Fibra
Óptica
Hoy es lunes, 20 de Noviembre de 2017 y ahora mismo son las 11:10:47 a.m. Realizada por: Armando Sánchez Montero A.S.M© 2010
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INDICE Fundamentos de la fibra óptica. Conectores.
Empalmes de F.O Transmisión en la fibra óptica Seguridad de la fibra óptica. Comprobación en la F.O
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Fibra Óptica Indice
Fundamentos de la Fibra Óptica
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Fibra Óptica
Indice del seminario
Indice
Historia • 1790 • 1870 • 1880 • 1934 • 1960 • 1965 • 1970 • 1995
Sistemas ópticos de telegrafo (Chappe/France) Dirección ligera en un chorro del agua(J.Tyndall / UK) Photophon (G.Bell / USA)
Sistema de teléfono óptico (R.French / USA) Primer Laser utilizable (T.H.Maiman / USA) Fibra 20 dB/km
Fase de modo simple < 20 dB/km Fibra 0,25 dB/km (1550 nm)
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Tendencias en la telecomunicación Servicios ofrecidos hoy y en el futuro • Pago por canal, Pago por visión, pago por radio • Teleaprendizaje / Teleenseñanza • Televisión digital interactiva • Servicios en demanda (Compra en casa) Sistemas de red nuevos • Fibra para la casa (FTTH) • Fibra sobre el escritorio (FTTD) • Voz a traves de IP (VoIP)
Internet • Comercio electrónico, etc....
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Requerimientos de ancha de banda 10 Gb/s
1000000
LWL xDSL
1 Gb/s
1000000
622 Mb/s Full Motion Video
100 Mb/s
10 Mb/s
TP-DDI
CAT 6
100000
55 Mb/s ATM
CAT 5
16 Mb/s Token Ring 10-BASE-T Ethernet
CAT 4
10000
4 Mb/s Token Ring IBM 3270
1 Mb/s
100 Kb/s
LWL
IBM AS 400
CAT 3
1000
100
CAT. 1/2
10 Kb/s
1 Kb/s
10
DEC VAX
RS 232 1
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
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Ancho de Banda
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Ventajas de la fibra óptica (FO)
Depositos ilimitados de material
Seguridad – dificultad para “pinchar“
Capacidad extremadamente alta de ancho de banda
Inmunidad a las interferencias electricas (no hay problemas EMV)
Seguridad - ningun flujo eléctrico en la corriente
Excepción – separación galvánica
Ninguna charla cruzada
Baja atenuación
Bajo peso frente al cobre
Diametro de cable pequeño frente al cobre
Buenas características de flexión
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Aplicaciones de la Fibra Óptica 1. PORTADORES COMUNES TELEFÓNICOS Y NO TELEFÓNICOS. 2. TELEVISIÓN POR CABLE. 3. ENLACES Y BUCLES LOCALES DE ESTACIONES TERRESTRES. 4. AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL. 5. CONTROLES DE PROCESOS. 6. APLICACIONES DE COMPUTADORA. 7. APLICACIONES MILITARES application wide area military LAN mining shipbuilding aircraft & space industry automotive
bandwidth x x x
range x x x
secure for interference x x x x x
potential separation
x x
x
x x x
weight x
x x x
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Cableado Estructurado EN 50173 / ISO 11801 Fibra Óptica
Fibra Óptica / cobre
Fibra Óptica
Fibra al escritorio (FTTD)
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Teorías Físicas ¿Que es la luz ...? Isaak Newton
La luz consiste en la salida de muchas pequeñas particulas - „Korpuskeln“.
C. Huygenes
Suaves speads saliendo en una oscilación periodica hacia todos los lados.
Max Planck
La energia de la radiación al igual que la luz consiste en la salida de varios paquetes pequeños de energia incargables llamadas particulas.
Albert Einstein
La radiación de la luz es la secuencia singular de pequeñas particulas llamadas fotones.
Los físicos hoy
La luz tiene dos formas diferentes: 1) Luz de A-B ->> Teoria de onda 2) Luz de objeto a objeto ->> Teoria de fotón
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Frecuencia / Longitud de Onda El índice binario se relaciona directamente con la frecuencia, medida en hertzios. El requisito de la frecuencia de redes de ordenadores modernos es alto, se mide Hertz MEGA, (megaciclo) o GIGA Hertz (GHz): 1 Megaciclo = 1.000.000 Hertzios 1 GHz = 1.000.000.000 Hertzios .
