INFORME MEDIOS DE TRANSMISION
TEMA: LABORATORIO DE FIBRA OPTICA
Danny Raul Suin Uyaguari [email protected]
RESUMEN:
El presente informe tiene la finalidad de explicar cómo es la realización de la fusión de la fibra óptica. Para lo cual se realiza la práctica en el laboratorio de medios de transmisión de la Universidad Politécnica Salesiana se explica los tipos de fibra óptica, la fibra óptica utilizada en el laboratorio, materiales tipo de fusión de la fibra y conclusiones.
KEY WORDS:
Núcleo, plástico, monomodo, multimodo, medio de trasmisión, vidrio, luz, pulsos laser, led, ángulos, ventanas.
1. OBJETIVOS:
a) OBJETIVO GENERAL:
Relacionarse con los términos para la fusión de la fibra óptica, aprender a manejar las herramientas para la fusión.
b) OBJETIVO ESPECÍFICO:
Aprender los pasos para el fusiona miento de la fibra óptica, sus herramientas.
Aprender del tipo de fibra óptica que se maneja en laboratorio características y parámetros fundamentales.
Aprender sobre los materiales de fusiona miento características ventajas y desventajas.
2. MATERIALES:
Pelador de precisión de fibra
óptica
Alcohol Isopropilico
Cortadora de fibra óptica fujikura
Papel
Fusionadora fujikura
Estilete
Guantes
Pelador de fibra optica Miller
3. MARCO TEORICO:
3.1. Fibra óptica
Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio, cada fibra de vidrio consta de:
Un núcleo central de fibra con un alto índice de refracción.
Una cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice de refracción ligeramente menor. Una envoltura que aísla las fibras y evita que se produzcan interferencias entre fibras adyacentes, a la vez que proporciona protección al núcleo. Cada una de ellas está rodeada por un revestimiento y reforzada para proteger a la fibra.
Fig1.- Fibra óptica
La luz producida por diodos o por láser, viaja a través del núcleo debido a la reflexión que se produce en la cubierta, y es convertida en señal eléctrica en el extremo receptor. La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de información debido a sus excelentes características: gran ancho de banda, baja atenuación de la señal, integridad, inmunidad a interferencias electromagnéticas, alta seguridad y larga duración. Su mayor desventaja es su coste de producción superior al resto de los tipos de cable, debido a necesitarse el empleo de vidrio de alta calidad y la fragilidad de su manejo en producción. La terminación de los cables de fibra óptica requiere un tratamiento especial que ocasiona un aumento de los
costes de instalación.
Uno de los parámetros más característicos de las fibras es su relación entre los índices de refracción del núcleo y de la cubierta que depende también del radio del núcleo y que se denomina frecuencia fundamental o normalizada; también se conoce como apertura numérica y es adimensional. Según el valor de este parámetro se pueden clasificar los cables de fibra óptica en dos clases: 3.2. Monomodo
Cuando el valor de la apertura numérica es inferior a 2,405, un único modo electromagnético viaja a través de la línea y por tanto ésta se denomina monomodo. Sólo se propagan los rayos paralelos al eje de la fibra óptica, consiguiendo el rendimiento máximo, en concreto un ancho de banda de hasta 50 GHz. Este tipo de fibras necesitan el empleo de emisores láser para la inyección
de la luz, lo que proporciona un gran ancho de banda y una baja atenuación con la distancia, por lo que son utilizadas en redes metropolitanas y redes de área extensa. Por contra, resultan más caras de producir y el equipamiento es más sofisticado. Puede operar con velocidades de hasta los 622 Mbps y tiene un alcance de transmisión de hasta 100 Km.
3.3. Multimodo
Cuando el valor de la apertura numérica es superior a 2,405, se transmiten varios modos electromagnéticos por la fibra, denominándose por este motivo fibra multimodo. Las fibras multimodo son las más utilizadas en las redes locales por su bajo coste. Los diámetros más frecuentes 62,5/125 y 100/140 micras. Las distancias de transmisión de este tipo de fibras están alrededor de los 2,4 kms y se utilizan a diferentes velocidades: 10 Mbps, 16 Mbps, 100 Mbps y 155 Mbps.
TIPOS DE MULTIMODO
Con salto de índice. La fibra óptica está compuesta por dos estructuras que tienen índices de refracción distintos. La señal de longitud de onda no visible por el ojo humano se propaga por reflexión. Asi se consigue un ancho de banda de hasta 100 MHz.
