Universidad Técnica del Norte
Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas Carrera de Ingeniería en Electrónica y Redes de Comunicación Informe de Laboratorio de Fibra Óptica #1 Integrantes: Caicedo Julio Osejos Daniel Valencia Mayra
Fecha: 26 de Mayo del 2017 Docente Encargado: Paúl Rosero
Tema: Medición De Potencia, Atenuación Atenuación y OTDR
1. Objetivos
Verificar las pérdidas de potencia y atenuación en un enlace óptico.
Comprender el manejo de los generadores de luz y medidores de potencia.
Comprender el funcionamiento de los atenuadores ópticos.
Conocer el funcionamiento del ODTR
Identificar los diferentes tipos de eventos existentes en una red óptica (reflectivos, no reflectivos y fin de fibra)
Interpretar y analizar la tabla de eventos arrojada por el OTDR.
2. Equipos y/o Materiales Requeridos
Fuente de Luz – Light Source LS Monomodo, conector FC/UPC (1 unidad)
Fuente de Luz – Light Source LS Multimodo, conector FC/UPC (1 unidad)
Medidor de Potencia - Power Metter PM, conector FC/UPC (1unidad)
Bobina de lanzamiento, SM, conectores FC/UPC-FC/UPC, 1000m de longitud (2 unidades)
Adaptador FC SM (1 unidad)
Pigtail MM FC 4m de longitud (1 unidad)
Atenuador fijo SM FC (1 unidad)
Atenuador fijo MM FC/UPC (1 unidad)
Patchcord SM FC/UPC-FC/UPC (1 unidad)
Atenuador variable digital FC/UPC - FC/UPC (1 unidad)
Adaptador FC SM (1 unidad)
Patchcord SM FC/UPC-FC/UPC (1 unidad)
OTDR – Reflectómetro óptico en el dominio del tiempo, conectores FC/UPC, SM&MM
Kkk
3. DESARROLLO
Light Source – Fuente de Luz LS Equipo utilizado para generar señales óptica continuas o con alguna modulación (típicamente 270, 1000 y 2000 Hz) y a una potencia específica expresada en dBm. Trabaja a longitudes de onda específicas. Si es un equipo SM tendrá un diodo láser, si es un equipo MM tendrá un diodo LED. En la pantalla se visualiza la longitud de onda de la señal generada y la frecuencia de la misma. Se usa en con fines de medición y certificación. El tipo de conector, longitud de onda, tipo de fibra, alimentación y potencia dependen del modelo.
Power Metter – Medidor de Potencia PM Equipo utilizado para medir la intensidad de señales ópticas en un punto de recepción. Trabaja a longitudes de onda específicas, aunque generalmente detecta señales SM y MM. Puede tener un receptor APD o PIN. En la pantalla se muestra la medición, la que puede ser vista en dBm o en mW. Se usa en con fines de medición y certificación. El tipo de conector, longitud de onda, tipo de fibra, alimentación y potencia dependen del modelo.
Bobina de lanzamiento de FO SM & MM
Hilo de fibra óptica enrollado en un tambor. Se usa para simular enlaces y evento reflectivos al realizar mediciones con OTDR. También se utiliza para solucionar el problema de las zonas muertas de los OTDRs. La longitud, tipo de fibra, tipo de terminación y empaquetado varían según el modelo.
Atenuador variable (digital)
Accesorio utilizado para reducir la intensidad de una señal óptica. La disminución de potencia se expresa en dB y la misma se regula de manera digital. Tiene una pantalla que permite visualizar el nivel de atenuación con el cual se está trabajando.
Se usa en puntos de la red en los cuales se debe reducir la intensidad de la señal para evitar saturar y/o quemar al receptor cuando la potencia del transmisor es muy alta. También con fines didácticos y experimentales. Trabaja con fibras monomodo y/o multimodo según el modelo.
Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo (OTDR)
El OTDR es un instrumento de medición que inyecta pulsos de luz en un hilo de fibra óptica, y analizando las reflexiones de Fresnel y retro dispersiones de Rayleigh, permite obtener una traza o curva en la cual se visualiza la atenuación en función de la distancia. Adicionalmente se generar una tabla de eventos, en la cual se puede visualizar de forma exacta todo lo que ocurre en el hilo analizado. Este equipo contiene toda la circuitería electro-óptica y microprocesadores requeridos para la obtención de esta curva y de la tabla de eventos. En las curvas y tablas de evento generadas, se pueden apreciar múltiples parámetros del hilo analizado, tales como:
Longitud de onda da trabajo.
Eventos existentes en dicho hilo (conectores, empalmes, curvaturas)
Ubicación de eventos existentes [dB]
Longitud del enlace [km]
Atenuación promedio del enlace [dB/km]
Atenuación total del enlace [dB]
Pérdida de inserción en cada evento [dB]
Pérdida de reflexión en cada evento [dB]
Pérdida de reflexión del enlace [dB]
Independiente de marca y tipo de OTDR, el formato de presentación de resultados (atenuación en función de distancia) es siempre el mismo y también los símbolos que se usan para identificar a cada evento son similares, ya que los mismos están definidos en la recomendación UIT G.650.3 “Test methods for
installed single-mode optical fibre cable links”. Un ejemplo típico de una traza obtenida con un OTDR se puede apreciar en la siguiente figura:
La siguiente figura muestra un ejemplo típico de una tabla de eventos obtenida con un OTDR:
Las formas típicas con las que se representan a los eventos obtenidos con un OTDR son las siguientes:
Así por ejemplo, si se obtiene una traza de un enlace de 2km con un OTDR de uso comercial, se obtendrá una figura como la indicada a continuación:
La tabla de eventos asociada a la traza indicada en la figura anterior es:
Para realizar este tipo de prueba, hace falta sólo un técnico en un extremo del enlace, tal como se indica en la siguiente figura:
Zona muerta
La zona muerta de un OTDR es aquella región de la traza en la cual el equipo no puede definir lo que pasa con el hilo de fibra óptica analizado debido a una alta reflexión de Fresnel. Esto ocurre al inicio de la medición (conector del OTDR) y en los eventos reflectivos. Es decir, es una zona en la cual el OTDR es ciego debido a que el foto receptor del equipo se satura por la alta reflexión recibida. Se expresa en metros y su longitud es especificada por cada fabricante. Cabe mencionar que todo OTDR tiene zonas muertas ya
que la misma es inevitable, y la longitud de la misma es variable según el ancho del pulso configurado en el OTDR para la obtención de la traza respectiva.
Existen 2 tipos de zona muertas, la zona muerta de evento y la zona muerta de atenuación.
La zona muerta de evento es la distancia mínima que debe existir entre el inicio de un evento reflectivo y otro evento reflectivo consecutivo para que el OTDR pueda detectar al segundo. Esta zona ocurre entre 2 eventos reflectivos. Típicamente la detección se da 1.5 [dB] abajo del pico de primer evento reflectivo.
En la figura anterior se puede apreciar que existen 2 eventos reflectivos muy juntos (ver línea entre cortada). Sin embargo, debido a la zona muerta de evento, el OTDR no los distingue como 2 eventos sino como uno sólo.
Para que el segundo evento pueda ser detectado, debería estar en el punto en el cual se tiene 1.5 [dB] menos potencia que en el pico del primer evento no reflectivo.
La zona muerta de atenuación es la distancia mínima que debe existir entre el inicio de un evento reflectivo y un evento no reflectivo consecutivos para que la pérdida del segundo evento pueda ser medida. Esta zona ocurre entre un evento reflectivo y un evento no reflectivo. Típicamente la lectura se da a 0.5 [dB] abajo del inicio del evento reflectivo.
En la figura anterior se puede apreciar que existe un evento no reflectivo muy cercano al primer evento reflectivo (ver línea entre cortada), por lo cual el OTDR no lo detecta ni mide.
