1. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
SEMINARIO DE CERTIFICACION
VOLITION-POUYET
CAPITULO 4
INTRODUCCION
A LAS FIBRAS
OPTICAS
MEXICO 2001
2. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Conceptos Básicos
Parámetros
Tipos de fibras
Cables de Fibra Optica
Conectores
Empalmes
Métodos de prueba
Diseño
Introducción a la Fibra
Optica
3. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
HistoriaHistoria
• 1704 Isaac Newton publica “Treatise of
Optics” sobre la refracción de la luz.
• 1850s Se demuestra “La Reflexión
Total interna”
• 1880 Se patenta el concepto “Luz
entubada”
• 1950s Se desarrolla el fibrascopio; el
término “Fiber Optics” se acuña
4. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Entrando a la era de la Fibra Óptica
• 1960 Primer Láser
• 1970 Fabricación de fibra mono-modo con
atenuaciones menores a 20 dB/km
• 1977 Primer sistema comercial en servicio
• 1997 Se desarrolla el conector VF-45
• 1998 Aparecen comercialmente las primeras
fuentes VCSEL
5. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Normas y Especificaciones de
Fibra Optica
• ISO 11801
• ITU (CCITT) G.651 y G.652 Libro Rojo
• ANSI/EIA/TIA 568A
• TSB 75
• ASC-X3T11 Fiber Channel
• E.B. 4-02 TELMEX
• NOM-130-ECOL-1999
• NOM-001-STPS-1999
7. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
¿Qué es una Fibra Optica?¿Qué es una Fibra Optica?
• Podemos considerarla como una guía de
onda dieléctrica, es decir es un tubo de
vidrio maciso muy pequeño, en dos capas,
integrada por un núcleo y un revestimiento.
El principio de operación de basa en los
fenómenos de reflexión y refracción de la
luz.
8. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
El efecto del índice de Refración
en la Fibra Óptica
El índice de Refracción indica la relación de la velocidad de la luz en el vacío.
Revestimiento
Núcleo
n2
n1
n2
Fuente
de luz n2
Modo de
propagación
10. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Características y ventajas
de la Fibra Óptica
• No conductiva
• No RFI/EMI
• No se requiere lazos de tierra
• Seguridad
• Muy ligera
• Ocupa poco espacio
• Mayor capacidad de datos
• Costos de instalación bajos
11. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Espectro Electromagnético
Rayos Cósmicos RAyos Gama
Rayos X
Luz Ultra
Violeta
Luz Visible
Luz Infra Roja
Radar y TV
Radio FM
Radio Onda Corta
Radio AM
Frecuencia
(Hz)
1022 ––––––
1020 ––––––
1021 ––––––
1019 ––––––
1017 ––––––
1018 ––––––
1016 ––––––
1014 ––––––
1015 ––––––
1013 ––––––
1011 ––––––
1012 ––––––
1010 ––––––
107 ––––––
105 ––––––
106 ––––––
104 ––––––
102 ––––––
103 ––––––
10 ––––––
0
Ultravioleta
Violeta
Amarillo
Naranja
Rojo
Infrarojo
Azul
Verde
Longitud de Onda
(nm)
400
455
490
550
580
620
750
800
850
1300
1550
33 Telecom Systems Division
109 ––––––
108 ––––––
Longitud de
Onda
C
f
λ =
12. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Propiedades de la Luz
• Reflexión - Los rayos rebotan en la interfase.
• Refracción - Los rayos de luz se desvían al pasar
por la interfase.
Rayo
Incidente
Rayo Reflejado
Rayo Refractado
Normal
Interfase
13. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Índice de Refracción
Índice de Refracción=
Vel. de la luz en el vacío
Vel. de la luz en el material
14. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Indice de refracción*Indice de refracción*
Vacío 1.0
Aire 1.0003
Agua 1.33
Cable de Fibra Óptica (MM) 1.457
Cable de Fibra Óptica(SM) 1.471
Vidrio 1.5-1.9
Diamante 2.42
* Siempre será un número mayor a 1.0
15. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Aceptación de la Luz en la FibraAceptación de la Luz en la Fibra
Cono de Aceptancia
N.A. (Apertura Numérica)
33 Telecom Systems Division
16. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
• Pulso Eléctrico de entrada = Pulso
Eléctrico de salida
Conversión
Eléctrica
a Luz
Conversión
Luz a
Eléctrica
LED
Fuente de
Luz
Foto-
Detector
Pulso
Eléctrico
de Entrada
Pulso
Eléctrico
de Salida
Pulso de Luz
Concepto Básico de la Transmisión
de luz por fibra óptica
Pulso de Luz
17. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Clasificación de las Fibras
Opticas
Multimodo
índice
graduado
Mono Modo
índice
escalón
Núcleo
50 µm
62.5 µm
100 µm
125 µm
125 µm
125 µm
9 µm125 µm
Revestimiento
18. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Fibra Multi Modo con perfil de índiceFibra Multi Modo con perfil de índice
escalonadoescalonado
Fibra con índice
escalón
Perfil del
índice de
rafracción
19. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Dispersión ModalDispersión Modal
• La luz viaja a través de varias
trayectorias (modos)
• El tiempo de propagación de los
modos varía de acuerdo a la longitud
de la trayectoria
Núcleo de la fibra
Modos
de
propagaciónFuente de luz Receptor
20. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Fibra Multi Modo con perfil de índiceFibra Multi Modo con perfil de índice
graduadograduado
Fibra Multi Modo con
índice graduado
Perfil del
índice de
refracción
21. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Fibra MonomodoFibra Monomodo
Fibra Mono Modo (índice escalón)
Pulso
de
salida
Pulso de
entrada
Un Modo = No existe dispersión Modal
22. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
AtenuaciónAtenuación
• Es el decremento de la potencia de una
señal óptica desde la entrada hasta la salida.