Con índice gradual. El índice de refracción aumenta proporcionalmente a la distancia radial respecto al eje de la fibra óptica. Es la fibra más utilizada y proporciona un ancho de banda de hasta 1 GHz
3.4. Las características generales:
Ancho de banda: La fibra óptica proporciona un ancho de banda significativamente mayor que los cables de pares (UTP / STP) y el Coaxial. Aunque en la actualidad se están utilizando velocidades de 1,7 Gbps en las redes públicas, la utilización de frecuencias más altas (luz visible) permitirá alcanzar los 39 Gbps. El ancho de banda de la fibra óptica permite transmitir datos, voz, vídeo, etc. Distancia:La baja atenuación de la señal óptica permite realizar tendidos de fibra óptica sin necesidad de repetidores.
Integridad de datos: En condiciones normales, una transmisión de datos por fibra óptica tiene una frecuencia de errores o BER (Bit Error Rate) menor de 10 E-11. Esta característica permite que los protocolos de comunicaciones de alto nivel, no necesiten implantar procedimientos de corrección de errores por lo que se acelera la velocidad de transferencia. Duración: La fibra óptica es resistente a la corrosión y a las altas temperaturas. Gracias a la protección de la
envoltura es capaz de soportar esfuerzos elevados de tensión en la instalación. Seguridad: Debido a que la fibra óptica no produce radiación electromagnética, es resistente a las acciones intrusivas de escucha. Para acceder a la señal que circula en la fibra es necesario partirla, con lo cual no hay transmisión durante este proceso, y puede por tanto detectarse.
La fibra también es inmune a los efectos electromagnéticos externos, por lo que se puede utilizar en ambientes industriales sin necesidad de protección especial
3.5. Características Técnicas:
La fibra es un medio de transmisión de información analógica o digital. Las ondas electromagnéticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.
Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la cual se efectúa la propagación, denominada núcleo y de una zona externa al núcleo y coaxial con él, totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y que se denomina envoltura o revestimiento.
La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres características fundamentales:
Del diseño geométrico de la fibra.
De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración. (diseño óptico)
De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura, menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra. Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. Un cable de 10 fibras tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm. y proporciona la misma o más información que un coaxial de 10 tubos.
El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, redundando en su facilidad de instalación.
La sílicio tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a temperatura, pues funde a 600C. La F.O. presenta un funcionamiento uniforme desde -550 C a +125C sin degradación de sus características.
3.6. Características Mecánicas:
La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable formado por agregación de varias de ellas, no tiene características adecuadas de tracción que permitan su utilización directa.
La investigación sobre componentes opto electrónicos y fibras ópticas han traído consigo un sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas. Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo hay que tener en cuenta su sensibilidad a la curvatura y microcurvatura, la resistencia mecánica y las características de envejecimiento.
Las microcurvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de:
Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas que rebasen el porcentaje de elasticidad de la fibra óptica y se rompa o formen microcurvaturas.
Compresión: es el esfuerzo transversal.
Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico.
Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura pero, la existencia del forro impide que se sobrepase.
Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción.
Limitaciones Térmicas: estas limitaciones difieren en alto grado según se trate de fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintéticos.
Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las variaciones de la atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a diseños calculados a veces para mejorar otras propiedades, como la resistencia mecánica, la calidad de empalme, el coeficiente de relleno (número de fibras por mm2) o el costo de producción.
3.7. Parámetros de fibra óptica utilizada para el laboratorio
Descripción
Fibra monomodo de bajo pico de agua Waveoptics diseñados especialmente para los sistemas de transmisión en un amplio rango del espectro, de 1260 nm a 1625 nm. Al suprimir el pico de agua que se produce cerca de 1385 nm en las fibras monomodo convencionales, debido a la absorción de potencia causada por los iones del oxidrilo (OH), esta fibra será capaz de usar la banda-E (1360-1460nm) para la operación de transmisión. La fibra SM A-G652D Waveoptics está optimizada para un excelente rendimiento tanto por su baja atenuación y baja dispersión en el rango de lon gitudes de 1260nm hasta 1625nm y con un gran desempeño en la banda L (1565-1625 nm) ante la macroflexión. Por lo que es satisface con esta fibra plenamente la demanda de transmisión de
servicios multicanales de alta velocidad sobre una única fibra.
