Empalme de fibra óptica – Especificaciónes y caracteristicas


Un empalme de fibra óptica de alta resistencia y con baja pérdida suele servir bien en una red, pero sólo cuando esta debidamente especificados y llevados a cabo.

El proceso de diseño de una red de fibra óptica no es difícil. Puede parecer de esa manera, debido al gran número de preguntas que necesitan ser contestadas para lograr los tres objetivos de la transmisión precisa, de alta fiabilidad y bajo coste. En este artículo, se trata de empalme de fibra óptica.

fusionadora para empalme de fibra óptica

Una ranura en V de precisión, como se muestra en este empalmador de fusión, proporciona una alineación pasiva. Usando una máquina de montaje-alineación pasiva asume el diámetro de la fibra y la concentricidad de núcleo / revestimiento para ser suficientemente preciso para lograr baja pérdida de potencia.

Un empalme de fibra óptica es una union permanentes entre dos fibras. Es el método preferido de conexión cuando las fibras no necesitan ser desconectadas o la señal esta desviada hacia la ubicación de la conexión.

Un empalme de fibra optica proporciona dos funciones:

  1. baja pérdida,
  2. alta resistencia.

Los diseñadores especifican empalme en dos lugares: centro de luz (midspan en ingles) y pigtail. Los diseñadores especifican los empalmes de centro de luz cuando existe cualquiera de las siguientes condiciones.

  • El cable no se puede obtener en una sola longitud.
  • El cable no se puede instalar en una única longitud.
  • El cable ha experimentado cualquier daño severo que afecta la transmision de la señal.

Los pigtails (cola de cerdo) son tramos cortos de cables o tubos de protección apretados con un conector instalado en un extremo. Los diseñadores especifican empalme cola de cerdo con el fin de reducir el coste de la instalación o el tiempo de instalación. Los diseñadores especifican la instalación de la mayoría de los conectores monomodo por corte y empalme cola de cerdo.

El proceso de empalme de fibra óptica en sí consiste en los nueve pasos siguientes.

  1. Preparar los extremos de los cables.
  2. Preparar los dos extremos de la fibra.
  3. Limpiar las fibras.
  4. Cortar los extremos de la fibra.
  5. Hacer el empalme.
  6. Colocar las fibras en la ranura de la bandeja.
  7. Colocar el empalme en la bandeja.
  8. Coloque la bandeja en el recinto.
  9. Cerrar y sellar la caja.

La escisión (corte de fibra) es la creación de extremos de las fibras casi perfectamente perpendiculares y lisas. El corte se lleva a cabo utilizando un conjunto de herramientas; un kit de base de un costo elevado. La cuchilla de alta precisión es el único elemento más costoso  en el kit. Casi el mismo juego de herramientas se utiliza si el instalador está llevando a cabo un empalme de fusión o un empalme mecánico.

Empalme de fibra óptica mediante fusión.

El diseñador elige entre fusión y empalme mecánico. En ambos tipos, dos extremos de las fibras preparadas se alinean para proporcionar-baja pérdida de potencia. Cada tipo tiene características, requisitos y ventajas.

El instalador requiere el mismo kit de herramientas básicas tanto para la fusión como para un empalme mecánico. Herramientas de preparación del extremo del cable y una cuchilla de precisión. Ambos métodos requieren de escisión de la fibra termina para producir caras extremas planas y perpendiculares. El empalme de fusión requiere una herramienta adicional – el empalmador de fusión.

El empalme de fibra óptica por fusión es el proceso de fusión, o la soldadura de dos fibras. El empalme de fusión se utiliza en la mayoría de las instalaciones iniciales y en la reparacion. El proceso requiere un empalmador de fusión. El empalmador de fusión proporciona dos funciones: 1) alineación precisa de las fibras entre sí antes del empalme. 2) el control de la operación de empalme.

fusionadora

Esta fusionadora con alineación incorpora una fuente de luz colimada, un microscopio, digitalización de imágenes y software de análisis. Después de alinear las fibras, el empalmador controla la corriente del arco, el tiempo de arco y el rebasamiento.

