Ing. Aurelio Bazn Snchez

Mdulo 1 Parte 2

CABLES DE FIBRAS PTICAS

El cableado produce modificaciones en la atenuacin y ancho de banda de las fibras pticas originales.

Dichas modificaciones deben ser mnimas y dependen de la tecnologa empleada en el cableado.

Los elementos componentes del cable y su estructura determinan las caractersticas y modalidades de empleo.

CONFORMACIN Y COMPONENTES DE UN

CABLE PTICO

Ncleo ptico. (6)

Elementos de resistencia mecnica. (7)

Cubiertas. (1, 2, 3,4)

Rellenos.

Armaduras. (2)

Elementos de servicio

NUCLEO PTICO

Es el conjunto de fibras pticas con sus respectivos recubrimientos.

Por lo general muy cerca del elemento de traccin (segn su aplicacin).

Segn la forma del ncleo ptico se tipifica los cables.

ELEMENTOS DE RESISTENCIA

MECNICA

Tipos:

Axial

Coaxial

Helicoidal

Mixto

La eleccin depende de:

Mdulo de Young,

La resistencia mecnica,

Peso,

Costo,

Estabilidad a largo plazo,

Facilidad de manipulacin,

Metlico dielctrico.

CUBIERTAS

La finalidad es de proteger a las fibras pticas contra la abrasin y penetracin del agua (fatiga mecnica), que puedan producirse en instalacin.

Los materiales mas empleados:

PVC

Polietileno

Poliueretano

Aluminio

Acero

CUBIERTAS

CUBIERTAS

Polietileno de baja densidad (LDPE).- Es un material con una temperatura de trabajo de entre - 65 C y + 75 C. Tiene una muy baja absorcin de agua y aunque es inflamable, puede ser formulado para mejorar sus propiedades al respecto. Sus propiedades mecnicas no son muy buenas. Polietileno de alta densidad (HDPE).- Es parecido en todo al polietileno de baja densidad, pero tiene propiedades mecnicas mejoradas. Polietileno de media densidad (MDPE).- Es un compromiso entre las propiedades de los dos primeros. Polietileno lineal (LLDPE).- Es un nuevo tipo de PE que tiene las ventajas del LDPE (facilidad de procesamiento, bajo precio) y las propiedades mecnicas del HDPE

RELLENOS

Material y forma diversa segn su finalidad.

Contribuye en el armado y resistencia mecnica del cable.

Acta como barrera trmica.

Impedir la penetracin del agua.

Los materiales empleados son:

Cintas fundas de polietileno, polipropileno, nylon, celulosa, textiles.

Material gelatinoso, petrolato poliuretano al 65% con aditivos (No degradantes).

ARMADURA

Es incluida cuando se requiere dar al cable mayor resistencia a la traccin.

Reduce la ventaja de la ligereza y flexibilidad.

Recomendados para la instalacin en condiciones extremas.

ELEMENTOS DE SERVICIO

Conductores de cobre para supervisin, alarma, telealimentacin. Monitoreo y sistemas de presurizacin.

Estructura especial para cables submarinos.

ESTRUCTURAS

Estructuras densas.

Densas en grupos capas

Densas en cintas

Estructuras holgadas

Holgadas en tubos

Holgadas en cilindros acanalados

Holgadas en cintas hexagonales

TIPOS DE CABLES

Segn la forma de

instalacin

Cables areos

Cables subterrneos

Cables subacuticos

FUENTES DE PRDIDAS Y

DETERIOROS EN LOS

CABLES

Curvatura del cable

Traccin

Aplastamiento e impactos

Torsin

Generacin de Hidrgeno

Humedad y agua

Roedores y parsitos

Variaciones de temperatura

Vibraciones

Viento

Nieve y Hielo

ESPECIFICACIONES DE UN CABLE DE

FIBRAS PTICAS

Especificaciones de la fibra ptica

Atenuacin

Apertura numrica

ndice de refraccin

Dispersin - Ancho de Banda

Caractersticas geomtricas

Dimetro del Campo Modal

Tolerancias

Especificaciones del Cable

Tipo de Cable

Holgado (loose)

Ajustado (tight)

Estructura del Cable

Caractersticas mecnicas

Traccin mecnica de tendido

Esfuerzo mximo de compresin

Resistencia al doblado

Radio mnimo de curvatura

Elongacin permitida

Caractersticas ambientales

Temperatura de instalacin, operacin y almacenamiento.