Entrada Salida
23. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Pérdidas de luzPérdidas de luz
• La fibra pierde luz inherentemente
• Se mide en decibeles(dB)
• Ejemplo: 3 dB = 50% Transmisión de Luz
10 dB = 10% Transmisión de Luz
20 dB = 1% Transmisión de Luz
Input Light Output Light
24. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Causas de AtenuaciónCausas de Atenuación
Microcurvaturas
Acabado
irregular
Burbujas
Macrocurvatura
Impurezas
(Absorción)
Cambios en densidad
(Dispersión por aberración)
25. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Radio Mínimo de CurvaturaRadio Mínimo de Curvatura
Exceder el Radio Mínimo de Curvatura implica tener
Atenuación debido a las Macrocurvaturas.
– Dispersión de guia-onda
Cubierta
Núcleo
R
26. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
AtenuaciónAtenuación
Fibra MultimodoFibra Multimodo
27. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
AtenuaciónAtenuación
Fibra MonomodoFibra Monomodo
28. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Fuentes de LuzFuentes de Luz
• Diodo Emisor de Luz (LED)
– Bajo Costo
– Baja Potencia
– Amplio Ancho Espectral
• Diodo Láser
– Alto Costo
– Potencia Media
– Angosto Ancho Espectral
• VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)
– Bajo Costo
– Potencia Media
– Angosto Ancho Espectral
29. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
LED vs LaserLED vs Laser
Spectral WidthSpectral Width
LED Lase
r
1260 1300 1340 1290 1300 1310
30. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Dispositivos ReceptoresDispositivos Receptores
• Foto Diodo PIN:
– Emite un electrón por cada fotón
recibido
• Foto Diodo de Avalancha:
– Emite muchos electrones por cada
fotón recibido.
31. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Detectores
Curva de Respuesta a la Longitu de
Onda
500 700 900 1100 1300 1500 1700
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
Sensibilidad
500 700 900 1100 1300 1500 1700
Longitud de Onda
Silicon Germanium InGaAs
33. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
CABLES DE FIBRA ÓPTICACABLES DE FIBRA ÓPTICA
• CABLES DE TUBO HOLGADO
(LOOSE TUBE).
• CABLE DE TUBO APRETADO
(TIGHT BUFFER)
34. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Tipos Básicos de CableTipos Básicos de Cable (Comparación)(Comparación)
TUBO APRETADO= El tubo separador es extruído
directamente sobre la Fibra (900 MICRAS)
TUBO HOLGADO = D.I. del tubo holgado > D.E. de la
Fibra
35. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Cables de tubo holgadoCables de tubo holgado
Relleno
Chaqueta
Externa
Abrigo
Tubo
Separador
Hilos de
Aramid
Tubo Falso
Fibra
Cordón
Atado de
Núcleo
Armadura
Dieléctrico Armado
Miembro Dieléctrico
Central
36. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Construcción del CableConstrucción del Cable
Chaqueta externa
(PVC)
Revestimiento
Miembro de fuerza
(Kevlar)
Separador
(PVC)
Cubierta
Núcleo
Cable de una sola fibra
37. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Construcción del CableConstrucción del Cable
Plenum InteriorPlenum Interior
Fibra Cubierta
Separador
Termoplástico
Aramid
Chaqueta de Fluoruro
co-polymero
38. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Selección del cable adecuadoSelección del cable adecuado
¿Cómo seleccionar el tipo de cable necesario?
¿Qué criterios debo seguir?
39. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
TIPOS DE CABLES PARA
CABLEADO ESTRUCTURADO
Cobre
• CM (Communications)
• CMR (Communications Riser)
• CMP (Communications Plenum)
• LSZH (Low Smoke Zero
Halogen)
Fibra Óptica
• OFN
• OFNR
• OFNP
• LSZH
• OFC
• OFCR
• OFCP
40. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Clasificación del CableClasificación del Cable
por estándares de seguridadpor estándares de seguridad
• NEC - National Electric Code
- Emitido cada 3 años por la NFPA
- En 1987 NEC requirió que todos los cables de fibra cumplieran cierto nivel
de seguridad contra el fuego.
- Es sólamente un recomendación -
Artículo 770 : Cable de Fibra Óptica
• UL - Underwriters Laboratory
- Listados UL : daños a la vida y la propiedad
- Se designana OF: Fibra Óptica
- OFC : Fibra Óptica Conductivo
- OFN : Prueba de Flama Vertical UL 1581
- OFNR : Riser - Prueba UL 1666
- OFNP : Plenum - Prueba NFPA 262 - 1985
- Cable libre de Halógenos
• MSHA - Mining, Saftey & Health Administration
33Telecom Systems Division
41. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Clasificación del CableClasificación del Cable
La NEC 1987 requiere que todos los cables de fibra
óptica deben cumplir con cierto nivel de seguridad
contra el fuego. Un cable completamente dieléctrico se
designa OFN (fibra óptica no-conductivo) contrario a un
OFC (fibra óptica conductivo). El cable OFN es de
aplicación general. Debe pasar la Prueba de Flama en
Charola Vertical UL 1581.
OFNR (fibra óptica no-conductivo riser) implica que todo
miembro dieléctrico del cable de fibra esté clasificado
como “riser”. Un riser es una charola o hueco vertical
por el que corre el cable de piso a piso dentro de un
edificio. Los cables riser deben poseer “características
resistivas al fuego capaces de prevenir la expansión del
fuego de un piso a otro” Los cable riser deben pasar las
pruebas UL 1666. (más estricta que la UL 1581)
33Telecom Systems Division
42. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Clasificación del CableClasificación del Cable
OFNP (Fibra óptica no-conductivo plenum) implica que
todo miembro dieléctrico del cable de fibra óptica esté
clasificado como “plenum”. Plenum es el espacio usado
para el manejo del aire acondicionados. El cable
Plenum debe tener “características adecuadas de
resistencia al fuego y baja producción de humos”. Los
cables plenum deben pasar la prueba NFPA 262-1985
test, la cual es la más estricta de todas la pruebas UL
para cable. Los cables plenum se prueban para
características de humo y flama, pero no para
emisiones tóxicas.
33Telecom Systems Division
43. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Aplicaciones
• Ductos de aire
(Plenums), Charolas,
Conduits
• Atado Aéreo
• Instalación Vertical
• Directamente
Enterrado
Se recomienda cable de
tubo apretado (Breakout o
tight buffer)
Evitar aplastar, enrollar y
curvaturas cerradas.
Los procedimientos de
instalación son los mismos que
los de cable eléctrico.
Cubiertas tipo OFNP o LSZH
44. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Ambientes del Cable
Instalación similar a los cables
eléctricos soportados por una
guía.
Se recomienda tubo holgado
debido al severo medio
ambiente y temperatura.
La mayoría de los tubos
holgados pueden ser
engrapados cada 3 a 5 pies,
sujetados con cinchos o atados
helicoidalmente.
Opción de cable
autosoportado
Ductos de aire
(plenums), Charolas,
Conduits
Atado Aéreo
Instalación Vertical
Directamente
Enterrado
45. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Ambientes del Cable
Se requiere engrapado:
3 - 5 pies exteriores
50 - 100 pies interiores
La migración de las fibras
en tubo holgado puede ser
reducida colocando lazos de
1 a 1.5 pies en lo alto, en el
fondo y al centro.
Cuniertas tipo OFNR o
LSZH
Uso de Fire Barriers
Ductos de aire
(Plenums), Charolas,
Conduits
Atado Aéreo
Instalación Vertical
Directamente
Enterrado
46. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Ambientes del CableAmbientes del Cable
El Cable se puede
colocar directamente
enterrado.
Se recomienda cable
armado por el severo
medio ambiente,
roedores y rocas.
Accesorios de
localización
Ductos de aire
(Plenums), Charolas,
Conduits
Atado Aéreo
Instalación Vertical
Directamente
Enterrado
33Telecom Systems Division
47. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
ComparativosComparativos
Parámetro Estructura
Tubo Holgado Tubo apretado
Radio de curvatura Mayor Menor
Diámetro Mayor Menor
Fuerza de tensión, Instalación Alta Baja
Resistencia al impacto Baja Alta
Resistencia al triturado Baja Alta
Cambio de atenuación a baja
temperatura Bajo Alto
48. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
CONECTORES DECONECTORES DE
FIBRA OPTICAFIBRA OPTICA
49. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Conectores de Fibra OpticaConectores de Fibra Optica
• Los conectores de fibra óptica son
dispositivos diseñados para
proporcionar una unión mecánica,
temporal, confiable y de bajas
pérdidas de dos extremos de fibra
óptica o de un extremo de fibra
óptica con algún dispositivo
fotoelectrónico.
