P17F: Certificación en fibra óptica Nivel 2 (Eventos reflexivos y OTDR).

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1 Proyecto de CERTIFICACIÓN, ANÁLISIS Y REPARACIÓN DE REDES DE DATOS DE ACUERDO A LOS ESTÁNDARES TIA/ISO EN COBRE Y FIBRA ÓPTICA en el marco de la convocatoria de ayudas de la Resolución de 5 de abril de 2011, de la Secretaría de Estado de Educación y Formación Profesional, por la que se convocan ayudas destinadas a la realización de proyectos de innovación aplicada y transferencia del conocimiento en la formación profesional del sistema educativo. P17F: Certificación en fibra óptica Nivel 2 (Eventos reflexivos y OTDR). OBJETIVOS. Esta práctica tiene por objetivo la utilización del OTDR para analizar la atenuación total y parciales de los distintos eventos reflexivos o no de una conexión de fibra, se utilizará para ello una bobina de 100 metros de un cable bifibra especialmente montado con un conector prepulido SC en un extremo, un empalme por fusión. Se trataría de ver las distintas curvas de las atenuaciones parciales y total con el OTDR. Este tipo de certificación aunque no es obligatorio está descrito en la norma TIA 568 C, se denomina "certificación extendida" o de Nivel II. INTRODUCCIÓN Un OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer) es un dispositivo que permite conocer pérdidas, reflectancias y ubicación de eventos. Para hacer esto, envía pulsos de luz a una fibra y utiliza un fotodetector sensible para ver las reflexiones y trazarlas gráficamente en el tiempo. El OTDR sabe cuándo emitió el puso y por el receptor sabe el tiempo que le tardó en llegar la reflexión. La velocidad de la propagación del pulso será v=c/n, donde c es la velocidad de la luz en el vacío y n es el índice de refracción de la fibra o medio. Por otro lado la velocidad v también será v=2d/t, donde d es la distancia a la que se produce el evento. A partir de aquí, la distancia a la que se produce la reflexión será d=ct/2n La pérdida (o atenuación) que experimenta un rayo de luz atravesando un medio, se clasifican en intrínsecas y extrínsecas, es decir, dependientes del medio o dependientes del montaje o instalación. En el primer caso, tenemos la absorción de los fotones de luz que atraviesan la fibra por las moléculas que la componen. Parte de la energía fotónica es cedida a las moléculas de sílice que la luz encuentra en su camino, produciendo vibraciones en las moléculas de sílice. Depende de la frecuencia decreciendo y a 1000 nm es prácticamente despreciable. También se considera pérdida intrínseca a la pérdida Scattering-RaiLeigh que se produce cuando la luz encuentra en su camino partículas extrañas, cuyo diámetro es mucho menor que la longitud de onda de la señal. Las distintos pérdidas que pueden producirse en una fibra se representan esquemáticamente en la figura siguiente: 1

2 Tal como puede verse existen pérdidas por acoplamiento entre la fuente de luz y el fotodetector y la fibra, por absorción, por scattering-raleigh, por microcurvaturas, por presiones en la fibra, por curvado, etc... Si prescindimos de las pérdidas intrínsecas que están relacionadas con la calidad del cable, las de acoplamiento de la fuente y fotodetector, así cómo algunas otras relacionada con la instalación del cable (curvatura, presión), podemos decir que los distintos eventos más comunes que pueden producirse en una fibra son los que se muestran a continuación, En la curva anterior puede verse que la potencia de la señal de entrada cae conforme avanza por el cable debido fundamentalmente a las pérdidas intrínsecas, lo cual es inevitable, pero esta caída se acentúa cada vez que aparece un conector o un empalme. Los eventos se clasifican en reflexivos y no reflexivos. Los eventos no reflexivos son aquellos en los que no existe un cambio de medio y por tanto no existe una reflexión, sencillamente existe una pérdida o atenuación. (Este es el caso de los empalmes por fusión y microcurvaturas). En el caso de los eventos reflexivos existe un cambio de medio y por tanto, una reflexión que finalmente alcanza al OTDR. (Este es el caso de los conectores). PARÁMETROS PRINCIPALES DE UN OTDR. 1. Zona muerta: Esta es la longitud de fibra más corta que puede detectar un OTDR. También 2

3 puede ser descrita como la distancia después de un evento reflexivo, tras la cual se puede detectar otra reflexión. Todos los OTDR tienen zonas muertas y deben utilizarse con una fibra/bobina de lanzamiento apropiada para que se pueda medir la primera conexión en el enlace. Cuando un OTDR recibe una alta reflexión (por ejemplo, debida a la presencia de un conector) su circuito de detección se satura durante cierto tiempo (lo que en pantalla se traduce como una cierta distancia). Como resultado, el tramo de fibra tras dicho evento es invisible para el OTDR. De ahí el término de zona muerta, que es aquella distancia en la que es imposible conocer las características de la fibra pues el OTDR aún no se ha recuperado de la saturación debida a un evento altamente reflexivo anterior. Se distingue entre dos tipos de zonas muertas: De eventos: Es la distancia mínima entre dos eventos reflexivos consecutivos para poder distinguir entre ambos. La idea es que la respuesta de un pulso que ha detectado un evento se confunde con la respuesta de un segundo pulso que ha encontrado un nuevo evento. Es imposible discriminar para el OTDR ambas respuestas. De atenuación: Es la distancia mínima requerida, tras un evento reflexivo, para que el OTDR pueda medir de nuevo con precisión. La saturación que sufre el equipo tras un evento de este tipo se acusa especialmente en su propio conector: éste es el motivo de la conveniencia del uso de una bobina de lanzamiento (también llamada "fibra ficticia"). 3