Aplicación
La fibra SM A-G652D Waveoptics es la mejor elección para aplicaciones como líneas Ethemet, líneas de protocolos intemet (IP), redes de transferencias en modo asíncrono (ATM), redes óptica síncrona (SONET) y líneas de multiplexación por división de longitud de onda (WDM). Proporciona un mayor ancho de banda para la red backbone, red metropolitana y redes de acceso. Permite servicios múltiples de voz, digital y transmisión de imágenes. Aplicable en todo tipo y configuración de cable, incluyendo cables ribbon, de tubo holgado trenzado, unitubo y/o cables de tubo apretado.
Normas
La fibra SM A-G652D Waveoptics cumple o excede con la recomendación ITU-T G.652.D y la especificaciones de fibra óptica de la IEC 60793-2-50 tipo B1.3.
Proceso de fabricación.
La fibra SM A-G652D Waveoptics está fabricada usando una técnica avanzada plasma-activado de la deposición de vapor químico (PCVD). Debido a las ventajas inherentes de este proceso, la fibra muestra un índice de refracción extremadamente refinado y totalmente controlado en su perfil, excelente rendimiento geométrico y baja atenuación entre otras ventajas.
La fibra óptica está recubierta con una capa de acrilato curada bajo doble UV, ofreciendo a la fibra una buena protección. Diseñado para su uso más estricto en el cable bajo tubo apretado, bajo tubo holgado demostrando alta resistencia a la microflexión. Excelente rendimiento bajo una amplia gama de condiciones ambientales. Estabilidad en la fibra ante la fuerza de desforre y sin residuos sobre la unidad de fibra desnuda después de este proceso. Características
• Diseñado para operar en un amplio rango del espectro, de 1260-1625nm, que proporciona un
50% de longitudes de onda más útiles y por lo tanto un incremento considerable en la capacidad
de transmisión.
• Rendimiento óptico excepcional ante tecnologías de alta velocidad de transmisión, tales como
DWDM y CWDM
• Compatible con el equipo existente que opera a 1310nm.
• Buena protección y una excelente estabilidad ante la fuerza de desforre.
• Parámetros geométricos precisos que aseguran pérdidas de empalme bajos y alta eficiencia
Características ópticas y geométricas
Parámetros ópticos Fibra no cableada Fibra cableada Atenuación a 1310 nm ≤ 0,35 dB/Km ≤ 0,37 dB/Km Atenuación a 1383 nm ≤ 0,35 dB/Km ≤ 0,37 dB/Km Atenuación a 1550 nm ≤ 0,21 dB/Km ≤ 0,24 dB/Km Atenuación a 1625 nm ≤ 0,23 dB/Km Atenuación en 1285-1625 nm ≤ 0,40 dB/Km Punto de discontinuidad máxima
en 1310 y 1550 nm
≤ 0,05 dB
Longitud de onda de corte 1100 - 1320
nm ≤ 1260 nm Punto de dispersión cero 1300-1324 nm Pendiente de dispersion cero ≤ 0,090 ps/nm2.Km Dispersión cromática en 1285 – 1330 nm ≤ 3,5 ps/nm.Km Dispersión cromática en 1550 nm ≤ 18,0 ps/nm.Km Dispersión cromática en 1625 nm ≤ 22,0 ps/nm.Km PMD fibra individual ≤ 0,15 ps/√Km PMDq (Q=0,01%, N=20) ≤ 0,08 ps/√Km Parámetros geométricos
Diámetro de campo modal 1310
nm 9,20 ± 0,40 µm
Diámetro de campo modal 1550 nm 10,40 ± 0,50 µm Error concentricidad núcleo/cladding ≤ 0,4 µm Diámetro cladding 0,50 µm 125,0 ± Error concentricidad coating/cladding ≤ 12 µm No circularidad coating ≤ 10 %
Diámetro coating (coloreado) 250 ± 15 µm Características mecánicas y ambientales mecánicas
y ambientales
Características mecánicas
Prooftest level 1,2 % (120 kpsi,
0,86 GPa)
Radio de curvatura mínimo 30 mm
Atenuacion inducida por macrocurvatura:
1 vuelta sobre 32 mm a 1550 nm ≤ 0,50 dB 100 vueltas sobre 50 mm a 1310 nm ≤ 0,05 dB 100 vuelta sobre 50 mm a 1550 nm ≤ 0,10 dB 100 vuelta sobre 60 mm a 1625 nm ≤ 0,50 dB Fuerza de pelado (F) (valor de pico) 1,3 N ≤ F ≤ 8,9 Fuerza de pelado (F) (valor medio) 1 N ≤ F ≤ 5 Fatiga dinámica (nd) 20 (valor típico) Fatiga estática (ns) 20 (valor típico)
Características ambientales
Atenuación inducida a 1310, 1550 y 1625 nm:
-60ºC ~+85ºC ciclo de temperatura ≤ 0,05 dE/Km -10ºC ~+85ºC/ hasta 98% RH. Ciclo
temperatura y humedad ≤ 0,05 dE/Km +85ºC +/- 2º C. Calor seco ≤ 0,05 dB/Km +23ºC +/- 2º C. Inmersión en agua ≤ 0,05 dB/K
