Práctica E2: Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo (OTDR)

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1 VIII. Práctica E2: Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo (OTDR) El Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo, más conocido con sus siglas inglesas OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer), es el instrumento de campo más importante para el control y supervisión de enlaces de fibra óptica. Posee resolución espacial, es decir, además de detectar los posibles fallos de un enlace, es capaz de ubicarlos en un estrecho tramo del tendido. Esta característica es especialmente interesante en tendidos largos y de difícil acceso, como las líneas soterradas y submarinas. El fundamento del OTDR es relativamente simple. Conectado a un extremo de la fibra a examinar, emite pulsos luminosos, procedentes de un diodo láser y detecta, con una alta resolución temporal, las señales luminosas que devuelve la fibra. El instrumento calcula entonces la distancia a la que se encuentra la causa de esa señal devuelta, según el tiempo que ha tardado en realizar el viaje de ida y vuelta. 1 OTDR 1 Latiguillo SM MATERIAL NECESARIO 1 carrete SM (1,3 km) 4 adaptadores FC-FC 2 Carretes de fibra SM (1 Km) 1 Carretes MM 50/125 (2 Km) 1 adaptador FC-FC Defectuoso Tisú

2 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica Figura E2-1. Diagrama de bloques de un OTDR genérico (arriba), y esquema de una hipotética salida. La gráfica no está a escala. Las gráficas restantes de este capítulo sí son salidas reales. Las señales proceden de fuentes diferentes ( eventos ). Algunas están presentes en todos los casos, y otras están producidas por defectos: Una pequeña fracción de la luz experimenta reflexión difusa (scattering lineal Rayleigh) en todos los puntos de la fibra. Esta reflexión se da en ambos sentidos. Así pues, se obtendrá un nivel de señal devuelta continuo en cada punto. En detección aparece como una contribución lineal descendente (en escala logarítmica), debido a la atenuación paulatinamente mayor que sufren los puntos VIII-2

3 Práctica E2: El OTDR más alejados. La pendiente negativa de esta recta es directamente la atenuación por unidad de longitud (db/km) de esa FO a la longitud de onda del diodo láser 1. Es importante destacar, sin embargo, que un OTDR no es el mejor método para medir atenuación de fibras ópticas. Otros métodos empleados durante las prácticas son más precisos. Cualquier imperfección en la fibra produce una mayor reflexión difusa, por lo que se detectará un pico, y a continuación un descenso (puesto que la luz de retorno procedente de puntos más adelantados experimentará una atenuación equivalente a la vuelta). Estos defectos se localizan en puntos concretos del enlace, cuya localización precisa depende de la resolución espacial de la unidad. Como imperfecciones se detectan asimismo las soldaduras, conexiones y empalmes provisionales o permanentes que contenga el enlace. Las soldaduras bien hechas introducen una pequeña atenuación (0,1-0,2 db) por alterar la forma física del núcleo. Los empalmes y conexiones suelen dar pérdidas mayores, al introducir interfases adicionales. Como se explica posteriormente, algunos eventos producen un pico reflexivo antes de atenuar, y otros únicamente un descenso de potencia. La salida típica de un OTDR (Figura E2-1) es una representación gráfica de la atenuación en función de la distancia. Tiene una brusca bajada al comienzo que corresponde a la propia conexión entre el instrumento y la FO. La gráfica se extiende hasta una distancia determinada, o hasta que el nivel de señal cae por debajo del límite de detección. VIII.1. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Esta práctica se realiza de forma combinada con la práctica E3, Soldadura de Fibras Ópticas. En el Laboratorio se dispone de 2 OTDR Tektronix. Uno de ellos (TekRanger2) está asociado a la máquina de soldar y el otro (TekRanger) se utiliza únicamente en esta práctica. En lo que respecta a su uso, las diferencias entre ambos son: Las longitudes de onda de trabajo. TekRanger trabaja en segunda y tercera ventana, mientras que TekRanger2 trabaja en primera y segunda ventana. 1 Al tratarse de un dispositivo de reflexión, todas las contribuciones a la señal detectada por el OTDR sufren doble atenuación: en el camino de ida y en el de vuelta. Sin embargo, esta alteración se corrige automáticamente en la escala de medida, por lo que las pérdidas que se muestran en pantalla corresponden a un solo paso. VIII-3