+ time distance
-
1 cycle wavelength El término que cuantifica el requisito de la frecuencia es el ancho de banda. Una anchura de banda más alta significa más capacidad de la señal. El ancho de banda esta relacionado con la longitud del cable. Esto se llama el producto de la longitudanchura de banda que se mide en el kilómetro de MegaHertz (MHz.km). Los cables de fibraóptica tienen una anchura de banda típica de 500MHz.km, en donde los cables de cobre de CAT5 y el rango CAT6 tiene una actual anchura de banda entre de 100/200 megaciclos sobre 100 metros.
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Espectro Electromagnético(1) Frequency (Hz) 1022 –––––– 1021 –––––– 1020 –––––– 1019 –––––– 1018 –––––– 1017 –––––– 1016 –––––– 1015 –––––– 1014 –––––– 1013 –––––– 1012 –––––– 1011 –––––– 1010 –––––– 109 ––––– – 8 ––––– 10 – 7 –––––– 10 106 –––––– 105 –––––– 104 –––––– 103 –––––– 102 –––––– 10 –––––– 0
wavelength (nm)
Cosmic Rays Gamma Rays
Ultraviolet
X-Rays
400
Violet Blue
Ultraviolet Light
455 490
Green
Visible Light Infrared Light
Longitud de onda:
550
Rapidez de la luz
Yellow Orange
Radar and TV
580
620
Red
FM Radio Short-wave Radio AM Radio
Infrared
frequency
750 800 850 1300
Sound
1550
Subsonic
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Espectro Electromagnético(2) Longitud de onda
490 nm Green Yellow
550 nm 580 nm
Longitud de onda:
620 nm
Rapidez de la luz
Orange frecuencia
Red 750 nm 850 nm Infrared
1300 nm 1550 nm
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Ventanas Ópticas
7 6 5
MM 1.Window
dB/km 4
MM/SM 2.Window
3
SM 3.Window
2 1 0 700
800
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 nm
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Atenuación Señalde entrada
Señal de salida
Base
Entrada de luz
Luz dispersada de vuelta
Entrada de luz
La luz es perdida o atenuada cuando viaja atraves de la fibra. La luz blanca es atenuada mucho más que la luz IR, asi la luz invisible tiene más futuro en el viaje a traves de la fibra.
Mucha de las perdidas de luz en la fibra óptica ocurren por la dispersión ligera debido a las imperfecciones minuciosas en la base del cristal. Esto se denomina “DISPERSIÓN DE RAYLEIGHT”
La cantidad de dispersión (por lo tanto pérdida) aumenta como las longitudes de onda conseguidas son más cortas, (más hacia luz visible)
La ventana de los 850nm está bastante lejos en la región IR para darnos las distancias razonables de la transmisión (los 2-3km) que usan los LED’s barato
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Causas de atenuación (1) Microtorcimientos
Superficie (e.g. rasguños)
Macrotorcimientos
Posibles causas • Material Defectuoso (particulas de polvo, burbujas de gas, dispersión, etc.)
Burbujas de aire
Estructura (dispersión)
Material defectuoso
• Tolerancias del diámetro del revestimiento y de la base • Microtorcimientos (torcimientos microscopicos)
• Macrotorcimientos y muescas ( debido a la tensión mecánica, a la flexión fuerte, a la presión, a los objetos sostenidos, etc..) •¡Burbujas de Aire y contracciones (e.j. pobre empalme) • Arañazos en la superficie de la fibra de los conectores (pulimiento pobre, conectores sucios, dirección mala de los conectores, etc..)
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Video atenuación
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Refracción (1) La rapidez de la luz en el aire Las ondas electromagnéticas se separan hacia fuera en vacío con la velocidad de la luz Co = 299.792,458 km/s El valor redondeado para separarse hacia fuera en el aire (n=1) está casi: Co = 300.000 km/s
y es bastante bueno para los calculos.
Indice de Refracción n El movimiento de separación de la luz es dependiente del mateial en el cual la luz sea desprendida : n = Co / Cm n = indice de refracción Co = rapidez de la luz en el aire Cm = rapidez de la luz en el material óptico
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Refracción (2) La luz refracta o se dobla cuando pasa de una media que tiene un índice de refracción a una media que tiene un diverso índice de refracción.
Ø media 1 (Media fina - bajo n) media 2 (Media ancha - alto n)
Nivel de separación
A un ángulo de incidencia de 90 grados no se dobla. Cualquier al otro ángulo de incidencia la refracción ocurrirá.