Valores típicos
Indice de refracción de grupo efectivo
1310 / 1383 nm 1,466
1550 nm 1,467
1625 nm 1,470
3.8. Constitución de la fibra óptica.
La fibra óptica es una guía de ondas luminosas, constituidas por dos dieléctricos de sílice cilíndricos coaxiales de distinto índice de refracción, denominados núcleo y revestimiento.En toda fibra óptica podemos distinguir entre la fibra, propiamente dicha, y las protecciones de ésta.
En cuento a los elementos que constituyen la fibra óptica podemos decir que generalmente son:
Núcleo Revestimiento
Protección primaria o revestimiento Protección secundaria
Núcleo.
Es el elemento interior y se encarga de conducir la señal óptica. Tiene un diámetro nominal de 10 o 50 micrometros, según se trate de fibras ópticas monomodo o multimodo.
Revestimiento.
Es el elemento que rodea al núcleo y su misión es la de confinar la señal óptica en le mismo, por ello su índice de refracción es menor que el del núcleo.
Tiene un diámetro nominal de 125 micrometros. Protección primaria o recubrimiento.
Es un barniz de acrilato o silicona, que se aplica a la fibra en el proceso de fabricación y cuya misión consiste en preservar a la fibra de ataques químicos y dotarla de mayor resistencia mecánica.
Tiene un diámetro nominal de de 500 micrometros en los cables monofibra y de 250 micrometros en los cables multifibra con protección secundaria holgada.
Según el tipo de cable puede ir coloreada o no.
Protección secundaria.
La primera protección no es suficiente para que la fibra soporte la manipulación que se produce en su instalación. Para ello se le dota de una segunda protección mecánica adicional, ésta es de material plástico.
La segunda protección siempre aparece coloreada según un código que se detalla en "Codigo de colores para fibras multimodo" e "Identificación de los tubos." Dependiendo del diámetro de la protección secundaria o de la forma de aplicarla, las fibras se clasifican en:
Fig2.-Fibra con protección secundaria Fibras con protección secundaria ajustada
La protección secundaria ajustada está formada por una o varias capas superpuestas de material plástico que forman una estructura compacta con la protección primaria.Normalmente se emplea tanto en los monomodo como en los multimodo.
Fibras con protección secundaria holgada.
En estas fibras la segunda protección no está íntimamente unida a la primera, es decir, la fibra queda libre en su interior.
Cuando la segunda protección es de este tipo también se la conoce como "tubo". Este tubo esta relleno de un compuesto de relleno hidrófugo que, generalmente será silicona líquida. Normalmente se emplea en las fibras monomodo.
Fig3.-Constitución de la fibra óptica Constitución de los cables de F.O.
En general los cables de fibra óptica están compuestos de los siguientes elementos:
Fibras ópticas Elementos de relleno Compuestos de relleno Cintas de envoltura del núcleo Elemento de refuerzo
Ligaduras Hilo de rasgado Cubierta Fibra óptica.
Las fibras ópticas con sus protecciones están dispuestas en una o dos capas concéntricas alrededor de un elemento central en paso de hélice o S−Z( cambia la dirección del trenzado después de un número determinado de vueltas, cada 90 cm aproximadamente), constituyendo el conjunto el núcleo del cable. El número de fibras ópticas que puede tener el cable ( su capacidad), será variable y dependerá del tipo de cable.
Podemos distinguir los siguientes tipos de cables de fibra óptica:
Cables ópticos multifibras. Cables ópticos monofibra.
Cables ópticos multifibra multimodo.
Existen cables con numeroso número de fibras, pero quizás el que presenta mejores características desde el punto de vista de atenuación y ancho de banda es el de 16 fibras.
Cables ópticos multifibra monomodo.
3En este tipo de cables la protección secundaria es holgada, pudiendo tener cada cable 1, 2, 4 u 8 fibras cada uno. Cabe decir que en la actualidad ya se utilizan cables de 128 fibras.
Cables ópticos monofibra( multimodo y monomodo). En estos cables la protección secundaria siempre es ajustada. El elemento de refuerzo está formado por hilaturas de fibra de aramida dispuestas longitudinalmente sobre la segunda protección.
