Material del participante
Coordinación de Desarrollo Curricular Planta Exterior Desarrollador: Luis H. Sandoval
Uruguay # 55, Col. Centro México D.F. Teléfono: 5244-3082
Luis H. Sandoval
Código del curso: 0077
Area responsable: Coordinación de Desarrollo Curricular Planta Exterior Ubicación física del área: Uruguay 55 Col. Centro; México, D.F.
Fecha de liberación: Septiembre de 1996
No. Actualización
Fecha Nombre(s) del(los) desarrollador(es)
Modificaciones
1 16/Sep/96 Luis H. Sandoval C. Se modificó el material para el área de Supervisión Construcción.
2
1/Mayo/97 Luis H. Sandoval C. Se actualizaron los materiales utilizados, así como se agrega el anexo de la empalmadora Ericsson y los nuevos cierres de empalme.
3
Julio/02 Miguel Angel Chárraga Villanueva
§ Se modificó el material para el área de Planta Exterior.
§ Se actualiza el manual de acuerdo a las nuevas reglas de diseño para elaborar documentos didácticos.
§ Se actualiza, se corrige y se reestructura el contenido del manual de acuerdo a las normas, procedimientos y materiales vigentes en la realización de empalmes en cable de fibra óptica.
§ Se agrega:
-Nuevos tipos de cables de F.O.
-Procedimiento para la identificación de las fibras. -Procedimiento de instalación del cierre 3 M, Stewing y Fosc.
-Capítulo Puntos de remate.
§ Se modifican y amplían las prácticas de acuerdo a las actuales necesidades de operación del personal involucrado.
§ Se modifican en su totalidad las preguntas de los exámenes post.
§ Se modifican en su totalidad las preguntas de los exámenes de ascenso para las especialidades de Planta Exterior y Supervisión a Construc-ción de la Planta Exterior.
4
Junio/03 Miguel Angel Chárraga Villanueva
• Se corrige código de colores para los tubos holgados (pág. 2-12), numeración de fibras en tubos holgados (pág. 2-14) y el material utilizado para remover el silicón de los tubos holgados (pág 3-4, 3-21, 3-47, 4-7).
Objetivo General
Al término del curso el participante realizará los empalmes de fibra óptica de acuerdo a las normas y procedimientos establecidos en Telmex.
En este
manual En este manual se encuentran los siguientes contenidos:
Página Capítulo 1 Fundamentos de F.O.
Conceptos de luz...1-2 Conceptos de fibra óptica ...1-13 Sistema de transmisión por fibra óptica ...1-21
Capítulo 2 Cables de F.O.
Estructura de los cables de f.o...2-2 Tipos de cables...2-11 Identificación de las fibras...2-12
Capítulo 3 Cierres de empalme
Cierre 3 M...3-2 Cierre Stewing. ...3-19 Cierre Fosc...3-35 Prácticas...3-47
Capítulo 4 Empalmes
Pérdidas en los empalmes ...4-2 Empalme por fusión...4-5 Estructura de las máquinas empalmadoras...4-13 Empalmadora Fujikura ...4-15 Empalmadora Ericsson ...4-39 Empalme mecánico ...4-43 Prácticas...4-54
Capítulo 5 Puntos de remate
Remate en edificios ...5-2 Remate en URL´s en gabinetes exteriores...5-7
Panorama general
Introducción En la búsqueda por encontrar materiales conductores con poca
pérdida en la intensidad de la señal, capaces de soportar transmisiones de altas frecuencias y resistentes a las condiciones ambientales, la ingeniería llegó al desarrollo de la transmisión de señales luminosas a través de conductores elaborados con fibras de cristal, bajo los principios de la óptica. Abordando en este capítulo los más esenciales fundamentos.
Objetivo Al término del capítulo, el participante describirá los fundamentos de
transmisión con fibra óptica de acuerdo a los principios y aplicaciones de la óptica.
En este
capítulo En este capítulo se abordarán los siguientes temas:
Tema Ver página
Conceptos de luz 1-2
Conceptos de fibra óptica 1-13
Introducción Conoceremos algunos conceptos básicos de la óptica para una mejor
comprensión del comportamiento de la luz y sus aplicaciones en las transmisiones vía fibra óptica.
¿Que es la luz?
La luz es una forma de energía radiante (radiación electromagnética), constituida por partículas llamadas fotones, similar al calor radiante, las ondas de radio o los rayos X.
La luz corresponde a oscilaciones extremadamente rápidas de un campo electromagnético, en un rango determinado de frecuencias que pueden ser detectadas por el ojo humano. Las diferentes sensaciones de color corresponden a luz que vibra con distintas frecuencias.
La luz es emitida por sus fuentes en línea recta, y se difunde en una superficie cada vez mayor a medida que avanza; la luz por unidad de área disminuye según el cuadrado de la distancia.
Cuando la luz incide sobre un objeto es absorbida o reflejada; la luz reflejada por una superficie rugosa se difunde en todas direcciones. Algunas frecuencias se reflejan más que otras, y esto da a los objetos su color característico. Las superficies blancas difunden por igual todas las longitudes de onda, y las superficies negras absorben casi toda la luz. Por otra parte, para que la reflexión forme imágenes es necesaria una superficie muy pulida, como la de un espejo.
Naturaleza de
la luz La definición de la naturaleza de la luz siempre ha sido un problemafundamental de la física. El matemático y físico británico Isaac Newton
describió la luz como una emisión de partículas, y el astrónomo, matemático y físico holandés Christiaan Huygens desarrolló la teoría de que la luz se desplaza con un movimiento ondulatorio.
En la actualidad se cree que estas dos teorías son complementarias, en algunos experimentos la luz se comporta como una corriente de partículas y en otros como una onda, es decir la luz tiene una naturaleza dual, de partícula y de onda y obedece leyes que pueden explicarse a partir de una corriente de partículas o paquetes de energía, los llamados fotones; o a partir de un tren de ondas transversales.
Onda de luz La onda luminosa más sencilla es una onda senoidal pura, llamada
así porque una gráfica de la intensidad del campo eléctrico o magnético trazada en cualquier momento a lo largo de la dirección de propagación sería la gráfica de una función seno, con sus características de frecuencia, longitud de onda y fase. El número de oscilaciones o vibraciones por segundo en un punto de la onda luminosa se conoce como frecuencia. La longitud de onda es la distancia a lo largo de la dirección de propagación entre dos puntos con la misma fase, es decir, puntos que ocupan posiciones equivalentes en la onda. En el espectro visible, las diferencias en longitud de onda se manifiestan como diferencias de color.
Frecuencia (f) Frecuencia (f) es el número de veces (ciclos) que se repite en un
segundo una determinada señal y se mide en ciclos / segundo (c/seg.) o en Hertz (Hz).
El número de oscilaciones o vibraciones por segundo en un punto de una onda luminosa se conoce como frecuencia.
El Hz siendo la unidad de frecuencia tiene sus múltiplos que son: - 1KHz = 1000 Hz
- 1 MHz = 1,000,000 Hz - 1 GHz = 1,000,000,000 Hz
Existen señales de diferentes valores de frecuencia, por ejemplo las señales de voz que van de 300 Hz hasta 3400Hz; las señales de radio en AM tienen frecuencias en KHz y en FM en MHz al igual que las de televisión; las señales en telefonía inalámbrica o de las microondas llegan a tener valores en GHz.
Longitud de
onda (λλ) La longitud de onda es la distancia a lo largo de la dirección depropagación entre dos puntos con la misma fase. Por ejemplo, la
longitud de onda es igual a la distancia que va de un máximo de la onda senoidal a otro, o de un mínimo a otro. Si estiramos un ciclo de la señal senoidal y medimos su longitud, el valor que obtenemos es la longitud de onda y la representamos con la letra griega lambda(λ) y su unidad es el metro (m). En el espectro visible, las diferencias en longitud de onda se manifiestan como diferencias de color.
