LABORATORIO SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN
Índice de Contenidos 1 P1 - MEDIDAS EN LÍNEAS SIMÉTRICAS Y CABLES DE PARES... 1-1 Objetivos.... 1-1 Equipamiento.... 1-1 Desarrollo.... 1-2 P2 MEDIDAS EN CABLES COAXIALES... 1-6 Objetivo 1-6 Equipamiento.... 1-6 Desarrollo.... 1-7 BLOQUE I... 1-7 BLOQUE II... 1-8 PUENTE REFLECTOMÉTRICO, UNAOHM P 137....1-11 Línea ranurada, Elettronica Véneta SL/LA... 1-13 P3 MEDIDAS EN CABLES DE FIBRA ÓPTICA... 1-15 OBJETIVOS... 1-15 Equipamiento.... 1-15 Desarrollo.... 1-16 ADVERTENCIA DE USO DE EQUIPOS LÁSER... 1-20 Fuente óptica, Noyes OLS 1-2... 1-21 Medidor de potencia óptica, Noyes MLP 1-2.... 1-22 OTDR, NOYES OFL-100.... 1-22 Qué es el OFL100 - DM?... 1-24 Funcionamiento del OFL100 - DM... 1-24 Precauciones... 1-24 Accesorios necesarios... 1-25 Aplicaciones típicas... 1-25 Instrucciones de uso... 1-25 Encendido 1-25 Setup 1-27 LABORATORIO SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN iii
Índice de Contenidos (cont.) Locate 1-30 Plot /Save 1-31 Plot 1-31 Save 1-32 OFL100-DM... 1-32 COMPUTER... 1-33 Scan 1-34 P4 SISTEMAS DE COMUNICACIONES ÓPTICAS... 1-35 TRANSMISIÓN ANALÓGICA POR FIBRA ÓPTICA... 1-35 LABORATORIO SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN iv
1 P1 - MEDIDAS EN LÍNEAS SIMÉTRICAS Y CABLES DE PARES Objetivos. La presente práctica se dedica a la medición y caracterización de las líneas bifilares. Se pretende alcanzar varios objetivos. Se considera importante la verificación, por parte del alumno, de la adecuación del modelo eléctrico de línea de transmisión mediante pruebas experimentales en laboratorio. Este hecho implica la realización de medidas que permitan obtener los parámetros primarios y secundarios del cable bajo estudio. Dado que la medición de dichos parámetros es tediosa, y desde el punto de vista de la transmisión es más interesante y útil el conocimiento de los parámetros secundarios, se obviarán las medidas de los parámetros primarios. Se medirán los parámetros secundarios de las líneas de transmisión y su variación con la frecuencia de modo que se podrá observar si se corresponden los datos experimentales con los teóricos. En caso de que no se correspondiesen, el alumno deberá encontrar la causa de tal desajuste y solucionar el problema. Se pretende con ello que alumno desarrolle su capacidad crítica y sea capaz de aportar soluciones a problemas prácticos. Además se propone obtener la frecuencia de corte del cable bajo estudio, así como realizar medidas ecométricas con el objeto de localizar posibles fallas o desadaptaciones de impedancia en empalmes mal realizados. Un último aspecto a tener en cuenta, y que influye de manera decisiva en la transmisión tanto analógica como digital en cable de pares, es estudiar la diafonía e intentar eliminarla. Duración :2 horas. Equipamiento. Para esta práctica se utilizará el siguiente material : 1 Generador de funciones, CONRAD ELECTRONIC FG506 o HP 8647A. 1 Osciloscopio HAMEGHM203-6 o HM205-3. 2 Sondas de osciloscopio. 1 Multímetro HAMEGHM8011-3 2 Sondas de multímetro. 1 Generador de pulsos LEYBOLD 736 471 y una fuente de alimentación. 1 Placa de medida. 1 Latiguillo coaxial BNC BNC 1-1
1 Latiguillo coaxial BNC - cocodrilo. 1 Placa tipo protoboard, o similar. Cargas de cortocircuito, 50, 75 y 100 Ω. 2 adaptadores BNC - banana. 3 Resistencias de 100 Ω. Adaptadores coaxiales: 1 lineal y 2 en T. 1 Cable UTP de 4 pares trenzados (150 m). 1 Cable de 16 conductores (l00m). Desarrollo. 1. En primer lugar, debe comprobar que el puesto de trabajo consta de todo el material necesario para la realización de la práctica. De no ser así comuníquelo al profesor responsable del Laboratorio. 