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Pruebas Fundamentales en Fibra Optica
Agenda
ƒ Conceptos básicos de la transmisión de luz
ƒ Consideraciones sobre redes de fibra
– Principales elementos de la planta física
– Presupuesto de Pérdida
– Parámetros y sus impactos
ƒ Pruebas básicas en redes de Fibra
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2
Transmisión de la Luz
Tipos de fibra óptica en redes de hoy en día
ƒ 2 Tipos
– Monomodo
– Multimodo
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Transmision Optica
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Estandares en la Industria
Estandares en la industria para Fibras Opticas (ITU)
Para fibras Monomodo y multimodo
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Elementos de Pérdida
Atenuación de la Fibra
ƒ Causada por la absorción y esparcimiento de la luz a medida que viaja
por la fibra
ƒ Medida como función de longitud de onda (dB / km)
Pin
(Pot.
Trans)
Variacion de
Potencia
Pout
Trazo OTDR de una Fibra
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(Pot.
Recibida)
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Pérdida inherente a la Fibra
- absorción y esparcimiento
ƒ Absorcion:La luz absorbida por las propiedades químicas o
impurezas naturales en el vidrio. ~ 5% de pérdida total
Imperfecciones
Si
O O
O
Si
Si
O
Si
O
Si
Cu
Vidrio Puro=Si O2
ƒ
El Esparcimiento es la pérdida de la señal de luz debida a las impurezas o
cambios en el índice de refracción de la fibra. ~ 95% de pérdida total
Impurities
Light scattered
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Pérdidas Relacionadas a “Dobleces”
ƒ Micro - Curvaturas
Causada por deformaciones
microscópicas de la unión núcleorevestimiento
– presión inducida en el cristal (agua
helada, presión externa)
ƒ Macro - Curvaturas
Causada por las dobleces físicas de
la fibra que….
– supera las limitaciones del radio de
curvatura y
– son sensibles a la longitud de onda
La atenuación debida a macro-curvaturas aumenta con la longitud
de onda (por ejemplo, es mayor en 1550nm que en 1310nm)
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Consideraciones Basicas en la Red
Transmision Optica/Presupuesto de Pérdidas de la Red
Pin
(Pot.
Emitida)
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Variacion de
Potencia Pout
(Pot.
Recibida)
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Diseño de la Red Optica
Calculando el Presupuesto De Perdidas
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Comparando Valores dBm & mW
Tx
Unidad de dBm es decibelios (dB)
con respecto a 1 mW de potencia
2dB
Pérdida= 8dB
0 dBm
-3 dBm
-20 dBm
-40 dBm
1 mW
0.5 mW
0.01 mW
0.0001 mW
1dB
5dB
Rx
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0 dBm
-8dBm
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Valores Típicos de Atenuación
Elemento
Longitudes de Onda
Fibra Monomodo
1310nm
1550nm
1625nm
Fibra Multimodo
850nm
1300nm
Empalme de Fusión Monomodo (cualquier λ)
Empalme Mecánico Monomodo (cualquierλ)
Par de Conectores Monomodo (cualquier λ)
Splitters
1:64 (cualquier λ) – typical PON
1:2
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Pérdida Tipica
(Atenuación)
0.35 dB / km
0.2 dB / km
0.2 dB / km
3 dB / km
1dB / km
0.05 dB
0.3 dB
0.25 - 0.5 dB
20 dB
3.5 dB
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Tipos de Conector
Physical Contact
Ultra-Polished
(UPC) Connector
Angled (8° )
Physical Contact
(APC) Connector
Insertion Loss = 0 to 0.5 dB
Return Loss = > 40 dB
Return Loss = > 60dB
SC
LC
FC
ST
MPO/MTP
SC APC
LC APC
FC APC
E2000
Transceiver
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Efectos de un ORL alto (valores bajos)
ƒ Incremento en el ruido de la transmisión
– Reducción del OSNR en WDM
– Incremento del BER en sistemas de transmisión digital
ƒ Incremento en la interferencia de la luz.