Luego se dispone una cubierta termoplástica compuesta de material ignífugo que suele ser poliuretano o similar. Destacar que en los cables monofibra multimodo la cubierta termoplástica es verde, mientras que en los monomodo es amarilla.
• Elementos de relleno.
Generalmente son tubos de material plástico de color negro, similares a los utilizados para albergar las fibras y que se emplean para rellenar los espacios vacíos del núcleo.
• Compuestos de relleno.
El cable está relleno de un compuesto hidrófugo, normalmente petrolato, que se dispondrá en los espacios vacíos del núcleo y entre éste y la cubierta.
• Cintas de envoltura del núcleo.
El núcleo del cable se cubre con una o varias cintas dieléctricas de poliester o material similar, de espesor suficiente para garantizar la debida protección térmica del núcleo durante el proceso de extrusión de la cubierta del cable.
• Elemento de refuerzo.
Su misión fundamental es la de proporcionar al cable un elemento apto para soportar la tensión de tiro durante la instalación. Su ubicación en el cable y su composición depende del tipo de cable.
En los cables metálicos el elemento de refuerzo está constituido por una sirga de acero de 19 hilos. Está situado en la parte central, axial, del cable y está recubierto por una capa de polietileno negro de baja densidad. Sobre este elemento se dispondrán las fibras ópticas, en paso de hélice, formando el conjunto del núcleo del cable.
En los cables no metálicos o dieléctricos el elemento de refuerzo está constituido por hilaturas de fibra de aramida dispuestas en hélice sobre la cubierta interior de polietileno, poliuretano o termoplástico, según el tipo de cable.
Los cables dieléctricos tienen un elemento central no metálico que sirve de soporte para posicionar las fibras Ópticas y así configurar el núcleo del cable.
• Ligaduras.
Son ataduras plásticas o hilos de nylon dispuestas en hélice y colocadas debajo y sobre la envolvente del núcleo.
• Hilos de rasgado.
Hilos de poliamida o similar dispuestos longitudinalmente entre el núcleo y la cubierta interior y entre las dos cubiertas de los cables. Se emplean para facilitar el rasgado de las cubiertas de los cables para conseguir su eliminación.
Cubierta.
Es la parte exterior del cable y sirve para proteger el núcleo del mismo de los agentes externos.
La cubierta de los cables multifibra monomodo en función de su aplicación o lugar de instalación, pueden ser de los siguientes tipos:
PEAP PESP PKP PKESP PKCP PUKPU
TKT KT
3.9. Clases de fusión de la fibra óptica
Existen diversos métodos de empalme de fibras ópticas por fusión, todos ellos clasificados en base al tipo de fuente de calor utilizada: una descarga eléctrica, un láser gaseoso o una llama. El primero de ellos es el más ampliamente utilizado en el caso de fibras de sílice.En especial, se han desarrollado varias técnicas para realizar empalmes por medio de descarga eléctrica, tales como el método de prefusión, el método de descarga de alta frecuencia con un elevado voltaje de trigger (HHT), y el método de calentamiento uniforme para realizar empalmes de múltiples fibras.
Conectorización de fibras ópticas mediante pigtails y empalmes por fusión
Tipos de Métodos de Empalme de Fusión: Fusión directa.
Pre-Fusión. Método HHT
3.10. Características de fusión para la fibra óptica
Diámetro del buffer: Compatible con buffer 25um Diámetro de la fibra: Diámetro de revestimiento: 80 - 150um Diámetro de Recubrimiento: 100 - 1000um Método de
alineación: Alineación del Núcleo, alineación del cledding, alineación manual Pérdida de retorno: >60 dB Pérdida promedio de empalme: 0,02dB (SM) 0,01dB (MM) 0,04dB(DS) 0,04dB(NZDS) Tiempo de fusión
típico: 9 segundos típicos, con fibras monomodo estandard.
Tubos protectores
de empalme: 60mm, 40mm y 20mm. Horno de
contraccion: 30 segundos.
Tabla 1.- característica para la fusión de la fibra optica
4. PROCEDIMIENTO:
4.1. Métodos de Empalme de Fusión:
Fusión directa.
Pre-Fusión.
Método HHT
Consideraciones de seguridad antes de hacer una medición:
Use en todo momento lentes de Seguridad.
Guantes de protección.
La Fusión genera una chispa eléctrica, por lo que se recomienda no usarla en lugares con gases inflamables.
Tener un recipiente para colocar las virutas de la fibra.