2. Verifique el correcto funcionamiento del instrumental presente en el puesto de trabajo, comprobando para ello la configuración del osciloscopio, multímetro y generador así como el ajuste de las sondas del osciloscopio y demás elementos auxiliares. A partir de este momento deberá trabajar con el cable UTP de pares (por ejemplo con el par de color AZUL). 3. Medida de la velocidad de propagación. En este apartado deberá utilizar un generador de pulsos de ciclo de trabajo regulable (LEYBOLD 736 471). El procedimiento de medida se basa en observar la propagación de los pulsos a lo largo de la línea bajo estudio y medir el retardo con el que llegan los mismos al final de la línea, Conocida longitud del cable es posible determinar la velocidad de-propagación.del mismo. Conecte el generador de pulsos al par bajo estudio cargado con su impedancia característica (100Ω). Observe la señal de entrada y la de salida mediante los dos canales del osciloscopio y halle el retardo de la señal, calculando a continuación la velocidad de propagación, la permitividad relativa del dieléctrico existente entre los conductores del par y la constante de fase. Asegúrese de que ha seguido el procedimiento de forma correcta. 4. Efectos de la desadaptación de impedancias. En este apartado se utilizarán medidas ecométricas que permitan observar las reflexiones producidas en aquellos puntos de la línea en los que la impedancia característica varía. Conecte el generador de pulsos al cable de pares de modo que se puedan visualizar las señales de entrada y de salida en el osciloscopio. Seleccione el periodo de T p = 5 µs para la señal de salida del generador. a) Deje la salida del par bajo estudio en circuito abierto. 1-2
Dibuje las señales que aparecen a la entrada y a la salida del par. Como podrá observar, se forman una serie de pulsos secundarios (a la entrada y/o salida) cuya forma no es exactamente cuadrada. Explique por qué se forman esos pulsos y por qué tienen esa forma. Obtenga el coeficiente de reflexión y el coeficiente de onda estacionaria que se produce para el pulso secundario. Como se puede observar aparece una combinación de señales tanto a la entrada como a la salida Se verifica en la práctica lo que se desprende de los cálculos teóricos? Razone su respuesta. b) Cortocircuite la salida del par bajo estudio Repita el procedimiento expuesto en el apartado a) c) Cargue la salida del par bajo estudio con una impedancia de 50Ω. Repita el procedimiento expuesto en a). d) Cargue la salida del par bajo estudio con una impedancia de 100 Ω. Repita el procedimiento expuesto en a). e) Cuanto debería valer la carga, Z L, para que, teóricamente, se observasen las siguientes señales? f) Las experiencias vistas anteriormente constituyen un conjunto de medidas ecométricas. Una de las aplicaciones que poseen es la de detectar posibles fallos o empalmes mal realizados en el cable. Que proceso seguiría para detectar fallos en el cable? 5. Efectos de la diafonía en cables y su eliminación. Esta perturbación causa cruces en la comunicación telefónica vocal y en los sistemas digitales produce una elevada tasa de errores. Se caracterizará la telediafonía y la paradiafonía. Para este apartado se utilizará el cable de pares UTP, tres resistencias de 100 Ω, el generador de señales, la placa protoboard y el osciloscopio. El montaje es el siguiente: 1-3
En el par superior (Naranja) se introduce una señal que se acopla inductiva y capacitivamente en el par inferior (Marrón) visualizándose con el osciloscopio la señal acoplada. A este fenómeno se le denomina diafonía y su aparición se observó inicialmente en circuitos telefónicos en los que se "colaban" conversaciones ajenas. En el circuito existe un generador de señal, que actúa como Fuente de mensaje, y tres cargas, que actúan como Presentación de mensaje. En el sistema telefónico se suele distinguir entre PARAdiafonía y TELEdiafonía según cómo se acople la señal: Realice el montaje propuesto, introduzca un tono de 10 khz y amplitud elevada, mida la cuatro tensiones que aparecen en la figura y obtenga las atenuaciones y relaciones de paradiafonía y telediafonía siguientes: A pd = 20log(V 1 /V 3 ) ; A td =20log(V 1 /V 4 ) R pd =20log(V 2 /V 3 ) ; R td =20log(V 2 /V 4 ) Repita el proceso utilizando el otro cable de 16 conductores (100 m, dos pares cualesquiera y tres impedancias de 100 Ω) y obtenga las medidas solicitadas en el párrafo anterior. 1-4