– Cambios en la long. de onda central y la potencia de
salida
ƒ Alta Incidencia de daños en el transmisor
SC - PC
SC - APC
ƒ El angulo reduce la reflexión hacia
el origen del conector.
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Pruebas y herramientas básicas
en Fibra Optica
Pruebas Básicas
Se realizan en todos los enlaces
ƒ Inspeccion de Conectores
ƒ Potencia Optica
ƒ Pérdida de Inserción
ƒ ORL del enlace
(no se requiere en todas las redes)
ƒ Localizador de Fallas(VFL)
(como se requiera)
ƒ OTDR
ƒ Distancia
ƒ Perdida (cambios en retroesparcimiento)
ƒ Secciones de FO
ƒ Secciones de enlace
ƒ Empalmes de fusión
ƒ Conectores
ƒ Macro-curvatura / Microcurvaturas
ƒ ORL
ƒ Secciones del enlace
ƒ Eventos reflexivos (reflectancia)
ƒ Identificador de Fibra
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Contaminacion y desempeño de la señal
1
Conexión Limpia
Contaminación de Fibra y sus defectos en el rendimiento de
señal
Reflectancia= -67.5 dB
Perdida = 0.250 dB
3
Conexión Sucia
Conexión Limpia vs. Conexión Sucia
Reflectancia= -32.5 dB
Perdida= 4.87 dB
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Este trazo OTDR ilustra una disminución significativa en
el desempeño de la señal cuando se acoplan los
conectores sucios.
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Inspeccionar antes de conectar
•
80% de los fallas en la red son ocasionados por problemas en
desempeño de conectores
•
La inspección pro-activa y limpieza es aún más crítica en las redes
de acceso donde la densidad de conexiones es mucho más alta
(hubs, splitters, terminales)
•
Existen herramientas de inspección disponibles en la actualidad
para hacer el proceso más fácil y rápido.
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20
Localización de Fallas
ƒ Un VFL provee una luz
roja visible @ 630 o
650nm
ƒ Usos:
- Identifica Fibras
- detecta fallas debido a
curvaturas,
conectorizacion pobre
- confirma continuidad
Detección de Tráfico
ƒ Utilizado para identificar si
la fibra tiene tráfico
ƒ Algunos indican también
dirección
ƒ Algunos modelos pueden
tener funciones de
medición de Potencia
ƒ Disponibles como
herramientas pequeñas
o integrados en
instrumentos
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Herramienta Básica – Medidor de Banda Ancha
Midiendo los niveles de Potencia Óptica
ƒ Utiliza el medidor de banda configurado con la longitud de
onda correcta para medir los niveles de potencia óptica en
distintos puntos de la red.
• En el Transmisor
• En el Distribuidor de Fibra
• En el Receptor
ƒ Acoplando la fibra/conector por un espacio de aire a un fotodiodo
Adaptador
Aire
Fotodiodo
Fibra
Todas las λs de luz son capturadas
por el fotodiodo, provee el valor
promedio en dBm
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Power Meter
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Seleccionando el medidor correcto para cada aplicacion
ƒ Existen medidores de banda ancha con
distintos rangos de medición
+ 20 dBm a - 70 dBm para redes de transporte
+ 26 dBm a - 55 dBm para CATV / RF Video
- 20 dBm a - 60 dBm para LAN
ƒ En redes xWDM o PON (FTTh), es necesario
usar medidores para canales específicos
para medir las longitudes de onda
individuales de cada canal
1 PON
- Ejemplos:
- Medidores PON selectivos1
- Verificadores de canal xWDM
- Analizador de espectros opticos2
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2
OSA
23
Midiendo Pérdida de Inserción
ƒ La pérdida de inserción sobre un enlace completo
requiere una fuente calibrada y un medidor de potencia.
ƒ Es una medición uni-direccional, sin embargo puede
realizarse en forma bi-direccional para propósitos de la
operación de la red.
Fuente de luz calibrada
Medidor de Potencia Optica
M
Ca
en
nc
u
el
dW
B
d
m
B
dW
B
m
d
B
>2s
Perm
Pt
Pr
Es la diferencia entre la potencia transmitida y recibida en cada lado
del enlace.