4 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica Las fibras para las que están diseñados. TekRanger trabaja con fibras monomodo, mientras que TekRanger2 trabaja con fibras multimodo. Adicionalmente, ambos OTDRs tienen adaptada una impresora para obtener copia de los resultados en pantalla. En esta práctica se propone la realización de una serie de medidas con los OTDR del laboratorio, que permiten simultáneamente evaluar diferentes líneas de transmisión, y observar las posibilidades y limitaciones de la técnica. En concreto se pretende medir: i) Rango dinámico de reflexión. Informa sobre los límites de medida de eventos reflexivos. Puede resultar útil si existen eventos que lleguen a saturar el instrumento. ii) iii) iv) Rango dinámico de scattering. Es el rango con que se cuenta para registrar eventos de todo tipo, reflexivos (no saturantes) y no reflexivos. Alcanza hasta el límite de detección del instrumento o hasta el extremo de la fibra. Eventos típicos. Por ejemplo, soldaduras, empalmes, terminaciones pulidas o sin pulir, conexiones planas, redondeadas (PC) o angulares (APC). Falsas medidas y detecciones. En concreto, se explican las circunstancias en que pueden surgir ecos y fantasmas, fenómenos que pueden falsear las medidas, y se intenta reproducir alguno de ellos. Para facilitar la lectura de los apartados, las introducciones teóricas sobre sus contenidos se incluyen por separado al comienzo de cada sección. DISTRIBUCIÓN DE LOS EQUIPOS A fin de agilizar la realización de la práctica, las medidas se efectuarán de las forma siguiente: 1. El grupo que tenga asignada en primer lugar la Práctica E3, Soldadura, realizará previamente las dos primeras medidas, Rangos dinámicos de Reflexión y de Scattering (Apartados VIII.2 y VIII.3), para familiarizarse con el instrumento, y seguidamente la Práctica E3. Utilizará para todo ello el OTDR TekRange2. 2. El grupo que tenga asignada en primer lugar la Práctica E2, OTDR, realizará los cinco bloques de medidas de esta práctica con el OTDR TekRange. 3. Al finalizar los dos grupos (tiempo estimado, 2h 30m), se intercambiarán y realizarán los bloques de medidas restantes, es decir, los tres bloques finales del OTDR el primer grupo (en el OTDR TekRange monomodo) y la práctica E3 completa el grupo 2, usando el OTDR TekRange2. VIII-4

5 Práctica E2: El OTDR PRECAUCIONES! El diodo láser para realizar las medidas se activa pulsando el botón START/STOP. Antes de pulsarlo, asegúrese de que hay una fibra conectada al puerto de salida del láser. De otro modo podría provocar daños graves a los componentes electrónicos internos. No desconecte el latiguillo de fibra conectado a la salida del OTDR Todos los conectores deberán estar cubiertos con sus protectores contra el polvo mientras no estén en uso. El OTDR es un instrumento muy sensible, por lo que el polvo puede afectar a las medidas produciendo señales falsas. VIII.2. VIII.2.1. MEDIDA DEL RANGO DINÁMICO DE REFLEXIÓN (USAR UNO CUALQUIERA DE LOS OTDR) Teoría Como se ha comentado, algunos de los eventos detectados por un OTDR son reflexivos, es decir, remiten una parte del pulso luminoso en sentido contrario, hacia el emisor. En el OTDR, estos eventos se detectan como un brusco aumento de la potencia recibida, seguido de una caída (porque la potencia transmitida a partir de ese punto es menor). Algunos OTDRs presentan problemas de saturación en el detector cuando les llega un exceso de señal procedente de un evento muy reflexivo. El problema es especialmente grave cuando el evento está próximo a la fuente. Figura E2-2. Determinación del Rango Dinámico de Reflexión (RDR). VIII-5

6 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica El Rango Dinámico de Reflexión (Reflective Dynamic Range, RDR) se define como la relación entre la potencia reflejada en un evento reflexivo, cercano al conector del panel frontal del OTDR, y la potencia de ruido del sistema. (El nivel de ruido del OTDR está relacionado con el ruido shot de la corriente de oscuridad del detector.) Este parámetro determina el rango sobre el cual el OTDR puede realizar medidas de la reflexión producida en ciertos elementos reflexivos como pueden ser los conectores, acoplos mecánicos etc. Cambiar configuración Iniciar medida 7 6 A Volver a pantalla inicial B Figura E2-3. Aspecto exterior (arriba) y pantalla de menú (abajo) del OTDR Tektronix TFS3031. VIII-6

