empalme por fusión se desarrollará de manera normal, sobre todo cuando se trabaja en condiciones ambientales extremas. La máquina empalmadora deberá tener la capacidad de contar e indicar, de alguna manera, el número de arcos eléctricos, y el fabricante ha de indicar el número de arcos tras el cual es preciso sustituir los electrodos. La sustitución se llevará a cabo siguiendo sus instrucciones. Un buen indicador de la condición de los electrodos y de si se han fijado correctamente o no los parámetros de la máquina para el tipo de fibra y las condiciones ambientales, es el grado en que las fibras “se retraen al fundirse” cuando se someten al arco eléctrico de fusión sin hacer que se aproximen sus extremos. Para comprobar el equipo cabe realizar, de manera alternativa, algunas pruebas con tramos de fibras similares a las que se van a empalmar. c-) Método empleado para la estimación de pérdidas. El método empleado para la estimación de las pérdidas es mediante el análisis geométrico de las fibras, haciendo una evaluación mediante el video del corrimiento de las fibras o núcleo, comparando estos con los valores obtenidos por una serie de mediciones. 4.1.4 Fibra óptica Se debe tener en cuenta el tipo de fibra a empalmar (monomodo o multimodo). Tipo de fibra monomodo y el dopado de las mismas para poder seleccionar correctamente el programa y/o los parámetros de empalmes.

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CAPÍTULO 4 4.2 Procedimiento para realizar un empalme El trabajo de empalme conlleva a un trabajo paralelo de mediciones [41], es decir, mientras se va realizando el empalme de la fibra, este se va midiendo para corregir cualquier dificultad posible y valorar con mayor exactitud el valor de pérdida de ese punto de empalme. 4.2.1 Procedimiento para realizar un empalme en Cuba 1. Comprobar el buen estado de los electrodos y si los parámetros están bien seleccionados. 2. Llevar el cable hacia el carro especializado. 3. Cortar aproximadamente 5 metros a cada cable a empalmar. Este paso es importante ya que los extremos del cable sufren estrés durante su manipulación en el proceso de instalación. 4. Pelar aproximadamente 1.5 a 2 metros de cubierta externa dependiendo del módulo de empalme a utilizar. Es recomendable dejar en los módulos que lo permitan, reservas de tubo. Las reservas de tubos son necesarias porque si se parte algún tubo no es necesario volver a realizar el empalme completo, sino, que se utilizan estas reservas para colocar el empalme del tubo dañado. 5. Eliminar la cubierta metálica. 6. Si el cable posee cubierta interna cortar la misma dejándole un tramo que depende del tipo de cierre de empalme a utilizar. 7. Cortar los demás elementos que componen el cable (elementos de relleno, cintas y aramida). Tener en cuenta que dependiendo de la caja de empalme, la aramida se puede usar como elemento de sujeción en la misma. 8. Cortar elemento central del cable dejándole un largo que depende el tipo de cierre de empalme.

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CAPÍTULO 4 9. Eliminar el gel que cubre los tubos holgados con alcohol isopropílico, etanol o propanol u otro diluyente previsto para ello. Identificar los tubos. 10. Fijar el cable en el cierre de empalme según las indicaciones del tipo de cierre, el elemento central, kevlar. 11. Acomodar la reserva de tubos holgados (protección secundaria). Cortar y retirar el primer tubo holgado a una longitud que depende del tipo de cierre de empalme. Los tubos holgados deben fijarse con bridas u otros instrumentos específicos a la entrada de los casetes que se encuentran dentro del módulo de empalme. 12. Limpiar las protecciones primarias de todas las fibras con alcohol isopropílico, etanol o propanol (en su ausencia puede utilizarse alcohol de 90º sin químicos extraños o contaminados). 13. Acomodar las fibras en el casete para tener una referencia de como pueden quedar las mismas dentro de este. 14. Repetir los pasos 10, 11, 12 para cada tubo holgado. 15. Introducir el tubo termocontraíble protector del empalme (puede ser de 40 ó 60 mm). 16. Quitar aproximadamente 5 cm. cubierta primaria (ver siempre recomendaciones de la cortadora). 17. Limpiar la fibra desnuda que se va a empalmar con toallitas humedecidas con alcohol isopropílico (TEX – WIPE). 18. Cortar la fibra a empalmar a unos 12 – 15 mm (ver siempre recomendaciones de la empalmadora). Esta distancia de corte depende también del tipo de tubito termocontraíble que se va a usar. 19. Depositar el residuo de la fibra cortada en un recipiente para este fin.