Con qué tipo de cable se obtendría una mejor calidad en las comunicaciones? 1-5
P2 MEDIDAS EN CABLES COAXIALES Objetivo De estructura similar a la anterior práctica, se pretende medir y caracterizar el cable coaxial desde el punto de vista de la transmisión de señales. La razón por la que la estructura es similar a la anterior práctica, es la convicción de que realizar prácticas similares favorece la comparación de las características de ambos medios de transmisión, y la asimilación por parte del alumno de las técnicas empleadas en dichas mediciones. En esta práctica se obtienen los parámetros secundarios del coaxial bajo estudio, así como la frecuencia de corte del cable. En el apartado de los efectos de la desadaptación de impedancias se estudia, gracias a la línea ranurada, la formación de ondas estacionarias, se mide el coeficiente reflexión y se obtiene el coeficiente de onda estacionaria. Del mismo modo, se utiliza el puente reflectométrico para obtener el coeficiente de reflexión. En cuanto al resto de apartados, la práctica se desarrolla de forma similar a lo ya descrito. Duración :4 horas. Equipamiento. Para esta práctica se utilizará el siguiente material : 1 Generador de funciones, CONRAD ELECTRONIC FG506 o HP 8647A. 1 Adaptador N - BNC. 1 Osciloscopio HAMEG HM203-6 o HM205-3. 2 Sondas de osciloscopio. 1 Multímetro HAMEG HM8011-3. 2 Sondas de multímetro. 1 Placa de medida. 1 Latiguillo coaxial normal y 1 corto. 1 Puente reflectométrico, UNAOHM P 137 1 Línea ranurada ELETTRONICA VÉNETA SL/LA + cable coaxial de 75 Ω Cargas de cortocircuito, 50, 75 y 100 Ω. Adaptadores coaxiales : 2 lineales y 2 en T. 2 Rollos de 50 m de cable coaxial del tipo RG58 o RG-174. 1-6
Desarrollo. BLOQUE I i) En primer lugar, debe comprobar que el puesto de trabajo consta de todo el material necesario para la realización de la práctica. De no ser así comuníquelo al profesor responsable del Laboratorio. ii) Verifique el correcto funcionamiento del instrumental presente en el puesto de trabajo, comprobando para ello la configuración del osciloscopio, multímetro y generador así como el ajuste de las sondas del osciloscopio y demás elementos auxiliares. A partir de ahora deberá utilizar los dos rollos de cable coaxial del tipo RG-58 o RG-174, de modo que la longitud total será de 100m de cable. iii) Obtención de la impedancia característica. Deberá medir la impedancia en circuito abierto y en circuito cerrado del coaxial. Para ello conecte por un lado el generador de RF a la placa de medida y por otro el cable. El montaje se corresponde con el siguiente esquema eléctrico : El procedimiento consiste en medir las tensiones V 1 y V 2 y el desfase entre ambas a una determinada frecuencia, de modo que la impedancia de la línea en cada momento (Zcc o Zca) queda determinada por la expresión : Z = (obtenga la expresión en módulo y argumento de la impedancia) Para facilitar el proceso a varias frecuencias, procure ajustar R de modo que V 1 =2 V 2. De ese modo solamente deberá medir R En cuanto al desfase entre tensiones, solamente necesita medir el "retardo" o "adelanto" existente entre ambas tensiones y expresarlo como desfase. Recuerde que éste sigue la expresión : φ> = - 2π f t, siendo φ < 0 para t > 0 (retardo) y siendo φ > 0 para t < 0 (adelanto). Una vez realizado el montaje, realice el procedimiento explicado para las frecuencias que van de 250 khz hasta 2,5 MHz en incrementos de 250 khz. 1-7
