Download - 3 - Operación y Mantenimiento
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Mdulo 3
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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.
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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).
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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.
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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Inspeccionar antes de conectar
LIMPIAR
Esta limpio?
SI
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Fuentes de luz estabilizadas Anritsu
MG9001A
Stabilized
Optical Light
Source
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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.
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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
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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
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Medicin de la prdida
Patch-panel a Patch-panel
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Fuente de Luz
Detector
Fibra ptica
Lectura del Instrumento:
- 3.50 dBm
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Prdidas (atenuacin) =
P1 P2 Por ejemplo:
PIN= - 0dBm
POUT= - 22dBm
Prdidas Totales del Enlace: 22 dB
Medidor
Medidor
fuente
de luz
fuente
de luz
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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
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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
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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
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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
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Reflectometra
UPC Conector UPC Conector
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APC Conector APC Conector
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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
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Reflectometra
Prdida en funcin de la longitud de onda
Adquisicin a 1310 nm
Adquisicin a 1550 nm
Macrobend
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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.
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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)
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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Medidas Si no utilizamos un launch cable
La prdida en el
primer conector
no es medida
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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