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CAPÍTULO 4 20. Velar porque las fibras queden totalmente libres para el empalme (la colocación de las fibras enredadas en el casete dificulta una posterior intervención, con alta probabilidad de daños a las fibras). 21. Colocar las fibras en las ranuras V de la empalmadora. 22. Verificar visualmente a través de la pantalla de la empalmadora el estado de la limpieza y corte de las fibras. (Fig. 1 Anexo 13) 23. Alineamiento de las fibras. (Fig. 2 Anexo 13) 24. Prefusión y acercamiento de la fibra. 25. Fusión. (Fig. 3 Anexo 13) 26. Prueba de tracción. 27. Inspección visual del empalme y de las pérdidas estimadas del mismo. (Fig.4 Anexo 13) 28. Extraer el empalme de la máquina. 29. Colocarle el tubo termocontraíble sobre el punto de fusión. Esta protección debe proveer tanto la reconstrucción de la cubierta primaria, para no exponer la fibra a la humedad, como la robustez mecánica del empalme mismo. [42] 30. Como el sistema de protección de empalme utilizado es de calor hay que colocar este en el horno, previsto en la empalmadora. 31. Extraer el tubo termocontraíble del horno y dejar refrescar. Este debe manipularse por los extremos de lo contrario puede provocársele daño al empalme ya que se presiona contra el fleje de acero que posee el tubo. 32. Colocación de las fibras empalmadas en los casetes. Para ello se recomienda: Colocar un tubo (cubierta secundaria) por casetes.

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CAPÍTULO 4 Colocar primero los tubos termocontraíbles en los soportes previstos en los casetes para ellos y luego organizar las fibras dentro de los casetes. No distribuir fibras de un mismo tubo holgado en dos casetes. Los casetes que posean un grupo de 6 posiciones para los tubos termocontraíbles, estos se colocarán comenzando desde el extremo hacia el centro del casete. Los casetes que posean un grupo de 6 posiciones dobles, los tubos termocontraíbles se colocarán del extremo al centro del casete, acomodando las fibras del 1 al 6 abajo y las fibras del 7 al 13 arriba. 33. Una vez organizadas las fibras en los casetes, tapar los mismos. Dentro de la caja de empalme se debe dejar el certificado técnico de empalme que consta de: Nombre del operario. Esquemático de la distribución de la fibra dentro del casete. Fecha de ejecución. 34. Cerrar el cierre de empalme. 35. Realizarle la prueba de hermeticidad al cierre. 36. Fijar el cierre de empalme en el lugar previamente seleccionado y conformación de la reserva [43]. 37. Realizar mediciones a todas las fibras empalmadas. Se establece: El promedio de atenuación de todos los empalmes de cada fibra óptica no deberá superar 0.10 dB. Como valor máximo de atenuación por empalme, se acepta 0.15 dB, en caso que supere este valor, el mismo deberá rehacerse hasta un máximo de tres intentos. Si al tercer