7 Práctica E2: El OTDR La medida del RDR ayudará a determinar si el instrumento es capaz de realizar capturas precisas en unas condiciones determinadas. En sistemas de fibra que sean muy sensibles a las reflexiones, será necesario utilizar OTDRs con RDR elevados, para asegurar que la reflexión de los diferentes eventos se encuentra por debajo del nivel umbral deseado. VIII.2.2. Objetivo: Desarrollo de la Práctica Determinar el RDR de OTDR Tektronix TFS3031 en unas condiciones de medidas predeterminadas. Método de medida: El valor del RDR está asociado con el ancho del pulso que emite la fuente del OTDR (nm), el tiempo de promedio que se utiliza en la medida (duración de la misma) y el rango de medida elegido (km). Estos parámetros se deben seleccionar consecuentemente con la longitud del enlace que posteriormente se desea caracterizar. En general, los rangos muy largos y los anchos de pulso muy pequeños suponen tiempos de promedio más elevados. Si se selecciona un rango muy inferior o muy superior a la longitud del enlace, se medirá un nivel de ruido inferior o superior, respectivamente, al real. Una vez elegidos los parámetros adecuados del sistema, la medida se realizará valorando la diferencia de señal entre el pico de reflexión y el ruido, como se muestra en la figura E2-2. Procedimiento experimental 1.- Compruebe que hay un cordón de fibra conectado a la salida del panel frontal del OTDR. 2.- Presione el Botón corespondiente a Setup (Botón 1 de la Figura E2-3) y seleccione, mediante las flechas del mando circular (Botón 6, Figura E2-3), las siguientes opciones: Fiber Scan: Manual Test Range: 2 km Pulsewidth: 10 m (100 ns) en el monomodo y 20 m en el multimodo Averages: 2048 VIII-7

8 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica En esa misma pantalla, seleccionar una longitud de onda de 1300 ó 1310 nm presionando el Botón B (parte inferior de la Figura E2-3). Para volver a la pantalla inicial, presione EXIT (Botón A). 3.- Inicie el proceso de medida pulsando el botón START/STOP (Botón 5). La medida habrá terminado cuando deje de parpadear el piloto 7 de la Figura E Active el cursor A (Botón 4) y mediante las flechas del botón circular, sitúelo en el máximo del pico inicial de reflexión. Si fuera necesario active el zoom (Botón 3), luego desactívelo. Active el cursor B y sitúelo en la zona de ruido donde los picos presenten una amplitud aproximadamente constante. Asegúrese de estar en alguno de los máximos promedio del ruido (véase nivel adecuado en figura E2-2). 5.- Compare la forma de onda obtenida con la de la figura E2-2. Compruebe la situación de los cursores y anote la diferencia en db entre ambos (A B) que aparece en pantalla. VIII.3. VIII.3.1. MEDIDA DEL RANGO DINÁMICO DE SCATTERING (USAR UNO CUALQUIERA DE LOS OTDR) Teoría El Rango Dinámico de Scattering (RDS) es el parámetro que típicamente se asocia con el rango dinámico de un OTDR. Se define como la relación (en db) entre la señal retrodispersada (backscattered, devuelta) en el conector del panel frontal del OTDR y el nivel de ruido del instrumento. Reflexión del panel frontal Final de la fibra Rango dinámico de scattering Ruido Figura E2-4. Determinación del Rango Dinámico de Scattering (RDS). VIII-8

9 Práctica E2: El OTDR El RDS resulta muy similar al Rango de Medida que determina la atenuación máxima que puede existir entre el instrumento y el evento que se quiere caracterizar, si se desea que el OTDR realice una medida precisa. VIII.3.2. Objetivo: Desarrollo de la práctica Determinar el RDS del OTDR Tektronix TFS3031 en unas condiciones de medida predeterminadas. Método de medida: Se evalúa la diferencia de niveles de señal entre el final de la reflexión del panel frontal y el nivel de ruido del instrumento (Figura E2-4). Se realizará en diferentes condiciones de medida para una misma línea de transmisión (monomodo si usa el TekRange y multimodo en el TekRange2). La medida depende de la longitud de la fibra utilizada. Si se emplean fibras de longitudes muy cortas se pueden obtener medidas del RDS ficticiamente superiores que las obtenidas con fibras de mayor longitud. Para evitar una medida errónea se deben utilizar una fibra de prueba con una longitud similar a la que se medirá en situación de campo. Procedimiento experimental Figura E2-5 1 km SM o 2 km MM 1.- Conecte un carrete de fibra monomodo ó multimodo de 1 km SM o 2 Km MM, al cordón conectado al OTDR, según la Figura E En el menú SETUP, seleccione los siguientes parámetros: Fiber Scan: Manual Test Range: 2 km para SM o 4 km para MM Pulsewidth: 10 m (100 ns) para SM o 20 m para MM Longitud de onda: nm Vuelva a la pantalla principal VIII-9

