Mdulo 3

Definicin, instancias de normatividad

y estndares

Los estndares son reglas documentadas que contienen

especificaciones o criterios tcnicos utilizados como

guas y/o definiciones para que productos o servicios se

ajusten a un propsito determinado.

De esta forma, los estndares en la industria de

telecomunicaciones son un conjunto de normas y

recomendaciones tcnicas que especifican la forma de

transmisin en los sistemas de telecomunicaciones

estipuladas por los organismos internacionales.

ITU-T

Es uno de los miembros de la UIT (Unin Internacional

de Telecomunicaciones), que promueve los estndares

de las redes de comunicacin de datos, conmutacin

telefnica, sistemas digitales y terminales.

Dentro de este organismo existe la Comisin de

Estudio 15 - Infraestructura de las redes pticas de

transporte y de otras redes de acceso, encargada de

los estudios relacionados a las redes pticas pasivas

(PON) y redes pticas de conmutacin automtica

(ASON).

ESTNDARES RELACIONADO A

COMUNICACIONES PTICAS

Relacionadas a la Fibra ptica

UIT-T G.650

Es la recomendacin que se encarga de la definicin y

mtodos de prueba de los parmetros pertinentes de las

fibras monomodo.

UIT-T G.651

Caractersticas de un cable de fibra ptica multimodo de

ndice gradual de 50/125 m. Para seleccin se recomienda

comparar otros estndares (ISO, IEC)

UIT-T G.652 G.657

Caractersticas de los cables de fibra ptica monomodo.

Otras Recomendaciones

UIT-T G.661

Parmetros de los amplificadores pticos

UIT-T G.667

Compensadores de dispersin cromtica

UIT-T G.692

Interfaces multicanal ptico

UIT-T G.957

Interfaces para SDH

UIT-T G.982 - 987

PON Y GPON

RESUMEN DE ESTNDARES DE FIBRA PTICA

ITU-T G.651 Multimode fiber . OM3 y OM4.

ITU T G 652 Standard Singlemode fiber. (A, B, C, D), diferente

comportamiento por absorcin del pico de agua. Estndares

equivalentes : IEC 60793-2, TIA/EIA-492CAAB

ITU-T G.653 Zero Dispersion Shifted Fiber (ZDSF), (A y B)

ITU-T G.654 Cut Shifted Fiber (A, B, C)

ITU-T G.655 Non-zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF), para

DWDM. Aplicaciones de largo alcance y backbone . (A, B, C, D y E)

diferente comportamiento en atenuacin, dispersin cromtica y PMD

ITU-T G.656 BB Dispersion Fiber, diseadas para redes dorsales.

ITU-TT G 657 ltimo estndar, indicadas para FTTH y con tolerancia

a las curvaturas. (A y B)

REDES PTICAS DE TELECOMUNICACIONES

Existen mucha variedad de topologas de red de acuerdo con las distancias

alcanzadas, ancho de banda requeridos y condiciones particulares.

Buildings

Multi-home Units

Residential

CO/Headend/M

TSO

Local Convergence Point

Network Access

Points

High Speed DWDM network Access/FTTx network

- HFC, PON

Qu significa caracterizar una

fibra? La caracterizacin es simplemente el proceso de eleccin y

prueba de la fibra ptica para asegurar que estn disponibles para los tipos de transmisin (WDM, SDH, Ethernet) que seran usados.

Los tipos de transmisin estn en funcin de cada tecnologa.

Tecnologa Velocidad PMD Max CD Max

SDH 10 Gbs 10 ps 1176ps/nm

Ethernet 10 Gbs 5 ps 738 ps/nm

SDH 40 Gbs 2.5 ps 64 ps/nm

Pruebas de la Planta

Antes, durante y despus de la construccin de la

planta de fibra, se deben realizar pruebas de

control de calidad y aceptacin para garantizar que

la calidad y el desempeo del cable estn dentro

de los parmetros requeridos.

Las pruebas se dividen en 3 categoras:

pruebas de recepcin inspeccin

pruebas en construccin

pruebas de aceptacin y conformidad

Inspeccin del Cable

La inspeccin del cable consiste en dos partes:

1) Inspeccin de recepcin

el objetivo es verificar si el suministrador ha entregado lo que

se pidi y si el producto cumple las especificaciones.

consiste en una inspeccin visual y algunas mediciones por

muestreo

atenuacin de la fibra y su dispersin (si es necesario)

es usual realizar esas pruebas en 10% del material recibido

Inspeccin del Cable (cont.)