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CAPÍTULO 4 intento, el valor de pérdida no puede ser mejorado, se aceptará el último valor obtenido. Esta última situación deberá ser avalada por los gráficos correspondientes, obtenidos por el OTDR [44]. 4.2.2 Procedimiento para realizar un empalme en Italia En Italia el procedimiento para la realización de los empalmes es bastante similar al utilizado en nuestro país. La diferencia radica en los pasos 15, 29 y 31 debido a que en Italia no se utiliza el tubo termocontraíble para realizar la protección de la zona de empalme, se utiliza un tubito con un diámetro un poquito mayor que el de la fibra, al cual se le inyecta un gel sensible a la luz UV y luego se le aplica luz UV. También se diferencian en cuanto a la norma para la aceptación de la atenuación de los empalmes. En Italia se acepta como atenuación máxima por empalme 0.12dB y como promedio de atenuación por todos los empalmes 0.09dB [45]. 4.2.3 Recomendaciones para una mejor implementación en los procedimientos Después de analizados los pasos para el procedimiento de los empalmes tanto en Cuba como en Italia, se hacen las recomendaciones siguientes: En el paso 13 agregar que se corte la fibra al largo apropiado. Añadir en el paso 18, que depende del tipo de fibra que se esté utilizando, ya que en el caso de las fibras Tight, el diámetro es mayor y puede que no quepa en la empalmadora. En el paso 19, añadir que se pongan en contacto con las asociaciones ecologistas para determinar donde se pueden votar estos desechos. En el paso 32 sería recomendable añadir que depende del tipo de casete que se utilice; que hay especialistas que obtienen mejores resultados, enrollando primero la fibra y luego ponen los tubitos y que también depende de la distribución interna que presenten los módulos de empalmes.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES A través de toda la tesis, se trató con el nivel de profundidad apropiado, de darle cumplimiento a los objetivos y tareas que se plantearon. Los cables de fibra son los encargados de proteger a la fibra óptica de humedad, esfuerzos mecánicos y otros factores que afecten su desempeño para que estas puedan ser utilizadas en forma práctica. Al analizar los empalmes en los diferentes tipos de fibras que existen, se observó que las fibras monomodos son más difíciles de empalmar por el pequeño diámetro que presenta su núcleo. Los conectores son los encargados de unir a la fibra con los equipos de comunicaciones por la facilidad que ofrece de conexión y desconexión. Existe gran variedad en el mercado, lo que provoca que presenten características diferentes y que se utilicen en diferentes aplicaciones según la calidad que se requiera de conexión. Los empalmes presentan una menor atenuación que los conectores y se usarán siempre que se deseen uniones permanentes, quiere decir que son preferibles en lugares donde no hay que conectar y desconectar frecuentemente. Hay que decir que se estudiaron los tipos fundamentales de empalmes que se utilizan: empalmes mecánicos y empalmes por fusión, siendo los empalmes por fusión los de mayor calidad y robusteza mecánica. Estos empalmes por fusión son realizados por las empalmadoras, de las cuales se pudo ver que existe una gran variedad en cuanto a los fabricantes, así como los costos de implementación. Existen dos tipos de empalmadoras en cuanto al sistema de alineación de las fibras y la estimación de la atenuación del empalme: empalmadoras con sistema LID y con sistema PAS. Las empalmadoras con sistema PAS presentan mejores prestaciones, debido a que en la práctica se pudo constatar que los empalmes realizados con estas presentan una menor atenuación y se realizan de manera más rápida. Con el análisis de costos y calidad de los empalmes se pudo determinar que las empalmadoras fabricadas por Fujikura, que además utilizan sistema PAS, son las de mejores resultados. Al analizar los procedimientos para la realización de un buen empalme de fibra óptica en Cuba y en Italia, se observó que estos procesos son muy similares en ambos países, diferenciándose la forma de protección y las normas de atenuación para la aceptación de los empalmes. 62

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Como línea futura se plantea: continuar el trabajo de recopilación de referencias bibliográficas y textos para profundizar en el estudio de la fibra y continuar el análisis de las empalmadoras con sistema LID para lograr mejores prestaciones. Teniendo en cuenta los análisis y estudios realizados durante el desarrollo del trabajo se recomienda: Utilizar todas las referencias y el contenido de la tesis para crear un texto que sirva de base material de estudio para las universidades cubanas. Que se añada al programa de la asignatura de Transmisión por Hilo el estudio de los empalmes en la fibra óptica para un mayor conocimiento de los estudiantes sobre este tema.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Palais. J. (1998). Fiber Optic Communications System, En: Fiber Optic Communications. 4ta Edición, no. 1, Dworkin. A, Mendoza. B, Horton. M, Prentice Hall, New Jersey, Estados Unidos. 2. Recomendación UIT-T G.970-G.979. Sistemas de cables submarinos de fibra óptica. 3. Recomendación UIT-T G.661. Definición y métodos de prueba de los parámetros genéricos pertinentes de los dispositivos y subsistemas de amplificadores ópticos. 4. Holliday. H, Resnick. R, Krane. K. S. (2003). Física Atómica., En: Física, Cuarta Edición, no. 52, Félix Varela, La Habana. 5. Holliday. H, Resnick. R, Krane. K. S. (2003). La naturaleza y propagación de la luz, En: Física, Cuarta Edición, no. 42, Félix Varela, LaHabana. 6. Bocalandro. J, (1998). Propagación de la Luz. Leyes de la Refracción y Reflexión de la Luz, En: Fibra Óptica. Documentación Técnica. Curso introductorio. Capítulo 2 7. Ortega. J, Reyes. S, Martinez. A, Lopez. J. (1990). Ondas Electromagneticas, En: Electromagnetismo. Oscilaciones y Ondas. no. 18, Casanovas. N, ENPES, La Habana. 8. Centro de Capacitación de ETECSA. Propagación sobre fibra óptica, En: Curso “La fibra óptica en las telecomunicaciones”. 9.

