Empalmador de Fibre Óptica Por Arco Fusión

EM&6MD
Tipo 1

 Historia ó Evolución. Diagrama de Bloques. Bloq ues. Clasificación. Modo de Funcionamiento. Controles principales. Comparaciones entre Instrumentos ó Equipos nalógicos vs Digitales. !angos ó niveles de operatividad m"#imos $ m%nimos. &rincipales Marcas. !eferencias de investigación.

EMPALMADOR DE FIBRA OPTICA POR ARCO FUSION 

Introduccion Desde el a'o 1()* en que se fa+ricaron las primeras fi+ras ópticas con una atenuación de ,* dB-m/ los sistemas de comunicaciones ópticas se 0an convertido en una realidad gracias a las continuas meoras tecnológicas que 0an permitido alcan2ar atenuaciones de */, dB-m. 0ora +ien/ para aprovec0ar las +aas p3rdidas de transmisión de las fi+ras ópticas resulta crucial el dise'o óptimo de las tecnolog%as de cone#ionado de las mismas 4empalmes $ conectores5. 6os requisitos fundamentales que de+en cumplir los distintos m3todos de cone#ionado de fi+ras se pueden resumir en7 reducida degradación de las propiedades de transmisión de la fi+ra 4+aas p3rdidas de cone#ión $-o refle#iones5/ alta fia+ilidad de la cone#ión/ maneo sencillo incluso para su reali2ación en campo por parte de operarios e instaladores $/ finalmente/ +ao coste. El intenso tra+ao de investigación llevado a ca+o 0asta el momento 0a permitido satisfacer todos estos requisitos. En el presenta art%culo se anali2an a continuación las principales t3cnicas de alineamiento $ empalme de fi+ras ópticas. !E89ME:7 6os ca+les de fi+ras ópticas/ para adaptarse a los requerimientos de las instalaciones/ necesitan ser empalmados con otros/ $a sea porque la longitud de los rollos o +o+inas de ca+les son menores a la longitud de las infraestructuras o porque para la distri+ución se utili2an ca+les con diferentes n;meros de fi+ras. Tam+i3n Tam+i3n se reali2an empalmes de las fi+ras que componen los ca+les en sus e#tremos con latiguillos 4pigtails5/ para poder conectar estas fi+ras a los equipos transmisores $ receptores que las utili2ar"n. FE:E!6E87 6as fi+ras ópticas son ca+les de vidrio fle#i+le/ fa+ricadas principalmente con s%lice/ por las que se transmiten se'ales luminosas/ $ est"n compuestas por7 n;cleo/ revestimiento $ protegidas por una cu+ierta de material pl"stico