2) Pruebas previas a la instalacin

realizadas previamente al despacho de las bobinas de cables al

sitio en donde se instalarn

consisten en:

inspeccin visual de la bobina para constatar la integridad del

cable.

prueba de atencuacin con el OTDR de todas las fibras para

obtener valores de referencia, aso mismo de PMD (si es

necesario)

Mediciones en la planta de fibra ptica

Pruebas de preinstalacin Inspeccin del cable instalado Inspeccin de ODFs y conectores Prdidas por insercin Mediciones con OTDR Mediciones de la Optical Return Loss Polarization Mode Dispersion (PMD) Medicin de la dispersin cromtica (CD)

@ On @ Charge

LASER

ON/OFF

PREV

LEVEL

ADJUSTMENU

ENTER

CW/

FMOD

LASERON/OFF

PREV

LEVEL

ADJUSTMENU

ENTER

CW/

FMOD

Atenuacin hay dos maneras de medir la atenuacin

la primera forma se realiza con fuentes y medidores de potencia ptica.

la segunda forma es utilizando un OTDR

Para los empalmes por fusin se puede tener un estimado previo con la informacin que brindan las empalmadoras

PMD y dispersin cromtica

Pruebas en la construccin de la planta

Pruebas de Aceptacin de la Planta ptica

Generalmente, las pruebas consisten en medir la atenuacin extremo a extremo del cable empalmado y, recomendablemente dotado de conectores y cordones pticos.

el objetivo es verificar el cumplimiento del valor especificado del coeficiente y de la atenuacin extremo a extremo

as mismo, medir la PMD del cable instalado

El mtodo usual es medir de tramo en tramo con dos conjuntos de medicin de atenuacin

las pruebas se realizan en un sentido y luego en el otro

la prdida sera el promedio de los dos resultados

Pruebas de los Equipos

Tambin el equipo se debe someter a pruebas de recepcin y de aceptacin final

La prueba de recepcin generalmente consiste en una sencilla inspeccin visual

En algunos casos, las pruebas de recepcin incluyen sistemas de verificacin de los parmetros de operacin y pruebas de esfuerzo climtico

Las pruebas de aceptacin buscan verificar que todos los parmetros estn dentro de lo especificado y que el sistema opera en campo sin errores.

Pruebas de los Equipos

Las pruebas son recomendadas por el suministrador o por la administracin de la empresa operadora, segn estndares establecidos.

Las pruebas incluyen, entre otras: Verificacin en bucle local

prueba de alarmas con estmulo provocado

margen de operacin

tolerancia a jitter (en bucle local o remoto)

tasa de error

En la aceptacin de las interfaces pticas, adems de pruebas funcionales y de nivel ptico, se realiza la medicin de la tasa de error (BER) en simuladores o racks de pruebas.

La medicin de la BER tiene por objetivo verificar el cumplimiento de las caractersticas de transmisin .

Pruebas de los Equipos Terminales

Instrumentos para Sistemas de

Fibras pticas

Fuentes pticas

Medidores de potecia ptica

Telfonos pticos

Detector de fibra viva

Certificadores

OTDR Optical Time Domain Reflectometer

OSA

Medidor de dispersin cromtica

Medidor PMD

Medidor ORLMicroscopios

Tpicamente

usado para la

mayora de

sistemas

Inspeccionar antes de conectar

LIMPIAR

Esta limpio?

SI

Inspeccionar, limpiar, inspeccionar y

conectar La inspeccin de los conectores y su limpieza son simples pasos pero con inmenso

beneficio

4 Conectar

Si la fibra est limpia,

entonces CONECTAR

el conector.

NOTA: De igual forma

para los jumpers.

2 Limpiar

Si el conector est

sucio, use la

herramienta de

limpieza

1 Inspeccionar

Use un microscopio

para INSPECCIONAR

la fibra.