Recomendación UIT-T G.651 (1998), Características de un cable de fibra óptica multimodo de índice gradual de 50/125 μm.

10. Recomendación UIT-T G.652 (2000), Características de un cable de fibra óptica Monomodo. 11. Recomendación UIT-T G.653 (2000), Características de los cables de fibra óptica monomodo con dispersión desplazada. 12. Recomendación UIT-T G.654 (2000), Características de los cables de fibra óptica monomodo con corte desplazado. 64

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 13. Recomendación UIT-T G.655 (2000), Características de los cables de fibra óptica monomodo con dispersión desplazada no nula. 14. Bocalandro. J, (1998). Parámetros de las Fibras, En: Fibra Óptica. Documentación Técnica. Curso introductorio, Capítulo 4 15. Palais. J. (1998). Optics Review, En: Fiber Optic Communications. 4ta Edición, no. 2, Dworkin. A, Mendoza. B, Horton. M, Prentice Hall, New Jersey, Estados Unidos. 16. Palais. J. (1998). Optic Fiber Waveguides, En: Fiber Optic Communications. 4ta Edición, no. 5, Dworkin. A, Mendoza. B, Horton. M, Prentice Hall, New Jersey, Estados Unidos. 17. Bocalandro. J, (1998). Cables de fibra óptica, En: Fibra Óptica. Documentación Técnica. Curso introductorio, Capítulo 6. 18. Fibercom S.L. Tarifa PVP 2008-01. Consultado el 12 de mayo de 2008, disponible en: www.fibercom.es 19. Palais. J. (1998). Coupler and Connectors, En: Fiber Optic Communications. 4ta Edición, no. 8, Dworkin. A, Mendoza. B, Horton. M, Prentice Hall, New Jersey, Estados Unidos. 20. Leon. R, (2006). Curso de Teltecsea, S.A “Empalmes ópticos y conectores”. 21. Bocalandro. J, (1998). Empalmes. Cajas de empalmes y conectores, En: Fibra Óptica. Documentación Técnica. Curso introductorio, Capítulo 8. 22. ETECSA. Técnica de empalmes y procedimientos, En: Curso de Capacitación “Empalmadores”. 2da Parte. 23. Recomendación UIT-T L.12 (2000), Empalmes de fibra óptica. 24. Fibras ópticas: conceptos básicos, En: Curso de Sielte TCA. Italia.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 25. CEI 61073 series, Mechanical splices and fusion splice protectors for optical fibres and cables. 26. Fibercom. Empalmadoras, En: Catálogo de productos, disponible en: www.fibercom.es 27. Fujikura (2001). Instruction Manual “ARC FUSION SPLICER FSM-40S”. 28. Recomendación UIT-T L.36 (1998), Conectores de fibra óptica monomodo. 29. Norma de Empresa, ETECSA, ETEC V3 PE -12:2001 (2001). Empalmes del cable fibra óptica aérea, En: Planta exterior, Fibra óptica aérea. 30. Norma de Empresa, ETECSA (2002). Prueba de hermeticidad de las cajas de empalme, En: Especificación de las normas de calidad para la aceptación de instalaciones de Cables de fibras ópticas en redes de Larga Distancia. Capítulo 3. 31. Norma de Empresa, ETECSA (2002). Conexiones y terminaciones en distribuidores de FO, En: Especificación de las normas de calidad para la aceptación de instalaciones de Cables de fibras ópticas en redes de Larga Distancia. Capítulo 7 32. Ferrari. N. Empalmes de las fibras ópticas. Principios generales, En: Curso de Sielte TCA. 33. Jack F. Dalgleish. “Splices, Connectors, and Power Couplers for field and office use”. Proc. IEEE 68, no.10 (Oct 1980):1226-32. 34. Glogle et al. “Fiber Splicing”, pp 461-482 35. Documentación técnica sobre las instrucciones de manejo del aparato empalmador X76 (2000). 36. Bocalandro. J, (2006). Empalmes en cables de fibra óptica, En: Curso de ETECSA. 37. Keiser Gerd (2000). Measurements, En: Optical fiber communications, 3ra Edición, no. 13, McGraw Hill.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 38. YOUNG, M., HALE, P.D.and MECHELS, S.E. Optical Fiber Geometry: Accurate Measurement of Cladding Diameter. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, March – April 1993, vol 98, no. 2, p. 203-206. 39. IEC 60793-1-20, Ed. 1: Optical fibres – Part 1-20: Measurement methods and test procedure – Fibre geometry. 40. Teltecsea, S.A,- Area Capacitación (2004). Curso Empalmes ópticos. 41. Macchi. M. Equipos para medición de fibra óptica En: Curso de FO. 42. Recomendación UIT-T K.25. Protección de los cables de fibra óptica. 43. Tyco Electronics Corporation. Cajas de empalmes de fibra óptica y procedimientos asociados. Estados Unidos. 44. Leyva. Y, (2001). Mediciones con el OTDR, En: Curso de fibra óptica, España. 45. Telecom (1998). Limiti di accettazione, En: Impianti in cavo in fibra ottica. Italia.