4figura 15. &or el n;cleo viaa la lu2 $ el revestimiento tiene la misión de evitar que la lu2 a+andone el n;cleo. E#isten dos tipos principales de fi+ras ópticas7 monomodo $ multimodo. 6as fi+ras monomodo tienen un n;cleo de di"metro mu$ peque'o/ 4@ a 1* Am5 $ por 3l solamente puede viaar un modo de lu2 4ra$o5. 6as fi+ras multimodo tienen di"metros de n;cleos superiores a * Am por lo que permiten la circulación de muc0os modos de lu2. 6as fi+ras monomodo permiten la transmisión de ma$or cantidad de información por tener un anc0o de +anda superior al de las fi+ras multimodo. TI&<8 DE EM&6ME7 E#isten dos tipos de empalmes7 empalme mec"nico $ empalme por fusión. 9n empalme mec"nico consiste en alinear las fi+ras en un soporte que permita fiarlas mec"nicamente o mediante pegamento. 6os empalmes mec"nicos se utili2an principalmente en fi+ras multimodo aunque tam+i3n se pueden utili2ar con fi+ras monomodo/ si 3stas tienen +aos niveles de e#centricidad/ asumiendo que las p3rdidas de inserción pueden ser ma$ores $ las p3rdidas de retorno menores que las de los empalmes por fusión. 6os empalmes por fusión se reali2an fundiendo el material de las fi+ras mediante la aplicación de un arco el3ctrico de alta tensión o cualquier otro sistema de calentamiento. Estos empalmes se utili2an con cualquier tipo de fi+ra7 monomodo o multimodo/ ofrecen menores p3rdidas de inserción $ altas p3rdidas de retorno 4menores refle#iones5.  Empalmes por Fusión. El empalme por fusión/ a grandes rasgos/ consiste en unir las dos fi+ras fundiendo el material de sus puntas mediante la aplicación de una fuente calor%fica/ que suele estar compuesta por dos electrodos entre los cuales se produce un arco el3ctrico cuando se les aplica una fuente de alta tensión de *** a *** voltios con corriente controlada. 6a potencia calor%fica del arco el3ctrico depender" de la corriente que en cada momento suministre la fuente de alta tensión. 6os empalmes por fusión se reali2an utili2ando una m"quina a la que se suele denominar como7 Empalmadora/ Fusionadora o M"quina de Empalme. 6a m"quina reali2a como funciones principales7 apro#imación de las fi+ras/ alineamiento/ fusión/ c"lculo de p3rdidas estimadas $ por ;ltimo las m"quinas disponen de un calefactor integrado que permite colocar el protector al empalme.  Empalme mec"nico. Este tipo de empalme se usa en el lugar de la instalación donde el desmontae es frecuente/ es importante que las caras del n;cleo de la fi+ra óptica coincidan e#actamente. Consta de un elemento de auto alineamiento $ sueción de las fi+ras $ de un ad0esivo adaptador de %ndice que fia los e#tremos de las fi+ras permanentemente.

HI8T
Como resultado de estudios en f%sica enfocados de la óptica/ se descu+rió un nuevo modo de empleo para la lu2 llamado ra$o l"ser. Este ;ltimo es usado con ma$or vigor en el "rea de las telecomunicaciones/ de+ido a lo facti+le que es enviar mensaes con altas velocidades $ con una amplia co+ertura. 8in em+argo/ no e#ist%a un conducto para 0acer viaar los fotones originados por el l"ser.6a posi+ilidad de controlar un ra$o de lu2/ dirigi3ndolo en una tra$ectoria recta/ se conocedesde 0ace muc0o tiempo. En 1@,*/  ugustineane Fresnes $a conoc%a las ecuaciones por las que rige la captura de la lu2 dentro de una placa de cristal lisa. 8u ampliación a lo que entonces se conoc%a como ca+les de vidrio fue o+ra de D. Hondros $ &eter De+$e en 1(1*. El f%sico irland3s o0n T$ndall descu+rió que la lu2 pod%a viaar dentro de un material 4agua5/ curv"ndose por refle#ión interna/ $ en 1@)* presentó sus estudios ante los miem+ros de la !eal 8ociedad.   partir de este principio se llevaron a ca+o una serie de estudios/ en los que demostraron el potencial del cristal como medio efica2 de transmisión a larga distancia. dem"s/ se desarrollaron una serie de aplicaciones +asadas en dic0o principio para iluminar corrientes del agua en fuentes p;+licas. M"s tarde/ . 6. Baird registró patentes que descri+%an la utili2ación de +astones sólidos de vidrio en la trasmisión de lu2/ para su empleo en un primitivo sistema de televisión de colores. El gran pro+lema/ sin em+argo/ es que las t3cnicas $ los materiales usados no permit%an la trasmisión de lu2 con +uen rendimiento. 6as p3rdidas eran tan grandes $ no 0a+%a dispositivos de acoplamiento óptico. 8olamente en 1(* las fi+ras ópticas comen2aron a interesar a los investigadores/ con muc0as aplicaciones pr"cticas que esta+an siendo desarrolladas. En 1(,/ el f%sico :arinder 8ing0 apan$/ apo$"ndose en los estudios de o0n T$ndall/ reali2ó e#perimentos que condueron a la invención de la fi+ra óptica. 9no de los primeros usos de la fi+ra óptica fue emplear un 0a2 de fi+ras para la transmisión de im"genes/ que se usó en el endoscopio m3dico. 9sando la fi+ra óptica/ se consiguió un endoscopio semifle#i+le/ el cual fue patentado por la 9niversidad de Mic0igan en 1(J. En este invento se usaron unas nuevas fi+ras forradas con un material de +ao %ndice de refracción/ $a que antes se impregna+an con aceites o ceras. Historia 6a Historia de la comunicación por la fi+ra óptica es relativamente corta. En 1())/ se instaló un sistema de prue+a en InglaterraK dos a'os despu3s/ se produc%an $a cantidades importantes de pedidos de este material.  ntes/ en 1((/ como o derivación de los estudios en f%sica enfocados a la óptica/ se descu+rió una nueva utili2ación de la lu2/ a la que se denominó ra$o l"ser/ que fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin que los mensaes se transmitieran a velocidades inusitadas $ con amplia co+ertura. 8in em+argo esta utili2ación del l"ser era mu$ limitada de+ido a que no e#ist%an los conductos $ canales adecuados para 0acer viaar las ondas electromagn3ticas provocadas por la lluvia de fotones originados en la fuente denominada l"ser.

