0171 capitulo 7

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  • Coordinacin de Desarrollo enIngeniera

    Inttelmex Fundamentos de Transmisinpara Planta Exterior

    Capitulo 7

    Empalmes, cierres y bastidor ptico

    Panorama general

    Introduccin En el proceso de construccin de redes de fibra ptica, una de laspartes importantes es la realizacin de empalmes, la intalacin decierres y la conexin en el bastidor de fibras pticas (DFO), de loscuales depende la perfecta transmisin de las comunicaciones.

    Objetivo Al trmino del captulo, el participante describir el procedimiento pararealizarel empalme de fibras pticas por fusin, de acuerdo a lasnormas y procedimientos establecidos por Telmex.

    En estecaptulo

    Se tratarn los siguientes temas:

    Tema VerPgina

    Prdidas en empalmes de fibra ptica. 7 - 2Empalmadora. 7 - 9Procedimiento. 7 - 23Bastidor distribuidor de fibras pticas (BDFO). 7 43Distribuidor de fibras pticas (DFO). 7 - 46

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    Prdidas en empalmes de fibra ptica

    Uniones defibra ptica

    La interconexin y acoplamiento de fibras pticas con diferentesdispositivos, tales como fuentes de luz y detectores; requieren deespecial cuidado, ya que en una instalacin se desean reducir almnimo las prdidas causadas por uniones de fibras pticas en elsistema.

    Las uniones de fibras pueden ser fijas o temporales, en las primeras launin se lleva a cabo por un empalme por fusin, y en las segundasse utilizan empalmes mecanicos que pueden ser removibles. El tipode unin que se elija depender de las necesidades y de lainstalacin. Por ejemplo, si se requiere una unin permanente detramos largos de fibra ptica con muy bajas atenuaciones, se hace unempalme por fusin; por otra parte cuando se necesita instalar oretirar una fibra fcil y rpidamente, se emplean los empalmesmecnicos. El incremento en las prdidas de un enlace es el factorms importante que introduce cualquier unin de fibras pticas, por locual, deben considerarse sus causas y la magnitud de sus efectos.

    Tipos deempalmes

    En la red de fibra ptica encontramos dos tipo de empalmes:

    Empalme por fusin

    Empalme mecnico

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    Prdidas en empalmes de fibra ptica, continuacin

    Empalmespor fusin

    El empalme por fusin es el mtodo ms utilizado y consiste enaplicar calor en una zona especfica entre las fibras a unir,suavizndolas y fusionndolas. Las fibras deben prepararseprecisamente en sus extremos quitndoles la cubierta y elrevestimiento cortando las caras de los extremos para que estnplanas y perpendiculares al eje limpiando la fibra de grasa y polvo. Acontinuacin la fibra se monta ya sea en una base ranurada o ensujetadores controlado con microposicionadores accionados porservomotores o manualmente, con la libertad de poder moverse en lastres direcciones para obtener un alineamiento ptimo, supervisandomediante un microscopio.

    Alineacin de la fibra

    C

    Fibras

    Emisin de arco elctrico

    Arco

    Estado finalElectrodo

    Electrodo

    Sujetador ranurado

    Fig. 7.1

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    Prefusin Cuando los extremos de las fibras presentan impurezas puedengenerarse burbujas de aire y deformaciones del ncleo durante laelaboracin del empalme. Para evitarlo, se hace una prefusin, la cualconsiste en aplicar calor durante un lapso muy pequeo, muchomenor que la fusin, con la que se redondean los extremossuavizando su superficie, evitando con esto las imperfecciones.

    Fig. 7.2Fibras antes de la prefusin Fibras despus de la prefusin(Con impurezas) (Sin impurezas)

    Fusin Para aplicar calor a la unin, se utiliza principalmente un arcoelctrico, (aunque tambin se tiene fusin por gas o por lser.) Paraevitar movimientos indeseables de la fibra, sta es sujetada por unsistema de bloques movibles o por sujetadores mecnicos.

    El tiempo de fusin y el calor aplicado deben estar cuidadosamentecontrolados para obtener un empalme eficiente. Para la optimizacinde este mtodo, se alimenta luz en un extremo de una de las fibras aempalmar y en la otra fibra se recoge la luz de la misma forma.Midindola y observndose en donde la potencia ptica recibida seamayor, teniendose asi la alineacin ptima de la fibras.