Pruebas de estanqueidad que debe soportar

Agentes externos

Tiempo de vida

Caractersticas

constructivas

Nmero de fibras

Peso unitario

Longitud de los tramos

Elementos de servicio

Identificacin- cdigo de colores

Facilidad de trabajo

VENTAJAS Y

DESVENTAJAS DE UNA

INSTALACIN AREA

Mas econmico

Mas flexible

Rpida localizacin de fallas

Es ms vulnerable

Mas afecto a condiciones

climticas

Prohibitivo en algunas zonas.

INSTALACION

SUBTERRNEA

DIRECTAMENTE

ENTERRADA

Mayor seguridad

Menor riesgo de accidentes del personal

Relativamente seguras a agentes externos

Esttica

Implica negociaciones del uso del suelo

Tolerancia en el curvado

INSTALACIN

SUBTERRNEA EN

CANALIZACIONES

Mas costosa (obras civiles)

Mayor proteccin al cable

Mas flexible para el incremento de

instalacin

Menor gasto de mantenimiento

Mayor tiempo de vida de los cables

En grandes urbes

No se presentan permisos de

ampliacin de la red

NORMATIVIDAD

RELACIONADA

UIT-T L12 Empalmes de fibra ptica

UIT-T L14 Mtodo de medidas para determinar la resistencia mecnica a la

traccin en cables de fibra ptica

sometidos a cargas mecnicas

UIT-T L26 Cables de fibra ptica para aplicaciones areas

UIT-T L25 Mantenimiento de redes de cable de fibra ptica

UIT-TL34 Instalacin de cables de fibra ptica de hilo de guarda OPGW

UIT-T L43 Cables de fibras pticas para aplicaciones enterradas

UIT-T L46 Proteccin de los cables y plantas de telecomunicaciones contra los

ataques biolgicos

ANSI EIA/TIA 598A Cdigo de colores del cable de fibra ptica

CABLES HOLGADOS

TIPOS DE CABLES

CABLES BREAKOUT

CABLES AJUSTADOS

CABLES BREAKOUT

CABLES DE

DISTRIBUCIN

CABLES AREOS

INSTALACION

EN LINEAS DE

TRANSMISIN

ELCTRICA

El hecho de que la fibras pticas sean dielctricas y por lo tanto

inmunes a las interferencias electromagnticas, fue un factor decisivo

para tornarlas en una solucin adecuada para ambientes con elevadas

corrientes inductoras.

Los cables OPGW en las versiones "ST" (Steel Tube) o "ACST"

(Aluminium Clad Steel Tube), los ADSS, OPCC y MASS estn

diseados en forma tal que la geometra de sus elementos interiores

aseguran la proteccin del ncleo ptico.

Este tipo de cables

poseen una amplia

resistencia a condiciones

climticas, comparables

con las mismas que

poseen los cableados

elctricos

OPGW: Doble funcionalidad de cable de tierra y comunicaciones.

OPPC: Doble funcionalidad de conductor de fase y comunicaciones.

ADSS: Cables de fibra ptica autosoportados no metlicos

suspendidos directamente entre dos torres.

MASS: Cables de fibra ptica autosoportados metlicos suspendidos

directamente entre dos torres.

OPGW

Es la mejor solucin tcnica para la

transmisin ptica en LAT, dada la buena

proteccin del cable y la alta disponibilidad

del sistema que puede obtenerse.

Se recomienda su utilizacin cuando se trate

de una lnea elctrica nueva, dado que la

diferencia de valor con un cable de guarda

convencional radica solamente en el costo

diferencial de la provisin del material.