λλ
La forma de obtener el valor de lambda (λ), es dividiendo la velocidad de la luz(C = 300,000,000 m/seg) entre la frecuencia (f ).
vel . de la luz (C ) frecuencia (f) λλ (m) = C (m/seg) f (c/seg) Long de onda ( λ )λ =
Por ejemplo: la longitud de onda de la primera estación de radio en el cuadrante de AM es de 530 KH = 530,000Hz
λλ(m) = C
f =
300,000,000
530,000 = 566.037 m
Esta estación tiene una longitud de onda de 566.037 m, expresado en otros términos la onda tiene que recorrer esa distancia para completar un ciclo, lo cual hace en un segundo.
De cualquier forma, podemos expresar la señal en frecuencia (c/seg o Hz) o en términos de longitud de onda(m).Cuando se habla de señales cuya frecuencia es muy grande del orden de billones de ciclos o más, se prefiere que estas señales , se expresen en términos de longitud de onda.
Conforme aumenta la frecuencia , la longitud de onda se hace más pequeña por lo que se hace necesario utilizar submúltiplos del metro: 1 micrómetro (µm) = 0.000001 m = 1x10-6 m
Espectro expresado en longitudes de onda
Las señales, como ya dijimos, se pueden expresar en términos de su longitud de onda.
Podemos dividir el espectro de frecuencia en tres grandes grupos:
• Señales en el dominio electrónico
• Señales en el dominio óptico
• Señales en el dominio de alta energía.
La siguiente tabla muestra los tres dominios, el tipo de onda y el rango de valores expresado en longitud de onda:
Dominio Tipo de ondas Limite inferior Límite superior Ondas de radio y TV 1 000 m 0.5 m Electrónico Microondas 50 Cm 0.05mm Infrarrojo lejano 0.5 mm 0.03nm Infrarrojo cercano 30 µm 0.72 µm Luz visible 720 nm 400 nm Ultravioleta 400 nm 200 nm Óptico Extremo ultravioleta 200 nm 50 nm Rayos X 50 nm 0.1 nm Física de alta
energía Rayos gamma 0.1nm 0.001nm
Fenómenos
ópticos Algunas de las manifestaciones que se presentan en la propagaciónde la luz y cuyas aplicaciones las tenemos presentes en la transmisión
de señales luminosas son:
• Refracción
• Reflexión
• Difracción
Reflexión Se llama reflexión cuando un rayo de luz que se propaga a través de
un medio homogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo y parte de la luz es reflejada. Y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser absorbido. La cantidad de luz reflejada depende de la relación entre los índices de refracción de ambos medios.
Rayo de luz reflejado φ2 φ1 Rayo de luz incidente
Refracción Es el efecto que se produce cuando un rayo de luz incidente pasa de
un medio otro con diferente densidad, cambiándole su ángulo de incidencia (dependiendo de las características del material).
Por ejemplo, al llegar un rayo de luz en el aire y al entrar al agua, el rayo cambia su dirección de propagación, esto lo observaremos cuando tenemos un objeto y parte de él esta sumergido en el agua veremos una distorsión en el cuerpo del objeto, lo que ocurre es que la luz se refractó. φ1 φ2 Rayo de luz refractado Rayo de luz incidente
Indice de
refracción (n) Índice de refracción, de una sustancia o un medio transparente, es larelación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz
en la sustancia o el medio transparente. Este número, es una constante característica de cada medio (no tiene unidades) y representa el número de veces que es mayor la velocidad de la luz en el vacío que en ese medio y se representa con la letra n .
Si un rayo de luz que se propaga a través de un medio homogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo, parte de la luz es reflejada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser absorbido. La cantidad de luz reflejada depende de la relación entre los índices de refracción de ambos medios.
Las fibras ópticas utilizadas en comunicaciones están constituidas por dos vidrios de diferente índice de refracción. El índice de refracción del núcleo es mayor que el índice del revestimiento del núcleo.
La velocidad de una onda de luz en el espacio libre es de aproximadamente 300,000, 000 m/seg. ó 3 x 10 8. Pero la luz no viaja a la misma velocidad cuando penetra en materiales con diferente densidad a la del espacio libre.
Esta es la diferencia entre las ondas del dominio electrónico y las del dominio óptico. Mientras que las señales de radio o de televisión pueden cruzar paredes, las ondas de luz no lo pueden hacer.
En cada material la luz viaja a una velocidad distinta. Cuando una onda de luz pasa de un medio a otro la velocidad de la luz se vera afectada ya sea porque el cuerpo absorbe totalmente la energía luminosa o porque la refleje o parte la refleje y parte la deja pasar. Aunque se tenga una fuente luz como el láser no es posible hacer que el rayo cruce una pared a menos que esta tenga una potencia muy grande, y lo que lograríamos con esto es destruir la pared.
Indice de refracción (n),
continuación
Sin embargo las ondas del dominio electrónico pueden atravesar paredes muy gruesas, para este rango de frecuencias las paredes son transparentes. Las señales de voz logran pasar pero se atenúan considerablemente y si la pared llega a ser suficientemente gruesa las señales de voz no llegan a cruzar.
Señal de voz Cruza la pared, pero se atenúa
Señal de TV o de radio
Señal pasa sin cambio
La señal luminosa no pasa
Es necesario contar con un índice que nos indique cuanto se esta reduciendo la velocidad de la luz.
Veamos la siguiente expresión
v
c
n
=
Donde n es el índice de refracción;
c; la velocidad de la luz en el espacio libre v; La velocidad de la luz en el material.
Sí la velocidad de la luz en el espacio libre(c); es igual a la velocidad de la luz en el material (v) o sea c = v; el índice de refracción es igual a uno.
Sí n=1; quiere decir que la velocidad de la luz es la misma en el espacio libre que en el material;
Sí n=2; quiere decir que la velocidad de la luz viaja, en el material, a la mitad de la velocidad que en el espacio libre.
Sí n=3; la velocidad de la luz en el material es la tercera parte que en el espacio libre, y así sucesivamente.
Esto quiere decir que el índice de refracción de un material opaco será muy pero muy grande.
Aplicación del índice de refracción
Cuando introducimos una señal de luz en una fibra óptica o en un tubo de vidrio o de plástico transparente o de algún otro material, podemos determinar que la luz se atenuara menos en un medio en el cual el material de la fibra óptica tenga un índice de refracción cercano a uno. Las fibras con alto grado de impurezas o de plástico provocaran mayor atenuación a la señal que viaje por ellas que una fibra de vidrio con menor número de impurezas y un índice de refracción cercano a uno.
Ley de Snell La reflexión o refracción de un rayo de luz depende del ángulo de
incidencia(θ1) del rayo y del índice de refracción de los materiales. La ley de Snell explica la relación que existe entre el rayo incidente y el rayo reflejado o refractado.
n1senθ1 =n2senθ2 Donde:
n1 =Índice de refracción del material 1
n2 = índice de refracción del material 2
θ1=Ángulo de incidencia θ2 = ángulo de Refracción Medio 1 n1 Medio 2 n2 Rayo reflejado Rayo refractado Rayo de luz θθ 1 θθ 2
Sí el ángulo del rayo incidente esta muy cercano a cero grados el ángulo de salida solo se reflejara o no se refractara y sí está cercano a 90 grados el rayo de salida no se reflejará. Es importante señalar
Aplicación de
la ley de Snell A través de la diferencia del índice de refracción de dos materiales,que al incidirle un rayo de luz a un plano del material más denso a
determinado ángulo se puede mantener el rayo refractado en el mismo plano.
Si el material al otro lado de la frontera es de un índice de refracción mayor, el rayo de luz se refracta alejándose de la superficie fronteriza y sí el índice de refracción es menor, el rayo se refracta hacia la superficie fronteriza.
Todo rayo de luz que se encuentra dentro de la fibra a un ángulo menor que el ángulo crítico se refleja totalmente en la frontera.