Procedimiento:
Desnudamos la chaqueta externa del cable. Cortamos el Kevlar sobrante con la tijera. Debemos limpiar con servilleta extra suave
con alcohol absoluto, en un solo sentido (de adentro hacia afuera).
Colamos en manguillo termoretráctil en un extremo (Sleeve).
Luego, desnudamos la chaqueta interna. (Stripper Tool).
Eliminamos en revestimiento de Silicone. Después, procedemos a limpiarla la fibra
desnuda con alcohol.
Procedemos a realizar un corte recto con el Fiber Cleaver, para obtener un corte en el extremo de la fibra totalmente recto. Tomamos la viruta sobrante y la colocamos
en unos recipientes para este fin.
Volvemos a limpiarla la fibra y lo colocamos donde indica el equipo de fusión.
Extremar los cuidados al colocar la fibra de no golpearla y aproximar sin sobrepasar la línea de los electrodos.
5. ANALISIS Y RESULTADOS:
5.1. Desnudamos la chaqueta externa del cable.
En la fig4 se puede notar la fibra óptica y sus elementos que son el tubo de protección, poliuretano, y la fibra
Fig4- Fibra óptica a fusionar
Para la figura 5 se muestra la herramienta con la que se procede a cortal el tubo de protección de la fibra óptica.
Fig5- Pelador de fibra óptica
Como se indica en la figura 5a el pelador posee un sentido para poder insertar la cuchilla en la protección el cual está marcado el uso del pelador y la dirección
Fig5.a- Pelador de fibra óptica sobre la fibra
Se aprecia en la figura 6 el proceso final despues de haber cortado la proteccion de la fibra y se visualiza un protector de material de kevlar de la fibra optica
Fig6- Recubrimiento de Fibra óptica kevlar Tabla2
CARACTERISTICAS FISICAS DEL KEVLAR *Alta fuerza extensible.
*Alargamiento bajo o rigidez estructural. *Conductividad eléctrica baja.
*Alta resistencia química. *Contracción termal baja. *Alta dureza.
*Estabilidad dimensional excelente. *Alta resistencia al corte.
5.2. Cortamos el Kevlar sobrante con la tijera.
En la figura 7 se procede a desmontar el kevler de la parte donde se fusionara la fibra óptica se puede realizar con estilete o con cualquier tipo de cortadora
En la figura 8 es el proceso final de quitar el kevlar de la fibra óptica.
Fig8- Proceso de separación del kevlar Tabla3
Características químicas
*Buena resistencia a disolventes y aceites. *Fácilmente atacables por ácidos y bases fuertes. *A diferencia de la fibra de carbono y vidrio, presentan una gran absorción de humedad en condiciones ambientales, en detrimento de sus propiedades mecánicas.
5.3. Debemos limpiar con servilleta extra suave con alcohol absoluto, en un solo sentido (de adentro hacia afuera).
En la siguiente figura se puede apreciar sin el recubrimiento del kevlar nos queda la fibra optica recubierta sobre un aislante en gel que esta en vuelta en cinta de Mylar se debe desalojar el gel de la superficie para separar la fibra optica se puede usar papel comun alchol u otro tipo de elemento capas de realizar una limpieza en la superficie el gel esta conjuntamente con un amortiguador de Hytrel de un diámetro de 1mm aproximadamente.
Fig9- Fibra óptica recubierta de gel 5.1. Eliminamos en revestimiento de Silicone. En la figura 10 se indica el proceso de la fibra optica eliminando el revestimiento de la silicona “gel”
Fig10- Limpieza del revestimiento de silicona
5.2. Luego, desnudamos la chaqueta interna. (Stripper Tool).
Luego de retirar todo el gel los amortiguadores de la fibra óptica se procede a desnudar la chaqueta que cubre a la fibra óptica por tal motivo en la figura 11 se desmontara parte del tubo de protección de la fibra una distancia de 3 a 5 cm distancia suficiente donde se realizara el fusionamiento.
Fig11-Procedimiento para retirar la chaqueta de la fibra optica
5.3. Después, procedemos a limpiarla la fibra desnuda con alcohol
En la figura 12 se muestra el proceso de limpiar la vibra con alcohol isopropilico para luego realizar un corte a la fibra con una cortadora de marca fujikura el cual deja una fibra para el fusionamiento.
Fig12- Proceso de limpieza de la fibra óptica
5.4. Procedemos a realizar un corte recto con el Fiber Cleaver, para obtener un corte en el extremo de la fibra totalmente recto.