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GLOSARIO DE SIGLAS Y TÉRMINOS

GLOSARIO DE SIGLAS Y TÉRMINOS

AFC: Automatic fusion control (control automático del tiempo de fusión). dB: decibel DWDM: multiplexación por división de longitud de onda densa. DSF: Dispertion Shift Fiber (Fibra de Dispersión Desplazada) EDFA: amplificadores de fibra dopada con erbio. ETECSA: Empresa de Telecomunicaciones de Cuba Sociedad Anónima. FO: fibra óptica. LAN: local area network (redes de área local). LCD: liquid cristal display (monitor de cristal líquido). LID: local injection and detection (inyección y detección local). MAN: Metropolitan Area Network (redes de área metropolitana). MM: multimodo. NZD: no zero dispersion (dispersión no cero). ODF: Optical Distributor Fiber (distribuidor de fibra óptica). OEM: ondas electromagnéticas. OTDR: Optical Time Domain Reflectometer (reflectometro óptico en el dominio del tiempo). PAS: Profile Alingment System (sistema de alineamiento por perfiles). SI: índice escalonado. SM: monomodo. Tx: transmisión. UCAO: Universal Closure Fast Access for Optical Cables. UV: ultravioleta. WAN: Wide Area Network (redes de área amplia). WDM: multiplexación por división de longitud de onda. €: EURO (moneda europea).