Es la medición mas importante a realizarse, ya que cada combinación
de transmisor – receptor tiene un rango de potencia límite.
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24
Midiendo Pérdida de Inserción
Medición de IL en un sentido con
Una fuente de luz y un medidor de potencia
¡Referencia Primero!
-6dBm
Light
Source
Power
Meter
Medición de Referencia
Light
Source
Ref Cero
0.00 dBr
Power
Meter
-1.5dB
Medición de IL
Existen varios métodos de referencia basados en TIA / IEC
se muestra el que usa 2 jumpers.
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Métodos para medir pérdida de retorno óptica
Reflectometro de Onda Continua (OCWR)
Process Controller
Display
CW Stabilized
Light Source
Process Controller
Precisión (typ.)
± 0.5dB
Aplicación
tipíca
- ORL total del Enlace & eventos
aislados durante la instalación de
fibra y comisionamiento
Ventajas
- Precisón
- Medicion en tiempo real
- Simple y sencillo (valor directo)
Retos
- No localización
Precisión (typ.)
± 2dB
Aplicación
tipíca
- Busqueda de problemas ,
caracterización de eventos
reflexivos y/o ORL total
Ventajas
- Localización de eventos
reflexivos
- Medicion desde un extremo
Retos
- Precisión
- Tiempo de Medición
Coupler
Termination Plug
Power Meter
Reflectometro Optico OTDR
Display
NOTA: se requiere medir ORL en redes
de alta potencia y alta velocidad
Pulsed Light
Source
Coupler
Photodetector
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Pruebas de Pérdida y ORL Bi-direccionales
Medición de Pérdidas Bi-directionales con un Set de
Pérdidas Automático
Referencias (loop-back)
LS/PM
PM
LS/PM
PM
ƒ Sets de Pruebas Bidireccionales automáticos :
– Reduce error de operadores
– Acelera la medición
– Provee mediciones mas
exactas (promedio de las
mediciones de pérdida)
Mediciones
LS/PM
PM
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PM
LS/PM
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OTDR
Reflectometro Óptico en el Dominio del Tiempo
ƒ Detecta, localiza y mide eventos en cualquier parte del enlace
Empalme de
Fusion
Conector o
empalme
Mecanico
Ganancia
Macrodoblez
Fin de Fibra o Corte
• Las pruebas OTDR comúnmente se realizan en dos direcciones y
los resultados se promedian. Análisis de Pérdidas Bidireccionales.
• Los OTDR comúnmente operan en 1310, 1550 y 1625 nm.
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Reflectometro Óptico en el Dominio del Tiempo
“OTDR” Análisis de la gráfica
Un OTDR envia pulsos de luz a la fibra y colecta la luz reflejada. Se procesan varias
muestras para mostrar una medición util.
Descripción de Elementos
A Empalme de Fusión (no-reflectivo)
B Par de conectores (reflectivo)
C Macrodoblez / empalme de fusion*
D Par de conectores malo –(reflectivo)
E Conector APC (reflective)
F Fin de Fibra (conector UPC)
Atenuación en dB/km por
Segmentos del enlace
Nivel de
Señal
Relativo
dB
Km
Distancia
OTDR
A
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B
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C
D
E
F
29
Hoy Cubrimos……
Pruebas Basicas – Se realizan en todos los enlaces
ƒ Inspeccion de Conectores
ƒ Potencia Optica
ƒ Pérdida de Inserción
ƒ ORL del enlace
(no se requiere en todas las redes)
ƒ Localizador de Fallas(VFL)
(como se requiera)
ƒ OTDR
ƒ Distancia
ƒ Perdida (cambios en retroesparcimiento)
ƒ Secciones de FO
ƒ Secciones de enlace
ƒ Empalmes de fusión
ƒ Conectores
ƒ Macro-curvatura / Microcurvaturas
ƒ ORL
ƒ Secciones del enlace
ƒ Eventos reflexivos (reflectancia)
ƒ Identificador de Fibra
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30
La presentación de hoy se baso en…..
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31
Preguntas?