Fibra Óptica Cable de FO y Red de Alta Capacidad DWDM. Ing. Pedro Sequeira

Transcripción

1 Fibra Óptica Cable de FO y Red de Alta Capacidad DWDM Ing. Pedro Sequeira

2 Definición de Fibra Óptica Tipos de Fibra Ópticas Ventajas y desventajas de las FO Proceso de fabricación del pelo y del cable de FO Ensayos en fábrica del cable de FO Planta externa de una red de fibra óptica (tendido subterráneo) Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM

3 Definición de Fibra Óptica C. Kao publicó en Procedimientos IEE en 1966 los fundamentos teóricos que determinaron la posibilidad desarrollar FO con pérdidas ~ 20dB/Km que permitan reemplazar a los cables. Hasta entonces eran 1000 db/km. Corning desarrolló y patentó el método para la fabricación de FO con 16 db/km en Charles Kao Premio Nobel de Física en 2009

4 Definición de Fibra Óptica 1) Diámetro del núcleo (core): 8µm, 50 µm, 62.5 µm 2) Diámetro con revestimiento (cladding):125 µm 3) Diámetro con recubrimiento plástico (coating): 250 µm

5 Definición de Fibra Óptica En transmisión óptica se desea un efecto de reflexión interna total Este efecto se produce si: Dos medios transparentes están dispuestos uno encima del otro. El medio externo debe ser "mejor" que el interno. La Refracción es el cambio de la onda debido al cambio de la velocidad.

6 Tipos de Fibra Ópticas Basadas en Óxido de Silicio SiO2 Fibras Multimodo Fibras Monomodo Índice escalón (Step Index) Índice gradual (Graded Index) Estándar Dispersión desplazada Non Zero Disp. Shifter Basadas en Polímeros (orgánicas) para redes LAN PMMA (Polímero MetilMeta Crilato) Ej. Lentes de contacto Flexibles Perfluorinadas

7 Tipos de Fibra Ópticas

8 Tipos de Fibra Ópticas FO Multimodo índice escalón Fibras Multimodo: Muchos rayos/modos pueden propagarse FO Multimodo índice gradual Fibras Monomodo: Un solo rayo/modo puede propagarse FO Monomodo índice escalón

9 Ventajas y desventajas de las FO Ventajas: Alta capacidad de transmisión (elevado ancho de banda) Inmunidad a los campos electromagnéticos (no a los campos nucleares radiación gama y neutrones) Reducida atenuación Reducido peso (fácil maniobrabilidad) Dimensiones más pequeñas. Diámetro del cable menor por lo tanto se logra una eficaz utilización de los ductos de cable (tritubo) No existen los cortocircuitos (sin formación de chispas) importante en áreas donde existe el riesgo de explosiones. No hay corrosión de las fibras. Disponibilidad de material ilimitada (SiO2) 1 gramo de silicio equivale a 10 kg de cobre. Desventajas: La tecnología de instalación. Alto nivel de precisión requerido. Necesidad de sofisticados dispositivos.

10 Proceso de fabricación del pelo y del cable de FO Fabricación del pelo de FO: Todo empieza con el proceso de deposición externa en la fase de vapor OVD (Outside Vapor Deposition). En la fase de deposición del proceso OVD, las materias primas (Si O2) se depositan con precisión en su estado mas puro (Vapor) en una varilla de fijación adhesiva. Sistemas de control de calidad supervisan el proceso para comprobar que cada capa se deposita uniformemente sobre la varilla. Rendimiento óptimo de: Dispersión Atenuación Geometría de la fibra A esta varilla le denomina Preforma

11 Proceso de fabricación del pelo y del cable de FO A continuación la preforma se coloca en un horno de consolidación para que deje de ser un compuesto de vidrio poroso y se convierta en vidrio transparente sólido con un tal grado de pureza que sus niveles de contaminación se miden en millonésimas partes. El tamaño de la preforma determina la longitud de la fibra que se puede extraer de ella. Por último, se pasa al proceso de estiramiento (Draw Process). La preforma debe descender lentamente en un horno para que se caliente uno de sus extremos. Esto hace que caiga una masa de vidrio al rojo vivo. Una vez que se estira esta masa, la fibra se analiza con un dispositivo que controla la velocidad de estiramiento.