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Ejemplo de refracción
La regla aparece doblada cuando está vista fuera del cristal debido a la refracción
Aire
Regla
Agua
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Indice de refracción Valores típicos:
IOR or n
Vacio Aire Agua Fibra de cristal (MM) en base Fibra de cristal (MM) en revestimiento Fibra de cristal (SM) en base Cristal Diamante
1,0 1,0003 1,33 1,457 1,417 1.471 1.5-1.9 2.42
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Reflexión Si se refleja un rayo de luz, entonces el Ø1 (angulo de incidencia) = Ø2
ØC Media 1 (media fina - bajo n) Media 2 (media - alta n)
Ø1 Ø2 Nivel de separación
A los ángulos mayores que el ØC del ángulo crítico, la luz reflejará totalmente el interfaz entre la base y el material del revestimiento (reflexión interna total). Los actos del interfaz como superficie reflejada.
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Ejemplo de Reflexión
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Apertura numérica
> Angulo crítico
Angulo crítico
Angulo de aceptación Ø
Apertura numérica AN AN=n0 · sin = ncore²-ncladding²
Tipicamente tu puedes encontrar la apertura numerica en vez del ángulo de aceptación. Los valores son aproximadamente AN=0,2 (correspondientes a 11º )
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Fuente de luz LED Revestimiento
LED
Base
El LED produce un haz de luz ancha que contiene millares de rayos o de modos individuales de luz - por lo tanto el término con varios modos de funcionamiento
El término usado para describir la extensión de las longitudes de onda de la luz producidas por un LED se llama anchura espectral
Aunque la base de la fibra para la fibra multimodo es muy pequeña, sigue siendo bastante grande corresponder con de cerca la luz que emite la área de un LED.
Los LED visibles se utilizan a menudo como luces de indicador en el equipo electrónico. Pueden también ser hechos para emitir la luz invisible o infrarroja, ideal para el uso en la óptica de fibra.
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LED vs. LASER
1260
1300
1340 nm
1290
LED
1300
1310 nm
Laser
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Fuentes de Luz LASER Revestimiento
LASER
Base
El láser produce un haz de luz muy estrecho que hace que el enfoque no se separe es decir se enfoca. Una fuente de láser tiene una anchura espectral muy baja para los medios que contengan una extensión muy estrecha de longitudes de onda. Porque la base de la fibra monomodo es muy pequeña, si se utiliza una fuente del LED la mayoría de la energía emitida por el LED se pierde y no se incorpora la base de la fibra. Por lo tanto los Láser se utilizan más comúnmente en sistemas monomodo. Los dispositivos del láser son mucho más costosos que los dispositivos del LED.
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Los efectos de la fibra óptica
light
ncl
Revestimiento
no
Base
ncl
Revestimiento
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Como de grande es un „Micron“?
1 micron 0,001 mm
Pelo humano 9 micron
0,0889 mm
(base de la fase monomodo)
0,001 inch = 0,0254 mm
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Estructura de la fibra óptica base revestimiento Capa primaria
La base y el revestimiento de cristal esta hecho de cristal extremadamente puro
El cristal es así que puro usted podría ver a través de un bloque los 40km de densidad!
Una capa del acrylato (material plástico) con diámetro de 250 µm (1/4m m) cubre el revestimiento para proporcionar protección, flexibilidad y fuerza extensible a la fibra
Una capa secundaria del 900 µm (9/10m m) también se utiliza en muchos tipos de formato del cable
La base lleva la luz
El revestimiento contiene la luz dentro de la base
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Fibra Óptica Multimodo (MM)
Capa primaria 250 µm Base 50 µm Revestimiento 125 µm Base 62,5 µm
La fibra multimodo (MM), a menudo llamada fibra de comunicaciones de datos, se utiliza en las redes de área local (LANs) con los rangos hasta los 2km Hay dos tipos de fibras MM: de 50 µm y 62,5 µm
Es una mal práctica interconectar diferentes tamaños de base
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Fibra Óptiva Monomodo (SM) Capa Primaria 250 µm
Revestimiento 125 µm Base 8-10 µm
Las fibras monomodo (SM) son denominadas a menudo como las fibras de las telecomunicaciones.
Debido a las mayores distancias necesitadas para el trabajo de las telecomunicaciones, se utiliza una fuente de luz mucho más de gran alcance, un laser
El laser produce en el SM unicamente un un modo o rayo de luz.
El LASERS tiene el ancho espectral mucho más estrecho que un LED.
Para mantener un monomodo (rayo de luz), la base del diametro necesita ser muy pequeña por lo tanto el diámetro de base de los 8-10µm.
