2. AGENDA
• La necesidad de la fibra óptica.
• Introducción a las comunicaciones ópticas.
• Tipos de fibra óptica.
• Cables de fibra óptica.
• Conectores de fibra óptica.
• Conectorización.
• Empalmadoras de fusión.
• Diseño de enlaces ópticos.
• Medidas de enlaces ópticos.
• Reflectómetros ópticos.
4. • INTERNACIONAL
(PERO BASADOS EN EUROPA)
• ISO INTERNATIONAL STANDARDS
ORGANISATION
• IEC INTERNATIONAL ELECTRO TECHNICAL
COMMISION
• ISO/IEC 11801
¿¿QUIEN ESCRIBE LOSQUIEN ESCRIBE LOS
ESTANDARES?ESTANDARES?
5. El sistema de cableado genérico tiene una topología
de estrella jerárquica.
El sistema de cableado debe
tener esta forma.
El número y la presencia de
CD y BD depende de
la situación geográfica del
lugar en cuestión.
Por ejemplo, un único edificio
no tiene por que necesitar un
repartidor de campus.
ESTANDARES
CD
BDBDBD
FDFDFD
TO TO TO TO
CABLE TRONCAL
CAMPUS
CABLE TRONCAL
EDIFICIO
CABLEADO
HORIZONTAL
6. Las funciones del BD
y FD se pueden
combinar
Están permitidos
enlaces adicionales
entre FD, y en algunos
casos se utilizan como
backup de
emergencia, etc.
FD
FD
FD
TO
TO
TO
CDBDFD
BD/FD
FD
TO
TO
TO
FD
FD
FD
ESTANDARES
8. La regla 80/20
• Se aplicaba cuando los grupos de
trabajo prevalecían
• 80% del tráfico se produce dentro del
grupo de trabajo
• 20% del tráfico es entre distintos
grupos
• Los servidores pertenecen al grupo
de trabajo
9. Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation
Local Server Local Server Local Server
Core Switching / Routing
20%
80%80%80%
10. Los servicios de las compañías
(como el e-mail) incrementaron
el tráfico en las troncales
11. Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation
Local Server Local Server Local Server
Core Switching / Routing
60%
40%60%60%
eMail Server
Enterprise Service
40%
40%
12. Los servicios de las compañías
se desplazaron hacia el núcleo
conforme la demanda
aumentaba
13. Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation
Local Server Local Server Local Server
Core Switching / Routing
40%
60%60%60%
eMail Server
Enterprise Service
40%
40%
14. La migración de los servicios
hacia el núcleo condujo a la
formación de centros de datos y
granjas de servidores, pero
también incrementó la
necesidad de ancho de banda
en las troncales
15. Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation
Enterprise Servers
Core Switching / Routing
80%
20%20%20%
eMail Server
Enterprise Services
80%
80%
Laser printer Laser printer IBM laser printer
Plotter
Laser printer ASCII Printer
Virtual LAN needed to
Assign Enterprise Services
to Workgroup
17. ARQUITECTURA LAN
Una Planta
Otra Planta
servidores
1000
router
El mundo
exterior
RTC, RDSI,
lineas
dedicadas
Otro Edificio
10 Gigabit
ethernet
Troncal de
Campus
Un Edificio
100 Ethernet switch100BaseTX
Troncal de
edificio
1000
Gigabit
Ethernet
Switch
18. COMPARADA CON EL
COBRE
• La fibra tiene un ancho de banda
mucho mayor
• La fibra tiene mucha menos
atenuación
• La fibra no se ve afectada por las
interferencias electromagnéticas
• La fibra es pequeña y ligera
• La fibra es segura
25. Transmisión de SeñalesOn Off On On Off On
On Off On
On On On
Off Off Off
Umbral del
Receptor
Dispersión excesiva
Dispersión excesiva + atenuación
Bit Error
Bit Error
1 0 1
1 0 1
1 1 1
0 0 0
26. Pérfiles del Indice de Refracción
del núcleo125
0
Diametro(µm)
1.46
125
0
Indice de Refracción
1.001.00
1.46
1.481.48
Diametro(µm)
MM Salto
de Indice
MM Indice
Gradual
27. Dispersion Modal
Pulso de Entrada Pulso de Salida
Multimodo Indice Gradual
Rapido
Rapido
Lento
T k’T
28. DISPERSION - ANCHO DE BANDA
Sección de la fibra refracción entrada del pulso salida
índice de Pulso a la Propagación Pulso a la
Tipo : monomodo
125 um n10um
Tipo : multimodo de salto de indice
125 um n100 um
Tipo : multimodo de indice gradual
125 um
n
50um
30. TIPOS DE FIBRA
¿Porqué hay diferentes tipos de fibra
(multimodo/monomodo)?