Revestimiento Núcleo
Reflexión de
Fresnel No toda la luz que incide perpendicularmente sobre una superficietransparente puede penetrarla, ya que una pequeña parte será
reflejada., lo cual se le llama reflexión de Fresnel.
Dispersión de
Rayleigh Cuando la luz se propaga a través de un material no completamentehomogéneo (" turbio "), la luz puede verse en otras direcciones
distintas a la dirección de propagación. Este fenómeno es llamado dispersión de Rayleigh, se debe a la existencia de pequeñas partículas y zonas no homogéneas las cuales al ser iluminadas emiten luz en todas direcciones. La luz emitida es llamada luz de Tyndall.
Luz
incoherente Es aquella luz que esta formada por diferentes longitudes de onda (colores ) las cuales unidas aparecen como luz blanca, estas ondas de
luz se interfieren unas con otras ocasionando que su energía se debilite, distorsionando y difundiéndose su trayectoria.
Como por ejemplo la luz emitida por el sol, una vela o la de un foco.
Luz coherente Es aquella luz cuyas longitudes de onda son todas iguales, están en
fase y pueden ser enfocadas con precisión para viajar en la misma dirección sobre grandes distancias, sin tener dispersión o pérdida de energía.
Como por ejemplo la luz emitida por un Láser.
Fuente de luz
Láser La palabra láser se deriva de las primeras letras de las palabras eninglés: “Light amplification by stimulated emisson of radiation " que
significa “Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación". Una fuente de luz láser puede describirse de manera sencilla como un dispositivo que produce un tipo único de radiación (luz coherente), esto es, una intensa luz que puede ser enfocada en un rayo estrecho con una longitud de onda precisa.
En un láser, se excita un gran número de átomos hasta un nivel elevado de energía y se hace que liberen dicha energía simultáneamente, con lo que producen luz coherente en la que todas
Fuente de luz Láser,
continuación
En los sistemas de transmisión por fibra óptica el emisor óptico, que es el encargado de convertir la señal eléctrica de información en una señal luminosa, es Láser o es un Led (diodo emisor de luz), que no es tan bueno como el láser pero es más barato. En los sistemas ópticos utilizados en Telmex, se usan exclusivamente fuentes láser. La potencia del rayo es de 1 watt.
Introducción La fibra óptica esta elaborada con ciertos materiales y características
que le permiten ser utilizada como medio de transmisión de señales luminosas, mediante la aplicación de los principios de la óptica.
¿Que es fibra
óptica? Es un filamento de cristal de alta pureza con un diámetro de 125 constituido de dos cilindros concéntricos de diferente índice deµm,
refracción que mediante fenómenos ópticos de reflexión y refracción de la luz transporta información mediante señales luminosas. Por un par de fibras ópticas se pueden realizar casi dos mil llamadas simultáneamente.
Constitución de una fibra óptica
Una fibra óptica está constituida por dos capas, una denominada núcleo y otra llamada revestimiento, elaborados con materiales con índice de refracción diferente, siendo menor el del revestimiento. Así como de una cubierta primaria.
Núcleo: Es la parte central de la fibra, por la que es guiada la luz que
incide por uno de los extremos de la fibra.
Revestimiento: Este componente tiene un índice de refracción menor
al del núcleo de la fibra y permite la reflexión total interna.
Cubierta primaria: Se aplica al momento de fabricación de la fibra
inmediatamente después del estirado y sirve para darle protección mecánica a la fibra: evitar penetración de la humedad; la creación de microfracturas, o daños superficiales a la fibra y proporcionar dimensiones maniobrables.
Revestimiento Cubierta primaria Núcleo
Propagación de la luz en la fibra óptica
El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total; la luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, el núcleo de la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de refracción mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento.
Cuando la luz golpea la frontera entre los dos vidrios, el rayo de luz se altera de dos maneras:
- Primero, la luz se refleja al chocar en la frontera.
- Segundo, el resto de la energía que choca en la frontera se refracta hacia la superficie fronteriza, debido a que el revestimiento es de un índice de refracción menor.
Ángulo y cono de aceptación
Las fibras tienen capacidad de aceptar cierta cantidad de luz, a esta capacidad de recepción se le conoce cómo “cono de aceptación, y esta directamente relacionado a los materiales con los que ha sido construida la fibra. Rayo no propagado Revestimiento n 2 n 1 Núcleo Cono de aceptación Rayo propagado Punto de refracción
Modos de propagación de la luz en las fibras
En las fibras ópticas utilizadas en las telecomunicaciones existen dos modos de propagación de la luz:
Monomodo: En este tipo de fibra los rayos de luz transmitidos a
través de la fibra viajan linealmente y se puede considerar como el modelo más sencillo de fabricar. Siendo el que se utiliza actualmente en los cables de fibra óptica instalados por Telmex, para las redes Troncales, Zonales y L.D.
Fuente Revestimiento Detector
Núcleo
Modos de propagación de la luz en las fibras,
continuación
Multimodo: El índice de refracción del núcleo varía del más alto,
hacia más bajo en el revestimiento, produciendo un efecto espiral en todo el rayo de luz, el cual describe una forma helicoidal en la medida que va avanzando en la fibra. Se utiliza principalmente para las redes locales, de T.V., redes para transmisión de datos.
Fuente Detector
Revestimiento Núcleo
Dispersión Es el ensanchamiento de un pulso de luz al viajar este a lo largo de la
fibra óptica. La dispersión limita el ancho de banda o la capacidad de enviar información a través de la fibra.
Tipos de dispersión en las fibras
Actualmente en la construcción de enlaces con cables de fibra óptica en Telmex se han utilizando cables con los siguientes modos de dispersión (proceso de absorción y radiación de la luz):
Dispersión Normal Dispersión Corrida
Dispersión Corrida No Zero
Dispersión Corrida No Zero con mayor área efectiva (NZDS-LEAF)
Dispersión
normal La fibra óptica de dispersión normal es diseñada para operar en laregión de 1300 ηm. La longitud de onda de dispersión cero (λo) debe
estar entre 1300 y 1322 ηm; en esta región la capacidad de transmitir información sobre la fibra es máxima.
Dispersión
corrida La fibra óptica de dispersión corrida es diseñada para operar en laregión de 1550 ηm. La longitud de onda de dispersión cero (λo) debe
estar en 1550 ηm; estando en esta región el punto de atenuación mínima.
Dispersión corrida No Zero
La fibra óptica de dispersión corrida No Zero es optimizada para operar con sistemas de canales múltiples de alta velocidad a largas distancias en la región de 1550 ηm, permite eliminar efectos no lineales en la transmisión asegurando una dispersión no-cero en el rango de operación de 1530 a 1560 ηm.
Dispersión
NZDS-LEAF Es la segunda generación de fibra de dispersión corrida no zero, fuediseñada para operar para operar en la banda C (1530-1565 ηm) y L
(1565-1625) ηm. Está optimizada para utilizarse en sistemas de alta velocidad hasta 10 Gbps en la actualidad.
Pérdidas en la propagación de luz en las fibras ópticas
En la propagación de la señal de luz a través de la fibra óptica existen pérdidas que originan que ésta se atenúe, la velocidad de transmisión se vea limitada y en general la eficiencia de la fibra se vea afectada. Pudiendo clasificar estas pérdidas en cuatro tipos:
• Absorción • Dispersión • Radiación • Acoplamiento Pérdidas por absorción
Estas pérdidas se presentan cuando las impurezas de la fibra absorben la luz y la convierten en calor. El vidrio ultrapuro utilizado en la fabricación, es aproximadamente 99.9999% puro y aun así existen perdidas provocadas por estas impurezas.