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MonoModo (SM) // MultiModo (MM) Revestiento
Base
Multi Modo (MM) índice de progresión (especial)
250 - 380 µm
200 µm
Multi Modo (MM) índice graduado
125 µm 125 µm 125 µm
50 µm 62.5 µm 100 µm
MonoModo step index
125 µm
9 µm
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FO vs. Cobre
Cantidad de fibras Diametro exterior (mm) Peso (kg/km) (std.) Longitud de salida (m) Distancia de repeticion (km) Ancho de banda
Par de cobre 0,6mm 6 12 140 1000 1,5 300-3400 Hz
Par de cobre 0,6mm 100 31,5 1245 1000 1,5 300-3400 Hz
Fibra 2, 4, 6 11,5 100 2000 50 (SM) 150-400 THz
Fibra 100 20 295 2000 50 (SM) 150-400THz
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Fibra de índice progresión (MM)
Perfil de IOR
efecto modal de la dispersión en la fibra de índice de progresión (m)
Pulso de entrada
muchos modos de luz malos ensanchan el pulso de salida
Pulso de salida
(dispersión modal)
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Ejemplo de Dispersión Modal
voleo de munición en un tubo grande
Indice de progresión (MM)
Bala simple en tubo pequeño
Indice de progresión (SM)
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Indice gradiente de la fibra (MM)
Perfil de IOR
La dispersión modal es compensada en la fibra de indice gradiente (MM)
Pulso de entrda
Cada modo de luz necesita aproximamente el mismo tiempo => No se ensancha ningun pulso de salida
Pulso de salida
(no más dispersion modal)
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Indice de progresión de la fibra (SM) Pulso de entrada
Pulso de salida
Fibra Monomodo (indice de progresión) Un modo => dispersión no modal http://orbita.starmedia.com/fortiz/ConceptoBasico00.htm
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Radio minímo de flexión (1) revestimiento base
Radio de flexión
Faltar el radio de flexión mínimo especificado para un cable de la fibra de cristal conduce al aumento de la atenuación debido al macrotorcimiento.
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Radio minimo de flexión (2) e.j. Enchufe de pared
Radio de flexión
Conector
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Fabricación de la fibra de cristal(1) la materia prima es el cristal puro del cuarzo extremo (SiO2) el cristal del cuarzo es manchado por dotación especial de gas = > por esto que se templa el índice de la refracción dote a la materia prima rotación = > rotación symetrica el objeto semitrabajado de la fibra tiene casi 20 milímetros de grueso y casi 800-1000 milímetros de largo de este objeto semitrabajado se traza la fibra real
condiciones de limpieza de habitación varios metodos existentes...
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Fabricación de la fibra de cristal (2)
OVD (Deposición Exterior Del Vapor) Europa and US VAD (Deposición Axial Del Vapor) Japón
MCVD (Deposición De Vapor Químico Modificada) USA PCVD (Deposición Químico De Vapor de Plasma Activado) Philips PICVD (Deposición De Vapor Químico Del Impulso Del Plasma) Philips
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Fabricación de la fibra de cristal (3) Deposición Exterior Del Vapor (OVD) Rotación del cilindro (ROD)
Material de revestimiento
(1) Material de base llama
atravesando el mechero de gas
los gases químicos se depositan sobre la BARRA, formando gradaciones del índice de la base y del revestimiento
(2) El tubo es entonces collapsed (prform)
SiC4 GeCl4 Gas
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Torre de fibra trazada: 15-20m high
Fabricación de la fibra de cristal(4) fibra trazada y capa primaria preform
oven
125 m
measurement of the fiber diameter coating
250 m
• se trazan típicamente 10-25 kilómetros; sin embargo los 150km son posibles
• trazado de la forma previa puede variar el dimetro final de la fibra - nivel de entrada del objeto semitrabajado - temperatura de calentamiento - tensión trazada
coil up
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Tipo de cables de Fibra Óptica
Tubo Perdido Identificación del tubo externo > de O.D. de la fibra
Revestimiento apretado la protección del almacenador intermediario se aplica directamente sobre la fibra
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Construcción del cable Revestimiento exterior (PVC) Mienbro de fuerza (kevlar) capa protectora(PVC) (primary) capa revestimiento base