10 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica 3.- Inicie el proceso de medida. 4.- Active el cursor A y sitúelo al inicio de la forma de onda, donde la pendiente comienza a ser lineal. Si fuera necesario active el zoom, luego desactívelo. Active el cursor B y sitúelo en la zona de ruido donde los picos presenten una amplitud aproximadamente constante. Asegúrese de estar en la amplitud máxima media del ruido. 5.- Compare la forma de onda obtenida con la de la figura E2-4. Compruebe la situación de los cursores y anote la diferencia en db entre ambos. NOTA: SI TENÍA ASIGNADA LA PRÁCTICA E3, SOLDADURA, EN PRIMER TURNO, DETÉNGASE AQUÍ Y PASE A REALIZAR DICHA PRÁCTICA. LOS RESTANTES APARTADOS LOS REALIZARÁ CON EL OTDR TEKRANGE MONOMODO POSTERIORMENTE. SI TENÍA ASIGNADA LA PRÁCTICA E2 EN PRIMER TURNO, SIGA ADELANTE. VIII-10

11 Práctica E2: El OTDR VIII.4. CARACTERIZACIÓN DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN (A PARTIR DE ESTE BLOQUE USAR SÓLO EL OTDR MONOMODO) A.- Localización y medida de pérdidas de eventos Reflexivos. B.- Medida de la Zona Muerta C.- Medida del coeficiente de atenuación de una fibra. VIII.4.1. VIII.4.1.a. Teoría Eventos Reflexivos Se consideran eventos reflexivos todos aquellos fenómenos en los que se produce un cambio en el índice de refracción del medio de propagación. Los casos más habituales en una línea de transmisión son: los conectores iniciales y finales de la línea las conexiones mecánicas entre fibras (adaptadores, conectores Surco en V) Los empalmes realizados con máquina de soldar y las curvaturas o microcurvaturas son eventos no reflexivos. Una reflexión queda caracterizada por tres parámetros: Distancia a la que sucede Pérdidas que origina en la línea Reflectividad que genera, definida como la relación en db entre la potencia inyectada y la reflejada. NOTA SOBRE CONECTORES El extremo de la fibra óptica en los conectores estándar es plano. Las conexiones se realizan enfrentado dos conectores por medio de una junta roscada. La superficie plana perpendicular a la propagación produce una reflexión intensa. Para reducir la reflexión, se preparan conectores (PC) con pulido redondeado. Aún menos reflexión producen los conectores PC con pulido inclinado (PC angular o APC). En ellos, la reflexión se desvía de manera que no pueda guiarse de retorno. En un conector con pulido plano, la reflexión que se produce es de alrededor del 3,6% ó 14 db (coeficiente de reflexión de Fresnel). Los conectores comerciales más usuales utilizan pulidos tipo PC que, al no ser planos, introducen una reflexión bastante menor. VIII-11

12 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica En la Figura E2-6 se pueden observar la Forma de Onda debida a algunos de estos elementos. Conector plano Conector PC Final de fibra Curvatura Soldadura Conector APC (PC en ángulo) Figura E2-6. Distintos eventos reflexivos y no reflexivos que se detectan con OTDR VIII.4.1.b. Zona Muerta Uno de los parámetros principales en un OTDR es su capacidad para detectar eventos reflexivos espaciados una corta distancia. Todos los sistemas de medida tienen un ancho de banda limitado. En el caso del OTDR el límite se traduce en pulsos detectados con pendientes de bajada no infinitas. Así, si se tienen dos eventos reflexivos muy cercanos, a una distancia crítica inferior a la de Resolución del OTDR, puede que la señal causada por el primer evento no haya finalizado cuando la del segundo empieza a ser significativa. El resultado es que ambos eventos se confunden. Se denomina Zona Muerta (Dead Zone, DZ) o Resolución de eventos a la distancia a partir de la cual se comienza a distinguir entre dos eventos próximos. Este parámetro puede ser muy importante dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, si se desea medir y caracterizar una red de fibra óptica en una oficina, donde las distancias entre conexiones pueden ser muy cortas, será necesario un instrumento con una DZ muy pequeña. Por el contrario, si la red que se desea medir es un enlace de larga distancia, donde los empalmes o conexiones se sitúan a varios kilómetros unos de otros, el parámetro será de poca importancia. VIII-12