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ANEXOS

Anexo 1

Antecedentes históricos de las comunicaciones por fibra óptica 1609 Galileo (Italia) Lente de galileo. 1626 Snell (Holanda) Ley de Snell. 1668 Newton Telescopio de reflexión. 1870 Tyndall Guía de luz con un hilo de agua fino. 1873 Maxwell (GB) Estudios sobre las ondas EM 1888 Hertz (Alemania) Confirmación de las OEM y su carácter común con la luz. 1897 Rayleigh (GB) Análisis de una guía de onda. 1930 Lamb (Alemania) Experiencia con una fibra de sílice. 1951 Heel, Hopkings y Kapany (GB) Tx de una imagen con un conjunto de FO. 1958 Kapany (GB) Fibras ópticas con revestimiento. 1959 1960 Maiman (USA) Funcionamiento del láser de rubí. 1960 Javan (USA) Funcionamiento del láser de He - Ne 1961 Kapany y Snitser (GB) Modos de propagación en una FO. 1962 USA Funcionamiento láser de semiconductor. 1966 Kao y Hockham (GB) Empleo de FO para Tx a gran distancia. 1966 Uchida, Kawasaki y Nichizama Guía de onda óptica con índice gradual. (Japón) 1970 Kapron y Keck (USA) Fibra con atenuación de 10 dB / Km. 1972 Gambling (GB) Ancho de banda del orden de GHz en 1 Km 1972 Corning Glass Corp. USA FO con atenuación de 7 dB / Km (0.85 m ). 1973 AT& T Bell Laboratories (USA) FO con atenuación de 2.5 dB / Km (0.85 m ). 1975 Payne y Gambling (GB) Estudio que prevé una dispersión de material nula a 1.3 m. 1975 AT& T Bell Laboratories (USA) FO con atenuación de 1 dB / Km ( 1.3 m ). 1976 NTT (Japón) FO con atenuación de 0.47 dB / Km a 1.3 m 1978 Gambling y Matsumura Dispersión nula en fibras UM. 1979 Miyachita (Japón) FO con atenuación de 0.2 dB / Km a 1.55 m 1979 Shimado (Japón) Transmisión por fibra a 100 Km. 1981 Beales Dispersión inferior a 4 ps / nm/ Km en una fibra unimodal. 1984 NTT ( Japón ) FO con atenuación de 0.157 dB / Km a 1.55 m 1986 NTT ( Japón ) FO con atenuación de 0.154 dB / Km a 1.55 m

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ANEXOS Anexo 2  Ligeras y Compactas. Peso y Tiempo de instalación. Espacios pequeños para su instalación, fácil transportación. Un cable de 2400 pares con diámetro de 80 mm, puede ser sustituido por un cable de fibra óptica con diámetro externo de 3.5 mm. Cable Peso Horas - Hombre para instalarlo Par de papel 3.5 km de largo 20,650 kg 800 Coaxial de 3.5 km de largo 18,620 kg 400 Fibra óptica 350 kg 88  Gran capacidad de Tx de información ( Ancho de Banda ). Tipo de cable

Capacidad de Tx

Conversaciones simultáneas teóricas

Atenuación

Par sencillo Coaxial Satélite Fibra óptica  Muy Bajas Pérdidas.

1MHz - Km 100 MHz - Km 300 MHz - Km 100 GHz - Km

300 30 000 -----30 000 000

-----10 dB - Km 1-10 dB - Km 0.25-0.5 dB - Km

Instalación de varios Km de fibra sin repetidores. Aumenta la fiabilidad del sistema. Cable Velocidad Tx Mbits / seg Cobre 2 Coaxial 140 FO MM

FO UM

2 8 34 140 140 560 2 Gbits

Canales 30 1920 30 120 480 1920 1920 7600 60000

Distancia e/ Repetidores (Km ) 1.5 - 4 4.65 850 nm 1300 nm 1550 nm 14 - 20 50 10 -15 47 7 - 12 39 7 - 10 15 - 20 30 - 40 75 7 15 - 20 75 5 21 100

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ANEXOS

Anexo 3

Fig. 1 Rayos meridionales

Fig. 2 Rayos oblicuos

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ANEXOS Anexo 4

No circularidad y excentricidad del núcleo y revestimiento Fibra

No circularidad

No circularidad del revestimiento nr

Excentricidad núcleo - revestimiento

del núcleo nn MM UM

inferior al 6 % -

inferior al 2 %

inferior al 6 %

inferior al 2 %

inferior a 1 m

La no circularidad del núcleo en las FO UM es tan baja que no afecta en las conexiones, ni empalmes por lo que no se especifica. Causas que originan pérdidas en la fibra óptica

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ANEXOS

Anexo 5

Fig. 1 Conector ST Conector tipo ST: El conector ST “Straight Tip” dispone de un mecanismo de sujeción en forma de bayoneta que fija la conexión al dar un cuarto de vuelta, disponible en versión multimodo y monomodo. Sus aplicaciones son en redes LAN y su atenuación típica es de 0.4dB.

Fig. 2 Conector SC Conector tipo SC: El conector SC “Subscription Channel” es de encaje directo de tipo “Push Pull”. Disponible en estilo simplex y duplex, eliminando la necesidad de atornillar y desatornillar conectores incrementando la densidad de puertos en un mismo espacio y reduciendo tiempo de conexión. Disponible en versiones Multimodo Simplex, Multimodo Light Simplex, Multimodo Duplex, Monomodo Simplex.