    Este procedimiento puede efectuarse automticamente sinintervencin del operador.Mediante mtodos de fusin se logran atenuaciones por empalmeentre 0.2 y 0.1 dB llegando a tener inclusive menos de 0.01 dB parafibras idnticas.Una vez hecho el empalme por fusin se debe proteger con unacubierta que sustituya las cubiertas primaria y secundaria de la fibra yadems almacenarse de tal forma que no reciba esfuerzos de tensin,ya que la combinacin de daos superficiales por manejo de fibra,crecimiento de grietas por calentamiento y esfuerzos residuales porcambio de la composicin qumica, disminuyen considerablemente laresistencia mecnica del punto de unin de las fibras.

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    Prdidas Por las causas que las provocan, las prdidas pueden dividirse en:

    Extrnsecas. Intrnsecas.

    Prdidasextrnsecas

    Las prdidas extrnsecas a la fibra son causadas por desalineamientomecnico de la unin de las fibras. Este desalineamiento causaprdidas de radiacin ya que el cono de radiacin de la fibra emisorano compagina con el cono de aceptacin de la fibra receptora.

    Tipos dedesalineamiento

    Existen tres tipos principales de desalineamiento:

    1. Separacin longitudinal.- La cual ocurre cuando las fibras aunirse estn sobre un mismo eje, pero tienen un espacio entre lascaras de sus extremos.

    S

    3.02.01.0

    0.1 0.2 0.3 0.4

    .5 NA

    .2 NA.15 NA

    D

    Relacin de separacin final S/D Fig. 7.3

    2. Desalineamiento o falla angular.- La cual sucede cuando los ejesde las fibras forman un ngulo y las caras de los extremos de lasfibras dejan de estar paralelas.

    D1.5

    1.0

    0.5

    1 2 3 4 5

    .5 NA

    .2 NA

    .15 NA

    Angulo D en grados Fig. 7.4

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    Tipos dedesalineamiento,continuacin

    3. Desplazamiento o falla axial.- En donde los ejes de la fibras noestn colineales sino que estn separados paralelamente por unadistancia determinada.

    L

    D

    43

    2

    1

    0.1 0.2 0.3 0.4Relacin de desalineacin lateral L/D

    Fig. 7.5

    Esta ltima falla es la ms casual y a su vez, la que genera msprdidas, ya que al reducir el rea de traslape entre los ncleos de lasfibras, se disminuye la potencia ptica que pasa de la fibratransmisora a la receptora.

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    Prdidasintrnsecas

    Por otra parte, las prdidas intrnsecas son ocasionadas porvariaciones en la geometra de la fibra y sus caractersticas de diseo,estas prdidas tambin tienen un efecto importante en las prdidastotales del sistema.

    Los parmetros de variacin en la geometra son:

    A. Diferente dimetro del revestimientoB. Dimetro del ncleoC. Apertura numricaD. Concentricidad del ncleo y el revestimientoE. Elipticidad del ncleo o revestimiento

    Diagrama mostrando las posibles prdidas causadas por propiedadesintrnsecas de las fibras.

    A

    B

    C

    D

    E

    Diferente dimetroen el revestimiento

    Diferente dimetroen el ncleo

    Diferente AN

    Ncleo Excntrico

    Ncleo elptico orevestimiento elptico

    Fig. 7.6

    De estos parmetros los que generan mayores prdidas son lasvariaciones del dimetro del ncleo, sobre todo, cuando la fibratransmisora tiene un ncleo de mayor tamao que la fibra receptora yla variacin de apertura numrica, ya que si la fibra transmisora tieneuna apertura numrica mayor que la fibra receptora toda la potenciaptica que se salga del cono de aceptancia de la fibra receptora, seperder. Este tipo de prdidas, son causadas por la fibra durante suproceso de fabricacin y la forma de disminuirlas es mediante lautilizacin de fibras pticas de alta calidad; que cumplan con rigurosasespecificaciones y aseguren prdidas intrnsecas despreciables alunirlas entre s.

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    Causas de lasprdidas

    Las prdidas que se generan por desalineamientos mecnicos en launin de fibras, estn en funcin del mtodo a los instrumentosutilizados para unir las fibras. Tambin debe considerarse como unacausa de prdidas, las imperfecciones superficiales en las caras delos extremos de las fibras a unir, ya sea en empalmes por fusin omcanicos. Por ello, es importante preparar adecuadamente estascaras para evitar deflexiones o reflexiones en la unin de las fibras.As los extremos de la fibra deben ser planos y perpendiculares al ejede la fibra.

    Fig. 7.7

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    Empalmadora

    Mquinasparaempalmarfibra ptica

    A partir