El empalmador de fusión proporciona una alineación precisa de la fibra a través del uso de la alineación pasiva y la alineación activa. Proporciona alineación pasiva a través de la utilización de una ranura de precisión “V”. Con una ranura tal, el empalmador se basa en las suposiciones implícitas sobre el diámetro de la fibra, y la concentricidad del núcleo / revestimiento. Son lo suficientemente precisas para lograr una baja pérdida de potencia. Estos supuestos son válidos tanto para la fibra hecha en América del Norte y gran parte de la fibra hecha en Europa.

El empalmador puede proporcionar una alineación activa de dos maneras. Alineación perfil (PAL) y la inyección local y detección (LID). Con el fin de proporcionar una alineación de perfil, el empalmador incorpora una fuente de luz colimada, un microscopio, la digitalización de la imagen y un software de análisis.
La luz colimada permite que el límite entre núcleo / revestimiento sea visible bajo un microscopio. Las imágenes digitalizadas se analizaron por software para definir este límite en dos ejes. El software de control ajusta una fibra de modo que el desplazamiento en ambos ejes se reduce al mínimo. Cuando se ha realizado el empalme, este mismo software analiza la imagen para proporcionar un valor de la pérdida de empalme. Este valor es una estimación. El instalador puede medir la pérdida de empalme precisa solamente con un medidor adecuado. Además, la pérdida de empalme precisa es un promedio de la pérdida en ambas direcciones.

Con el fin de proporcionar una alineación por el método LID, el empalmador incluye una fuente de luz láser y un detector. Tanto la fuente y el detector se incorporan a las estructuras que unen las fibras. La curva en el origen lanza la luz en la fibra; la curva en el detector da golpes ligeros de la segunda fibra. El software de control ajusta una fibra de modo que la potencia en el detector se maximiza.

Después de que el empalmador alinea las fibras, controla la corriente de arco, tiempo de arco y rebasamiento. Estos parámetros determinan la pérdida de potencia y la fuerza del empalme de fibra óptica.

La corriente de empalme y el tiempo controlan la energía proporcionada a las fibras. El rebasamiento proporciona un control del diámetro del empalme.

Los instaladores utilizan el empalme de fusión en la mayoría de las instalaciones iniciales y en la restauración. Sin embargo, los instaladores utilizan empalmes mecánicos – un proceso que voy a describir en breve – para la reparación rápida. Las tres ventajas de empalme de fusión son: 1) baja pérdida de potencia; 2) baja o ninguna reflectancia; 3) bajo costo por empalme.

A menudo, los resultados de empalme de fusión en la pérdida de 0 dB. Debido a esta baja pérdida, algunas aplicaciones, como la televisión por cable analógico, requieren el empalme de fusión exclusivamente para el empalme permanente. Existe un empalme de bajo coste debido a que el único consumible en un empalme por fusión es la cubierta de empalme, con un coste reducido.

Las tres desventajas de un empalme de fibra óptica por fusión son: 1) la necesidad de un empalmador de fusión, con un rango de costo elevado. 2) La posible interrupción del perfil de una fibra multimodo. 3) Incapacidad para realizar el empalme en entornos explosivos.

Para un pequeño número de empalmes, la fusión puede tener un costo prohibitivo, ya sea con un empalmador comprado o alquilado.

La interrupción del perfil básico de multimodo es una posibilidad teórica. Algunas investigaciones demostraron esta interrupción. En 2001, FOTEC y Pearson Tecnologías realizaron estas pruebas con un medidor de ancho de banda multimodo prototipo FOTEC. Esta prueba demostró una reducción en el ancho de banda a través de empalmes de fusión midspan. La reducción fue de aproximadamente 30% en los enlaces multimodo de 200 a 220 metros. Los mismos enlaces exhibieron gran ancho de banda cuando la ubicación del centro del vano contenía empalmes mecánicos y conectores. Esta prueba sugiere la posibilidad de fallo de enlaces Gigabit con empalmes de centro de vano cuando los enlaces estaban cerca de la distancia máxima de la norma 802.3ae. Este problema no parece ocurrir en las fibras de la generación actual.