1 Ncleo de fibras pticas Con tubos en mltiplos de 12 fibras para 12, 24, 36 y 48

hilos de fibra ptica

2 Tubo de PBT Protege las Fibras contra altas temperaturas

3 Fibras de Refuerzo

Usadas como elemento de traccin y proteccin trmica y

que evitan el desplazamiento del ncleo en el tubo de

aluminio

4 Gel Absorbente de

hidrogeno

Se usa para proteger las fibras pticas de la degradacin

ptica por el hidrogeno

5 Tubo de Aluminio

Provee al cable de un nivel adecuado de proteccin al

cortocircuito, mejor solucin para evita corrosin,

perfecta estanqueidad del ncleo, Alta resistencia al

aplastamiento

6 Hilos de acero Acero recubiertos de aluminio

7 Hilos de aluminio Hilos de aleacin de aluminio

Tubo de Aluminio Dimetro de 7.3 mm

Armadura

5 hilos de acero recubiertos de aluminio de 3.17 mm carga de rotura de 143 Kg./mm2.

5 hilos de aleacin de aluminio de 3.17 mm

Sentido de cortadura izquierdo ( S)

Caractersticas del

cable (Fsicas y

mecnicas)

Dimetro Aproximado 13.6 mm

Peso Aproximado 453 Kg./Km.

Carga de rotura de acuerdo a CFE E000-21 Abril 2002

Traccin mxima recomendada 24.4 kN/mm2

Seccin 79 mm2

Coeficiente de dilatacin 16.8 x 10-6 C-1

Radio mnimo de

curvatura

En las poleas durante la instalacin 400 mm

En el dispositivo de freno 600 mm 600 mm

En las bajadas despus de la instalacin 300 mm 300 mm

Temperatura de

operacin

Temperatura de operacin De 40 C a 85 C

Elctricas

Resistencia Elctrica ( 20C) 0.42 Ohms/ Km

Corto Circuito desde 50C 68 KA2 S

Corto Circuito en 0.3 s 15 kA

Ensayos de rutina El 100% de las fibras pticas se medirn por medio de la tcnica del ODTR antes de salir de

fabrica

ESPECIFICACIONES

El diseo del OPGW integra materiales que por sus caractersticas le dan

propiedades especiales que le permiten tener un alto desempeo:

Fibras pticas protegidas dentro de tubos holgados, que proporcionan una gran

capacidad de transmisin de informacin a alta velocidad.

Tubo de aluminio para aislar el ncleo ptico y protegerlo de la humedad, as

como para proporcionar un medio para la disipacin de corrientes en caso de

cortocircuito.

Corona de alambres de acero que le imprimen una gran resistencia mecnica a la

tensin longitudinal.

La presencia de las fibras pticas en el cable de guarda no slo representa un

aumento en las dimensiones del mismo, sino que implica importantes diferencias

en la forma de planear y ejecutar la instalacin del cable:

En un cable de guarda sin fibras pticas, se empalma un tramo con

el siguiente y puede quedar al medio del vano; en el OPGW, en

cambio, los empalmes tienen que estar en torres y mantener una

reserva de varios metros de cable.

En un cable de guarda sin fibras pticas no importa la temperatura que se alcance en una falla o descarga, mientras no se rompa el cable;

por su parte, en el OPGW debe cuidarse que no se afecten las fibras.

Un maltrato que no afecte al cable de guarda sin fibras pticas puede daar las fibras pticas dentro del OPGW

Tubo de Acero Inoxidable con Cubierta de Plstico Interior:

Protege de manera efectiva a las fibras de rebabas y serraduras, controla de manera precisa los excesos de

longitud de las fibras, e incrementa la caracterstica de penetracin de fluidos horizontal del tubo de acero

inoxidable.

Tubo de acero inoxidable recubierto

Mejora de manera efectiva caractersticas elctricas como la intensidad de cortocircuito y el

comportamiento ante rayos, y aumenta de manera evidente la resistencia a la rotura y la corrosin.

Tubo de acero inoxidable recubierto de aluminio

Mejora de manera efectiva caractersticas elctricas como la intensidad de cortocircuito y el

comportamiento ante rayos, y aumenta de manera evidente la resistencia a la rotura y la corrosin.

Condiciones

operativas

Riesgos

para la fibra

ptica Soluciones adoptadas

Cables Compuestos MONOCORONA

Los cables OPGW MONOCORONA, son los ms comnmente

utilizados. Su diseo se adapta perfectamente a las necesidades

ms habituales de instalacin consiguiendo una ptima relacin

calidad-precio

DOBLE CORONA

Los cables OPGW DOBLE CORONA, se aplican cuando los

requisitos especifican una elevada carga de rotura y/o una

elevada corriente de cortocircuito.