Fue entonces cuando los cient%ficos $ t3cnicos especiali2ados en óptica dirigieron sus esfuer2os a la producción de un ducto o canal/ conocido 0o$ como la fi+ra óptica. En 1(JJ surgió la propuesta de utili2ar una gu%a óptica para la comunicación. Esta forma de usar la lu2 como portadora de información se puede e#plicar de la siguiente manera7 8e trata en realidad de una onda electromagn3tica de la misma naturale2a que las ondas de radio/ con la ;nica diferencia que la longitud de las ondas es del orden de micrómetros en lugar de metros o cent%metros. C
Comparado con el sistema convencional de ca+les de co+re donde la atenuación de sus se'as/ 4Decremento o reducción de la onda o frecuencia5 es de tal magnitud que requieren de repetidores cada dos ilómetros para regenerar la transmisión/ en el sistema de fi+ra óptica se pueden instalar tramos de 0asta )* m. 8in que 0alla necesidad de recurrir a repetidores lo que tam+i3n 0ace m"s económico $ de f"cil mantenimiento este material.
 dem"s/ $ a diferencia de los pulsos electrónicos/ los impulsos luminosos no son afectados por interferencias causadas por la radiación aleatoria del am+iente. Cuando las compa'%as telefónicas reemplacen finalmente

Tipos de Empalmes El tra+ao m"s delicado al que se puede enfrentar un instalador de fi+ra óptica es reali2ar  el empalme entre dos fi+ras. 9n empalme se 0a de 0acer cuando se pasa del ca+leado troncal al de acometida $ de este al del 0ogar o tam+i3n por motivo de aver%as/ modificaciones/ etc 6os tipos de empalmes son7 Empalmes por fusión: Es la forma de unir dos bras más fácil y con menos pérdidas. Se utiliza una máquina portátil llamada fusionadora que dispara un arco eléctrico y que produce una temperatura tan elevada que fusiona los dos extremos de la bra óptica. Empalmes mecánicos: Las dos bras se colocan en un empalmador mecánico que permite el alineamiento y sueción de las bras! en cuya parte central "ay un tubo donde se introducen los dos extremos a unir. #l cerrar una pesta$a se abre una cápsula que contiene el ad"esivo que a ambos extremos de las bras. Estos empalmes tienen pérdidas más elevadas y suelen ser provisionales. Es recomendable sustituirlos nalmente por un empalme de fusión. Empalme por Conectorización: %o es propiamente un empalme! sino que se utilizan conectores. El problema está en que a veces es necesario colocar un conector en el extremo de una bra para conectarlo a un dispositivo óptico. Se trata de una operación bastante delicada y en la que se necesita práctica y bastante paciencia. &ara unir el conector a la bra se utiliza una cola! "abitualmente resina epoxy. &ara reali2ar cualquiera de estos tres tipos empalmes es necesario previamente la preparación de la fi+ra7 retirada de las cu+iertas protectoras 0asta llegar a la fi+ra desnuda 4pelado $ limpie2a5 $ seccionado totalmente perpendicular de la superficie de empalme 4corte5. &ara ello e#isten una serie de 0erramientas complementarias que nos a$udar"n en esta la+or. qu% pod3is ver un it de conectori2ación que inclu$e las 0erramientas m"s 0a+ituales.