Recoja los resultados en una tabla en la que deberán constar los siguientes datos: frecuencias, retardos, desfases y las impedancias Zca, Zcc y Z 0 (módulo y argumento) para cada frecuencia. Compruebe si se cumple la evolución que predice la teoría para Z 0. En caso contrario compruebe si ha seguido el procedimiento correctamente. Si no ha sido así, repita las medidas. iv) Medida de la atenuación y su variación con la frecuencia. Como puede observar la placa de medida no es necesaria para este apartado. Configure el montaje de modo que las medidas sean rápidas y cómodas. Es necesario cargar el cable con su impedancia característica (por defecto utilice una carga de 50 Ω), y comparar una tensión alterna proporcionada a la entrada del cable con la medida a la salida. Es necesario repetir la experiencia a diversas frecuencias para comprobar la variación de la atenuación. Realice las mediciones a las mismas frecuencias que en el punto anterior. Del mismo modo, recoja en una tabla las tensiones medidas a la entrada, a la salida y la atenuación kilométrica resultante en función de la frecuencia. Compruebe si se cumple la evolución que predice la teoría para la atenuación de una línea. En caso contrario compruebe si ha seguido el procedimiento correctamente. Si no ha sido así, repita las medidas. v) Medida de la frecuencia de corte. Para ello debe cargar el cable con su impedancia característica. Introduzca un tono, de amplitud determinada y baja frecuencia (la mínima posible que ofrezca el generador de señales), a la entrada del cable, varíe la frecuencia del mismo hasta que la amplitud de salida caiga 3 db del valor inicial. La frecuencia del tono en ese momento es aproximadamente la frecuencia de corte. Qué inexactitud se está cometiendo en el proceso de medida explicado? Proponga una solución, y si es realizable, llévela a la práctica hallando de nuevo la frecuencia de corte. BLOQUE II i) Medida de la velocidad de propagación. En este apartado deberá utilizar un generador de pulsos de ciclo de trabajo regulable (LEYBOLD 736 471, avise al Profesor responsable si no dispone en ese momento de ninguno). El procedimiento de medida se basa en observar la propagación de los pulsos a lo largo de la línea bajo estudio y medir el retardo con el que llegan los mismos al final de la línea. Conocida la longitud del cable es posible determinar la velocidad de propagación del mismo. Conecte el generador de pulsos al coaxial bajo estudio cargado con su impedancia característica. Observe la señal de entrada y la de salida mediante los dos canales del osciloscopio y halle el retardo de la señal, calculando a continuación la velocidad de propagación, la permitividad relativa del dieléctrico existente entre los conductores del coaxial y la constante de fase. 1-8
Asegúrese de que ha seguido el procedimiento de forma correcta. ii) Efectos de la desadaptación de impedancias. En este apartado se utilizará el puente reflectométrico para hallar el coeficiente de reflexión y la línea ranurada para la observación de las ondas estacionarias. El uso de ambos elementos permite comparar mediciones. Antes de estudiar las reflexiones que se producen en las líneas de transmisión a causa de la desadaptación de impedancias, es necesario familiarizarse con el uso del puente reflectométrico y de la línea ranurada a) El puente reflectométrico tiene una estructura similar a la del puente de Wheatstone ya conocido por el alumno, aunque a diferencia de aquél, éste es un puente de alterna. Su funcionamiento detallado se recoge en la parte dedicada a INSTRUMENTACIÓN de este bloque de prácticas. Sirve para medir la diferencia existente entre las impedancias colocad en dos de sus ramas, mientras que las otras dos ramas constan