El arco eléctrico de la máquina de fusionar puede encender los gases explosivos. Por ejemplo, el metano se sabe que se acumulan en pozos de registro.

Empalme de fibra óptica mecánico

El empalme mecánico es el proceso de inserción de dos extremos de fibra preparados en un empalme mecánico. El empalme mecánico proporciona una alineación precisa de los dos extremos de la fibra y sirve como una cubierta.

Diferentes métodos crean una alineación precisa. Algunos empalmes tienen un tubo capilar de precisión para la alineación. Otros empalmes utilizan un sustrato de silicio de precisión. Y una marca en particular – el 3M Fibrlok – tiene una ranura de precisión en “V”. Todos los empalmes mecánicos tienen gel de coincidencia de índice en sus centros. Este gel llena cualquier espacio de aire que pueda resultar de las caras extremas de las fibras que son menos-que-perfectamente perpendiculares. Tal llenado reduce la pérdida. En algunas fibras monomodo, el índice de búsqueda de gel elimina toda la reflectancia.

El empalme mecánico se utiliza en las siguientes situaciones.

  • Un gran número de equipos de corte y empalme (ventaja de bajo costo en herramientas)
  • Pequeño número de empalmes
  • Fibras multimodo viejas
  • Reparación rápida

La ventaja principal de empalme mecánico es que proporciona una rápida restauración. En una restauración rápida, ambos extremos de una longitud de cable se preparan y se insertan en los empalmes mecánicos. Los empalmes se instalan en un recinto. Este cable, almacenado en un maletín de transporte, es ahora un kit de restauración rápida.

Cuando un cable se rompe, el instalador trae el kit para la ubicación del cable roto, prepara los dos extremos del cable roto, y se inserta estos extremos en el cable de restauración rápida. A través de esta preparación previa, el instalador reduce el tiempo de recuperación en aproximadamente un 50 por ciento.

Una segunda ventaja de un empalme de fibra óptica mecánico es de bajo costo en herramientas. El instalador no requiere un empalmador de fusión. La compra o el alquiler de un empalmador de fusión pueden aumentar el costo total instalado de un empalme de fusión superior a la de corte y empalme mecánico.

Una tercera ventaja se aplica a las fibras multimodo. Sin fundir las fibras, el empalme mecánico no puede alterar el perfil del núcleo.

Hay una desventaja importante y una pequeña del empalme mecánico. La principal desventaja es el costo en grandes instalaciones. La desventaja de menor importancia es que se incrementa el tiempo de instalación. Las fibras pueden necesitar ser ajustadas para conseguir una baja pérdida. Sintonización es el proceso de rotación de una o ambas fibras para obtener bajas pérdidas. Para los empalmes multimodo rara vez se requiere afinación, pero algunos empalmes mecánicos monomodo requieren afinación de cada empalme.

Todos los empalmes mecánicos se hacen por compresión sobre la fibra. Algo de agarre con un mecanismo de tipo mandril. Algunos de agarre mediante el cierre de un mecanismo de resorte.

Los componentes de un empalme

Un empalme de fibra consta de componentes primarios y secundarios. Los tres componentes principales son: el empalme, la bandeja de empalme, y el recinto de empalme. El empalme de fibra óptica es la unión entre dos fibras. La bandeja protege el empalme y aloja el exceso de fibra. El recinto alberga las bandejas y el exceso cable.

La pantalla de un empalmador

La pantalla de un empalmador de alineación pasiva proporciona un valor estimado de la pérdida de empalme una vez que se hace el empalme. El instalador puede medir la pérdida de empalme precisa sólo con una herramienta de medicion adecuada.

Los componentes secundarios incluyen juntas, paneles de conexiones internas o integrales, mecanismos de resistencia a miembros de agarre, sellos de humedad, cubiertas de empalme, cintas de conexión, válvulas de presión, mecanismos de bloqueo y enchufes.