 Empalme mecánico . Este tipo deempalme se usa en el lugar de lainstalación donde el desmontae esfrecuente/ es importante que las caras deln;cleo de la fi+ra óptica coincidane#actamente. Consta de un elemento deauto alineamiento $ sueción de las fi+ras $de un ad0esivo adaptador de %ndice que fialos e#tremos de las fi+raspermanentemente.Despu3s de reali2ado el empalme de lafi+ra óptica se de+e proteger con7  Manguitos met"licos  Manguitos termo retr"ctiles  Manguitos pl"sticos.En todos los casos para el sellado delmanguito se utili2a ad0esivo o resina desecado r"pido. CÓMO HACER UN EMPALME PORFUIÓN! &ara reali2ar un empalme/ lasfi+ras se de+en pelar 4retirar la protecciónprimaria5/ limpiar con papel o gasas que nosuelten part%culas impregnados en alco0ol/preferentemente etanol/ aunque tam+i3n sepuede utili2ar alco0ol isoprop%lico.  por;ltimo/ se de+en cortar/ utili2ando unacortadora de precisión que asegure que el"ngulo de corte con respecto a laperpendicular sea menor a 1N. 8ecolocar"n las fi+ras en la m"quinaprocurando que no se ensucien $ se reali2ael empalme simplemente apretando un+otón/ $a que la m"quina reali2a el procesode modo autom"tico. 9na ve2 finali2ada lafusión/ la m"quina eval;a las p3rdidas delempalme $ se puede proceder a lacolocación del protector del empalme.6os alineamientos de las fi+ras son losfactores que m"s influ$en en las p3rdidasde

se'al óptica de los empalmes de fi+rasópticas/ pueden ser de tres tipos7longitudinales 4separación5/ laterales$ angulares.6as p3rdidas de se'al ópticas depender"ndel valor de los errores en estosalineamientos $ de las caracter%sticas delas fi+ras a empalmar/ entre las que seencuentran los di"metros de los n;cleos $las perturas :um3ricas 4:5 de lasmismas. G3ase la figura O.9no de los factores m"s importantes parao+tener +aas p3rdidas en la reali2ación delos empalmes de fi+ras ópticas/ es el"ngulo de corte con respecto a laperpendicular al eeK 3ste 0a de ser menorde 1N en toda la superficie del corte. &arareali2ar estos cortes se utili2an cortadoresde precisión. COMPOICIÓN "E UNA FUIONA"ORA! 6as fusionadoras est"n compuestas pordiferentes sistemas/ que tienen misionesdistintas/ por lo que podr%amos diferenciarestos sistemas como7 # istemas de su$eci%n de lasprotecciones primarias&  8u misión es lade evitar que las fi+ras se desplacen 0aciael interior o e#terior de la m"quina eimpedir que las mismas roten mientras sereali2a el empalme. # istema de 'isionado del punto deempalme& &ermiten visuali2ar la 2onadonde se producir" la fusión. &ueden estarcompuestos por un microscopio 4m"quinasantiguas o de +ao coste5/ una c"mara devideo $ un espeo o dos c"maras de video/3stas ;ltimas son las m"s r"pidas $a quese pueden visuali2ar los dos ees dealineamiento simult"neamente. # istema de alineamiento&  8u funciónprincipal es la de alinear las puntas de lasfi+ras con la intención de que coincidan losn;cleos de am+as fi+ras lo m"se#actamente posi+le. E#isten dos tiposprincipales7 alineamiento de los n;cleos $alineamiento de los revestimientos. Elprimero de ellos locali2a $ alinea losn;cleos de las fi+ras $ el segundo 0ace lomismo con el revestimiento.6as m"quinas que disponen de laposi+ilidad de alinear los n;cleos utili2ansistemas de alineamiento como 6ID o &8. El sistema 6ID 46ig0t Inection PDetection5 se +asa en in$ectar lu2/ a trav3sde la protección/ en una de las fi+rasmediante una curvatura $ detectar lalu2 que se trasfiere a la otra fi+rae#tra$endo la lu2 de la protección/ con elmismo m3todo de in$ección. Este sistematiene como inconvenientes que lascantidades de lu2 in$ectadas dependen dela opacidad $ grosor de la protecciones/ porlo que con algunas fi+ras no funciona