Cable monomodo
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Especificación del Cable(DIN VDE 0888) 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
LG Lagenverseilung
B a n d b r e ite in M H z /k m W e lle n lä n g e : B 850 nm F 1300 nm H 1550 nm D ä m p fu n g s k o e ff iz ie n t in d B /k m M a n te ld u rc h m e s s e r in µ m 125 µm 140 µm K e r n d u r c h m e s s e r in µ m 9 µm 50 µm 6 2 ,5 µ m 100 µm F a s e rty p e E E in m o d e n fa s e r G G ra d ie n te n f a s e r A n z a h l d e r F a s e rn 1 ;2 ;... A n za h l d e r A d ern 1 ;2 ;... A u ß e n m a n te l B B e w e h ru n g B Y B e w e h r u n g m it P V C B 2 Y B e w e h r u n g m it P E S c h u tz 1 . M a n te l H Y 2Y (Z N )2 Y ( L )( Z N ) 2 Y F ü llu n g : F S Q A der V D W
LSO H PV C PE P E n ic h tm e ta llis c h e Z u g e n tla s tu n g P E S c h ic h te n m itte l n ic h tm e ta llis c h e Z u g e n tla s tu n g
Ejemplo: el cable al aire libre con 4 tubos flojos llenos cada uno con 12 fibras se calificó G50/125 y el elemento del metal en el centro B • L = 500MHz • km = 0,9 dB/km at 1300nm
A-DSF(L)2Y 4x12G50/125 0,9 F500 LG
P e tr o la tfü llu n g m e ta lle n e s E le m e n t Q u e llflie s
V o lla d e r B ü n d e la d e r H o h la d e r
K a b e lty p e A - A u ß e n ; J - I n n e n
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Cables De interior De Fo
fibra compacta / revestimiento apretado cable de correción cable desglosado tubo perdido
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Fibra compacta / revestimiento apretado (Interior)
coleta = conector con la fibra de 1-3 m
cable
flexible
diametro de salida pequeño
- tensión y presión directamente sobre el cable
=> se utiliza solamente en pequeña mecánica de tensión
900 m buffer
250 m primary coating
50/125 m 62,5/125 m 8-10/125 m
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Cable de corrección (Interior) typ. Cable de corrección = 2 conectores con x metros de fibra kevlar as miembro de fuerza
3 mm buffer
900 m buffer
50/125 o. 62,5/125 o. 8-10/125 m
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Cable desglosado(Interior)
n x 3mm cable
Mini Desglosamiento ... es más y más substituir el cable del desglose classical.
muy fino
extremadamente flexible
de instalación facil
buena relación calidad/precio
desglosamiento
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Tubo perdido (Interior) x fibra en tubo perdido
Tubo perdido
insensible contra expansión porque longitud excepcional de la fibra
elementos adicionales del miembro de la fuerza (aramid / kevlar)
- diámetro externo más grande
fibra 250 m / 900 m Con relleno protector o vacio
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Cables de salida de FO
Tubo perdido Cable multitubo cable de cinta
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Tubo perdido (Salida) 2 arriba sobre 12 fibras en tubo perdido
Optical fibres Central Uni tube Swellable tape Strength member 1.1 mm LSZH sheath
insensible contra expansión porque longitud excepcional de la fibra
elementos adicionales del miembro de la fuerza (aramid / kevlar)
relleno de protección para la protección sobre presiones ajenas y humedad
- diámetro externo más grande
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Cable Multimodo (Salida) 2 arriba sobre 12 fibras en x tubos perdidos insensible
contra expansión porque longitud excepcional de la fibra
elementos adicionales del miembro de la fuerza (aramid / kevlar)
relleno de protección para la protección sobre presiones ajenas y humedad
fibra con plastico reforzadode longitud para una estabilidad adicional
- diametro más grande ø 2.5 mm FRP strength member ø 2.3 mm loose tubes Swellable wrapping tape Glass yarns as rodent protection 2 mm LSZH sheath
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Cubiertas de cables Algunas siglas utilizadas para cubiertas de cables.
KP: Aramida/fibra de vidrio y Polietileno. PKP: Polietileno, aramida/fibra de vidrio y polietileno. SP: Acero y Polietileno. PSP: Polietileno, acero y polietileno. ESP: Cinta de acero corrugado y polietileno. PESP: Polietileno, cinta de acero corrugado. -R: Relleno de gel (Petrolato).