3 Inspeccionar

Use la punta de

prueba del

microscopio para

RE-INSPECCIONAR

(confirmar si est

limpia la fibra)

Contaminacin y comportamiento de la seal

Conecto contaminado y su efecto en la calidad de la seal CLEAN CONNECTION

Back Reflection = -67.5 dB

Total Loss = 0.250 dB

1

DIRTY CONNECTION

Back Reflection = -32.5 dB

Total Loss = 4.87 dB

3

Conexiones limpias vs. conexiones sucias

UN OTDR nos presenta una significante prdida de la seal

ptica a consecuencia de conectores sucios

De qu depende una BUENA conexin ptica?

Perfecto alineamiento de ncleos

Physical Contact (Contacto fsico)

Prstima conexin en la interface

Los 3 principios bsicos que son crticos para conseguir una

efiente conexin ptica son: Las 3 Ps

Core

Cladding

LIMPIAR

Transmisin de luz

Qu hace tener una mala conexin?

Una simple partcula

entre los ncleos puede

causar significativas

prdidas por insercin,

reflexiones e incluso

dao a las fuentes

pticas.

Actualmente las tcnicas de conectorizacin y la precisin de los conectores hacen

posible el alineamiento de ncleos y el contacto fsico, quedando como accin de

mantenimiento la limpieza de las caras de las frulas.

Como resultado de la contaminacin de las caras se tienen problemas en las redes

pticas.

PARTCULAS

Core

Cladding

Back Reflection Menor potencia Luz

Ilustracin de la presencia de partculas

Cada vez que los conectores son enfrentados, las partculas alrededor del ncleo se desplazan causando su cambio de posicin y esparcimiento sobre la cara de la fibra.

Las partculas ms grandes que 5 usualmente se rompen y se diseminan multiplicndose empeorando el acoplamiento.

Las partculas muy grandes provocan un air gaps y dificultan el contacto fsico.

Las partculas duras menores a 5 tienden a crear picaduras en la cara de la fibra

11.8

15.1

10.3

Movimiento de las partculas luego del

enfrentamiento de los conectores

Fibra

Las potencias que se manejan en DWDM se acerca a 1W

La suciedad entre los ncleos de las fibras absorve potencia dando

como resultado un calentamiento de

las partculas

Las fotos muestran un dao permanente causado por

calentamiento

1W sobre 1 minuto con una suciedad en el ncleo puede causar

dao permanente

La limpieza es crtica en sistemas DWDM

Inspeccin de conectores

expuestos a altas potencias

Mediciones en el medio de transmisin Fibra ptica Empalmes y conectores (ODF)

Mediciones en los equipos y componentes pticos Transmisores y receptores pticos (interfaces) Amplificadores Divisores

MEDICIONES EN LOS SISTEMAS PTICOS

Equipos para pruebas y mediciones

Los equipos de prueba especficos generalmente

consisten en:

un reflectmetro ptico en el dominio del tiempo

un kit de medicin de atenuacin por insercin

atenuadores pticos y otros

Para transmisin en velocidades muy altas, podra

ser necesario incluir:

un medidor de la prdida de retorno

un medidor de PMD

Principio de Medicin de la Potencia

ptica

Las pruebas bsicas de potencia ptica son: potencia radiada de la fuente

Presentada antes y despus del punto S

prdida en el enlace de fibra depende de la longitud de la fibra y de la calidad de los

empalmes y conectores

puede resultar difcil interpretar algunas mediciones

sensibilidad del receptor medicin de la eficiencia de la conversin ptico-elctrica

considerando la S/N o la BER

Equipos ms usados en la medicin de

la Atenuacin y Potencia ptica

El Medidor de Potencia ptica

Consiste en un fotodetector calibrado dotado de un

rea grande para poder capturar toda la luz que

ingresa por la apertura

Se utiliza para determinar la potencia emitida por

un transmisor ptico, una fuente de prueba o de un

enlace, etc.

El elemento fotosensible puede ser de germanio,

silicio o InGaAs

Uso y mediciones con un Atenuador

ptico

El atenuador incluye una atenuacin el el camino

entre el transmisor y el receptor

Un atenuador fijo se utiliza para reducir una

potencia excesiva

Un atenuador variable se utiliza en pruebas de

aceptacin para determinar el margen de

operacin del equipo

para ello, la atenuacin es aumentada hasta que el

desempeo se degrade hasta un umbral especificado

Medicin de las prdidas de insercin

Las mediciones bsicas de la prdida en un enlace requiere del

uso de una fuente y un medidor de potencia ptica calibrados.