de impedancias fijadas por el fabricante. La diferencia de impedancia se refleja en la tensión obtenida en la salida del puente. Dado que es un puente de alterna preparado para trabajaren alta frecuencia y los aparatos de medida comunes (multímetro y osciloscopio) no soportan ese ancho de banda, es necesario rectificar y filtrar la señal de modo que, en alta frecuencia, la tensión de salida es prácticamente continua. Con el objeto de que se familiarice con el funcionamiento del puente, mida la tensión obtenida a la salida del puente al introducir un tono de amplitud lo más elevada posible y frecuencia de 2 MHz y cargando el extremo Zn con 75 Ω. Considere los siguientes casos: Zx en circuito abierto Zx en cortocircuito Zx = 50 Ω Zx = 75 Ω Zx= 100 Ω Teniendo en cuenta las consideraciones teóricas realizadas en la sección de INSTRUMENTACIÓN sobre el puente reflectométrico, obtenga el coeficiente de reflexión para los tres últimos casos. Del mismo modo, halle el coeficiente de reflexión teórico que debería haber en dichas desadaptaciones de impedancia. Coinciden los resultados? b) Ahora, abra las tapas del puente reflectométrico y repita el proceso indicado anteriormente midiendo en los puntos A y B del esquema eléctrico del puente. Obtenga Vd= VA-VB y ρ en los tres últimos casos. (Deberían coincidir los resultados prácticos con los teóricos. En caso contrario, compruebe que ha operado correctamente). Por qué no "funciona" normalmente el puente reflectométrico y es necesario abrirlo? 1-9
c) Una vez que se ha comprendido el uso del puente de impedancias se procederá a sustituir Zx por el cable coaxial. Para realizar las medidas deberá mantener la misma señal de prueba con la que ha operado un poco más arriba, y medir en los puntos A y B mencionados. A partir de ahora se comparará la impedancia Zn = 75 Ω. con la que presente al cable cuando a su salida (Zs) se den las siguientes situaciones : Zs-50 Ω Zs= 100 Ω En estas situaciones deberá medir la tensión Vd = V A V B y hallar el coeficiente de reflexión (ρ). Verifique si se comprueba la teoría en cada uno de los casos. Para ello tenga en cuenta que Zx es la impedancia que presenta el cable coaxial bajo estudio (RG 58 o RG 174, 100 m) cuando se carga con 50 o con 100 Ω. Realice el estudio teórico considerando dos posibilidades: o o línea real con pérdidas. línea sin pérdidas. d) La línea ranurada sirve para estudiar y comprobar la formación de ondas estacionarias en las líneas de transmisión. Consta de dos sensores montados en el puente móvil (uno para tensión y otro para corriente) que proporcionan los valores de la tensión y corriente existentes en cada punto de la línea. Además se puede terminar la línea (Zs) con cualquiera de las cargas utilizadas hasta ahora, de modo que podemos provocar la formación de ondas estacionarias de distinto tipo. Realice un montaje similar al mostrado en la figura, con un cable coaxial de 1 m de longitud y 75 Ω de impedancia característica, introduzca un tono de 500 MHz y 10 1-10
dbm y mida la tensión y corriente de la onda estacionaria que se forma en la línea ranurada, a lo largo de toda ella, para una de las siguientes situaciones : Zs en cortocircuito Zs= l00 Ω. Con los datos obtenidos, realice una tabla en la que se reflejen los siguientes datos : distancia - tensión y distancia - corriente. Realice la gráfica correspondientes a la tabla. Calcule la separación teórica de los máximos y mínimos de tensión y corriente a lo largo de la línea. Verifique si los cálculos teóricos se cumplen en la práctica. En caso de que aparezca alguna anomalía intente buscar una explicación que la justifique. PUENTE REFLECTOMÉTRICO, UNAOHM P 137. El aspecto externo de este dispositivo es el dado en la siguiente figura Como se puede observar en la figura, el puente está compuesto principalmente por dos resistencias de 75 Q, la impedancia conocida Zn y la impedancia incógnita Zx Los condensadores Cl y C3 son de igual valor y presentan una reactancia despreciable en altas frecuencias. El funcionamiento teórico del puente se puede explicar de la manera siguiente: 1-11