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ANEXOS

Fig. 3 Conector FC Conector tipo FC: El conector FC “Fiber Connector” es un conector muy robusto utilizado principalmente en telecomunicaciones de larga distancia para aplicaciones de voz.

Fig. 4 Conector LC. Conector tipo LC: El conector LC “Lucent Connector” tiene un tamaño pequeño para aplicaciones de alta densidad, incorpora un único mecanismo de cierre generando estabilidad en el sistema de montaje en racks.

Fig. 5 Conector MTRJ Conector tipo MTRJ: El conector MTRJ “MT Ferrule, Register Jack latch” utiliza un “latching mechanism” similar al del conector RJ45, diseñado para sistemas de cableado horizontal y backbone, redes de área local y sistemas de telecomunicaciones.

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ANEXOS

Fig. 6 Conectores EURO2000

Fig.7 Conector DIN Conector tipo SMA905 y SMA906: Se ha convertido en un estándar respaldado por normas militares y alrededor de 40 fabricantes lo producen. No es adecuado para el acoplamiento entre conectores y tiene un fácil uso. Se utiliza en equipos de transmisión de datos. Respuesta adecuada en empalmes terminales, perdidas de 0.7- 2dB, es pequeño y de buena durabilidad y fácil de ensamblar. Conector tipo D4: Similar al FC con versión D4 – PC, tiene una alta durabilidad, sus pérdidas aproximadas son de 0.7 dB y son aplicable en equipos de comunicaciones. Conector tipo FC /PC (contacto físico): estos conectores presenta una alta durabilidad, tiene pérdidas menores a 0.5 dB y es aplicable en Tx de voz y datos a alta velocidad.

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ANEXOS

Anexo 6

Fig. 1 Pinza pelafibra.

Fig. 2 Trabajo con la pinza pelafibra.

Fig. 3 Herramienta para la eliminación del elemento central.

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ANEXOS

Fig. 4 Tijera.

Fig. 5 Cortadora.

Fig. 6 Limpieza de la fibra

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ANEXOS Anexo 7

Fig. 1 Cortadora CT-30A

Fig. 2 Cortadora CT-02

Fig.3 a) corte con ángulo no recto, b) corte rugoso y c) corte bien realizado

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ANEXOS Anexo 8

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ANEXOS

Anexo 9

Fig. 1 Empalmadora RSU 12

Fig. 2 Empalmadora RSU 8

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ANEXOS Anexo 10 Menú “Parámetros Comunes”. P  Menú de parámetros Opciones / idioma  Parámetros comunes. Parámetros Significado Contraseña Bloquear grupos de parámetros Memoria de empalme Almacenamiento de un máximo de 250 valores de atenuación . Corriente de limpieza Temperatura del arco al limpiar Tiempo de limpieza Duración de encendido al limpiar Tiempo de desconexión de batería Nivel del mar -

Area de Ajuste desativ. / autom. /manual / borrar 10 - 16 mA 0.05 - 0.30 s 2 - 60 min. 0 - 4000 m

Menú “ Idioma”: Ajustar el idioma del país.  Cambiar al menú de parámetros pulsando la tecla

P

 Seleccionar “Opciones / Idioma” pulsando la tecla  Pulsar la tecla

para seleccionar el punto de menú “Idioma”

 Activar el idioma deseado pulsando + ó

- y confirmar pulsando

Los idiomas disponibles dependen de la versión del software instalada: D Alemán E Español DK Danés CZ GB Inglés I Italiano H Húngaro C F Francés NL Holandés PL Polaco GUS

Checo Chino Ruso

Menú “Horno de contracción” . P  Menú de parámetros  Opciones / idioma  Horno de contracción. Parámetros Parámetro contracción interna. Tiempo

Significado Temperatura y tiempo de contracción ajustados en el aparato -

Temperatura Parámetro contracción externa

Temperatura y tiempo seleccionados en el horno.