Pérdidas por
dispersión Este tipo de pérdidas se presenta de las siguientes formas:
Dispersión de Rayleigh: En la fabricación, cuando el vidrio esta en
estado plástico, la tensión aplicada al vidrio causa que en él se desarrollen irregularidades submicroscópicas que se forman de manera permanente. Cuando los rayos viajan en la fibra y chocan con una de estas irregularidades la luz se difracta. La difracción causa que la luz se disperse o se reparta en muchas direcciones. Una parte de la luz difractada continua por la fibra y parte de ésta se escapa por la cubierta. Los rayos de luz que escapan por el revestimiento implican una pérdida de potencia de la luz.
Dispersión cromática
o de longitud de onda: Los emisores de luz en particular el LED
emiten luz que contienen diferentes longitudes de onda. Cada rayo de luz viaja a una velocidad diferente; en consecuencia, los rayos de luz que se propagan en la fibra no llegan al extremo lejano al mismo tiempo, entonces la señal se distorsiona. A esto se le llama distorsión cromática. Cuando la fuente es un rayo láser no existe este problema.
Dispersión modal: Es causada por la diferencia en los tiempos de
propagación de los rayos de luz que toman diferentes trayectorias por una fibra. Esta dispersión solo ocurre en una fibra multimodo, se elimina en las fibras monomodo o de índice graduado.
Pérdidas por
radiación Son causadas por pequeños dobleces e irregularidades: Hay dos tiposde dobleces: micro dobleces y dobleces de radio constante. El micro
doblamiento ocurre como un resultado de las diferencias en las relaciones de la contracción térmica entre el núcleo y el material de la cubierta. Un micro doblez representa una discontinuidad en la fibra, donde la dispersión de Rayleigh puede ocurrir. Los dobleces de radio constante ocurren cuando las fibras se doblan durante su manejo o instalación.
Rayo de luz
Pérdidas por
acoplamiento Se producen en las conexiones de fuente a fibra, empalmes de fibra afibra y conexiones de fibra a detector. estas conexiones o empalmen
son:
Mala alineación lateral: es cuando hay desplazamiento axial.
Pérdida
Mala alineación de la separación: Cuando se empalman o se
conectan y quedan separadas las fibras:
Pérdida d
Mala alineación angular: Sí el desplazamiento angular es mayor a 2
grados:
Pérdida Pérdida
Acabado de superficie imperfecta. Las puntas de las fibras en un
empalme deben estar pulidas.
Introducción La función de un sistema de transmisión por fibra óptica consiste en
convertir la señal de información eléctrica de voz o datos en una señal de luz, transportarla por una fibra y volver a convertir la señal de luz en una señal eléctrica, por lo que es conocido como sistema optoelectrónico.
Sistema optoelectróni-co
Un sistema optoelectrónico es aquel conjunto de componentes necesarios para formar un sistema de comunicación que emplea como medio de transmisión a la fibra óptica, en donde en un extremo, para transmitir la información se requiere de un dispositivo emisor de luz ya sea Led (diodo emisor de luz) o Laser (Amplificador de luz por estimulación de emisión de radiación) y en el otro extremo para detectar la luz se usan fotodetectores que pueden ser Apd (fotodiodo de avalancha), Pin (fotodetector) o Pin fet (fotodetector transistor por efecto de campo).
Funcionamie-to de un sistema optoelectró-nico
La conversión de la señal eléctrica en señal de luz se realiza por medio del emisor óptico, el cual por medio de una interface se encarga de recibir la señal de voltaje, acoplarla al emisor óptico y convertirla en una señal de corriente. Esta señal de corriente provoca la variación de la intensidad de una fuente de luz.
El rayo láser varía su intensidad en función de la señal de información. La luz del rayo es acoplada ahora a una fibra óptica, que es un tubo el cuál guiara la luz, la cual puede viajar por la fibra óptica por varios kilómetros sin sufrir atenuación considerable. En el otro extremo de la fibra se encuentra el receptor óptico. Este receptor capta las variaciones de intensidad de luz a través de un detector, el cual convierte la intensidad de luz en señal de corriente. La señal después es convertida a una señal de voltaje, por lo que queda recuperada la señal de información que envío el transmisor.
Interface eléctrica
Convertidor de voltaje a corriente
Fuente de luz Interface óptica Interface óptica Detector de luz Convertidor de corriente a voltaje Interface eléctrica
Cable de fibra óptica
Entrada Salida
Esquema de un sistema optoelectrónico
Ventajas de utilizar la F.O. en redes
La construcción de redes de fibra óptica con respecto a las de cobre representa ciertas ventajas:
Tamaño reducido: El diámetro de un cable de F.O. es pequeño por lo
que optimiza el uso de canalizaciones existentes.
Ligera: El peso de un carrete de cable de F.O. es mucho menor que
el de un cable de cobre, por lo que permite que se tengan bobinas de cable con una longitud mucho mayor.
Flexible: Por su tamaño y construcción es bastante manejable para
su inmersión y acomodo en los pozos.
Libre de corrosión: Son pocos los agentes que atacan al cristal de
silicio (material con el que están construidas las fibras) el cual es químicamente muy estable .
Inmune a interferencias electromagnéticas: Las fibras ópticas son
dieléctricas por lo que no existe ningún tipo de inducciones ya sea por ondas de radio, descargas eléctricas o cualquier tipo de interferencia.
Diafonía insignificante: Como la señal transportada es luz
difícilmente se presenta este fenómeno como en los cables de cobre que transportan una señal eléctrica.
Seguridad: Las señales luminosas difícilmente pueden ser
intervenidas a menos que se cuente con equipos ópticos muy sofisticados.
Gran ancho de banda: Puede manejar anchos de banda de 1 a 10
Ghz, dependiendo del tipo de fibra utilizado.
Baja atenuación: La fibra óptica alcanza atenuaciones del orden de
0.15 db/km, comparada contra los 19 dB/Km del cable coaxial.
Aplicaciones de las redes de F.O.
Inicialmente las fibras ópticas se usaron solamente para conectar centrales telefónicas en áreas de mucho tráfico de las grandes ciudades. A medida que la tecnología de las comunicaciones avanzó, las fibras ópticas penetraron en las redes de larga distancia y su alta capacidad de conducción permite que se utilice para tender desde redes interurbanas hasta transoceánicas, así mismo debido a las necesidades de los usuarios de contar con redes más eficientes y confiables con capacidad de transportar diversos servicios tanto de voz, video datos etc., ya se tienden redes de fibra óptica en áreas locales entre las centrales y el equipo de los clientes y muchos nuevos edificios comerciales son cableados con fibra óptica para apuntalar las redes telefónicas y las redes de cómputo de alta velocidad.
Aplicaciones de las redes de F.O.,
continuación
A continuación se describe el tipo de red y el correspondiente tipo de fibra óptica con el que se construye:
Tipo de Red Descripción Tipo de fibra
Red Troncal de Larga Distancia
Es la red que enlaza dos centrales de servicio de larga distancia
Monomodo dispersión No Zero Leaf
Red Troncal Local
Red que une dos centrales de servicio local en áreas urbanas
Monomodo dispersión normal
Red Optica Flexible
Red óptica en anillo, que conecta al usuario a la red telefónica pública conmutada, a la red digital no conmutada y ofrece variedad de interfaces a diferentes velocidades (flexibilidad). y facilidades para ampliaciones futuras
Monomodo dispersión normal
Red RDA
Red digital Integrada punto a punto que conecta al usuario a la red telefónica conmutada o digital no conmutada
Monomodo dispersión normal
Red Zonal
Red para comunicar dos poblaciones dentro de la misma área. Se pueden dar los siguientes casos:
a) Sí se deriva de la red LD.
b) Sí es una red punto a punto independiente con una longitud igual o menor a 40 km.
c) Sí es una red punto a punto, enlaces en configuración en anillo o enlaces en los que se conectan en serie dos o más centros de conexión de abonado o elementos de distribución de abonados (URA´s, multiplexores de abonado etc.)
a) Monomodo dispersión No Zero Leaf b) Monomodo dispersión normal c) Monomodo dispersión No Zero Leaf
Panorama general
Introducción En la actualidad se fabrican una amplia variedad de cables ópticos
con diferentes tipos de estructuras de acuerdo a su uso y condiciones de operación. Para lo cual es necesario conocer la estructura de los cables y sus características, para su correcta aplicación y manejo.