13 Práctica E2: El OTDR VIII.4.1.c. Zona muerta de pérdida de medición Otro parámetro utilizado para especificar la calidad de un OTDR, es la zona muerta de Figura E2-7. Parámetros de caracterización de zonas muertas en un evento. criterio más retrictivo que la zona muerta. atenuación o Zona Muerta de Pérdida de Medición (Loss- Measurement Dead Zone, LMDZ). Se define como la distancia tras un evento durante la cual no se puede obtener información de la señal del OTDR, debido a limitaciones en el ancho de banda o a saturación del receptor. El parámetro está relacionado con el anterior, aunque aquí se hace referencia a la medición del segundo evento, no ya a su simple detección. Es por ello un La LMDZ puede ser notable si se producen eventos muy reflexivos, ya que el pico de potencia que retorna al OTDR puede ser muy elevado comparado con la potencia detectada por scattering Rayleigh. De esta forma, el detector óptico o el preamplificador se pueden saturar temporalmente y será necesario un tiempo (distancia en la pantalla del OTDR) para que el detector se recupere. Sin necesidad de llegar a la saturación, debido al ancho de banda limitado del amplificador, la señal no puede volver inmediatamente al nivel de retrodispersión. Cuando esto sucede, no se puede obtener información de la señal presentada por el OTDR, debido a la distorsión de la forma de onda. VIII.4.1.d. Coeficiente de atenuación Además de los eventos puntuales que producen pérdidas en localizaciones específicas, la radiación que atraviesa una fibra óptica experimenta una atenuación constante, que procede de varias causas. Las dos más importantes son la reflexión difusa o scattering Rayleigh, y la absorción. La importancia relativa depende de la ventana de transmisión, tal como se mostraba en la Figura Fund-11. La señal base descendente que detecta el OTDR se debe a la retrodispersión, es decir, la parte de la reflexión difusa que se propaga en sentido contrario al de la transmisión. Dicha radiación, en ausencia de otros factores, equivale formalmente a la que se recibiría VIII-13

14 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica de un conjunto infinito de emisores situados homogéneamente por toda la fibra. La potencia recibida de cada tramo diferencial irá disminuyendo a medida que el tramo está más lejos de la fuente, por dos razones: La potencia retrodispersada es proporcional a la potencia incidente. Ésta se va atenuando al atravesar la fibra. La potencia retrodispersada, a su vez, se va atenuando durante el camino de vuelta hasta el receptor. Los dos fenómenos, como puede verse, se deben a la atenuación. En pequeña señal, la atenuación se puede considerar lineal en todo el trayecto de ida y vuelta. En esas condiciones, la radiación recibida sufre una atenuación equivalente a un camino doble, puesto que pasa dos veces por el mismo tramo de fibra. Como ya se comentaba en la introducción a la práctica, los OTDR, en general, corrigen esta doble atenuación, y presentan una escala en pantalla que equivale a un solo paso. La atenuación, expresada en db/km, se calcula directamente midiendo la pendiente del tramo. Aunque no es un método extremadamente preciso, resulta muy útil por su resolución temporal. Por ejemplo, sirve para detectar tramos defectuosos en tendidos, o para decidir si una atenuación anómala se debe a un tramo en mal estado o a un defecto puntual dentro del mismo tramo. VIII.4.2. Objetivo: Desarrollo de la Práctica Medir los diferentes parámetros que surgen en una gráfica OTDR. Método de medida A) CARACTERIZACIÓN DE EVENTOS REFLEXIVOS. Distancia: Pérdidas: En la forma de onda adquirida por un OTDR, la distancia a la que se produce un evento reflexivo se corresponde con el último punto de muestreo justo antes de la subida de la forma de onda. Las pérdidas se valorarán midiendo el nivel de señal (en dbs) antes y después del evento. Reflectividad: La reflectividad se calcula indirectamente a partir de la ecuación siguiente: VIII-14