correctamenteK por otra parte/ la cantidadde lu2 in$ectada $ e#tra%da en muc0oscasos suelen ser mu$ d3+iles por lo que elalineamiento se puede ralenti2ar. El sistema &8 4&rofile lignment8$stem5/ consiste en reali2ar elalineamiento mediante el perfil de losn;cleos de las fi+ras de las im"geneso+tenidas por una o dos c"maras delas fi+ras cuando son atravesadas por unafuente de lu2 colimada 4ra$os paralelos5. Esel sistema m"s utili2ado por ser el m"sr"pido 4empalmes en ( segundos5 $vers"til. # istema de (usionado&  Est" compuestopor los electrodos $ la fuente de altatensión $ su misión es conseguir unacorrecta fusión del material que componelas fi+ras. # istema cale(actor&  Tiene la misión decalentar los protectores termo contráctilesde los empalmes&# istema de control&  Es el encargado decontrolar los diferentes sistemas paraconseguir automati2ar el funcionamiento dela m"quina $ reali2ar el empalme en elmenor tiempo posi+le $ con la ma$orcalidad.6a precisión $ calidad de estos sistemasinflu$en de manera mu$ nota+le en losresultados de los empalmes $ la rapide2 enla eecución de los tra+aos/ lo que setraducir" en una ma$or renta+ilidad. TIPO "E FUIONA"ORA! E#iste unagran variedad de fusionadoras/ quepodemos dividir en dos tipos principales7funsionadoras de campo/ las m"s utili2adasporque se utili2an en las instalaciones delos ca+les de fi+ras ópticas $ fusionadorasde factor%a que sirven para reali2arempalmes de fi+ras ópticas en lafa+ricación de elementos electro ópticos4amplificadores/ compensadores etc.5 ola+oratorios de investigación.6as fusionadoras de campo permiten unirlas fi+ras multimodo7 >J1/ EI(, oI8<-IEC )(O $ las monomodo7 >J,/>JO/ >J/ >J/ >JJ $ >J).6as Fusionadoras de factor%a tam+i3n sepueden utili2ar para empalmar los tipos defi+ras de las m"quinas de campo $ fi+rascu$o di"metro de revestimientos superioresa 1* Am. &ara las fi+ras que mantienenpolaridad 4&anda/ BoQ Tie/ etc.58e necesitan fusionadoras de factor%a m"scompleas/ $a que requieren rotar las fi+raspara mantener el sentido de lapolari2ación.6os ca+les de fi+ras ópticas se fa+ricancon7 fi+ras agrupadas en cintas o fi+rassueltas introducidas en tu+os o en fundasKpor lo tanto/ las fusionadoras de campo sepueden dividir en7 fusionadoras para fi+raen cinta $ fusionadoras para fi+rasindividuales 4figura )5.&ara unir fi+ras agrupadas en cinta/ senecesita una m"quina que pueda reali2ar elempalme de todas las fi+ras que componenlas cintas 41,/ 1*/ @/ / etc.5 al mismotiempo.6os empalmes de ca+les compuestos porfi+ras sueltas se reali2an con fusionadorasde fi+ras individuales.E#isten dos tipos principales defusionadoras de campo de fi+rasindividuales/ que se diferencian por el tipode alineamiento que utili2an para unir lasfi+ras7 fusionadoras de alineamiento deln;cleo $ fusionadoras de alineamiento delrevestimiento.6as m"quinas de alineamiento del n;cleoson las que ofrecen meor calidad/ $a quela lu2 que viaa por las fi+ras/ lo 0ace porlos n;cleos/ por lo tanto el alineamiento delos mismos minimi2ar" las p3rdidas dese'al óptica que se puedan producir en launiónK por esto se utili2an principalmentepara empalmar fi+ras monomodo/ aunque/por supuesto/ tam+i3n puede n empalmarfi+ras multimodo. 6as m"quinas dealineamiento del revestimiento son mu$adecuadas para unir fi+ras multimodo/ perotam+i3n se pueden utili2ar en empalmes defi+ras monomodo si los centros de losn;cleos coinciden con los centros de losrevestimientos 4niveles de e#centricidad+aos5.