Objetivo Al término del capítulo el participante distinguirá los diferentes tipos de
cables de F.O. utilizados en Telmex para la construcción de enlaces.
En este
capítulo En este capítulo se abordarán los siguientes temas:
Tema Ver página
Estructura de los cables de f.o. 2-2
Tipos de cables 2-11
Introducción Los cables de fibra óptica tienen una determinada estructura que le
otorga protección a las fibras, esta dependerá de diferentes factores, teniendo sus características dependiendo del uso que se requiera, según sea su instalación: en canalización o ductos, aérea, directamente enterrado o en interiores.
Factores a considerar para la
estructura del cable
Hay factores a ser considerados en la fabricación de cables de fibra óptica, como son los tipos de fuerzas a los que el cable será expuesto durante la manufactura, instalación y operación, donde pueden presentarse fenómenos resultantes que pueden perjudicar las propiedades mecánicas o de transmisión
tales como:
Manufactura del cable
Instalación del cable
Operación del cable
Fuerza lateral Cableado Tensión Torsión Curvatura Compresión Desgaste Vibración Temperatura Contracción Agua Microcurvatura Curvatura Daño a la cubierta Esfuerzo Humedad Características de transmisión Características Mecánicas Microcurvaturas:
La microcurvatura en una fibra es causada por fuerzas laterales localizadas a lo largo de la fibra. Esto puede ser provocado por esfuerzos durante la manufactura e instalación y también por variaciones dimensionales de materiales del cable debidos a cambios de temperatura.
Factores a considerar para la estructura del cable, continuación Curvados:
El curvado de una fibra óptica es causado en la manufactura del cable, así como también por dobleces durante la instalación y variación en los materiales de cables debido a cambios de temperatura.
Los esfuerzos que provocan torcedura de fibra son básicamente una fuerza transversal (presión lateral) y un esfuerzo longitudinal. El esfuerzo longitudinal no provoca torcedura cuando trabaja para alargar la fibra y, por lo tanto, no hay cambio en las pérdidas ópticas. Sin embargo, cuando trabaja para contraer a la fibra, este esfuerzo provoca que la fibra forme bucles y se curve, de tal manera que la pérdida óptica se incrementa.
Esfuerzos de Tensión:
Cuando se diseñan cables de fibras ópticas, es importante saber su límite de esfuerzo, por esta razón, las fibras ópticas son probadas exhaustivamente a ciertos niveles de tensión durante su manufactura. Los estudios de los mecanismos de crecimientos de imperfecciones y experimentos de envejecimiento acelerado. han mostrado que para obtener una vida útil en la fibra de 20 a 40 años la tensión residual no deberá exceder 20-30% de la prueba de tensión mencionada.
Humedad:
La resistencia a la tensión longitudinal de la fibra en la presencia de agua se reduce, así como también se reduce el tiempo a la falla estática. La pérdida de potencia óptica se puede incrementar con algunas construcciones de cable, cuando el agua está presente en la estructura del cable.
En invierno la humedad podría congelarse y, bajo ciertas condiciones, podría causar que las fibras se comprimieran incrementando la pérdida óptica.
Cuando sea posible, las fibras deben aislarse del agua. Los compuestos de relleno (petrolato o jelly) no son completamente impermeables y con el tiempo el contenido de humedad se puede elevar.
Estructura mecánica del cable
El cable de F.O. En su estructura mecánica consta principalmente con tres componentes que son:
• Elemento de tracción central
• Armadura
• Cubierta
Elemento de tracción central
Este tipo de estructura consiste de un miembro de tensión colocado en el centro del cable y alrededor de él se colocan las fibras de cubierta secundaria en forma helicoidal rellenándose los espacios libres con jelly, para darle una protección contra la humedad.
Cubierta interna a) b) Tubos holgados Fibras Miembro Kevlar Fibras en tubos holgados Elemento de tracción central Elemento de tracción central
Elemento de tracción central,
continuación
El conjunto se reúne con una cinta de mylar para mantener primeramente en su lugar las fibras y posteriormente servir como una barrera térmica en el proceso de extrusión de las cubiertas, formándose así el llamado núcleo del cable. Cuando se requiere alta densidad de fibras se pueden usar varias capas o bien utilizar tubos holgados que contengan más de una fibra.
Si se requiere buena flexibilidad del cable se deberá usar cubiertas de tubo apretado, aunque como desventaja del cable es más sensible a la temperatura.
En esta estructura las fibras pueden ir cableadas en sentido "S" (a la izquierda), en "Z" (a la derecha) o en SZ (alternada).
Sobre el núcleo del cable pueden ir los demás elementos que conforman el cable específico, es decir, puede llevar una cubierta interna, una barrera contra la humedad, una armadura, algún elemento de suspensión, etc.
Este tipo de estructura es la que se emplea más frecuentemente para las distintas aplicaciones, ya que se obtienen cables de dimensiones reducidas, de buena flexibilidad
Armadura Elaborada en acero corrugado con espesor de 0.15 mm la cual lleva
un revestimiento de polietileno por ambas caras, envuelve periféricamente al elemento de tracción central y a los tubos holgados que contienen a las fibras, formando el cuerpo del cable. Dependiendo del lugar de instalación puede traer armadura sencilla (ductos), doble armadura(enterrado) o puede no traer armadura (interiores).
Cubierta Elaborada en polietileno de baja densidad en color negro, pudiendo
llevar dos, una interior que envuelve periféricamente al elemento de tracción central y a los tubos holgados que contienen a las fibras, ubicada entre éstos y la armadura y otra exterior que envuelve a todo el cable por encima de la armadura. Dependiendo del lugar de instalación la cubierta exterior puede ser de polietileno de baja densidad (ductos) polietileno media densidad (enterrado) o antiflama de policloruro de vinilo (interiores) pigmentada en colores.
Capa de acero recubierta
de polimero cinta de aluminio corrugado Cubierta externade polietileno Cubierta interna de polietileno Cinta Fibra óptica polietileno Miembro central de tensión
Cable de uso exterior
Cubierta externa PVC antiflama Cinta Tubo holgado Fibra Cubierta externa Fibra óptica Trenzado Kevlar
Cable
canalizado o en ducto
Las principales características del cable de F.O. que se utiliza en Telmex para ser instalado en canalizaciones de concreto, PVC y en ductos de alta densidad son: armadura de acero sencilla, con cubierta exterior de polietileno de baja densidad y elemento de tracción dieléctrico. De tipo unimodo pudiendo ser de dispersión normal, corrida, no zero (NZDS) y no zero con mayor área efectiva (NZDS-LEAF), según sean los requerimientos de transmisión o tipo de obra de la planta externa en que serán instalados.
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(POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD)
Cable aéreo Las principales características del cable de F.O. que se utiliza en
Telmex para ser instalado en postería son: armadura de acero sencilla, con cubierta exterior de polietileno de baja densidad y elemento de tracción dieléctrico, además de un cable mensajero de 7 hilos de acero galvanizado con cubierta de polietileno, posicionado en forma paralela a lo largo del cable, adherido al mismo mediante la cubierta (autosoportado). De tipo unimodo, pudiendo ser de dispersión normal, dispersión corrida y dispersión no zero (NZDS) y no zero con mayor área efectiva (NZDS-LEAF), según sean los requerimientos de transmisión o tipo de obra de la planta externa en que serán instalados.
(POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD)
Cable
enterrado Las principales características del cable de F.O. que se utiliza enTelmex para ser instalado directamente enterrado son: doble
armadura de acero, con cubierta exterior de polietileno de media densidad y elemento de tracción dieléctrico. De tipo unimodo, pudiendo ser de dispersión normal, dispersión corrida y dispersión no zero con mayor área efectiva (NZDS-LEAF), según sean los requerimientos de transmisión o tipo de obra de la planta externa en que serán instalados.
Continúa en la siguiente página…
(POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD)
Cable de uso
interior Las principales características del cable de F.O. que se utiliza enTelmex para ser instalado en el interior de edificios son: no constan de
armadura, con cubierta exterior policloruro de vinilo (antiflama) pigmentada según el tipo de cable (3/amarillo; 10/naranja; TM-12/Azul; TM-14/Blanco) y elemento de tracción dieléctrico. De tipo unimodo, pudiendo ser de dispersión normal, dispersión corrida y dispersión no zero (NZDS) y no zero con mayor área efectiva (NZDS-LEAF), según sean los requerimientos de transmisión ó tipo de obra de la planta externa en que serán instalados.
Tabla de tipos
de cable La siguiente tabla muestra los tipos de cables que se utilizan enTelmex (TM):
Tipo Dispersión N° de fibras Uso Long. carrete (m)
TM-1 Normal 06,12,24,36,48,72 Canalización 1,950 + 5 % TM-3 Normal 06,12,24,36,48,72 Interior 500 – 0 + 3% TM-4 Normal 06,12,24 Enterrado 4600 – 0 + 5 % TM-5 Normal 12,24 Aéreo 1,950 + 5 % TM-6 Corrida 06,12,24 Aéreo 1,950 + 5 % TM-7 Corrida 06,12,18,24,36 Canalización 4600 – 0 + 5 % TM-7 LD Corrida 18,24,36 Canalización 4600 – 0 + 5 % TM-8 Corrida 06,12,18,24,36 Enterrado 4600 – 0 + 5 % TM-8 LD Corrida 18,24,36 Enterrado 4600 – 0 + 5 % TM10 Corrida 06,12,18,24,36,48, Interior 500 – 0 + 3% TM-11 No zero 12,18,24,36,48 Canalización 4600 – 0 + 5 % TM-12 No zero 12,18,24,36,48 Interior 500 – 0 + 3% TM-13 Nzds-Leaf 12,18,24,36,48 Canalización 4600 – 0 + 5 % TM-14 Nzds-Leaf 12,18,24,36,48 Interior 500 – 0 + 3% TM-15 Nzds-Leaf 12,24 Aéreo 1,950 + 5 % TM-16 Nzds-Leaf 06,12,18,24,36 Enterrado 4600 – 0 + 5 %
Nota: Los cables de dispersión corrida y dispersión no zero ya no se fabrican
Introducción Los cables de fibra óptica cuentan con un código de colores que nos
permite identificar la numeración tanto de los tubos holgados como de las fibras.
Código de colores para los tubos holgados
Para identificar el orden de los tubos holgados contenidos en un cable de fibra óptica, éstos vienen en 6 diferentes colores a los cuales les corresponde un número, de acuerdo a la siguiente tabla:
N° de tubo holgado Color 1 Blanco 2 Azul 3 Amarillo 4 Rojo 5 Verde 6 Naranja
Para los cables fabricados antes de 1994 el código de colores de los tubos holgados es el siguiente: De los 6 tubos, dos van
coloreados uno de rojo y el otro de azul, los otros cuatro son de color natural.
El rojo se considera como piloto y el azul el sentido en el que se debe contar, siendo el rojo el tubo 1, el azul el tubo 2, siguiendo ese mismo sentido los de color natural serán los tubos 3, 4, 5 y 6 respectivamente.
Código de colores para las fibras
Para identificar el orden de las fibras contenidas en los tubos holgados, éstas vienen en 12 diferentes colores a los cuales les corresponde un número, de acuerdo a la siguiente tabla:
N° de fibra Color 1 Natural 2 Azul 3 Amarillo 4 Rojo 5 Verde 6 Naranja 7 Violeta 8 Café 9 Gris 10 Negro 11 Rosa 12 Blanco Código de colores para cables L.D.
El código de colores para los cables tipo TM-7 L.D. y TM-8 L.D. es diferente al de los demás cables, siendo el de la siguiente tabla tanto para los tubos holgados como para las fibras:
N° de fibra Color 1 Azul 2 Naranja 3 Verde 4 Café 5 Gris 6 Blanco
Número de fibras ópticas por tubo holgado
Todos los cables de F.O. que se utilizan actualmente en Telmex constan de 6 tubos holgados. Se hace notar que dependiendo de la capacidad del cable no todos los tubos contendrán fibras ópticas, los cuales solamente vendrán de relleno.
El número de fibras ópticas por tubo dependerá de la capacidad del cable, de acuerdo a la siguiente tabla:
Capacidad del cable N° de f.o.´s por tubo Tubos ocupados Tubos de relleno Tubos por cable 6 F.O. 6 1 5 6 12 F.O. 4 3 3 6 18 F.O. 6 3 3 6 24 F.O.(*) 4 6 ninguno 6 36 F.O. 6 6 ninguno 6 48 F.O. 12 4 2 6 72 F.O. 12 6 ninguno 6
(*)Unicamente en los cables L.D. de 24 f.o´s. se presenta la siguiente variante: 6 fibras por tubo/4 tubos ocupados/ 2 de relleno.
Numeración de las f.o.´s en los tubos holgados
La numeración de las fibras ópticas (f.o.´s) dentro de los tubos holgados dependerá del n° de f.o.´s/tubo, de acuerdo a la siguiente tabla: N° de f.o.´s /tubo Tubo 1 (natural) Tubo 2 (azul) Tubo 3 (amarillo) Tubo 4 (rojo) Tubo 5 (verde) Tubo 6 (naranja)
4
1 - 4 5 - 8 9 – 12 13 – 16 17 – 20 21 - 246
1 – 6 7 – 12 13 - 18 19 – 24 25 – 30 31 - 3612
1 - 12 13 – 24 25 – 36 37 –48 49 – 60 61 - 72Códigos de colores de otros cables
En algunos casos se presenta la necesidad de intervenir cables de diferentes tipos a los que utilizamos en Telmex. Mostrándose en la siguiente tabla su código de colores para identificación de las fibras. Dependiendo del tipo de cable tendremos los códigos de los colores por grupo, los cuales están identificados con cintas (sedas).
No. de
Fibra Telmex (TM) Lxe (A.T.&T) Unitubo Alcatel
Gpo .
1 Natural Azul Azul
2 Azul Naranja Naranja
3 Amarillo Verde Verde
4 Rojo Café Café
5 Verde Gris Plata o Gris
6 Naranja Blanco Blanco
Azul (1)
7 Violeta Azul Azul
8 Café Naranja Naranja
9 Gris Verde Verde
10 Negro Café Café
11 Rosa Gris Plata o Gris
12 Blanco Blanco Blanco
Naranja (2)
13 Azul Azul
14 Naranja Naranja
15 Verde Verde
16 Café Café
17 Gris Plata o Gris
18 Blanco Blanco Verde (3) 19 Azul Azul 20 Naranja Naranja 21 Verde Verde 22 Café Café 23 Gris Plata 24 Blanco Blanco Café (4)
¿Cómo identificar el n° de fibra de acuerdo al color?
Cuando se quiera saber el número correspondiente de una determinada fibra en un cable seguiremos lo siguiente:
a) Verificar de que capacidad es el cable.
b) En base a la capacidad, determinar si contiene 4, 6, ó 12 f.o´s. por tubo:
- 4 f.o.´s. por tubo: En cada tubo las fibras tendrán los 4 primeros
colores del código (del natural al rojo ).
- 6 f.o.´s. por tubo: En cada tubo las fibras tendrán los 6 primeros
colores del código (del natural al naranja).