Protector de empalme – El instalador coloca un protector de empalme sobre cada empalme de fusión. Esta cubierta aísla el empalme del medio ambiente, y apoya y protege el empalme. Los protectores pueden ser termocontraíble o adhesivo. El instalador coloca la tapa del termo-retráctil sobre la fibra antes del empalme. Por el contrario, el instalador coloca la cubierta de empalme adhesivo en la fibra después de empalme (o después de darse cuenta que él / ella se olvidó de colocar la cubierta termorretráctil sobre la fibra antes del empalme!).

La cubierta de empalme retráctil se compone de dos capas de plástico separadas por una barra de acero. La varilla impide que la fibra se doble cuando la cubierta se reduce.

Bandeja – Las bandeja de empalme protege el empalme y el exceso de fibra. El exceso de fibra permite realizar el empalme fuera de la bandeja. Los empalmes exteriores requieren una longitud típica de fibra para cada extremo de cada empalme.

bandeja interior de una roseta de fibra optica
Las bandejas tienden a ser de dos tamaños, de longitud media y larga. Las bandejas grandes se utilizan en recintos al aire libre. Las bandejas de medio cuerpo se utilizan en recintos interiores o en recintos de fibra hasta el hogar. Las bandejas están diseñadas para el número y el tipo de empalme. Las bandejas tienen de 12 a 36 fibras. Además, las bandejas incluyen un soporte de empalmes. El soporte de empalmes puede ser integral o una inserción. El alojador de empalme es compatible con la cubierta de empalme o el empalme mecánico.

Carcasas – Las carcasas de los recintos protegen la bandeja (s) de empalme y el exceso de longitud del tubo de protección. Un recinto interior puede incluir un panel de conexión interna, con barriles. El exceso de tubo de protección permite que la bandeja de empalme para estar fuera de la caja de empalme, mientras que el instalador hace el empalme. Las cajas de empalmes exteriores requieren una longitud típica de cuatro a cinco pies de tubo de protección por terminacion.

La comparación de los recintos interiores y al aire libre, algunas funciones son similares en ambos tipos y algunas funciones difieren. Funciones similares incluyen mecanismos para sujetar los elementos de refuerzo de cable, por lo que el cable no se puede sacar de la carcasa. No todos los recintos interiores proporcionan espacio para bandejas de empalme.

Otras funciones del recinto incluyen el aislamiento del interior de las condiciones ambientales tales como la humedad y el polvo. Algunos, cerramientos exteriores aéreas no proporcionan aislamiento de la humedad completa. En su lugar, proporcionan orificios de drenaje para que la humedad condensada puede bajar desde el recinto. A diferencia de recintos al aire libre, los recintos interiores rara vez proporcionan tal aislamiento.

Algunos recintos al aire libre instalados por debajo del nivel del suelo proporcionan una presión de aire positiva interna para evitar la entrada de humedad. Tales recintos tienen juntas para prevenir la entrada de humedad o la liberación de la presión interna.

A diferencia de la mayoría de los recintos al aire libre, los recintos interiores incluyen un panel de conexión interna para la conexión directa de los conectores de las fibras en el recinto.

Especificaciónes del empalme de fibra óptica

El diseñador especifica las siguientes características de un empalme: diámetro del revestimiento; manera de empalmar; pérdida de empalme máxima, en dB; el tamaño del recinto; tipo de cerramiento; tipo de cobertura.

El diámetro del revestimiento es siempre 125μ. La pérdida de empalme de fibras coincidentes tanto para la fusión y los empalmes mecánicos es de menos de 0,15 dB, aunque algunas organizaciones permiten mayor o requieren valores más bajos. Tanto la fusión y los empalmes mecánicos tienen que alcanzar este valor, aunque los empalmes de fusión tienden a tener pérdida menor que la de los empalmes mecánicos.

La Asociación de fibra óptica avanzada proceso de certificación requiere que todos los empalmes sean inferior a 0,15 dB. La norma TIA-568-C permite que los empalmes sean de hasta 0,3 dB. Algunas organizaciones permiten empalmes a ser tan altos como 0,5 dB, probablemente por razones de coste. Por último, algunas organizaciones tales como los proveedores de televisión por cable requieren valores máximos tan bajas como 0,08 dB, a fin de lograr la máxima señal a ruido, que es una característica importante en los sistemas de transmisión analógicos.

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