33 Telecom Systems Division
50. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Consideraciones de losConsideraciones de los
ConectoresConectores
• Construcción
• Repetitividad
• Comportamiento térmico
• Alineamiento de férulas
• Pérdida o pérdida de inserción; pérdida por
mal empatado
• Típicamente pérdida menor a 0.2 dB por
par empatado (5% de pérdida de señal)
• Tipo de contacto: Recto, PC y Angulado
51. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Connection Loss Factors
Good Cleave
smooth, mirrored surface
End-Face Quality
Polishing
• Clean Fiber Core
• No Cracks, Scratches,
Pits
Bad Cleave
chips and shards
Bad Cleave
cracks and hackles
52. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Connection Loss Factors
Lateral
Misalignment
Angular
Misalignment
End
Separation
54. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Alineación TriaxialAlineación Triaxial
X-Y-Z de conectores de férulaX-Y-Z de conectores de férula
Componentes Concéntricos
•Núcleo a Revestimientos
•Fibra a tubo capilar
•Tubo capilar a D.E. férula
•D.E. Ferula a Tubo alin.
Componentes Longitudinales
•Pulido de la cara de la fibra
•Presión del resorte
Tubo alineador de precisión
Z
X
Y
Adhesivo
Ferula de
precisión
∆
Fibra Optica
55. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Alineamiento de férulasAlineamiento de férulas
Tolerancias en las Pérdidas de LuzTolerancias en las Pérdidas de Luz
Fibras con D.E. de 125 micras y 5 micras mal
alineadas.
Núcleo multi modo de 50
micras –
Pérdida aceptable
Núcleo mono modo de 10
micras –
Pérdida no aceptable
56. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Desplazamiento de AlineamientoDesplazamiento de Alineamiento
TransversalTransversal
Despalzamiento Transversal (µm)
Pérdida
(dB)
MonoModo
Núcleo = 9.5 µm
λ = 1.3 µm
Desplazamiento Lateral
MultiModo
Núcleo = 62.5 µm
NA = 0.27
λ = 1.3 µm
57. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Desplazamiento en la AlineaciónDesplazamiento en la Alineación
AngularAngular
Desplazamiento Angular (en grados)
Pérdida
(dB)
Mono Modo
Núcleo = 9.5 µm
λ = 1.3 µm
Desplazamiento Angular
Multimodo
Núcleo = 62.5 µm
NA = 0.27
λ = 1.3µm
58. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Desplazamiento de AlineaciónDesplazamiento de Alineación
LongitudinalLongitudinal
Desplazamiento Longitudinal (µm)
Pérdida
(dB)
MonoModo
MFD = 9.5µm
λ = 1.3µm
Separación
MultiModo
Núcleo = 62.5µm
NA = 0.27
λ = 1.3µm
Sin
Gel de
acoplam
ientod
e índice
Con Gel
59. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Consideraciones de losConsideraciones de los
ConectoresConectores
• Tipo de Empate: Perdidas por Inserción
• Recto, PC, Angulado
• Pérdidas de retorno
• Acopladores requeridos
60. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Consideraciones de losConsideraciones de los
ConectoresConectores
• Características del Terminado:
Pérdidas de retorno.
• Calidad del Pulido
• Pulido Defectuoso
• Pulido Excesivo
• Pulido Insuficiente
61. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Proceso de PulidoProceso de Pulido
Depende de las características del Conector
y la fibra
• Desbastar la Fibra
• Remover Adhesivo
• Nivelar Férula. De acuerdo al tipo de férula
• Pulir Cara . De acuerdo al tipo de fibra.