- 12 f.o.´s. por tubo: En cada tubo las fibras tendrán los 12
colores del código (del natural al blanco).
c) Con el n° del tubo (según color) sabremos la numeración de las fibras contenidas en ese tubo.
d) Con el color de la fibra se determina el n° de ésta.
¿Cómo identificar el n° de fibra de acuerdo al color?, continuación
Ejemplo 1: ¿Cuál será el n° fibra si ésta es de color natural y el tubo
es de color azul, para cables con capacidades de 24, 36 y 48 fibras ópticas respectivamente?
Cable: 24 F.O. = 4 f.o.´s./tubo
Tubo: color azul = tubo 2 (fibras de la 5 a la 8) Fibra: color natural = f.o. 05
Cable: 36 F.O. = 6 f.o.´s/tubo
Tubo color azul = Tubo 2 (fibras de la 7 a la 12) Fibra: color natural = f.o. 07
Cable: 48 F.O. = 12 f.o.´s/tubo
Tubo color azul = Tubo 2 (fibras de la 13 a la 24) Fibra color natural = f.o. 13
Ejemplo 2: ¿Cuál será el n° fibra si ésta es de color amarillo y el tubo
es de color rojo, para cables con capacidades de 24, 36 y 48 fibras ópticas?
Cable: 24 F.O. = 4 f.o.´s/tubo
Tubo: color rojo = tubo 4 (fibras de la 13 a la 16) Fibra: color amarillo = f.o. 15
Cable: 36 F.O. = 6 f.o.´s/tubo
Tubo color rojo = Tubo 4 (fibras de la 19 a la 24) Fibra: color amarillo = f.o. 21
Cable: 48 F.O. = 12 f.o.´s/tubo
Tubo color rojo = Tubo 4 (fibras de la 37 a la 48) Fibra color amarillo= f.o. 39
¿Cómo identificar el n° de fibra de acuerdo al color?, continuación
Ejemplo 3: ¿De que color será el tubo holgado y de que color será la
fibra n° 21 para cables con capacidades de 24, 36 y 48 fibras ópticas respectivamente?
Cable de 24 F.O. = 4 f.o.´s/tubo
Tubo 6 (fibras 21 a la 24) = color naranja Fibra 21 = color natural
Cable de 36 F.O. = 6 f.o.´s/tubo
Tubo 4 (fibras 19 a la 24) = color rojo Fibra 21 = color amarillo
Cable de 48 F.O. = 12 f.o.´s/tubo
Tubo 2 (fibras 13 a la 24) = color azul Fibra 21 = color gris
Ejemplo 4: ¿De que color será el tubo holgado y de que color será la
fibra n° 58 en un cable de 72 fibras ópticas?
Cable de 72 F.O. = 12 f.o.´s/tubo
Tubo 5 (fibras 49 a la 60) = color verde Fibra 58 = color negro
Panorama general
Introducción En los enlaces con cable de fibra óptica es necesaria la protección de
los empalmes de ruta, para esto utilizaremos los cierres de empalme, los cuales facilitan su acomodo y resguardo, además de ser accesibles en el caso de que se necesite efectuar alguna intervención en los mismos.
En Telmex los cierres para empalmes en cables de F.O. que se utilizan en los enlaces nuevos son :
• Cierre 3M
• Cierre Stewing
• Cierre Fosc
Anteriormente se utilizaba también el Ericsson, el cual todavía podemos encontrar en algunos enlaces existentes.
Objetivo Al término del capítulo, el participante realizará el trazo y preparación
del cable así como el acomodo de las fibras y sus empalmes dentro de los cierres, de acuerdo a las normas y procedimientos establecidos en Telmex.
En este
capítulo En este capítulo se abordarán los siguientes temas:
Tema Ver página
Cierre 3 M 3-2
Cierre Stewing 3-19
Cierre Fosc 3-35
Descripción
general El cierre mecánico para empalmes de cables de fibra óptica 3M-2178es hermético, retardante a la flama y puede ser utilizado en
aplicaciones aéreas, subterráneas (pozos y directamente enterrados) tanto en red existente como nueva. La base del cierre tiene 2 puertos de entrada por cada lado (con posibilidad de ampliar hasta 6 puertos por lado). Esto le permite ser utilizado en configuraciones entrada y salida por el mismo lado, en línea (empalme recto) y derivación, con capacidad de alojar hasta 11 organizadores (charolas de empalme); y en cada organizador tener 12 empalmes de fusión ó mecánicos.
Base Tapa
Válvula de presión
Puertos de entrada
Componentes
del cierre Los principales componentes del cierre 3M son los que abajo seilustran:
Tubos termocontráctiles para empalme
Insertopara empalmes defusión
Tubo de transporte
Soporte universal Organizador charola de empalme
Adaptador central Tapón ciego Tuercas hexagonales Abrazadera Llave allen Juego de roldanas Conector de pantalla Cinturones de nylon Gomas de sujecion Malla para tierra
Trazo y preparación del cable
Para poder efectuar el empalme de cables de F.O. utilizando el cierre 3M se inicia la operación efectuando el trazado del cable conforme el siguiente procedimiento:
Paso Acción
1
Realice tres marcas al cable: La 1ª a 25cm de la punta, la 2ª a 150 cm y la 3ª a 250 cm (longitud total del trazo).
Con el cortador circular o con la navaja, realice un corte a la cubierta primaria en la 1ª marca; desprenda este tramo. Realice una muesca vertical en la armadura, justo debajo del cordón de ruptura, ya sea con una navaja o con tijeras. Esta muesca sirve para que el cordón de ruptura se pueda jalar con mayor apoyo y de esta manera se inicie el corte a través de la armadura corrugada.
0.25 m
2
Antes de jalar el cordón de ruptura, haga otro corte circular en la 2ª marca, jale el cordón de ruptura hasta la marca, desprenda este tramo. Repita la operación para desprender la cubierta primaria y la cubierta corrugada hasta la 3ª marca.
Nota: De ser necesario se pueden hacer más marcas y cortes
circulares intermedios a los 250 cm para facilitar la operación.
3
Retire la cubierta interna siguiendo la misma operación de los puntos anteriores, dejando 1cm. con respecto a la cubierta externa del cable, con lo cual quedan expuestos los tubos holgados, y proceda a limpiarlos con estopa empapada con líquido solvente Hidrogel o D´gel para remover el silicón.
Trazo y preparación del cable, continuación Paso Acción 4
Corte el elemento central de tracción, dejando únicamente 18 cm. de largo.
Observación: Para la instalación del 5º cable de F.O. en
adelante, no se deberá dejar el elemento de tracción central; ya que, el cierre permite sólo un adaptador central para 4 elementos de tracción de los 4 primeros cables de F.O. que entran en su base.
5
Introduzca 2 roldanas plásticas (de igual medida) alrededor del cable. Use las roldanas con el diámetro interno que más se ajuste al diámetro exterior del cable de F.O. De ser necesario abra la roldana y colóquela alrededor del cable; ya que, la roldana tiene una muesca que permite abrirse.
Cable de F.O. 250 1 18 Acot. en cm Armadura Cubierta interna Elemento de tracción central Roldanas Cubierta externa
Dimensiones del trazado del cable
Tubos holgados
6 Lije 15 cm. de la cubierta externa del cable.
7 Corte los tubos holgados que no contengan fibras.
Continuidad y aterrizaje de pantallas
La continuidad de pantallas se realiza bajo el siguiente procedimiento:
Paso Acción
1
Realice 2 cortes longitudinales de 2.54 cm. (1”), a cada lado del cable. Los cortes deben abarcar únicamente la cubierta externa y la pantalla metálica del cable
C o r t e d e 2 . 5 4 c m T u b o s h o l g a d o s C u b i e r t a e x t e r n a C u b i e r t a i n t e r i o r P a n t a l l a m e t á l i c a 2
Introduzca la base del conector de pantalla entre la cubierta interna y la pantalla metálica del cable de F.O.