Por tanto, el puente suministra una medida de la relación entre las dos impedancias Zx y Zn, bajo la forma de una tensión continua. La tensión aplicada al diodo es igual aunque las tensiones en sus extremos estén intercambiadas entre sí, ya que el desequilibrio del puente es el mismo. Si el puente fuese ideal y pudiésemos medir la tensión de pico en alta impedancia (sin el circuito de filtrado y detección de pico), obtendríamos que la tensión detectada V d sigue la relación siguiente : Con lo que, la tensión detectada sería proporcional al valor absoluto del coeficiente de reflexión. Observar que si Z x = 0 o bien Z x ->, entonces p = 1 y V d = E/2. Si la potencia absorbida por el diodo fuese despreciable o, lo que es lo mismo, si la carga aplicada al circuito de DC conectada al diodo fuese de alta impedancia, se 1-12
podría asegurar que el diodo trabajaría en condiciones casi-lineales para cualquier tensión aplicada. Lamentablemente, el diodo que forma parte del puente no está en condiciones de trabajar en condiciones de linealidad con tensiones inferiores a unos 200 mv (diodo de Germanio), lo que habrá de ser tenido en cuenta durante las medidas Línea ranurada, Elettronica Véneta SL/LA. La línea ranurada es un tramo de línea coaxial con una delgada ranura realizada en el conector exterior, mostrándose su forma física en la figura A través de la ranura se introduce una sonda entre los dos conductores que componen el cable coaxial, de manera que se puede analizar-el comportamiento de los campos electromagnéticos en el interior de la línea. La presencia de ondas estacionarias determina una variación de los valores de la tensión y la corriente a lo largo de la línea. Normalmente, este efecto de variación a lo largo de una línea coaxial no se puede evaluar sin variar la frecuencia. Por el contrario, con la línea ranurada se puede trabajar con una frecuencia fija, comprobándose así el comportamiento real de la tensión y de la corriente a lo largo de la línea. En el bloque desplazable a lo largo de la línea (Bloque SONDA) se encuentran los siguientes elementos: Una sonda rectilínea perpendicular a los dos conductores, que proporciona una tensión proporcional al campo eléctrico en el punto en el que se encuentre y, por tanto, a la tensión en el conductor central. Una sonda, formada por un bucle paralelo al conductor central, en el que se induce una corriente proporcional al valor del campo magnético en el punto en el que se encuentre y, por tanto, a la corriente en el conductor central. Un diodo al que están conectadas las sondas, del que por rectificación se obtiene una señal continua (tensión o corriente), medible en los correspondientes bornes de 1-13
las sondas (Bloque SONDA). Las conexiones BNC del bloque nos permiten realizar una medida de la tensión de alta frecuencia, utilizando para ello un medidor de campo. Como la línea ranurada está realizada con aire como dieléctrico el factor de velocidad prácticamente es uno, es decir, las longitudes.de onda en el espacio y en la línea coinciden. Esto es cierto en una primera aproximación, ya que si tenemos en cuenta la presencia de los conectores de entrada. y de salida, cuya impedancia no está perfectamente adaptada y que, además, están realizados con dieléctricos, el factor de velocidad será inferior a la unidad. Por esta razón un circuito abierto nunca lo es realmente, por estar constituido por una elevada resistencia debida a las pérdidas del dieléctrico y una capacidad parásita. Además, la línea presenta en el conector una pequeña desadaptación que. se podría evitar con conectores especiales, tal y como se hace en el campo profesional a altas frecuencias. Por tanto, en frecuencias superiores a los 100 MHz, es más fácil realizar una línea cerrada en cortocircuito que una línea abierta, lo que habrá de tenerse en cuenta en determinadas ocasiones. 1-14