15 Práctica E2: El OTDR R B H 5 10log 10 1 D {1} ns donde: B ns es el coeficiente de retrodispersión (típicamente 80 db) H es la altura de la reflexión medida en la forma de onda (> 0) D es el ancho del pulso en ns. En la Figura E2-8 se muestran los parámetros que caracterizan un evento reflexivo. B) ZONAS MUERTAS DZ Y LMDZ La zona muerta DZ se define como la distancia entre el comienzo de la zona reflexiva y el punto donde la señal decrece 3 db respecto del máximo de reflexión (ver Figura E2-7). Figura E2-8. Parámetros que caracterizan un evento reflexivo. La zona muerta de pérdida de medición LMDZ se define como la distancia entre el inicio del evento y el punto donde la forma de onda del OTDR ha recuperado el nivel de retrodispersión. Para su medida habrá que determinar el inicio del evento y el punto donde la señal es 0,5 db superior al nivel de retrodispersión (Figura E2-7). La separación (en metros) entre estos dos puntos dará el LMDZ. C) COEFICIENTE DE ATENUACIÓN Para medir el coeficiente de atenuación de una fibra se escoge un tramo en que no exista ningún tipo de evento o influencia de ellos. Se mide la pendiente situando los cursores al inicio y al final del tramo. VIII-15

16 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica Figura E2-9 Procedimiento experimental 1.- Realice el montaje de la Figura E2-9, Conecte al latiguillo del OTDR un carrete de fibra monomodo, de aproximadamente 1 km. En el otro extremo conecte un segundo carrete SM 1km, y finalmente conecte un carrete multimodo de 2 km. 2.- En el menú SETUP, seleccione los siguientes parámetros: Fiber Scan: Manual Test Range: 8 km Pulsewidth: 20 m (200 ns) Longitud de onda: 1550 nm Vuelva a la pantalla principal 3.- Obtenga la forma de onda. Imprímala pulsando el Botón 9 y siguiendo las instrucciones de pantalla. Identifique los eventos reflexivos comparando la gráfica y el montaje experimental. 4.- Active el cursor A y sitúelo al inicio del evento reflexivo próximo a 1 km. Asegúrese que está justo al inicio del evento comprobando que en el siguiente desplazamiento del cursor éste se introduce en la zona reflexiva. Si fuera necesario active el zoom, luego desactívelo. Anote la distancia que marca el cursor. 5.- Active el cursor B y sitúelo en la zona lineal después del evento reflexivo. Mantenga el cursor A en la posición anterior. La diferencia en db entre los cursores dará una estimación de las pérdidas introducidas en el evento. Anote este valor y la diferencia en metros entre los dos cursores. VIII-16

17 Práctica E2: El OTDR Tenga en cuenta que si existe mucha distancia entre los dos cursores, la medida realizada está incluyendo las pérdidas en la fibra. También tiene que considerar si las fibras acopladas son de iguales características. 6.- Sitúe el cursor B en el punto máximo de la reflexión. Mida la diferencia de señal entre ambos cursores (valor H de la Figura E2-8). Haciendo uso de la ecuación {1}, calcule la reflectividad del evento. (H es siempre una cantidad positiva) 7.- Sitúe el cursor A en el pico de reflexión. Utilice el zoom de la forma siguiente: Presione el mando SELECT del botón circular (Botón 6, Figura E2-3), hasta seleccionar las prestaciones del ZOOM en la esquina inferior derecha de la pantalla. Mediante las flechas del mando circular, ajuste la zona de ampliación centrándola sobre el evento (movimientos verticales y horizontales). Presionar nuevamente SELECT hasta activar CURSOR. Active ahora el zoom en el Botón 3 de la Figura E2-3. Compruebe que el cursor A está sobre el máximo del evento y sitúe el cursor B, aproximadamente, a 3 db por debajo del anterior. Nota.- Si no pudiera situar el cursor B cercano a los 3 db, realice un promedio entre las distancias obtenidas en las dos posiciones más cercanas a este valor. Mueva ahora el cursor A al inicio del evento y anote la separación entre ambos cursores. La medida realizada es lo que se conoce como zona muerta DZ. 8.- Sitúe el cursor A en el nivel de retrodispersión lineal, después del pulso. El cursor B sitúelo, aproximadamente, a +0.5 db del anterior. ( Cuidado con los signos!). Sitúe nuevamente el cursor A al inicio del evento, y anote la distancia entre ambos cursores. Esta medida será el LMDZ del primer evento reflexivo de la línea. 9.- Caracterice el siguiente evento reflexivo de la misma forma que el anterior. Compruebe si existen diferencias entre una conexión SM-SM y otra SM MM Mida el coeficiente de atenuación de cada uno de los tramos de fibra, así como su longitud. VIII-17