12 Proceso de fabricación del pelo y del cable de FO

13 Proceso de fabricación del pelo y del cable de FO Fabricación del cable de FO:

14 Proceso de fabricación del pelo y del cable de FO

15 Proceso de fabricación del pelo y del cable de FO

16 Ensayos en fábrica del cable de FO Ensayos en fabrica del cable de FO Ensayos ópticos y geométricos Atenuación PMD Dispersión Cromática MFD Longitud de onda de corte (cut off) Ensayos mecánicos Tracción Compresión Impacto Torsión Curvatura Curvatura cíclica Penetración de agua Ciclo térmico

17 Ensayos en fábrica del cable de FO Ensayos ópticos y geométricos - Atenuación

18 Ensayos en fábrica del cable de FO

19 Ensayos en fábrica del cable de FO Ensayos ópticos y geométricos - PMD En todo momento el campo E se puede describir como la combinación lineal de dos polarizaciones mutuamente ortogonales, denominadas modo Horizontal y modo Vertical. En condiciones ideales ambos modos deberían poseer la misma constante de propagación. Sin embargo, como el núcleo de la FO no es perfectamente circular, observaremos un retardo en el tiempo (Δt) de llegada de un modo respecto del otro, provocándose así un ensanchamiento adicional del pulso a la salida. Dispersión por Modo de Polarización

20 Ensayos en fábrica del cable de FO Causas que originan el PMD Defectos de fabricación tales como: 1) El núcleo de la FO no es perfectamente circular. 2) El núcleo de la FO no es perfectamente concéntrico en el cladding. 3) Que la FO sea doblada mas de lo posible en algunos puntos del span. Las características del PMD se pueden incrementar con : 1) Bit Rate 2) La longitud de la FO 3) Nro de canales (en DWDM) El PMD es un fenómeno inestable e impredecible que puede variar con el λ, con el paso del tiempo, con la temperatura y además con el movimiento. La técnica más básica para medir PMD es transmitir una señal en uno de los extremos de la fibra y medir el retardo de tiempo entre la señal recibida en diferentes polarizaciones.

21 Ensayos en fábrica del cable de FO Ensayos ópticos y geométricos Dispersión Cromática Aparece porque la fuente lumínica no es absolutamente monocromática (tiene un cierto ancho espectral) Por lo tanto, cada componente espectral del pulso viaja con una constante de propagación diferente, provocando el ensanchamiento del pulso. Tiene dos componentes: 1) Debida al MATERIAL 2) Debida al guía de onda

22 Ensayos en fábrica del cable de FO Equipo para medir dispersión Cromática

23 Ensayos en fábrica del cable de FO Ensayos ópticos y geométricos MFD (Diámetro de campo modal) Este concepto sólo se utiliza en fibras monomodo y reemplaza al concepto de diámetro del núcleo en las fibras multimodo. MFD depende de la longitud de onda.

24 Ensayos en fábrica del cable de FO Ensayos ópticos y geométricos Cut off (Longitud de onda de corte) λ c es la λ a partir de la cual la FO se comporta como monomodo.

25 Ensayos Mecánicos Ensayos en fábrica del cable de FO

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33 Planta externa de una red de fibra óptica (tendido subterráneo) Construcción de infraestructura destinada a red de transporte de alta capacidad Métodos de construcción de la obra civil: 1. Arado Este método consiste en la penetración de una herramienta en la tierra, generando un surco que se cierra a medida que avanza la máquina. 2. Excavación mecánica o manual El trabajo con máquinas o manual se realiza en cruces de calles o rutas, zonas de acceso a ciudades, regiones donde las características del suelo o su longitud impidan la utilización del arado.

34 Planta externa de una red de fibra óptica (tendido subterráneo) Materiales para la obra civil: Cámara de hormigón y tritubo

35 Planta externa de una red de fibra óptica (tendido subterráneo) Caja de empalmes

36 Planta externa de una red de fibra óptica (tendido subterráneo) Arado y tendido de tritubo: Soplado del cable de FO: Tendido de Tritubo 2.3GP Soplado de FO.3GP

37 Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM Tecnología DWDM: Máxima capacidad: Hoy en día la tecnología DWDM es la que nos provee la mayor capacidad de tráfico. Aprovecha al máximo el ancho de banda de la fibra óptica, transmitiendo hasta 88 canales ópticos (llamados lambdas) por un mismo par de pelos de FO. Tecnología consolidada: Es una tecnología que lleva muchos años de implementación en el transporte de las comunicaciones. Fácilmente escalable: Es muy fácil de ampliar sin necesidad de grandes modificaciones de la capa óptica. Robusto: El sistema ofrece gran robustez ante variaciones en los parámetros de la red óptica, y posee un sofisticado sistema de corrección de errores que maximiza la calidad del servicio final. Flexible: Puede ser capaz de adaptarse a modificaciones de la topología de la red, como también ante cambios en la matriz de tráfico debido a factores imprevisibles de la demanda de servicios. Permite esquemas de protecciones: También es factible implementar distintos esquemas de protección de tráfico.

38 Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM

39 Banda C Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM

40 Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM Concepto Diferentes señales con longitudes de onda distintas son multiplexadas y transmitidas en una misma fibra.

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44 Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM

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46 Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM FO FOADM FO Posibilidad de transportar más de 80 canales por cada par de pelos de FO. Permite subida y bajada de datos en cada nodo. Largo alcance Gran Ancho de Banda CLIENTES

47 Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM FO ROADM FO Muy flexible Mejor aprovechamiento de BW Múltiples esquemas de protección Configuración Remota FO CLIENTE FO Xc OTN

48 Principios básicos de una red de alta capacidad DWDM

49 Muchas Gracias