 6as fusionadoras de alineamiento deln;cleo est"n compuestas por dos pie2ascon una ranura en forma de G 4donde sesit;an las fi+ras5 dotadas de mecanismosde despla2amiento laterales $ verticales.Estas m"quinas tienen un precio ma$orque las m"quinas de alineamiento porrevestimiento/ $a que disponen de unma$or n;mero de motores $ es meor lacalidad de las c"maras $ o+etivos.6as m"quinas de alineamiento porrevestimiento disponen de una pie2a quetiene una ranura en forma de G so+re laque se colocan las fi+ras a unirproduci3ndose as% el alineamiento de losrevestimientos de las fi+ras. 6as fi+rasmonomodo que componen los ca+lesdesde 0ace algunos a'os tienen niveles dee#centricidad mu$ +aos. s% pues/ paratra+aar con ca+les de fi+ras monomodo demenos de 1 a'os tam+i3n se puedenutili2ar m"quinas de alineamiento delrevestimiento. Diagrma d +loques

&rincipales Marcas.

Ma)uina Empalme de Fi*ra Óptica FTTH

Bi++ligrafias '().

0ttp7--platea.pntic.mec.es-Rlmarti,-fi+ra.0tm4revisar  el lin5 0ttp7--QQQ.taringa.net-posts-info-1,11(1-Tecnicas$documentacionso+reempalmesde fi+raoptica.0tml 0ttp7--es.slides0are.net-david#ul-empalmesfi+raopticaSqide,(e*fc(*Jfc)@dOO (d1c@Oded*JcPvP+PfromUsearc0,

*E+,-,L,/# -E E*&#L*ES E*&#L*ES -E 01S/,% 2,% #32, ELE2+3/2, 42ont.5 6 Empalmadoras con alineamiento óptico: Empleadas para empalmar bra monomodo. y multimodo 4aunque fue dise$ado para éstas 7ltimas5. La máquina realiza un análisis óptico de la bra a empalmar! determinando as8 la

ubicación de los n7cleos de la bra! permitiendo alinear automáticamente! "asta obtener el punto óptimo de empalme. 9 &refusión: reve calentamiento 4por arco eléctrico5 de los extremos de la bra situada entre dos electrodos! sin que se toquen. 3edondea las puntas y evita formación de burbuas en el empalme 9 0usión: Las bras se en frentan "aciendo contacto y se aplica un arco eléctrico más lar;o 4al;unos se;undos5 eerciendo una presión axial en las bras! para evitar el estran;ulamiento de la zona de empalme 9 &rotección y vericación del empalme: se prote;e la zona del empalme con man;uito 4termocontractil5 de poliestireno 4restituyendo el recubrimiento primario5 y se le recubre con un tubito de acero lo que evita posibles .>( a >.>? d