Para que el evento no reflectivo pueda ser detectado, debería estar en el punto en el cual se tiene 0.5 [dB] menos potencia que en el inicio del primer evento no reflectivo.
1. EJERCICIOS 1.1
Verificación de atenuación en un enlace SM de 1km
Verifique y anote la potencia generada por la LS SM según hoja técnica y/o etiqueta del equipo.
Conecte el PM a un extremo de la bobina SM y la LS SM (a 1310nm) al otro extremo de la bobina, tal como se indica en la figura:
Anote el valor de potencia recibida y extrapole la pérdida de la bobina.
Repita el procedimiento a 1550nm.
Comente los resultados obtenidos.
1.2
Verificación de atenuación en un enlace SM de 2km con un conector intermedio
Verifique y anote la potencia generada por la LS SM según hoja técnica y/o etiqueta del equipo.
Una las dos bobinas SM con un adaptador FC/UPC.
Conecte los extremos libres de las bobinas al PM y LS SM (a 1310nm) respectivamente, tal como se indica a continuación:
Anote el valor de potencia recibida y extrapole la pérdida de las 2 bobinas con un conector.
Compare el valor de pérdida actual con el valor obtenido en el punto 2.6
Repita el procedimiento a 1550nm.
Comente los resultados obtenidos.
1.3
Verificación de atenuación en un enlace SM de 1km + atenuador digital variable:
Verifique y anote la potencia generada por la LS SM según hoja técnica y/o etiqueta del equipo.
Conecte el PM a un extremo de la bobina SM y la LS SM (a 1310nm) al otro extremo de la bobina, tal como se indica en la figura:
Anote el valor de potencia recibida y extrapole la pérdida de la bobina.
Inserte en un punto del enlace (LS) un atenuador digital variable, usando un patchcord FC/UPC-FC/UPC, tal como se indica en la figura:
Anote el valor de potencia recibida y verifique las variaciones de atenuación que se pueden conseguir con el atenuador.
Repita el procedimiento a 1550nm con las dos bobinas de lanzamiento.
Comente los resultados obtenidos.
3.4 Medición de un evento reflectivo con el OTDR
Configure al OTDR con los siguientes parámetros:
Tipo de fibra: SM
Longitud de Onda: 1310nm
Tiempo de muestreo: 10 segundos
Modo de trabajo: AUTO
Una las dos bobinas SM con un adaptador FC/UPC y conecte uno de los extremos al OTDR (puerto SM), tal como se indica a continuación.
Obtenga la traza respectiva.
Verifique que la traza obtenida concuerde con la longitud de ambas bobinas.
Verifique la tabla de eventos asociada a la traza obtenida.
Ubique el evento reflectivo, anote la ubicación y pérdida del mismo, así como su forma.
Repita el procedimiento a 1550nm.
Comente los resultados obtenidos.
Repita el procedimiento en la otra dirección.
3.5
Verificación de zona muerta de OTDR
Configure al OTDR con los siguientes parámetros:
Tipo de fibra: SM
Longitud de Onda: 1310nm
Tiempo de muestreo: 10 segundos
Modo de trabajo: AUTO
Conecte un patchcord de 3m de longitud OTDR (puerto SM), tal como se indica a continuación.
Obtenga la traza respectiva.
Analice la traza obtenida y la respectiva tabla de eventos.
Repita el procedimiento a 1550nm.
Comente los resultados obtenidos.
Repita el procedimiento en la otra dirección.
RETO:
Conecte el LS SM, una bobina de lanzamiento, un patcharcord FC/UPC-SM,un splitter de 1 a 4, un patcharcord FC/UPC-SM, otra bobina de lanzamiento y el PM.
Revise la potencia inicial y las pérdidas de cada conexión, comprueba con las hojas de datos a 1310 nm.
Cambie la conexión de LS Sm y PM con el OTDR y mire los eventos de la red.
Inserte un atenuador de 5db después de la primera bobina y mire los eventos de red.