Area de Ajuste 10 - 250 s en pasos de 10 en 10 80 - 105 0C -

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ANEXOS Menú “Datos de Asistencia”. P  Menú de parámetros Opciones / idioma  Datos de Asistencia. Parámetros Horas de servicio Empalmes Electrodos: Limpiar Contador = XX borrar Cambiar Contador = XXX borrar

Significado Cantidad total de horas de servicio Cantidad total de empalmes Cantidad de empalmes hasta que se deben limpiar los electrodos Reponer el contador de “ limpieza electrodos” a 0 Cantidad de empalmes hasta que se deben cambiar los electrodos Reponer el contador ”Cambiar electrodos” a0

Area de Ajuste

50 - 700 en pasos de 10 en 10 si / no 700 - 7000 en pasos de 10 en 10 si / no

Menú: “ Selección de Programa Monomodo / Multimodo “. El aparato empalmador contiene los siguientes grupos de programas: 1. Fibras monomodo (vídeo SM)

2. Fibra multimodo ( vídeo MM ) P  Menú parámetros  Selección del programa (fibra monomodo / multimodo)  Elección de programa. Parámetros Corriente presoldadura Tiempo de presoldadura Corriente soldadura Tiempo de soldadura Separación de fibras Solapamiento de fibras Prueba de tracción Diámetro revestimiento

Significado Temperatura del arco al presoldar Tiempo entre activación del arco y activación del solapamiento total Temperatura del arco al soldar Duración de encendido al soldar Separación entre los extremos de las fibras antes de soldar Acoplamiento de los extremos de las fibras más allá del punto de contacto Se aplica después de soldar ( 2.5 N ) Modificación de la posición de inserción

Area de Ajuste 10 - 20 mA 0-1s 10 - 20 mA 0 - 10 s 4 - 10 m 0 - 10 m si / no 250/500/900 m

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ANEXOS Parámetros Estándar: Parámetros Idioma Corriente de limpieza Tiempo de limpieza Corriente Presoldadura Tiempo Presoldadura Corriente Soldadura Tiempo Soldadura Separación de las fibras Solapamiento de las fibras Diámetro del Revestimiento Prueba de tracción Memoria de empalme

Fibras monomodo Inglés 14.5 mA 0.1 s 14.5 mA 0.25 s 14.5 mA 2.0 s 7 m 7 m 250 m Activada Automático

Fibras multimodo Inglés 14.5 mA 0.1 s 12.5 mA 0.5 s 13.0 mA 5.0 s 7 m 5 m 250 m Activada Automático

NOTA:  Los parámetros estándar se eligieron de modo que puedan aplicarse a todas las fibras comunes.  Son válidos para una temperatura ambiental de 22 0C y una altura de 550 m sobre el nivel del mar. No es necesario realizar ajustes entre los 0 y 1000 m. Por encima de los 1000 m debe ajustarse en el menú de parámetros la altura real sobre el nivel del mar.  La empalmadora X76 ofrece la posibilidad de proteger los programas / grupos de parámetros contra el acceso no autorizado mediante una consulta de contraseña.  Los parámetros de todos los programas se reponen al valor estándar pulsando la tecla P por un tiempo aproximado de 1 segundo durante su activación si no está activada la contraseña. Menú “Salida de Datos”. P  Menú de parámetros  Salida de datos. Parámetros Significado Velocidad binaria Velocidad de transmisión de datos en interfaz RS232 Memoria de empalme imprimir Parámetro de empalme imprimir

Area de Ajuste 150/ 300/ 600/ 1200/ 2400/ 4800/ 9600 baudios si / no si / no

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ANEXOS

Anexo 11

Fig.1 Carro especializado. Ventana por donde se introduce la fibra.

Fig.2 Trabajo dentro del carro especializado.

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ANEXOS

Fig.3 Colocación de la fibra en la cortadora.

Fig.4 Colocación de los empalmes dentro de los módulos de empalmes.

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ANEXOS Anexo 12

Fig. 1 Se pela la fibra

Fig. 2 Limpieza de la fibra

Fig. 3 Corte de la fibra

Fig. 4 Introducción de la fibra en la empalmadora

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ANEXOS Anexo 13

Fig. 1 Pantalla del equipo donde se pueden ver las puntas de las fibras.

Fig. 2 Alineamiento de las fibras.

Fig.3 Proceso de fusión.

Fig.4 Inspección visual del empalme y de las pérdidas estimadas del mismo

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