Cuando más pequeño es el núcleo,
menor atenuación
mayor ancho de banda
Pero
más difícil de conectorizar y medir
requiere el uso de laser
32. Ventanas de Longitud de Onda
Longitud de Onda
1ª Ventana
850nm
2ª Ventana
1300nm
3ª Ventana
1550nm
800 1000 1200 1400 1600
Atebuación
• 850nm y 1300nm/multimodo-LED
• 1310nm y 1550nm/monomodo-Laser
33. LED vs. Laser para
Multimodo
• Velocidad máxima de transmisión de
un LED ~ 622 Mbps
• Las velocidades de Gigabit requieren
lasers
• ¿Porqué no utilizar entonces
monomodo…?
34. • Laser de Emisión por superficie de
cavidad vertical (Vertical Cavity
Surface Emitting Laser - VCSEL)
– Similar al Laser Fabry-Perot, pero…
• Reduce drásticamente el coste de
los lasers acercandolos a los LEDs
• Disponible sólo en 850 nm
VCSEL
36. Tipo Ancho de Banda Atenuación Dispersión Indice
Fibra Mhz - km dB/km ps/nm - km Refracción
850nm 1300nm 850nm 1300nm 1310nm 1550nm
50/125 400 600 3 1 1.488
62.5/125 200 500 3.5 1 1.499
1310nm 1550nm
Monomodo 0.45 0.30 3.5 18 1.468
ESPECIFICACION DE FIBRA
OPTICA
37. GIGABIT ETHERNETGIGABIT ETHERNET
FIBRAFIBRA ANCHO DE BANDAANCHO DE BANDA DISTANCIADISTANCIA
MHz.kmMHz.km mm
850/1300 nm850/1300 nm 850nm 1300nm850nm 1300nm
•• 62.5/12562.5/125 160/500160/500 220220 550550
•• 62.5/12562.5/125 200/500200/500 275275 550550
•• 50/12550/125 400/400400/400 500500 550550
•• 50/12550/125 500/500500/500 550550 550550
IEEE 802.3z aprobado el 25 de Junio de 1998
38. NUEVAS PROPUESTAS PARA
FIBRA DE ISO 11801
ISO 11801 2ª Ed PROPONE
‘CLASES’ DE FIBRA PARA
DIFERENTES APLICACIONES
39. ISO 11801 2ª Ed.
Tipos de Fibra Optica
2000500150050/125OM3
ND50050050/125OM2
ND50020062.5/125OM1
8501300850
Efectivo
(LASER)
Núcleo Saturado (LED)Tipo de
Fibra
Clase
Optica
Ancho de Banda (MHz-Km)
40. ISO 11801 2ª Ed.
Clases de Fibra Optica
VelocidaddeTransmisión
(Mbps)
Distancia (M)
OS1OS1OM310000
OS1OM2OM11000
OM1OM1OM1100
OM1OM1OM110
2000500300
45. Universal, distribución “C-NMLU”
Brand-Rex Ltd
Cubierta LSF/0H
Barrera antihumedad
Hasta 24 fibras de protección
ajustada
Fibras de aramida
CABLES DE FIBRA OPTICA
PROTECCIÓN AJUSTADA
46. Supertubo “LU”
Brand-Rex Ltd
Cubierta Exterior
material LSF/0H
Hasta 12 fibras en un tubo
relleno con gel
Capa de fibras de aramida
como elementos de refuerzo
CABLES DE FIBRA OPTICA
UNITUBO
47. Armadura de hilos de acero “S-MB-SWA”
Brand-Rex Ltd
Cubierta Polietileno
Atadura
Cubierta PVC
Armadura de hilos
de acero galvanizado
.
Relleno de gel
Elemento central de acero
Cinta de Aluminio
Barrera antihumedad
6 tubos rellenos de gel
colocados helicoidalmente
alrededor del elemento central
hasta 12 fibras por tubo
CABLES DE FIBRA OPTICA
MULTITUBO
48. PRUEBAS DEL CABLE
IEC 794 / EN 187 000
• TRACCIÓN MÁXIMA
• APLASTAMIENTO
• IMPACTO
• FLEXIBILIDAD
• TORSION
• RADIO DE CURVATURA
• RANGO DE TEMPERATURAS
• PENETRACION DE AGUA
50. CONECTORES
• El propósito de los conectores es
enfrentar dos fibras ópticas.