Las mediciones deben realizarse en forma bidireccional

Fuente de luz calibrada

dBm

W

Menu

Ca

nc

el

dB

>2s

Perm

Medidor de potencia ptica

d B m

W

d B

Pt Pr

Esta medicin es la ms importante y es especfica para cada enlace.

La atenuacin es la diferencia entre la potencia de entrada a la fibra y la

potencia de salida A= Pt - Pr

Instrumentacin tpica para la

medicin de la atenuacin

Medidor, fuente y OTDR

Medicin en longitudes de onda especficos

OTDR proporciona mayor cantidad de informacin y detecta fallas

OTDR es ms caro y requiere mayor capacitacin

Power meter OTDR

Atenuacin (Prdidas de

insercin)

La medicin efectuada ms comn

Correctamente referida como "atenuacin" pero tambin llamada prdida de insercin "insertion loss"

Se miden con la combinacin de un medidor de potencia y una fuente ptica

Se miden en dB

Las atenuaciones tpicas de los eventos son especificados por normas

Insertion Loss dB = -10 Log 10

P2

P1

Fibre Joint

P1 P2

Fuente de Luz

Dispositivo que emite luz invisible en alguna banda del espectro til.

Se emplea conjuntamente con el medidor de potencia ptica para determinar prdidas o atenuaciones en enlaces pticos o componentes.

Isopo con una gota de

alcohol, luego usar un isopo

seco para terminar

Limpieza del

adaptador EUI

Fuentes pticas porttiles

Conectores de

salida

Exfo FOS-120A series LED based

850 or 1310 or 1550 nm

Dual wavelength available (1310/1550 nm)

Output power -20 dBm into 50/125 micron fibre

Stable to within 0.08 dB over 1 hour

Exfo FOS-130A series Laser based

1310 or 1550 nm only

Dual wavelength available (1310/1550 nm)

Output power -7 dBm into all fibre types

Stable to within 0.08 dB over 1 hour

Fuentes de luz estabilizadas Anritsu

MG9001A

Stabilized

Optical Light

Source

Medidor de Potencia ptica

Dispositivo que permite medir la potencia de la luz presente a la entrada de su detector de Germanio.

Se emplea conjuntamente con la fuente de luz para determinar prdidas o atenuaciones en enlaces pticos o componentes.

TIA/EIA-568-B y ISO 11801

Prueba de atenuacin ptica - TIA/EIA-568-B y ISO 11801

Prueba de atenuacin para:

Enlace

Canal

Mxima atenuacin prevista deber ser indicado en el diseo.

Las pruebas pueden ser hechas por:

Insercin

Reflectometra

Requerimientos de las pruebas

de atenuacin en LAN

Condiciones de lanzamiento de

luz (Multimodo)

En los sistemas reales los patchcords, conectores etc. estn normalmente a cortas distancias del transmisor.

A estas cortas distancias no se ha logrado una distribucin de equilibrio modal

Cuando las mediciones son tomadas en condiciones cercanas a la fuente, se generar errores de medicin.

El estndar IEC 60874-1 indica necesario tener para las mediciones una DEM

Se recomienda usar equipos que proporcionen una DEM

Medicin de la prdida

Patch-panel a Patch-panel

Fuente de Luz

Detector

Fibra ptica

Lectura del Instrumento:

- 3.50 dBm

Prdidas (atenuacin) =

P1 P2 Por ejemplo:

PIN= - 0dBm

POUT= - 22dBm

Prdidas Totales del Enlace: 22 dB

Medidor

Medidor

fuente

de luz

fuente

de luz

Especificacin de los lmites

mximos de la atenuacin

Lmite mximo de atenuacin entre los puntos A y

B para fibras multimodo en1320 nm - TIA/EIA-568-B

es:

2 pares de conectores @ 0.75 dB cada uno

2 empalmes @ 0.3 dB cada uno

120 m fibra @ 1.5 dB/km

Total

= 1.5 dB

= 0.6 dB

= 0.18 dB

= 2.28 dB

Fuente 120m

Medidor

A B

Ejemplo:

120 m patchpanel a patchpanel

Para estar de acuerdo con la norma TIA/EIA-568-B, despus de la salida

de la fuente de luz debe usarse un mandril, el cual normalmente es para

jumpers de 50 o 62.5m de dimetro de ncleo con chaqueta de 3mm.