• MM.- Manual
• SM.- Mecanizado. (No se recomienda en
campo)
62. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Pulido de conectoresPulido de conectores
• Oxido de Aluminio
• Diamante
Abrasivos para Fibra Optica
63. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Conectores de Fibra OpticaConectores de Fibra Optica
TIPOS DE CONECTORES
• ST
• SC
• SC Angled
• FC/PC
• FC Angled
• VF-45
64. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Conectores de Fibra OpticaConectores de Fibra Optica
• SC
• SC Angled
• Funcionamiento tipo Push-pull
• Principales aplicaciones:
– Cableado estructurado
– Telefonía de larga distancia
– Sistemas de televisión por cable
65. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Conectores de Fibra OpticaConectores de Fibra Optica
• ST
– Alineamiento por medio de diente
– Presión ejercida por un resorte
– Usado principalmente en cableado
estructurado
– Tendencia al desuso
66. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Conectores de Fibra OpticaConectores de Fibra Optica
• FC/PC
• FC Angled
• Aplicaciones:
– Telefonía de larga distancia
– Equipos de instrumentación
67. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Soluciones de Conectorización 3MSoluciones de Conectorización 3M
• EPOXICO
• HOT MELT
• CRIMPLOK
• VOLITION
68. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Soluciones de ConectorizaciónSoluciones de Conectorización
EpóxicaEpóxica
• Procedimiento
69. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Soluciones de ConectorizaciónSoluciones de Conectorización
Hot MeltHot Melt
• Características
– Adhesivo incluído en el conector
– Preparación más rápida y barata
– Reutilizable
– Evita desperdicios
• Tipos de conectores
– ST
– SC
– FC/PC 3
70. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Soluciones de ConectorizaciónSoluciones de Conectorización
CrimpLokCrimpLok
• Método de
conectorización en seco
• No requiere adhesivos
• Kit Compacto
• Tipos de conectores:
– ST
– SC
71. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Soluciones de ConectorizaciónSoluciones de Conectorización
CrimpLokCrimpLok
• Tiempo de preparación 3 min
• Pulido de un sólo paso
• No se requieren de
instalaciones eléctricas
• Ideal en aplicaciones de
seguridad
• Aplicaciones de alta densidad
73. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Empalmes deEmpalmes de
Fibra ÓpticaFibra Óptica
74. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Empalme por Fusión
• Se alinean las fibra y son fusionadas por un arco eléctrico en la unión.
• Bajas pérdidas, típicamente para núcleos pequeños de fibras mono
modo.
• No se require adhesivos epóxicos.
• Equipo de alto costo.
Electrodo
Electrodo
Arco Eléctrico
Fibra 1 Fibra 2
( )( )
33 Telecom Systems Division
77. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Herramienta para EmpalmesHerramienta para Empalmes
MecánicosMecánicos
Herramienta de aplicación de bajo
costo
Procedimiento simplificado de
empalme, no requie entrenamiento
especial
Desempeño y Confiabilidad probada
Rápido de aplicar
Ideal en reparaciones de emergencia
33 Telecom Systems Division
78. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Sistemas de administración deSistemas de administración de
Fibra OpticaFibra Optica
• FibrMax
• 8400
• Sistema Pouyet
• Proptic
79. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Sistemas de administraciónSistemas de administración
de Fibra Opticade Fibra Optica
• Familia 8400.
• Permite manejar gran cantidad
de fibras
• Diferentes tipos de conectores
• Espacios para charolas de
empalme.
• Empalme mecánico o de fusión
80. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
StandardStandard
TOPTOP ‘‘‘‘Economic’’Economic’’
ONEONE
81. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
PROPTIC : PrecablingPROPTIC : Precabling
Circular Frame SystemCircular Frame System
82. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Cierres de Empalme
• 2178
• FibrDome
• Pouyet
83. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Fibra ÓpticaFibra Óptica
Cierres de EmpalmeCierres de Empalme
•2178
•Empalme mecánico o de fusión
•Subterráneo aéreo o en poste
•Reintervenibles
84. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Fibra ÓpticaFibra Óptica
Cierres de Empalme 2178Cierres de Empalme 2178
•Módulos de expansión
•Empalmes de línea o derivación
•Sellado perfecto
•Presurizable
•Desde 6 hasta 360 fibras
85. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
FibrDomeFibrDome
Reintervenible
Se puede instalar en registro, poste
o gabinete
Hasta 96 fibras
86. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
StandardStandard
MPE/OMPE/O
BPE/OBPE/O
Cierres Pouyet
87. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Building Interface BoxesBuilding Interface Boxes
CROS / RSPOCROS / RSPO
89. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Pruebas de Fibra OpticaPruebas de Fibra Optica
• Tipos de pruebas
– Continuidad
– Atenuación:
• Transmisión:
– Cut Back
– Pruebas de pérdidas por inserción (Mediciones de
potencia óptica) OPM
• Pruebas de retrodispersión o reflectometría (OTDR)
90. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Prueba de continuidadPrueba de continuidad
• Probador de luz intermitente
– Usado para verificar que la luz pasa a través de
la fibra (continuidad punta a punta)