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Cable de cinta (Salida) „Fibra de cinta“
Revestimiento de salida
Fibra de cinta
Revestimiento de protección
ideal para empalmar la masa
permite la reparación facil
dirección fácil de las fibras
Facil
identificación
alta cantidad de fibras en el cable
-Más didicultad en producción - Temperatura de estabilidad más crítica -Más sensible a los macrotorcimientos
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Conectores de Fibra Óptica
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Conector Biconic
• estilo de tornillo • Conector de FO antiguo •Versión Multi- o Monomodo • Principalmente para sistemas IBM
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Conectores SMA / FSMA
• Estilo de tornillo • Conector de FO antiguo • Modo Multimodo unicamente
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Conector FC / PC
• Estilo de tornillo • Estandar en Telecomunicaciones en Estados Unidos • Versión Monomodo principalmente
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Conector ST
• Estilo de bayoneta • estándar actual de LAN • Versión Multi- o Monomodo
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Conector SC
Comparativa entre conectores SC y ST • Estilo de push-pull • Versión simplesimplex version • Versión duplex • Estándar actual de LAN
Conectores
Acoplamiento
Tipo de fibra óptica
Pérdidas Conectores
ST
Bayoneta
SM y MM
0.30 SM – 0.40 MM
SMA
Rosca
MM
0.60 MM
FC/PC
Guía+Rosca
SM Y MM
0.20 SM – 0.15 MM
SC
Push-Pull
SM Y MM
0.20 SM – 0.15 MM
• Versión Multi- o MonoModo
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Empalme FC
• Estandar en telecomunicaciones en US • Versión principalmente Monomodo
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Empalme ST
• Versión simple • Versión duplex
• Estandar actual de LAN • Versión Multi- o Monomodo
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Empalme SC
• Versión simple • Versión duplex
• Estandar actual de LAN • Versión Multi- o Monomodo
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Empalmes de fundas
Funda de Hoja de Trébol Funda llena de silicona Epoxy
Materiales: • • • •
Ceramica Cobre Bronce Plastico
Funda Invertida de Hoja de Trébol
Funda partida de Zircona
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Virolas
Dimensión del final de la rectas conectadas con virolas
Final con boquete (No contacta)
Final Plano (generalmente entra en contacto)
Final PC (contacto positivo)
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Virolas
300-400 µm contact
Una pieza • Acero Inoxidable • Ceramica • Aluminio • Zirconita • Plastico
Conformidad al PC con zirconita
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Terminación al cable de fibra óptica Metodo epoxy Prendado
Kevlar Conector Fibra
Epoxy
Buffer
Funda de 3mm
Epoxy
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Cable / Fiber Termination Metodo Prensado Kevlar
Prensado de la funda
Fibra
Anillo de prensado
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Conectores SFF (Small Form Faktor) Conectores estandar en el futuro
SC-DC LC
MT-RJ
VF-45
Opti-Jack
Duplex SC (apenas en comparación)
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Fibra Óptica Indice
Montaje conector VF-45
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Fibra Óptica Indice
Elmpalme de Fibra Óptica
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Fibra Óptica Indice
Tipos de empalmes
• Empalmes de fusión • Empalmes mecánicos - Fibra simple - Fibra multiple
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Fibra Óptica Indice
Empalme de fusión Electrodo Arco eléctrico
Fibra
(( ))
Fib ra
Electrodo
• Alineación de las fibra y fusionadas por el arco eléctrico en un punto de la fibra • Perdida baja del empalme, casi siempre por pequeña memoria, para fibras de modo simple • No necesita epoxy • Equipamiento caro
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Empalme con recubrimiento de ceramica Surco en V
Tubo
Empalme mecanico 8500, 45mm
No conectable
Fibra
conectable
Cuña Mandrel Tubo de empalme
conectable
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Empalme de fibra optica Fibrlok II
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Empalmes Fibrlok II y Multifibras
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Empalmes Multifibra Fibrlok
Vista representativa del empalme abierto y realizado (12 fibras)
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Empalmes de Fibra de cinta y de fibra simple encintada
Empalmes cifrados en cinco colores
Empalme multifibra Fibrlok
2604 (4 fiber)
Empalme multifibra Fibrlok
2606 (6 fiber)
Empalme multifibra Fibrlok
2608 (8 fiber)
Empalme multifibra Fibrlok
2610 (10 fiber)
Empalme multifibra Fibrlok
2612 (12 fiber)
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Herramienta de construcción de cinta 2670 Bajo coste de aplicación de la herramienta Procedimiento de empalme simple - no requiere aprendizaje especial Probado funcionamiento y confiabilidad del Fibrlok
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Fibra Óptica Indice
Factores de perdida en la conexión (1) Pulimentar • Limpia la cabeza de la fibra • Sin roturas, arañazos o huecos
Calidad de las terminaciones
Buena superficie
Mala superficie
Mala superficie
Superficie limpia, reflejada
Virutas y cascos
Roturas y arañazos
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Factores de perdida en la conexión (2) Lateral mal alineado
Angulo mal alineado
Separación final