P3 MEDIDAS EN CABLES DE FIBRA ÓPTICA OBJETIVOS Se pretende caracterizar los parámetros fundamentales de transmisión a través de la fibra óptica, ya que la medición de los parámetros geométricos y estructurales de las fibras requiere instrumental muy especializado y, además, excede los objetivos de la asignatura que nos ocupa. Por ello, se propone realizar mediciones que determinen la continuidad de la fibra, atenuación y presencia.y localización-de-empalmes y fallas diversas. La medida de continuidad de la fibra óptica constituye una prueba todo/nada sobre cables multifibra con el objeto de identificar cada fibra individualmente en ambos extremos y comprobar la existencia o no de roturas en la fibra. Los otros dos objetivos se llevarán a cabo siguiendo la metodología recogida en las recomendaciones de la UIT-T números G.651 y G.652. De los tres métodos que se plantean se propone recurrir método de las pérdidas de inserción y al uso del reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR). El tercer método recogido utiliza la técnica de la fibra cortada, pero no se recomienda su uso por mutilarla con el consiguiente gasto de mantenimiento del laboratorio. El método de las pérdidas de inserción, permite obtener la atenuación de la fibra, si solamente existe ésta entre la fuente y receptor óptico, o el balance de potencia óptica total en un enlace que incluya varios conectores y empalmes, como es el caso de una instalación real. Por ello, hay que destacar que este método proporciona las MEDIDAS FINALES O DE ACEPTACIÓN que se realizan comúnmente al terminar la obra de instalación y tendido, para comprobar las características de la misma, así como su correcta realización. Gracias a la utilización del OTDR, el alumno puede comprobar la validez de los datos obtenidos en las mediciones anteriores ya que, este instrumento, permite obtener la atenuación de la fibra y de los empalmes y fallas que se presenten en el cable bajo estudio, así como, la posición de dichos empalmes o fallas Duración :2 horas. Equipamiento. 1 Fuente óptica NOYES OLS 1. 1 Medidor de potencia óptica NOYES OPM 1. 1 Reflectómetro óptico en el dominio del tiempo, OTDR NOYES OFL-100. 1 Adaptador del tipo SMA-SMA. 1 Adaptador del tipo ST-ST. 1 Conector OPM-ST. 1 Conector OPM-SMA. 1-15
1 Bobina de fibra óptica multimodo, SIECOR 62,5-125 con conectores ST y SMA en sus extremos.conjunto de latiguillos de fibra óptica : o o 2ST-SMA 1 ST - ST. Desarrollo. 1. En primer lugar, debe comprobar que el puesto de trabajo consta de todo el material necesario para la realización de la práctica. De no ser así comuníquelo al profesor responsable del Laboratorio. LEA LA ADVERTENCIA DE USO DE EQUIPOS LÁSER. MANEJE EL MATERIAL PUESTO A SU DISPOSICIÓN CON SUMO CUIDADO YA QUE ES FRÁGIL Y CARO. Verifique el correcto funcionamiento del instrumental presente en el puesto de trabajo, comprobando para ello la configuración de la fuente óptica NOYES OLS 1, el medidor de potencia óptica NOYES OPM 1 y el OTDR NOYES OFL-100. 