– Se usa para la identificación de fibras
– Verificar polaridad en sistemas duplexVerify
polarity in a duplex circuit
• Esta prueba es úsitl sólo para pruebas fallas sencillas
91. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Pruebas de pérdidas por inserciónPruebas de pérdidas por inserción
AtenuaciónAtenuación
• Se realiza utilizando una
fuente de luz y un medidor
de potencia
• Se mide la cantidad de
pérdida de señal a lo largo
de un enlace de fibra
– Medido en dB
92. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Prueba de atenuaciónPrueba de atenuación
• Desarrollo de la prueba
– Medición de los niveles de potencia de
trasmisión/recepción
• Proceso de dos pasos
– Toma de Referencia (calibración)
– Prueba de canal
93. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Referencia (Calibración)
• Paso 1
– Determine las pérdidas de un cable de
referencia
– Considerelo como Cero de referencia
Power Meter Light Source
Access Jumper 1
(from light source)
Access Jumper 2
(from power meter)
Mated Pair
94. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Prueba del canalPrueba del canal
Paso 2
Determine las pérdidas del enlace bajo
prueba (dBm)
Atenuación total= P2 - P1
Power Meter Light Source
System
(Test Link)
95. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Prueba de atenuaciónPrueba de atenuación
Límite aceptableLímite aceptable
97. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Método de retrodispersiónMétodo de retrodispersión
Principios Básicos (OTDR)Principios Básicos (OTDR)
Laser
Detector
Acoplador
Conector Empalme FdF
Evento 1
Luz
Reflejada
Evento 2
Luz
Reflejada
Evento 3
Luz
Reflejada
Pulso de Luz de Salida
OTDR
Puerto de Salida
Zona Muerta
98. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Principios Básicos del OTDRPrincipios Básicos del OTDR
Conector Empalme FDF
Pulsador Laser
Receptor Amplificador
OTDR
Gráfica Típica
Acoplador
99. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Verificando el desempeño del sistemaVerificando el desempeño del sistema
• Ocho pasos para analizar el desempeñoOcho pasos para analizar el desempeño
1. Calcular las pérdidas de la
fibra
2. Atenuación en conectores
3. Pérdidas por empalmes
4. Pérdidas por otros
componentes
Switches Bypass
Acopladores
Splitters
5. Determinar la ganancia del
sistema
6. Determinar las pérdidas
totales de potencia
7. Calcular el presupuesto de
pérdidas
8. Verificar que la atenuación
sea menor que el
presupuesto de pérdidas
100. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Verificando el rendimiento del sistemaVerificando el rendimiento del sistema
• Atenuación
– Pérdidas en la fibra a la longitud de onda
de operación
• La atenuación del cable de fibra se expresa
en dB/km
• 1.5 dB/km X 1.5 km = 2.25 dB
– Determine las pérdidas por conectores
• 1.0 dB por par conectado
– Pérdidas por empalmes
• 0.3 dB por empalme
– Otros componentes
101. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
AtenuaciónAtenuación
Fiber Loss 1.5 km
X1.5 dB/km
2.25 dB
Connector
loss
1.0 dB
X5 connectors
5.0 dB
Splice loss 0.3 dB
X3 splices
0.9 dB
Other
components
None 0.0 dB
Total
attenuation
8.15 dB
102. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Verificando el desempeñoVerificando el desempeño
• Calcular presupuesto de pérdidas del enlace (13.0
dB)
– Determine la ganancia del sistema
• Promedio de potencia del transmisor- sensibilidad del receptor
• (-18.0 dB) - (-31.0 dB) = 13.0 dB
– Determine pérdidas de potencia (2.6 dB)
• Margen de operación - use 2.0 dB
• Pérdidas en el receptor - si no están establecidas, considere 0.0 dB
• Margen de reparación - 2 empalmes a .3 dB = .6 dB
– Presupuesto de enlace - Ganancia del sistema - Pérdidas
de potencia
• 13.0 dB - 2.6 dB = 10.4 dB
103. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Verificando el rendimientoVerificando el rendimiento
• Verifique la potencia adecuada
– Presupuesto total de pérdidas 10.4 dB
Menos
– Atenuación total del sistema 8.15 dB
– Margen de desempeño del sistema 2.25 dB
104. Volition Network Solutions™ The Leader in Fiber Optic Networking
Verificando el desempeñoVerificando el desempeño
• Ancho de Banda
– Expresado en Mhz
– Velocidad de transmisión máxima para operar
el sistema sin traslape de pulsos de luz que
produzcan BER
– Debe ser >= ancho de banda del sistema
– Ancho de banda mínimo para soportar el
sistema es normalmente dado por el OEM
Notas del editor
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NOTES:In the mid 1800s a British physicist named John Tyndall demonstrated that light could be kept inside a stream of water. He would place a glass jar with a spout at the bottom on a table and shine a light into the jar along the same axis as the spout. The light would stay inside the water stream until the stream broke apart near the bottom. Tyndall had demonstrated the principle of “total internal reflection”.
In 1880 an engineer named William Wheeler patented a scheme that he thought could “pipe” light through homes and buildings. He made tubes that had a shinny surface on the inside and connected them in the same way that water pipes are connected. He placed a bright light at the beginning of the pipe system and focused the light into the tube. His method was not very efficient, but variations of his idea eventually led to optical fibers.