Fig13- Se corta la fibra óptica con la cortadora de fujikura
5.5. Volvemos a limpiarla la fibra y lo colocamos donde indica el equipo de fusión.
Se limpia de las impurezas por última vez a la fibra óptica como se muestra en la figura 15 y se procede al paso 5.6
Fig15- Limpieza de la fibra óptica sin recubrimiento
5.6. Extremar los cuidados al colocar la fibra de no golpearla y aproximar sin sobrepasar la línea de los electrodos.
Para la figura 16 se muestra La fusionadora de FUJIKURA es una máquina automática de empalme por fusión de altas prestaciones y una sola fibra, válida para monomodo y multimodo, alineamiento por núcleo. Dimensiones 146x159x150 mm.
Fig16- Fusionadora de fibra óptica
Se procede al fucionamiento de la fibra óptica primero se debe posicionar la fibra de manera adecuada en la figura 17 a se puede notar dos ejes transversales el cual la fibra se posicionara en ese espacio a distancias considerables de 1-14mm en la figura 17 b se instala la fibra óptica para el fusionamiento
Fig17a.- parámetro de colocación de la fibra
Fig17b- Colocación de la fibra óptica en la fusionadora
Luego de haber colocado exitosamente la fibra óptica en el fusionador automática mente se cierra y empieza a fusionar la fibra en la pantalla se visualiza datos como la pérdida que existe los grados si hay impurezas en la fibra óptica y el estado de fucionamiento.
Fig18- Proceso final del fucionamiento de la fibra óptica
6. FOTOGRAFÍAS:
Fig19- protector de la fibra óptica amortiguador silastic
Fig. 21 fibra óptica fusionada prueba de resistencia
Fig. 22 fibra óptica fusionada final
Fig. 23 fusionamiento de la fibra óptica con recubrimiento
7. CONCLUSIONES:
Para el laboratorio de fusionamiento de fibra optica se realizó una fusión de fibra con la fibra SM g 652 este es un tipo de fibra que posee características únicas y es diferente a los otros cables de fibra óptica en su construcción. El cable de fibra óptica transmite longitudes de
onda de 1310 nm a 1550 nm
La fibra optica de laboratorio posee núcleo y está compuesto por dióxido de silicio dopado, rodeado por un recubrimiento de dióxido de silicio, el revestimiento está formado por dos capas de acrilato curado mediante UV
Como investigación se demostró que la fibra óptica posee valores de refracción como se indica a continuación:
1310 / 1383 nm 1,466
1550 nm 1,467
1625 nm 1,470
Como material de protección de la fibra optica se usa la fibra de kevlar el cual es un tejido que brinda una mayor resistencia en diferentes direcciones el kevlar es una fibra de color amarillo como se indica en la figura 7.
Para la figura número 19 se puede visualizar un material de FR-PVC que es cloruro de polivinilo con retar dante de llama este material es muy fuerte se visualiza que se rompe con una gran fuerza.
Para el uso del pelador de fibra óptica en la figura 5 se trabaja con una chuchilla muy fina el cual se debe sujetar al tubo de protección de la fibra se debe tener cuidado al cortar ya que se puede lastimar la fibra óptica con todos sus revestimientos.
Cada paso a realizar el fusionamiento de la fibra es muy importante ir limpiando por el motivo de que no se fusionara la fibra si está sucia o en mal estado.
Para quitar las chaquetas de la fibra óptica proceder con cautela ya que es la fibra final a fusionar y una ruptura en esta parte se tendría que volver a realizar todo el proceso.
En la figura 13 se observa el cortador de fibra óptica el cual corta la fibra óptica y le deja lista para el fusionamiento en este corte se tiene medidas de corte de la fibra que van en un rango de 0 -14mm el rango que se tome al cortar la fibra dependerá absolutamente de la persona encargada de fusionar la fibra.
La fusión por nucleo se demora aproximadamente un 5 a 10 segundos y esto nos muestra la pantalla final de la figura 18. Se debe tomar encueta las características de la
fibra óptica a fusionar.
Para la visualización de la fusión se tiene 2 cámaras de tecnología CMOS
8. RECOMENDACIONES:
Use en todo momento lentes de Seguridad. Guantes de protección.
La Fusión genera una chispa eléctrica, por lo que se recomienda no usarla en lugares con gases inflamables.
Tener un recipiente para colocar las virutas de la fibra.
Utilizar los equipos de fibra óptica con mucho cuidado por el valor de dichos equipos.