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Fibra Óptica Indice
Tolerancias en las perdidas de luz fibras de 125 micrones O.D. con el desalineamiento de 5 micrones
Base multimodo de 50 micrones. – pérdida de luz aceptable
Base monomodo de 10 micrones – perdida de luz inaceptable
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Desplazamiento Transversal De la Alineación
Single-Mode MFD = 9.5µm l = 1.3µm
Lateral Offset
Perdida (dB) MultiMode Core = 62.5µm NA = 0.27 l = 1.3µm
Desplazamiento transversal (µm)
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Desplazamiento Angular De la Alineación
Angular Offset
Perdida (dB)
Single-Mode MFD = 9.5µm l = 1.3µm
MultiMode Core = 62.5µm NA = 0.27 l = 1.3µm
Desplazamiento angular (en grados)
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Desplazamiento Angular De la Alineación
Monomodo End Separation
MFD = 9.5µm l = 1.3µm
Perdida (dB)
MultiModo Core = 62.5µm NA = 0.27 l = 1.3µm
Desplazamiento longitudinal (µm)
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Fibra Óptica Indice
Tipos de Pulido TIPO DE PULIDO
PÉRDIDAS DE INSERCIÓN
PÉRDIDAS DE RETORNO
PÉRDIDAS DE INSERCIÓN
PÉRDIDAS DE RETORNO
PULIDO PC
0,4 dB (típico 0,2 dB)
³ 30 dB
0,25 dB
³ 22 dB
PULIDO SPC
0,4 dB( típico 0,2 dB)
³ 40 dB
0,25 dB
³ 36 dB
PULIDO UPC
0,4 dB (típico 0,2 dB)
³ 55 dB
0,25 dB
-
PULIDO APC
0,4 dB (típico 0,2 dB)
³ 60 dB
0,25 dB
-
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Fibra Óptica Indice
Transmisión Óptica
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Fibra Óptica Indice del seminario
Indice
Entorno LAN (Red de are local) (1) Area Horizontal (Fibra o cobre)
LAN (red local) Area privada Velocidad de datos (4 - 1000 Mbit/s) Ningun " proveedor de servicios " (portador)
Raiz principal Area de campo
(Fibra)
(Fibra)
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Entorno LAN (Red de are local) (2) Canal Óptico e.j. PC
e.j. Switch latiguillo
latiguillo
Optical Link cable de instalación Panel de Corrección (conectores y acopladores)
(max. 500-2000m, Multimodo 62,5/125 o 50/125)
Enchufe de pared (conectores y acopladores)
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Fibra Óptica Indice
Entorno WAN (red de area amplia) (1) Red de area amplia (Telekom, Arcor, etc..) Vias públicas, calles, etc.. Tasa de datos alta 9.600 bit/s - 2,5 Gbit/s Neecesita “proveedor de servicios"
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Entorno WAN (red de area amplia) (1) ciudad A ciudad B
Conección X
Conección X • Cable de instalación • 12-144 o mas fibras por cable • tip. 5-100 km
• Necesarios varios cierres
• Modo simple a 9/125
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Fibra Óptica Indice
SEGURIDAD DE LA FIBRA ÓPTICA
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Fibra Óptica Indice
Peligros de la Fibra Óptica
a) Peligro de Visión
b) Heridas en la piel
c) Ingestión
d) Restos
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Fibra Óptica Indice
Peligro de visión (1) Nunca mirar con una lupa grande hacia un conector de fibra desconocido
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Fibra Óptica Indice
Peligros de Visión (2) No mirar cuando hubiera un aviso de peligro del laser!
Peligro LASER
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Fibra Óptica Indice
Heridas en la piel • Facilmente se puede realizar un pinchazo en un dedo • Facilmente rompible • Efectos capilares en el cuerpo
Cuidado con tocar las fibras descubiertas
Fibras descubiertas
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Ingestión
No comer o beber con la fibra óptica cerca
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Fibra Óptica Indice
Disposición apropiada de la Fibra
•Los restos de fibra se guardaran en un contenedor apropiado •Marcar este contenedor
ATTENTION! Restos de fibra
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Fibra Óptica Indice
Procedimiento de limpiado apropiado
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Comprobación de la Fibra Óptica
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Fibradel Óptica Indice Seminario Indice
Test de longitud de onda 660nm
Localización Visual de Faltas
850nm
Longitud de Onda Corta, Testeo Multimodo
1300nm
Longitud de Onda Larga, Testeo Multimodo y Monomodo
1550nm
Longitud de Onda Larga, Testeo Multimodo y Monomodo
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Ancho de Banda
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Ventanas Ópticas
7 6 5
MM 1.Window
dB/km 4
MM/SM 2.Window
3
SM 3.Window
2 1 0 700
800
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 nm
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Atenuación Medidas de perdida de la fibra (Atenuación) En general la atenuación es la perdida de energia de transmision de una señal en un punto instalado.
La atenuación es medida en dB (Decibelios) y expresa el logaritmo de proporción de entrada y salida de energia
A(dB)= -10 lg (Pa / Pe) (la atenuación siempre es un valor positivo)
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Causas de Atenuación (1) microtorcimien tos
Superficie (e.j. arañazos)
macrotorcimient os
Posibles causas: • Material defectuoso (particulas de polvo, burbujas de gas, disperción, etc.) • Tolerancias de funda – y diametro de nucleo
Burbujas de Aire Material defectuoso
Estructura (disperción)
• Microtorcimientos (torcimientos microscopicos)
• Macrotorcimientos y muescas (debido a tension mecánica, fuerte doblado, presión, objetos afilados, etc..)