• Tienen que cumplir correctamente su
función:
– Conectar y desconectar
• Un buen conector debe ofrecer
resultados repetitivos.
52. Dos conectores ópticos se conectan utilizando
un pequeño accesorio llamado de múltiples
formas: las mas usuales son “adaptador” y
“acoplador”.
ADAPTADOR SC ADAPTADOR ST
ADAPTADORES
53. ENFRENTAMIENTO
• En realidad pretendemos alinear los
núcleos de las dos fibras.
• La concentricidad es fundamental:
– Núcleo-Revestimiento
– Revestimiento-Capilar
– Capilar-Ferrule
– Ferrule-Guías de alineamiento
54. PARÁMETROS
• Existen dos parámetros básicos para
definir la calidad de un conector.
• Pérdidas de Inserción: es la atenuación
del conector en dB (menor valor, mejor)
• Pérdidas de Retorno: expresa la cantidad
de luz reflejada por el conector (mayor
valor, mejor). Es más importante en
monomodo.
64. CONECTORIZACIÓN
• Existen dos formas de conectorizar
una fibra:
• Montando manualmente un conector
sobre el extremo de la fibra.
• Empalmando un pigtail por fusión a
la fibra.
65. La conectorización (colocación de conectores en los
cables de fibra óptica) se realiza mediante diferentes
técnicas:
EPOXY
HOT MELT (3M)
ANAEROBICO
Curado en frío
CRIMPADO
CONECTORIZACIÓN
MANUAL
79. • Existen tres motivos para realizar
empalmes en planta externa:
– Sobrepasar la máxima longitud instalable.
– Sobrepasar la longitud suministrada por
bobina.
– Realizar segregaciones o derivaciones.
• Los empalmes deben estar protegidos por
cajas.
• También empalmamos fibras al utilizar
pigtails en la conectorización.
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
83. • Existen dos métodos para empalmar
fibras ópticas:
– Empalmes mecánicos (solo para
multimodo).
– Empalmes de fusión (monomodo o
multimodo).
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
88. PREPARACIÓN DE LAS
FIBRAS
• Limpieza: limpiar completamente las
fibras de cualquier residuo (gel, suciedad,
etc.)
• Pelado: eliminar las protecciones de la
fibra.
• Limpieza: limpiar los restos de protección
por medio de alcohol isopropílico.
• Corte: cortar las fibras.
91. FUSIÓN DE LAS FIBRAS
• Las fusionadoras alinean, aproximan y
calientan las fibras para obtener un
empalme perfecto, de bajas pérdidas y
mínimas reflexiones.
• Se basan en apoyar las fibras sobre unos
soportes acanalados en V.
• La geometría de las fibras introduce un
grado de incertidumbre respecto al
alineamiento.