1

2 3

Ejemplo de la grfica de un OTDR

Optical Input Pulse

Splice Fibre End

Muestra el total del enlace

Prdida 2.5 dB/div

Distancia 10 km/div

Total prdida of 24.87 dB

Enlace de 70.155 km

Reflectometra

Refraccin de Fresnel A causa de los cambios en el IOR (index of refraction), variaciones en su

geometra y desadaptaciones ej: vidrio/aire, Fibra rota, empalmes mecnicos, microcurvaturas, conectores, etc.

En la traza de OTDR se mostrara como un spike o punta La reflectancia UPC es tpicamente de 50 dB y en APC 65 dB, que a veces

dificultan su observacin

Y justo despus de la refraccin se crea lo que se conoce Zona muerta

Reflectometra

UPC Conector UPC Conector

APC Conector APC Conector

Traza de OTDR simplificada

Power (dB)

Distance (km)

Slope shows fiber

attenuation

Loss

Reflection

OTDR Conector

Conector

Empalme fusion

Conector End of link

UPC

APC

Reflectometra

Prdida en funcin de la longitud de onda

Adquisicin a 1310 nm

Adquisicin a 1550 nm

Macrobend

Precisin en distancia:

Depende de: La variacin del ndice de refraccin a lo largo de la fibra Factor helicoidal del cable y desarrollos, bucles, etc.

Especificaciones

Principales especificaciones de un OTDR

Rango Dinmico Rango de Medicin Zona Muerta de Atenuacin Zona muerta de eventos Mnimo espacio entre puntos (resolucin espacial)

Especificaciones

Rango Dinmico (en dB) El margen que hay entre el nivel de inyeccin y el ruido de fondo de un

determinado sistema, medido en dB.

La medicin sera en funcin de: Ancho del pulso Longitud de onda

SNR=1

Dynamic

Range

Indicador

de nivel de

inyeccin

de luz

Especificaciones

Rango de Medicin (en dB) Esta definida por la mxima atenuacin posible entre el nivel inicial de

inyeccin hasta una zona donde el OTDR puede detectar un evento con prdida

de 0.5dB

Especificaciones Si usamos pulsos cortos tendremos una mejor resolucin pero menos rango

dinmico:

Pulsos anchos darn un mejor rango dinmico pero con menos resolucin

2 conectores (3 m entre cada uno)

Final(patch panel)

Conectores son medidos

por la distancia

pero marcados

como eventos

separados

Los conectores se ven muy juntos y se identifica como un

solo evento

El final de la fibra se alcanza con poca definicin debido a la baja

potencia del pulso corto

El final de la fibra se alcanza cuando se usan pulsos largos

5ns pulse

30ns pulse

Especificaciones

Este fenmeno

es comn con

fibra MM, a

causa de alto

ndice de

reflexin en los

conectores.

Este es un

ejemplo de un

*eco* ubicado

justo antes del

conector

generado por la

reflexin

El eco

Especificaciones

El objetivo , para obtener los mejores resultados, es utilizar el menor pulso posible acorde a la longuitud de fibra que se este usando, podemos jugar un poco con una buena combinacion de duracin de pulso y rango dinmico

A veces ser necesario hacer ms de 2 trazas en la medicin de la fibra, variando un poco cada parmetro con el fin de ver cuales resultados son los mejores de acuerdo a nuestro propsito.

Fibra de lanzamiento Una fibra ficticia es usada para medir el primer y/o ltimo conector de un enlace Esto permite al OTDR tener una referencia antes y despus del conector De 200 a 1500 m

Conector del OTDR Primer conector del enlace/canal

Launch cable

Link under test

Medidas Si no utilizamos un launch cable

La prdida en el

primer conector

no es medida

Measurement

Con un fibra de lanzamiento

La prdida en el

primer conector

en medida en el

evento 2

La primera

seccion

corresponde al

launch cable