• Burbujas de aire y contracciones (e.j. Pobre empalme) •Arañazos en superficie de fibra de los conectores (pobre encerando, enchufes de conectores/sucios, agravio en el manejo de conectores, etc..)
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Causas de Atenuación (2)
O.K.
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Perdida de la fibra
Las especificaciones del fabricante incluyen la perdida de la fibra y especifican la longitud de onda expresada en dB/km (e.j.: 3,5 dB/km at 850nm y 1,0 dB/km at 1300nm)
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dB vs. dBm • dBm = dB a la base de 1 milivatio 0 dbm
1 mW
-3 dbm
0,5 mW
-10 dbm
0,1 mW
-20 dbm
0,01 mW
-30 dbm
0,001 mW (1 µW)
-40 dbm
0,0001 mW
-50 dbm
0,00001 mW
• Medida óptica de la potencia es siempre en dBm (o vatio) • la diferencia entre 2 medidas de la potencia es atenuación y está siempre en los dB • Ejemplo P (potencia de entrada) - P (potencia de salida) ================ atenuación
-15,2 dBm -( -30,0 dBm) ============ 14,8 dB
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Previsión de Pérdida de la Fibra Ejemplo: Vamos a diseñar una conexión óptica . El bitrate es 10Mbit/s y la longitud de conexión debe ser 200 metros. En la conexión habrá un empalme óptico. Potencia de transmisión P(s)=10 uW -20,0 dBm 200m G50/125 a(c)=0,2 km * 3,5 dB/km (-) 0,7 dB 1 empalme(termal) a(s)=0,1 dB (-) 0,1 dB Sistema de reserva a(r)=3,0 dB (-) 2,0 dB ====================================================== suma - 22,8 dBm Potencia minima recibida
P(e)=6uW
=
(-) - 22,2 dBm ============ - 0,6 dB => not O.K. Solución: Elija otro sistema con un diodo más alto de transmisión (una potencia más alta de salida) o haga un compromiso con la reserva del sistema (no recomendado).
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Metodo de comprobación: Medidor de funte de luz y potencia
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Rango dinámico
Sensibilidad del medidor de potencia
-50dBm
Salida de la fuente de luz
-20dBm -----------30dB
Rango Dinámico
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Rango de distancia por hora
Sensibilidad del medidor de potencia
-50dBm
Salida de la fuente de luz
-20dBm -----------30dB
Rango Dinámico
Perdidas por km 1300nm = 1dB/km La distancia es: 30dB / 1dB/km = 30km
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Medidas (4) Medidor de fuente de luz y potencia Cable de referencia
85 0nm ON
1300nm
-16.0
850nm
ON
OFF
850nm 1300nm
1300nm OFF
1550nm
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Medidas (2) Medidor de fuente de luz y potencia Acoplador Cable de referencia
Cable bajo prueba
Conector 1
850nm ON
Conector 2
1300nm
-17.0
850nm ON
OFF
850nm
1300nm
1300nm OFF
1550nm
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Medidas (3) Medidor de fuente de luz y potencia Acoplador Cable de referencia
Cable bajo prueba
Conector 2
850nm ON
Conector 1
1300nm
-17.0
850nm ON
OFF
850nm
1300nm
1300nm OFF
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Medidas (4) Medidor de fuente de luz y potencia
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Metodos de comprobación : OTDR
OTDR (optical time domain reflectometry) Un pulso ligero es transmitido por el OTDR en la fibra óptica. Una parte muy pequeña del pulso es reflejada de nuevo al OTDR por el backscattering de la fibra así como por la reflexión en los conectores, empalmes etc..
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OTDR Típico - Resultado
OTDR
Evento reflectivo (conector)
Conectado a OTDR
O T D R
Perdida de fibra (cable lanzado)
Fin de Fibra
Empalme no reflectivo Empalme no reflectivo (gainer)
Cable lanzado
link
Fin de cable
Fin de fibra (ruido de OTDR)
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Medidas OTDR Launch Lead
Link
A
Far End Lead
B
Launch Pulse
1st Connection 2nd Connection
x
End Reflection
x LINK ATTENUATION
Posicionamiento del Cursor
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Fuente de luz visible
El laser visible de la fuente de luz a 660nm realiza la localización de las faltas en los cables de fibra óptica
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FIN A.S.M© 2010
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