In the 1950s, Brian O’Brien Sr. of the United States and Harry Hopkins and Narinder Kapany, both from England, worked on a refined concept that used two concentric “layers” of glass with the inner layer having a higher “index of refraction” than the outer layer. In this configuration, the glass could bend and still carry light to the other end. The term “fiber optics” started to be used during this time. O’Brien made bundles of the fibers and used them to transmit light for use in the medical and inspection fields.
<number>
NOTES:In 1960, a major development occurred that opened the way for advances in fiber optic communications systems. Theodore H. Maiman demonstrated the first working laser. A laser produces a narrow beam of light that can be coupled to a fiber optic strand. This gave the fiber optic systems a greater distance of operation.
In 1970, a breakthrough in fiber optic manufacturing technology was achieved. Scientists at the Corning Glass Works were able to make fiber optic strands that had a loss of less than 20 dB/km. At one time 20 dB/km was thought to be the theoretical limit of the glass.
In 1977, the first commercial long distance system went into operation.
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NOTES:In 1960, a major development occurred that opened the way for advances in fiber optic communications systems. Theodore H. Maiman demonstrated the first working laser. A laser produces a narrow beam of light that can be coupled to a fiber optic strand. This gave the fiber optic systems a greater distance of operation.
In 1970, a breakthrough in fiber optic manufacturing technology was achieved. Scientists at the Corning Glass Works were able to make fiber optic strands that had a loss of less than 20 dB/km. At one time 20 dB/km was thought to be the theoretical limit of the glass.
In 1977, the first commercial long distance system went into operation.
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Fiber optics is not difficult to understand. It’s as simple as light bouncing down a pipe (although fiber is made of a solid piece of glass). The basis of fiber optic communication is optical fiber, a thin, flexible waveguide through which light is transmitted.
A fiber optic strand is made of two components called the core and the cladding. Light enters the fiber, bounces down the core and exits at the opposite end.
How does this work? Well, the core has a different index of refraction than that of the cladding (about 1%). When the light that enters the core comes to the core/cladding boundary (and since the cladding has a lower refractive index) it will be bent away from the cladding and back into the core. This process is called total internal reflection.
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NOTES:Non-conductive - Fiber strands do not conduct electricity and are therefore not subject to overvoltage situations
No RFI/EMI - There is no induction between fibers to cause interference
No ground loop - Copper cable system could loop through earth ground, but light signals through fiber is not subject to grounding
Data security - There is no electro magnetic radiation and tapping the line is difficult at best.
Greater data capacity - Fiber transmissions have been tested at over 20 gigabits
Lower installed cost - With new technology it is becoming feasible to install fiber optic systems
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NOTES:When working with light rays it is more common to specify the wavelength of the light. Visible light is only a small portion of the electromagnetic spectrum. We can see light rays that range from 400 to 700 nanometers (nm). The color of the light we see can be specified by its’ wavelength. Red is in the range of 660nm, green is in the range of 500nm and blue is in the range of 470nm.
Wavelength is calculated using the speed of light in free space divided by the frequency of the wave being measured. By using this formula we find that the wavelength of a typical power outlet in the home (60 Hz) is equal to 3,100 miles. As you can see, the frequency and the wavelength of a signal are inversely proportionate. As the frequency goes up, the wavelength goes down.
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<number>
The index of refraction is the ratio of the speed of light in a vacuum to the speed of light in a material. The material must be transparent enough to pass some light through it. Light always travels through a vacuum faster than through a material, therefore, the index of refraction will always be greater than 1.
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Light entering the core must do so within a certain acceptance cone (shaped like a funnel) to achieve the total internal reflection. The larger the cone, the easier it is to couple light into the fiber. This cone can be described by a mathematical formula and the result is called the “Numerical Aperture” (NA). The acceptance angle of the air to fiber interface is normally much greater than that of the core to cladding interface. Because light striking the core to cladding interface at an angle greater than the critical angle is lost through the cladding, it is important to use the critical angle of this interface for the acceptance cone.
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This is a simplified fiber optic communication system. An electrical pulse is used to trigger an LED generating a light pulse which is injected into the fiber. The detector senses the light pulse and generates a small electrical pulse which is amplified, formatted and presented at the output. The output pulse is the same as the input pulse, as if the fiber link had not even been there.
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Comparison of 3 core sizes: 200um for industrial communications such as PLC’s, 62.5um for local area networks, and 9um for long distance telecommunications and CATV.
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There are 2 types of fiber, single mode and multi-mode. Multi-mode means that there are multiple paths (or modes) for the light to travel down the fiber. The larger the core, the more modes it will carry. A 100um core will carry 5744 modes at 850nm.
Multi-mode fibers are either step-index or graded-index. Step-index fibers have a distinct difference (a step) in the core’s and cladding’s index of refraction.
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The change in index of refraction between core and cladding in a graded-index is gradual. The index is highest in the center of the core and decreases towards the outer edge.
