Mediciones cables de fibra optica

Para afrontar la demanda creciente de ancho de banda de las redes Metro, las redes actuales se están repotenciando y para lograrlo lo están realizando a través de una combinación del incremento de velocidad de transmisión, el uso de Multiplexores de agregación y extracción (OADM), y Multiplexación por división densa de longitud de onda. (DWDM). Cada una de estas técnicas presenta nuevos desafíos en el campo de la Ingeniería del mantenimiento, para lo cual se requieren nuevas técnica y equipos para probar las nuevas características de estas redes.
Estas redes requieren de diversas pruebas y equipos de medida para la instalación y el mantenimiento. Se requieren típicamente el uso de equipos de prueba óptica tal como un OTDR (Reflectómetro Óptico en el dominio de tiempo), Set de Prueba de Pérdida óptica, Pruebas de Retorno óptico (ORL), Dispersión Cromática (CD) e Instrumentos de medida de la dispersión del modo de polarización (PMD), y un OSA (Analizador de espectro óptico)

Durante la fase de la instalación los objetivos primarios del instalador son medir y verificar la pérdida y reflexión bidireccional dentro de los enlaces de la METRO . Esto se logra usando un buen OTDR y OLTS.

La prueba bidireccional del OTDR es requerida para obtener las medidas exactas de la pérdida del empalme, debido a variaciones de los tipos de la fibra y del tamaño del núcleo, los empalmes o los conectores pueden aparecer como ganancia de energía
en una dirección y como una pérdida en la dirección opuesta, ni uno ni otro de las cuales es exacto. El tomar el promedio de las pérdidas en ambas direcciones dará lugar a la pérdida verdadera del evento.
Siendo el OTDR el principal equipo de prueba, es crítico que este equipo tenga una funcionalidad apropiada. La siguiente guía se debe utilizar para escoger el OTDR apropiado:

Equipo de Plataforma modular.- proporciona una máxima flexibilidad y permite usar una serie de módulos de pruebas en la misma plataforma, proporcionando mayor compatibilidad de los resultados de las pruebas así como una reducción de costo de los equipos.
Módulos OTDR de Múltiples Longitud de onda.- Módulos con 2, 3 o 4 longitudes de onda deben de estar disponible para probar y documentar correctamente la red.
Modos de prueba especializadas.- Diseñados para que con un solo Setup, permita realizar pruebas bidireccionales de manera repetitiva en cables de gran capacidad. Esto permite eliminar errores y mano de obra operador, reduciendo costos de las mediciones durante la instalación y el mantenimiento.
Modo Metro.- permitir que el OTDR cuente con un alto rango dinámico, para asegurar una completa evaluación de los enlaces y poder ver todas las características críticas de la red.
Software de emulación de datos.- un software de la emulación de los datos debe estar disponible para permitir ver, imprimir y realizar análisis bidireccional de todos los datos de prueba adquiridos. Las capacidades de generar reportes es también requerido para la documentación apropiada del sistema de mantenimiento

Aunque el OTDR proporcionará la atenuación total punto a punto, un método más exacto para obtener la pérdida es mediante el uso de un sistema de prueba formado por una fuente de luz y un medidor de potencia. La fuente de luz inyecta un nivel conocido de señal en una fibra y el medidor mide la cantidad de luz en el extremo opuesto de la fibra, midiendo de manera directa la pérdida de extremo a extremo.

Las medidas de OLTS deben también ser bidireccionales e incluir los conectores a ambos extremos y ayudar a detectar fibras transpuestas.
La siguiente guía debe de tomarse en cuenta para escoger un apropiado set de OLTs con ORL:

Medidor de Potencia Óptica.- calibrados a 1310, 1550. y 1625 nm con detección automática de longitud de onda, auto conmutable, y permita el almacenaje de datos. Se recomienda una sensibilidad mayor a los - 45 dBm.
Fuente de luz estabilizada.- Debe incluir fuentes con transmisión a 1310, 1550 y 1625 nm con una salida mínima del -10 dBm y de gran estabilidad para resultados exactos.
Medidor de ORL.- se requiere la funcionalidad de ORL para documentar exactamente el nivel de la señal de retorno de todo el enlace de fibra. Nota: el ORL se define como el cociente de la energía reflejada a la energía del incidente.

La tabla siguiente proporciona las pautas generales de las características usuales de pérdida en el cable y conectores.

Hoy las redes Metro funciona generalmente a 2.5 GBs y por lo tanto la prueba del CD y de PMD no son usualmente requeridas. Sin embargo, pensando en las futuras redes que utilizaran más canales DWDM y mayores velocidades, es recomendable realizar las mediciones tanto del CD como el PMD, las cuales actualmente se están considerando en los tramos de redes de larga Distancia. Esto se realiza con el objetivo de garantizar el funcionamiento óptimo del sistema con velocidades mayores o iguales a los 10 Gb/s.
En resumen, la siguiente tabla lista alguna de las mediciones estandares que deben de realizarse para documentar el proceso de instalación:

Una vez que la instalación de la fibra ha sido completada, para la provisión de los servicios así como para el mantenimiento es esencial verificar el funcionamiento de la red. Esto se logra efectuando muchas de las medidas que fueron realizadas durante la fase de la instalación, a la cual hay que agregar el análisis de las características del sistema de DWDM ó CWDM según sea el caso, que este ya este instalado en la red. De ser así pues, el analizador de espectro óptico (OSA) se convierte una herramienta esencial para documentar y verificar el funcionamiento de los canales individuales (longitudes de onda) en el sistema de DWDM. Para obtener el funcionamiento óptimo del sistema, cada canal se mide para obtener la longitud de onda central, energía, el cociente óptico de la señal/ruido (OSNR) y TILT del sistema. La falta de estos parámetros en el sistema puede afectar la pérdida de canales o incrementar el BER (Bit Error Rate). En adición al rango espectral, el OSA debe tener una buena resolución, para poder medir los canales con espaciamiento ajustado, y proveer exactitud sobre todo el espectro.Para mayor detalle de esta prueba consultar Medición del Espectro