4 2. Rango dinámico: Es la diferencia entre los niveles máximo y mínimo de potencia que puede medir el OTDR. Determina la longitud máxima de fibra que se puede comprobar. Cuanto mayor sea el rango dinámico, mayor puede ser la fibra en pruebas. Hay un inconveniente, sin embargo; según aumenta el rango dinámico, se hace más ancho el pulso del OTDR y como resultado, aumenta la zona muerta. 3. Reflexiones fantasmas: Son eventos causados por un eco debido a eventos altamente reflexivos en el enlace en pruebas. Los OTDR de Fluke Networks identifican fantasmas en el gráfico y dicen donde está su origen para que pueda eliminarlos. En la figura anterior puede verse que el único pulso enviado desde el OTDR llega al conector A y produce la respuesta adecuada, parte de dicho pulso continúa hasta el conector B, donde se produce una reflexión. Esta reflexión tiene dos componentes, la que atraviesa el conector A (que identifica el evento producido en B) y la que se refleja en A que vuelve sobre el conector B, la posible reflexión de esta última en B originará una señal y por tanto un evento fantasma de B. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL DTX COMPACT OTDR. 4

5 ESQUEMA DE LA PRÁCTICA. MATERIALES. 1. Bobina de 100 metros de fibra óptica (bifibra) con cable BRAND-REX de referencia HF050 ó HF Conectores SC prepulido. 3. Manga protectora termoretráctil de empalme. (Empalme por fusión). 4. Adaptadores duplex y simplex. HERRAMIENTAS DTX-1800 Analyzer. DTX Compact OTDR. Empalmadora por fusión. Cortadora de precisión. PROCEDIMIENTOS. Antes de comenzar la práctica el alumnado debe leer y entender las medidas de seguridad en fibra óptica. Procedimiento 1. Siguiendo el esquema anterior, monta en un hilo del extremo de la bobina de cable bifibra un conector SC prepulido. Empalma mediante fusión los dos extremos opuestos del cable. Limpia los conectores. (Hemos realizado este montaje para evitar el tiempo muerto del OTDR. También podría montarse la práctica con un cable de fibra que tenga 10 m., es decir, 3 ó 4 metros de separación entre evento y evento). 5

6 Procedimiento 2. Monta el Compact OTDR sobre el DTX 1800 Cable Analyzer, siguiendo las instrucciones de la figura siguiente: 6

7 Procedimiento 3. Monta el latiguillo y la bobina de lanzamiento adecuada de acuerdo a la figura. (Bobina azul equivale a multimodo). Conecta en la entrada multimodo del OTDR un extremo de la bobina de lanzamiento, el otro extremo de la bobina se conecta al adaptador SC (hembra-hembra). En el otro extremo del adaptador se inserta el conector prepulido de la manguera de fibra a medir. Procedimiento 4. Configura el DTX1800 al tipo y el OTDR en los términos que se indica a continuación. 7

8 Para hacer esto, sitúa el conmutador rotatorio en la posición "SETUP" y selecciona "Fibra OTDR". Esta pantalla tiene cinco pestañas: 1. Primera pestaña: Puerto OTDR, Limite de prueba, Tipo de fibra, Longitud de onda. 2. Segunda pestaña: Transmit. compensación, Comprobando desde, Extremo 1, Extremo 2. 8

9 3. Tercera pestaña: Caract. de la fibra. 4. Cuarta pestaña: Rango, Tiempo del promedio. 5. Quinta pestaña: Ancho impulso a 850 nm, Ancho impulso a 1300 nm, Umbral de pérdida. 9

10 Procedimiento 5. Colocamos el selector en [Auto Test] y pulsa Test para ejecutar la prueba. En la unidad principal obtenemos los siguientes resultados para 850nm : En la unidad principal obtenemos los siguientes resultados para 1300nm : 1

11 En la unidad principal obtenemos la siguiente Tabla de Eventos: 1

12 Un estudio detallado de los resultados y las gráficas obtenidas nos inducen a pensar lo siguiente: 1.-Observamos un elemento reflexivo que es la unión de la bobina de lanzamiento con el puerto MM del OTDR a -104,4 m. 2.-Otro elemento reflexivo es el conector prepulido del extremo de la bobina a 0 m (Fallo) por demasiada atenuación (conector mal elaborado), se observa un gran pico en la gráfica. 3.-A 97,1 m observamos 0,12 db de pérdida como consecuencia de la fusión mecánica de las 2 fibras. 4.-A 121,4 m observamos 0,16 db de pérdida, este evento puede ser debido a un defecto de fabricación de la fibra óptica. 5.-A 192,8 m se aprecia el fin de la fibra óptica que estamos estudiando. Ver informe detallado de las pruebas. Procedimiento 6. Cuando termines todas las tareas de la práctica, limpia la zona de trabajo y avisa al profesorado. Este proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Educación, Cultura y Deportes y el Fondo Social Europeo. Licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-compartir. Portal del proyecto en Ver Unidades prácticas de taller 1

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