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Single mode fiber is a step index fiber. It too has a distinct difference between the core and claddings index of refraction. This type of fiber has a core that is about 10um in diameter.
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In copper systems we have loss which is called resistance. We measure resistance in ohms.
In fiber we have loss. We call this loss (or decrease in power) attenuation which we measure in dB (decibels). The lower the attenuation, the more light that is transmitted.
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3dB of loss means that you have lost 50% of the light that you’ve started with.
Example: if you have a 100 watt light bulb and have 3 dB of loss you end up with 50 watts of light. If you take that 100 watts and have 6 dB of loss you have 25 watts left ( 50% of 100 watts is 50 watts (the first 3dB) and 50% of 50 watts is 25 watts (a second 3dB for a total of 6dB).
100 watts
50% loss (3dB)
--------------------
50 watts
50% loss (3dB)
--------------------
25 watts
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Attenuation of the light can be caused by several factors:
1. Absorption of the light by materials in the glass.
2. Scattering of the light out of the core due to impurities.
3. Leakage of light out of the core due to exceeding the maximum bend radius of the fiber optic strand. This is called a macrobend. Once the light leaves the core, it is absorbed in the cladding.
4. Microbends (high attenuation due to pin-point pressure). This can happen when water surrounds the fiber and then freezes.
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Exceeding the minimum bend radius can cause 2 problems. The first is catastrophic failure (breaking of the fiber).
The second is increased loss. When you bend a fiber to tightly the light in the core leaks out into the cladding.
DEMO: use the 7XE-660 visible light source and bend some fiber till you see the red light “leaking” out.
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There are 2 types of light sources used in fiber optics, LED’s (used for multi-mode) and lasers (used for single mode).
Light Emitting Diode (LED) - This is an inexpensive semiconductor device that will produce light using a small electrical current to release photons from certain semiconductor materials. The selection of the material determines the wavelength or color of the light. The bandwidth of the light is relatively wide. The amount of output power from the LED is small. The physical size of an LED is much larger than the core of a fiber optic strand. An LED should have a useful life of over 100, 000 hours.
Laser Diode - An expensive semiconductor device that produces a coherent beam of light when stimulated with the proper electrical signals. The selection of materials and the stimulating electrical signals determine the wavelength or color of the light. The bandwidth of the light can be very narrow, sometimes only 1 um wide. The output window of the laser diode is the same size as the core of a fiber optic strand. The amount of output power that can be transferred from the laser diode to the core is much greater than an LED.
Fiber optic strands made of silica have some attenuation at 850 nm, low attenuation at 1300 nm and even lower attenuation at 1550 nm. LEDs can be made to have a relatively high output at 850 nm and 1300 nm while laser diodes can be made to have a high output at all three wavelengths.
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This is a representation of the spectral characteristics of an output device such as a Laser or LED source. It shows the Central Wavelength and the Spectral Width of the device. LED’s have a Spectral Width of about 50nm to 200nm. This means that the maximum or peak power is comprised of light from within a this portion of the spectrum combined together. Laser’s on the other hand have a very narrow spectral width and the peak power comes from a narrower more concentrated spectrum of light. Photodyne provides this information with every light source shipped.
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NOTES:In the mid 1800s a British physicist named John Tyndall demonstrated that light could be kept inside a stream of water. He would place a glass jar with a spout at the bottom on a table and shine a light into the jar along the same axis as the spout. The light would stay inside the water stream until the stream broke apart near the bottom. Tyndall had demonstrated the principle of “total internal reflection”.
In 1880 an engineer named William Wheeler patented a scheme that he thought could “pipe” light through homes and buildings. He made tubes that had a shinny surface on the inside and connected them in the same way that water pipes are connected. He placed a bright light at the beginning of the pipe system and focused the light into the tube. His method was not very efficient, but variations of his idea eventually led to optical fibers.
In the 1950s, Brian O’Brien Sr. of the United States and Harry Hopkins and Narinder Kapany, both from England, worked on a refined concept that used two concentric “layers” of glass with the inner layer having a higher “index of refraction” than the outer layer. In this configuration, the glass could bend and still carry light to the other end. The term “fiber optics” started to be used during this time. O’Brien made bundles of the fibers and used them to transmit light for use in the medical and inspection fields.
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NOTES:In 1960, a major development occurred that opened the way for advances in fiber optic communications systems. Theodore H. Maiman demonstrated the first working laser. A laser produces a narrow beam of light that can be coupled to a fiber optic strand. This gave the fiber optic systems a greater distance of operation.
In 1970, a breakthrough in fiber optic manufacturing technology was achieved. Scientists at the Corning Glass Works were able to make fiber optic strands that had a loss of less than 20 dB/km. At one time 20 dB/km was thought to be the theoretical limit of the glass.
In 1977, the first commercial long distance system went into operation.