EMPALMES DE FIBRA OPTICA

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1 EMPALMES DE FIBRA OPTICA

2 OBJETIVO Objetivo General Conocer los diferentes tipos de empalmes, su utilización y aplicación, métodos de realización y caracterización de los mismos. 2

3 CARACTERISTICAS DE LOS EMPALMES Generalidades Sus pérdidas pueden contribuir en forma considerable con el balance de potencia del sistema (menor alcance) Deben realizarse en el campo, no han de incluir partes delicadas difíciles de manejar o procedimientos complejos (Empalmes económicos confiables y de calidad) Las pérdidas se clasifican en intrínsecas (homogeneidad y composición de la fibra) y extrínsecas (proceso de empalme, desalineación) Se pueden clasificar en: Empalmes por fusión Empalmes adhesivos Empalmes mecánicos Factores claves en empalmes sobre el terreno: Pérdidas por inserción Resistencia mecánica Estabilidad térmica 3

4 CARACTERISTICAS DE LOS EMPALMES Pérdidas de Inserción Los parámetros que deben considerarse con respecto al proceso de empalme de los cuales depende la pérdida media de los empalmes: Pérdida máxima permitida Número máximo de intentos Secuencia a seguir en empalmes sobre el terreno: Fijar pérdida máxima permitida Fijar número máximo de intentos Realizar el empalme Si la pérdida es inferior a la pérdida máxima, mantenerlo Si la pérdida es superior a la pérdida máxima, repetir hasta que la pérdida sea inferior a la máxima o se llegue al número máximo de intentos Si número máximo de intentos es grande se bajará la pérdida media (tendiendo a la intrínseca) y aumenta el costo de instalación 4

5 TIPOS DE EMPALMES Empalmes por Fusión Consiste en la unión permanente de las fibras mediante la fusión y unión de las mismas Anterior a la fusión las fibras se calientan previamente para eliminar ciertas impurezas, evitar la formación de burbujas El empalme se realiza cuando las fibras a unir llegan a una temperatura suficientemente alta como para fundirse Duración del proceso puede estar en 1 minuto. Luego se protege la zona del empalme con manguito (termo-contráctil) el cual se le recubre con un tubito de acero (rigidez) Técnica de muy altas prestaciones, se logran atenuaciones de db (fibras monomodo) Existen empalmadoras multifibras de fusión que reducen el tiempo de empalme por fibra. Tienen el mismo principio, pero las fibras se alinean con un elemento alineador multifibra de ranuras 5

6 TIPOS DE EMPALMES Empalmes por Fusión 6

7 TIPOS DE EMPALMES Empalmes por Adhesión Las fibras son insertadas en un mecanismo de alineación y luego unidas con un adhesivo epóxico Mecanismos de Alineación: Ranura en V: Tallada en un substrato metálico, cerámico o plástico Base tres cilindros: El empalme es hecho introduciendo la fibra dentro de tres tubos de alineación Base tubo ajustado: Se introduce la fibra dentro de un tubo o manguito de vidrio agujereado perfectamente circular (3 mm mayor que el diámetro de la fibra) Base tipo cuadrado: Se introduce la fibra dentro de un tubo de sección cuadrada, haciendo ángulo de modo de orientarlas hacia la esquina El adhesivo epóxico además de servir como elemento de unión es adaptador de índices de refracción Puede optimizarse mediante rotación de una de las fibras Se logran pérdidas de inserción de db 7

8 TIPOS DE EMPALMES Empalmes por Adhesión Tipos de Acoples 8

9 TIPOS DE EMPALMES Empalmes Mecánicos Consiste en un tubo dividido horizontalmente, la parte de abajo es una base tipo V y la de arriba una tapa plana El espacio entre ambas se llena de un gel adaptador, se insertan las fibras cortadas (de longitud determinada) y luego se cierran con unas grapas de presión que empujan las fibras hasta juntarlas Existen versiones para conexiones multifibras planares 9

10 MANGAS DE CONEXION Características Los empalmes se alojan en mangas de conexión, similares a las utilizadas para los cables de cobre Poseen bandejas especiales que sirven para acumular longitudes adicionales de fibra (1-2 m). Las bandejas se colocan en un organizador Deben soportar esfuerzos de tracción, compresión, flexión, torsión, deben ser herméticos y re-abribles 10