Observación: Debe poner cinta vinyl alrededor la base del conector de pantalla (a excepción de la tuerca de contacto) para evitar que las puntas metálicas pudieran dañar los tubos holgados.
Continuidad y aterrizaje de pantallas, continuación Paso Acción 3
Coloque la tapa del conector de pantalla sobre la cubierta externa del cable y sujétela mediante una tuerca.
Encima de la 1er. tuerca coloque la malla para continuidad de tierra y después la 2ª tuerca.
2a.Tuerca 1a. Tuerca Malla para continuidad de tierra 4
Posteriormente al cerrar el cierre conecte la malla a la terminal que da a la parte exterior del mismo para su conexión a tierra.
Fijación del cable en los puertos de entrada
El acomodo y fijación del cable en los puertos de entrada del cierre se realiza bajo el siguiente procedimiento:
Paso Acción
1
Coloque las roldanas a 2 cm. del extremo del conector de pantalla y aplique varias vueltas de cinta vulcanizada entre las roldanas, lo suficiente hasta llegar a una marca que se encuentra en la parte interna de la roldana
2 cm.
Conector de pantalla Cinta vulcanizada
2
Aplique grasa lubricante en el cierre sobre los puertos de entrada de la base del cierre.
. Aplique grasa
en puertos
3
Coloque la banda de hule (Gasket) alrededor de la base del cierre, verificando que la parte abierta de sus puertos (anillos) para los cables quede hacia arriba y aplique grasa lubricante en la banda de hule, sólo en los puertos de entrada (anillos).
La parte abierta de los anillos de la banda de hule
Fijación del cable en los puertos de entrada, continuación Paso Acción 4
Introduzca los cables en los puertos correspondientes y coloque tapones ciegos encintados con 2 ½ vueltas de cinta vulcanizada en cada uno de los puertos de entrada que queden sin cable, después de colocar la banda con sus anillos de hule (gasket).
Anillo de la banda de hule
5
Sujete los cables a la guía de la base del cierre con las abrazaderas, las cuales deben quedar sobre el cuerpo del conector de pantalla y por debajo de la guía en la base del cierre.
Guia de la base del cierre
6 Introduzca el elemento central de tracción por debajo de los prisioneros Allen que se encuentran en el adaptador central.
Preparación de los tubos holgados
La preparación de los tubos holgados para su acomodo dentro del cierre se realiza conforme el siguiente procedimiento:
Paso Acción
1
Identifique externamente el grupo de tubos holgados sujetándolos mediante cinturones de nylon de diferente color para conocer el cable de donde provienen.
2
Pase los tubos holgados por debajo de los elementos de tracción y conchas laterales de retención (las cuales son removibles) .
3
Retire a 75 cm. de la cubierta externa del cable la cubierta de los tubos holgados, dejando las fibras desnudas y limpias. Utilice un poco de alcohol isopropílico para quitar completamente el silicón.
4
Introduzca las fibras dentro de los tubos de transporte de tal forma que al menos 2.54 cm. (1”) del tubo holgado quede cubierto por el tubo de transporte
Tubo holgado Tubo de transporte Fibra d e s n u d a Cinturón de nylon Cubierta exterior Cinta vynil
Instalación de
organizadores La instalación de los organizadores o charolas de empalme se realizasiguiendo el procedimiento mostrado:
Paso Acción
1
Coloque el Soporte Universal sobre el Adaptador Central en la base del cierre y sujételo mediante las dos tuercas hexagonales y ponga 2 tiras de contacto velcro sobre el Soporte Universal y otras 2 encima de estas, con el adhesivo hacia arriba.
Tira de Contacto
Adaptador Central Soporte Universal El adhesivo debe quedar
en los extremos externos
2
Retire la cinta protectora de las tiras de contacto y coloque encima el primer organizador (charola de empalme), ejerciendo presión sobre el Soporte Universal.
3 Coloque los insertos de empalme dentro del organizador, sujetándolos con las “cejas” que posee.
Instalación de organizado-res, continuación Paso Acción 4
Coloque uno a uno los organizadores subsecuentes unos sobre otros de manera que los bornes externos coincidan, conforme vaya empalmando y acomodando las fibras en cada organizador, colocándoles su respectiva tapa rotulada.
5
Coloque las gomas de sujeción de manera intercalada entre dos organizadores y asegure los organizadores mediante el cinturón de contacto, cerciorándose de que éste pase por debajo del Soporte Universal.
Soporte universal Adaptador central Cinturon velcro Organizador Gomas de sujeción
Acomodo de las fibras y empalmes en el organizador
El acomodo de las fibras dentro del organizador se realiza conforme el siguiente procedimiento:
Paso Acción
1
Introduzca los tubos de transporte dentro de los canales en los extremos del organizador y sujételos mediante cinturones de nylon, cuidando de no rebasar el radio mínimo de curvatura de las fibras. Si los tubos de transporte son muy largos los puede recortar.
Observación: Se debe cuidar que la entrada de los tubos de transporte en todas las charolas de empalme sea en el mismo nivel en ambos extremos; ya que, esto facilitara las labores de intervención (mantenimiento o derivación) que se realicen en las fibras.
Tubo de transporte Cinturón deNylon
Insertos para empalme de fusión.
Flechas de dirección para el acomodo de las fibras Concha de Retención
Mismo nivel de entrada de los tubos de transporte
2
Coloque etiquetas de identificación sobre los tubos de transporte para definir cuales son las Fuentes (F1,F2,F3) y cuales Destinos (D1,D2,D3).
3
Realice los empalmes y acomode las fibras siguiendo las flechas en el organizador, introduzca los empalmes en el inserto de empalmes del 1 al 12, de acuerdo a las manecillas del reloj de izquierda a derecha de la posición del operario. 4
Tape el organizador con su mica transparente. Rotule y coloque las etiquetas sobre la tapa del organizador como: no. de fibra, ruta, usuario, etc.
Cerrado del cierre y prueba de hermeticidad
Una vez realizado el empalme y acomodas las fibras se realiza el cerrado y prueba de hermeticidad siguiendo el siguiente procedimiento:
Paso Acción
1 Coloque la tapa del cierre sobre la base, es indistinta la orientación.
2
Atornille la tapa contra la base del cierre utilizando el maneral con extensión y dado correspondiente siguiendo la secuencia del 1 al 10, que se encuentra numerada en la parte superior de la tapa.
Válvula de presión
3
Inyecte aire seco a través de la válvula de presión hasta alcanzar una presión constante de 3 lb/pulg²., durante 15 min.
4
En los 2 ó 3 últimos minutos de la inyección de aire, aplíquele jabón al cierre o sumérjalo en agua para verificar que no tenga fugas.
Derivación en el cierre de empalme
Cuando se precisa de conectar un usuario o una URL al cable de alimentación principal, o a la Troncal de L.D., se efectuará una intervención en uno de los empalmes existentes, realizándose una derivación.
Preparación del cable y el cierre para la derivación
Para efectuar la derivación lo primero que debemos hacer es la preparación del cable de derivación y el cierre del empalme a intervenir, conforme el siguiente procedimiento:
Paso Acción
1
Realice el trazado y preparación del cable nuevo para la derivación (de acuerdo al procedimiento de trazo y preparación del cable descrito anteriormente).
2
Abra el cierre, aflojando los diez tornillos de la tapa manteniendo juntas ambas partes del cierre (base y tapa). Extraiga 4 de los tornillos, y cámbielos a cada extremo de la tapa (en la parte en que el orificio de la tapa y la base no es continuo), sin apretar.
Lo que se pretende con esto es hacer palanca entre la tapa y la base del cierre.
R e t í r e l o
Instálelo
3
Empezando por cualquier de las cuatro esquinas atornille hasta que las mitades del cierre se separen unos 6 mm. Repita el procedimiento con el otro tornillo que se encuentra en el mismo lado del cierre.