18 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica Para realizar una medida correcta de la atenuación, sitúe los cursores de manera que abarquen una distancia amplia, en la zona donde no haya influencia de ningún tipo de evento y donde se aprecie una pendiente lineal. La medida de la longitud de los tramos se debe realizar colocando los cursores de inicio a inicio de los eventos (las reflexiones de los conectores, en este caso). VIII.5. IDENTIFICACIÓN DE ECOS Y FANTASMAS VIII.5.1. Teoría VIII.5.1.a. Identificación de Ecos En sistemas ópticos con varios elementos reflexivos, parte del pulso del láser puede reflejarse más de una vez antes de volver al OTDR. Cuando esto sucede se producirá una forma de onda artificial denominada ECO. Figura E2-10. Generación de ecos entre dos eventos reflexivos Los ECOS son más frecuentes en OTDRs multimodo con un gran rango dinámico y siempre que se produzcan eventos muy reflexivos. En una forma de onda, los dos primeros eventos reflexivos nunca pueden ser ECOS ya que se necesitan al menos dos eventos de este tipo para generar ECO. Otro rasgo característico de un ECO es que no lleva pérdidas asociadas en la forma de onda. VIII-18

19 Práctica E2: El OTDR Existen OTDRs dotados de la capacidad de detectar automáticamente eventos reflexivos (mediante algoritmos) y determinar cuáles de ellos son ECOS. Es el caso del Tektronix TFS3031 que se utiliza en el laboratorio. VIII.5.1.b. Identificación de Fantasmas Otra forma de onda falsa es la conocida como fantasmas. Son muy similares a los ecos pero ocurren por razones muy diferentes. Los fantasmas se deben a una selección incorrecta de los parámetros de medida, en concreto a una frecuencia de repetición del pulso demasiado alta. Si es así, puede suceder que la reflexión al final de la línea de un pulso no haya llegado al detector cuando se lanza el siguiente pulso. En ese momento se inicia una nueva adquisición de datos y la reflexión del final de línea se solapa con la retrodispersión del segundo pulso y aparece como un evento reflexivo. Cuando un evento se desplaza de posición o desaparece cuando se cambia el rango de medida, se le puede identificar como un FANTASMA y no como un ECO. Estos últimos son independientes de los parámetros de adquisición. Si aparece un fantasma durante una adquisición, se debe seleccionar una repetición de pulso más baja para eliminarlo. VIII.5.2. Desarrollo de la Práctica Objetivo: Detectar sucesos, como ecos y fantasmas, que no corresponden a ningún evento real. Método de Medida La localización de los ECOS está asociada a la siguiente fórmula: Z eco 2 Zi Zj {2} Donde Z i y Z j son las localizaciones de dos eventos reflexivos (que no tienen por qué ser consecutivos) en el eje de distancias, siendo Z=0 la conexión al OTDR. Procedimiento experimental 1.- Realice el montaje de la Figura E En el menú SETUP, seleccione los siguientes parámetros: Fiber Scan: Manual Test Range: 8 km Pulsewidth: 20 m (200 ns) Longitud de onda: 1310 nm VIII-19

20 Laboratorio de Comunicaciones Ópticas Dpto. Tecnología Fotónica Figura E Obtenga la forma de onda e imprímala. 4.- Identifique todos los eventos de la gráfica y determine la distancia a la que se produce cada uno de ellos. Existen ECOS?. 5.- Sustituya el segundo conector FC-FC por el conector marcado como Conector Defectuoso. Obtenga la forma de onda e imprímala. Explique las diferencias (si las hay) entre ambos casos. 6.- En el menú SETUP, cambie el parámetro Fiber Scan de Manual a Intellitrace. Obtenga la forma de onda y edite la Tabla de Eventos presionando el Botón 2 de la Figura E Considerando pares de elementos reflexivos y utilizando la ecuación {2}, calcule dónde deberían aparecer los ECOS. Compare los resultados teóricos con los experimentales. POR FAVOR, AL ACABAR LA PRÁCTICA RECOJAN TODO Y DÉJENLO COMO ESTABA AL PRINCIPIO. SUS COMPAÑEROS SE LO AGRADECERÁN. VIII-20

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