11 METODOLOGIA DE EMPALMES Empalmes de Fusión por Arco Eléctrico Limpieza: Debe retirarse todas las protecciones de la fibra (desnudarla) a empalmar. Se utilizan pinzas de corte lateral. Luego con solvente (normalmente acetona) se limpia la fibra cuidadosamente Corte: Con una herramienta de corte especial (con cuchilla de diamante) hace una incisión en el plano perpendicular al eje longitudinal y se completa el corte con un doblez de la fibra 11

12 METODOLOGIA DE EMPALMES Empalmes de Fusión por Arco Eléctrico Alineación: Se realiza sobre la empalmadora, enfrenta las dos fibras, preparándolas para la fusión. Puede realizarse por varios métodos según el tipo de empalmadora: Empalmadoras de alineación fija: empleadas para empalmar fibra multimodo. Poseen un par de mordazas sobre las cuales se colocan las fibras. Dichas mordazas están cuidadosamente alineadas de modo que las fibras queden perfectamente enfrentadas Empalmadoras con inyección y detección local de luz: empleadas para empalmar fibra monomodo. Poseen un dispositivo que inyecta luz en una de las fibras y otro que detecta luz en la otra, esto permite el posicionamiento, buscando el punto de máximo acople Empalmadoras con alineamiento óptico: Empleadas para empalmar fibra monomodo. y multimodo (aunque fue diseñado para éstas últimas). La máquina realiza un análisis óptico de la fibra a empalmar, determinando así la ubicación de los núcleos de la fibra, permitiendo alinear automáticamente, hasta obtener el punto óptimo de empalme. 12

13 METODOLOGIA DE EMPALMES Empalmes de Fusión por Arco Eléctrico Pre-fusión: Breve calentamiento (por arco eléctrico) de los extremos de la fibra situada entre dos electrodos, sin que se toquen. Redondea las puntas y evita formación de burbujas en el empalme Fusión: Las fibras se enfrentan haciendo contacto y se aplica un arco eléctrico más largo (algunos segundos) ejerciendo una presión axial en las fibras, para evitar el estrangulamiento de la zona de empalme Protección y verificación del empalme: se protege la zona del empalme con manguito (termo-contráctil) de poliestireno (restituyendo el recubrimiento primario) y se le recubre con un tubito de acero lo que evita posibles flexiones (rigidez) El proceso completo tiene duración de 1 a 2 min y se logran atenuaciones de 0.01 a 0.07 db 13

14 METODOLOGIA DE EMPALMES Empalmes de Fusión con Llama Sigue el mismo proceso del método por fusión de arco eléctrico hasta el momento de la pre-fusión La fuente de calor en los procesos de pre-fusión y fusión la suministra un mechero de acetileno, el cual lleva a las fibras a la temperatura requerida por el proceso de fusión Al igual que con los empalmes por fusión de arco eléctrico es posible realizar empalmes multifibras donde se alinean varias fibras en unas guías ranuradas 14

15 METODOLOGIA DE EMPALMES Empalmes por Adhesión Se debe realizar el proceso de limpieza y corte, tal como se explica en el método de fusión por arco eléctrico Pulido: En varias de las técnicas se recomienda luego del corte (sobre todo si éste no es muy confiable) realizar un pulido de las caras de las fibras, sobre una superficie devastadora y con la ayuda de manguitos guías Alineación: se realiza manualmente en base al mecanismo de alineación Unión: con la utilización de una sustancia epóxica que sirve de adaptador de impedancia, disminuyendo la reflexión entre ellas Optimización: rotando una de las puntas de las fibras a empalmar, antes que el liquido adhesivo se solidifique, con la ayuda de un medidor de potencia se ajusta a mínimas pérdidas. Protección: el mismo mecanismo de alineación sirve de elemento de protección, puede revestirse de un elemento rígido 15

16 METODOLOGIA DE EMPALMES Empalmes Mecánicos Se caracterizan por ser empalmes de muy rápida realización para restablecer el servicio en corto tiempo. Son empalmes temporales Se debe realizar el proceso de limpieza y corte, tal como se explica en el método de fusión por arco eléctrico Pulido: Se realiza un pulido de las caras de las fibras, sobre una superficie devastadora, y con la ayuda de manguitos guías (para asegurar que las caras de las fibras estén perpendiculares al eje axial del empalme) Unión: Se llena el espacio entre las fibras a unir de un gel adaptador y luego se cierran los elementos de guía con grapas de presión Protección: El mecanismo de alineación sirve de elemento de protección 16

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