99. PARAMETROS DE ENLACES OPTICOS ISO/EN
MULTIMODO MONOMODO
850 nm 1300 nm 1310 nm 1550 nmParametro
Atenuacion dB/km 3.5 max 1.0 max n/a n/a
BW MHz.km 200 min 500 min n/a n/a
Conector
Perdidas Insercion
Perdidas Retorno 20 min 20 min 26 min 26 min
Perdidas de empalme 0.3 max 0.3 max 0.3 max 0.3 max
0.75 max 0.75 max 0.75 max 0.75 max
100. Atenuacion dB
Multimodo MonomodoSubsistema de Longitud
cableado máxima
850 nm 1300 nm 1310nm 1550 nm
Horizontal 100 m 2.5 2.2 2.2 2.2
Troncal edificio 500 m 3.9 2.6 2.7 2.7
Troncal campus 1500 m 7.4 3.6 3.6 3.6
ISO 11801 2nd Ed en ROJO
OF 300 300 m 2.55 1.95 1.8 1.8
OF 500 500 m 3.25 2.25 2.0 2.0
OF 2000 2000 m 8.5 4.5 3.5 3.5
PARAMETROS DE ENLACES OPTICOS ISO/EN
101. Pérdidas totales = 0.75 + (1.9 x 3.5) + 0.3 + 0.75 = 8.45 dB a 850 nm
Latiguillo adaptador conector panel repartidor
cable 1.9 km
conectores 0.75 0.75
cable 1.9 x 3.5
empalme 0.3
empalme
Perdidas de enlace permitidas = 8.5dB
Cálculo de pérdidas
Troncal de Campus
102. ISO 11801 2ª Ed.
Clases de Fibra Optica
VelocidaddeTransmisión
(Mbps)
Distancia (M)
OS1OS1OM310000
OS1OM2OM11000
OM1OM1OM1100
OM1OM1OM110
2000500300
103. APLICACIÓN LONGITUD
DE ONDA
DISTANCIA
62.5/125
OM1
DISTANCIA
50/125
OM2
DISTANCIA
50/125
OM3
DISTANCIA
MONOMODO
OS1
10BASE-FL 850 nm 2,000 m 1,340 m 1340 m
100BASE-SX 850 nm 300 m 300 m 300 m
100 BASE-FX 1300 nm 2,000 m 2,000 m 2000 m
1000BASE-SX 850 nm 300 m 600 m 600 m
1000BASE-LX 1300 nm 600 m 600 m 600 m 5,000 m
10GBASE-SR 850 nm 26 m 82 m 300 m
10GBASE-LW 1310 nm 40,000 m
ATM 155 1300 nm 2,000 m 2,000 m
ATM 622 1300 nm 500 m 500 m 15,000 m
ATM 155 swl 850 nm 1,000 m 1,000 m
FDDI 1300 nm 2,000 m 2,000 m
Token Ring 850 nm 2,000 m 1,400 m
Fiber Channel
133
850 nm 2,000 m 2,000 m
Fiber Channel
266
850 nm 700 m 2000 m
Fiber Channel
531
850 nm 350 m 1000 m
Fiber Channel
1062
850 nm 300 m 500 m
Fiber Channel
1062
1300 nm 10,000 m
105. Panel 1 con un conector
directamente terminado y
conectado al adaptador
Panel 2 con cable
empalmado a un latiguillo
y este conectado al
adaptador
Perdida Conector Perdida Fibra Per. Conector
1.2 X 3.5 = 4.2dB0.75 dB 0.75 dB
Perdida Empalme Perd. Empalme
0.3 dB 0.3 dB
xEmpalme mecánico
o por fusión
EDIFICIO 1 EDIFICIO 2
Longitud del cable p.e.. 1.2KM
Cable fibra óptica multimodo
x
Panel Panel
MEDIDAS DE ENLACES
OPTICOS
106. Después de calcular la atenuación máxima
del enlace y verificar que se mantienen
dentro de los límites marcados por la
norma, el paso siguiente es medir el enlace
para comprobar que el sistema de cableado
tiene la misma atenuación o más baja.
Para esta medición se utiliza un OTDR o una
fuente de luz y un medidor de potencia
óptica.
MEDIDAS DE ENLACES
OPTICOS
111. OTDR
• El OTDR es un Reflectómetro Óptico en el
Dominio del Tiempo:
– Óptico: las medidas se realizan transmitiendo
pulsos de luz.
– Dominio del tiempo: las medidas se realizan en
el dominio temporal. Representamos
gráficamente el nivel de señal en función del
retardo.
– Reflectómetro: La señal recibida y analizada es
causada por las reflexiones que se producen
en conectores, empalmes y en la propia fibra.
112. APLICACIONES DEL OTDR
• Para medir las pérdidas totales de un
enlace.
• Para medir las pérdidas de una sección.
• Para medir las pérdidas de un empalme o
un conector.
• Para medir las reflexiones de un conector
o un empalme mecánico.
• Para localizar defectos o roturas de la
fibra.
113. PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO
• El OTDR transmite un pulso de luz muy
corto.
• Mide el tiempo que tardan en llegar las
reflexiones.
• Mide el nivel de señal de esas reflexiones.
• Las reflexiones se producen por dos
fenómenos:
– Reflexiones de Fresnel
– Dispersión de Rayleigh
114. REFLEXIONES DE FRESNEL
• Cuando la luz se encuentra con un cambio
en la densidad del material (por ejemplo el
aire) 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.
115. Fibra
conector
ferrule Pérdidas de
transmisión
= 0.04dB.
Pulso de luz
Pérdidas de Retorno = 35dB.
Cristal
RI = 1.5
Aire
RI = 1
Reflexión < 4%
CONECTOR CON PULIDO PC
REFLEXIONES DE FRESNEL
Cambio en el Indice de Refracción
116. DISPERSION DE RAYLEIGH
• Cuando se envía un pulso de luz por una
fibra óptica, parte de la luz choca con
unas partículas microscópicas y se
dispersa en todas direcciones.
• Parte de esa dispersión se transmite en
dirección opuesta a la del pulso luminoso.
• Es la principal causa de la atenuación de
las fibras ópticas.
• Es mayor cuanto menor es la longitud de
onda.