Realizar experimentos de cada uno de los componentes de la fibra óptica para aprender si son resistentes al fuego a la torsión a la humedad etc.
Como experimento de laboratorio realizar el fucionamiento con fibras de color para poder apreciar mejor el resultado final.
9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: (1)http://www.monografias.com/trabajos13/fibropt/f ibropt.shtml#COMPON#ixzz3MCSrr2pT(18-12-2014)en línea (2)http://www.fibrasopticasdemexico.com/pdf/1- cables/fibras/a%20-%20fibra%20sm%20g652d.pdf(18-12-2014)en línea (3)http://www.telnet-ri.es/productos/cable-fibra- optica-y-componentes-pasivos/fibra-optica/fibra-monomodo-g652d/(18-12-2014)en línea (4)http://www.fibraopticahoy.com/blog/empalme-por-fusion/ (18-12-2014)en línea
10. ANEXOS
Empalmadora de fibra óptica Fujikura 80s
Fusión / Contracción
Tiempo de fusión típico 7 seg. (en el modo SM)
Tiempo de contracción típico 13 seg. para las mangueras de 60 mm
Tipos de fibras aplicables
SMF (ITU-T G.652) MMF (ITU-T G.651) DSF (ITU-T G.653) NZDSF (ITU-TG.655)
CSF (ITU-T G.654)
Fibra con baja sensibilidad a las dobladuras (ITU-T G.657)
Fibras enriquecidas con erbio
Diámetros de fibras aplicables 80 – 150 μm
Diámetro de recubrimiento 100 ~ 1000 μm
Longitud de fibras peladas 5 – 16 mm (para el recubrimiento no más de 250 μm)
Pérdidas típica s de fusión
0,02 dB (SMF) 0,01 dB (MMF) 0,04 dB (DSF) 0,04 dB (NZDSF)
Evaluación de pérdidas en el punto de fusión
Por el núcleo Decalaje angular Deformación de fibra Pérdidas de retorno ≤60 dB Mangueras compatibles 60 mm 40 mm micro
Programas de contracción 30 (10 pre-establecidos + 20 ajustables)
Memoria interna hasta 2000 resultados y parámetros de fusión
Posibilidades adicionales
Prueba de resistencia mecánica de zona de fusión Fuerza de extensión 1,96 – 2,25 N
Tiempo de vida útil de electrodos 3 000 ciclos
Interfaces externas USB 1.1, Mini-DIN
Visualización de información
Tipo de pantalla LCD giratoria con protección contra destellos
Diagonal 4.73"
A color Si
Visualización del punto de fusión Si (2 cámaras CMOS)
Aumento х200
Alimentación
Adaptador de red ADC-19 220 V AC
Batería recargable BTR-09 capacidad 4000 mA/h
Tiempo de funcionamiento de batería hasta 200 ciclos completos (incluyendo contracción térmica)
Condiciones de explotación
Temperatura –10 ~ +50°C
Altura sobre el mar 0 ~ 5000 m
Humedad relativa 0 ~ 95% (sin condensación)
Velocidad del viento max. 15 m/s
Temperatura –40 ~ +80 °C
Humedad relativa hasta 95% (sin condensación)
Protección de factores externos
Resistencia a las caídas altura: 76 sm, cualquier superficie
Impermeabilidad al polvo partículas de polvo de 0,1 a 500 μm
Impermeabilidad al agua lluvia 10 mm/hora durante 10 min.
Dimensiones y peso
Anchura 150 mm
Longitud 159 mm
Altura 146 mm
Peso 2,5 kg (con adaptador ADC-18)
2,7 kg (con batería BTR-09)
CORTADORA DE FIBRA ÓPTICA FUJIKURA CT-10A – PARTICULARIDADES
Destinada para cortar fibras singulares. Mínimo de operaciones: corte en un solo paso.
Cuchilla durable de diamante.
Recurso de cuchilla – 64 000 cortes.
Aparato compacto y liviano.
No requiere ubicación en la superficie plana.
CORTADORA DE FIBRA ÓPTICA FUJIKURA CT-10A – DATOS TÉCNICOS
Tipo de fibra Fibra singular de cuarzo estándar
Diámetro de fibra 125 µm
Ángulo de corte medio 0,5° (para fibra singular)
Recurso de cuchilla mínimo 64 000 cortes (4000 fibras х 16 posiciones)
Longitud de fibra pelada 6-20 mm (recubrimiento = 250 µm) 8-20 mm (recubrimiento > 250 µm)
Dimensiones 115 х 88 х 48 mm