2. Medidas de continuidad. Para esta prueba basta con el uso combinado de la fuente y el receptor óptico o, en su defecto, una fuente luminosa en espectro visible y la inspección visual. En este apartado se hará uso de la fuente óptica NOYES OLS 1 y el medidor de potencia óptica NOYES OPM 1. Ambos equipos pueden trabajar a distintas longitudes de onda, y utilizan conectores del tipo ST (muy similares a los BNC). Las bobinas de fibra óptica presentes en el laboratorio son del tipo SIECOR OPTICAL CABLE 62.5/125 con conectores en sus extremos del tipo ST o SMA (conector "a rosca") indistintamente. Existe un juego de latiguillos de fibra óptica con conectores ST, SMA o ambos, y un juego de adaptadores ST-ST y SMA-SMA para facilitar la interconexión de fibras. Del mismo modo, hay dos conectores del tipo OPM-ST y OPM-SMA que se deberán usar para conectar la fibra bajo estudio al medidor de potencia óptica. SIN CONECTAR TODAVÍA LOS EQUIPOS, inserte CON CUIDADO la bobina de fibra óptica al emisor y al receptor, realizando para ello las conexiones adecuadas y seleccione la misma longitud de onda en ambos aparatos. Conecte primer lugar el medidor OPM 1 y después el emisor OLS 1. En caso de que la fibra estuviese rota (o su atenuación) fuese excesivamente elevada (40 db), el receptor no indicaría dato alguno. En caso contrario (fibra correcta) debería aparecer en la pantalla del receptor un dato entre - 19 y -58 dbm. Según las especificaciones del fabricante, la fuente óptica emite una señal de potencia -19 dbm. Cual será entonces la atenuación de todo lo que hay entre los equipos? 3. Medición de la atenuación por el método de las pérdidas de inserción. 1-16
Para ello se necesita una fuente óptica y un medidor de potencia óptica, ambos calibrados. Conviene que puedan operar a las tres longitudes de onda utilizadas comúnmente (850, 1300 y 1550 nm), o, por lo menos, en dos de ellas. La finalidad es poder comprobar si se verifica la variación de atenuación con A, prevista en teoría. El método consiste, básicamente, en comparar la potencia medida al final de la fibra óptica en estudio, con la potencia recibida cuando se utiliza un latiguillo de reducidas dimensiones. Para ello deberá realizar dos mediciones: una utilizando solamente latiguillos, y otra utilizando latiguillos y la bobina. En primer lugar, deberá caracterizar la atenuación de la bobina de fibra teniendo en cuenta que su equipo de medida consta, entre otros elementos, del conector OPM-SMA. Para ello, realice un esquema del montaje que va a llevar a cabo caracterizando cada elemento según su potencia transmitida, recibida o posible atenuación. De ese modo, podrá obtener una ecuación del tipo: A continuación, mida la atenuación a 850 nm que presentan los siguientes montajes : OLS - latiguillo ST-SMA - OPM. OLS - Bobina - OPM. establezca las ecuaciones del balance de potencia en cada caso y compare los resultados entre sí. Si realiza alguna aproximación, razónela. Repita el proceso a 1300 nm. Ahora suponga que en lugar del conector OPM-SMA, su equipo de medida consta de conector OPM-ST. Repita el proceso descrito en los párrafos anteriores teniendo en cuenta la incompatibilidad de conectores existente. Qué es lo que se logra mediante este método? Qué limitaciones tiene? 1 Válida para una conexión del OPM y el OLS mediante un latiguillo. 2 A pesar de que el fabricante asegura que la fuente "sale" a -20 dbm, no es difícil comprobar que dicha potencia es algo mayor, no conociéndose la cantidad exacta. 4. Localización y caracterización de fallas en la fibra óptica. En este apartado se aplicará la técnica reflectométrica utilizando el OTDR (Optical Time Domain Reflectometer). Dicho instrumento permite la medición de la atenuación de la fibra, localización y valor de atenuación de empalmes y fallas, entre otros. Su funcionamiento, a nivel general, se especifica en el apartado dedicado a INSTRUMENTACIÓN. A pesar de que puede operar de forma autónoma mediante unas baterías recargables en el laboratorio se conectará a la fuente de alimentación disponible a tal efecto. La fibra se introduce en el conector ST disponible en el frontal del equipo. No es necesario conectar el otro extremo de la fibra al OLS ya que el OTDR genera una serie de impulsos láser y analiza la señal retroesparcida por la fibra. 1-17