Los cables OPGW MONOTUBOCENTRAL estn

especialmente diseados para aplicaciones donde se requiere

un cable con un dimetro y un peso reducidos.

Las fibras pticas del OPGW inicialmente se usaron para control y proteccin de las

lneas elctricas o para comunicaciones a nivel local. Para estos fines era necesario un

bajo nmero de fibras (6u8). Sin embargo, hoy en da se instalan cables de 36 fibras o

ms debido a que el objetivo ha cambiado: ahora es el transporte masivo de informacin

aprovechando la tecnologa de comunicaciones pticas y el derecho de va de las lneas

elctricas a lo largo y ancho del pas. La combinacin de ambos elementos da muy

importantes beneficios a las compaas elctricas.

Herraje de Suspensin OPGW

Es destinado para conectar cable OPGW en de postes en lnea recta, la varilla

preformada no concentra la tensin, evitando la tensin por curvaturas y

juega un rol de proteger el cable y ayuda a reducir la vibracin. Todo el

conjunto del herraje contiene: la varilla preformada, la abrazadera de

suspensin, y los accesorios de conexin y acoplamiento.

Herraje de Tensin OPGW

Es una terminacin completa de cable de fibra ptica con alambre de tierra

OPGW. Pernos de cabeza anti choques son usados para las fuerzas de agarre

precisas hacia ambos lados de la torre sin afectar el funcionamiento de la fibra

ptica.

Amortiguador

El amortiguador de vibracin reduce efectivamente los niveles de

vibracin producidas por el aire sobre el cable OPGW.

Cada amortiguador de vibracin tiene una seccin de amortiguador y

cable interactuando para proveer una accin/reaccin de movimiento

que se opone a la onda de vibracin natural.

Una pequea seccin absorbente frena delicadamente el cable,

haciendo que la fibra no sufra daos o distorsione la seal y haya

prdidas de informacin.

El grado de proteccin necesario para una aplicacin especial depende

de varios factores como el tipo de cable, diseo de lnea, temperatura,

tensin y exposicin al viento.

Accesorios - ferretera

Grapas de suspensin

Las grapas de suspensin proporcionan un punto de soporte del

cable OPGW a lo largo de la instalacin (varios kilmetros)

Proporciona seguridad en condiciones climticas adversas,

minimizando vibraciones debidas a corrientes de aire y lluvias

que se puedan presentar en el sitio de instalacin.

Todos los cables OPGW o ADSS requieren una suspensin

especial debido a sus caractersticas de construccin.

Se han diseado grapas para todos los diferentes tipos de cables

que hay en el mercado.

Cajas de empalme

Gran resistencia,

hermeticidad.

El sistema de

almacenamiento permite una

gran radio de curvatura,

minimizando riesgos de

dao o prdida de seal en la

fibra.

Grapas

de

bajada

Caracterstica fsicas (armadura)

ESTRUCTURA DEL CABLE OPGW

Manejo y pruebas iniciales

Caractersticas tcnicas

ALL-DIELECTRIC SELF-

SUPPORTING

Este tipo de cable es ms econmico que el OPWG y

posee la ventaja de permitir

su mantenimiento sin

desenergizar el sistema de

transporte elctrico.

Especialmente recomendable cuando se

trata de instalaciones

elctricas existentes, donde

ya se encuentre tendido el

hilo de guarda.

Especificaciones tcnicas - Cable ADSS

Herraje de Suspensin ADSS

El herraje de suspensin tangente ADSS es

destinado para conectar con postes en lnea recta.

Que no tienen tensin concentrada evitando la

tensin por curvaturas donde el herraje puede

jugar el rol de proteger al cable y asistir en

reducir la vibracin. El conjunto completo

comprende herraje de suspensin y accesorios de

conexin y acoplamiento.

Herraje de Tensin ADSS

El herraje de tensin es destinado para ngulos

con curvatura , continuo y la terminal de

conexin. La barra de acero cubierta de

aluminio helicoidal tiene la fuerza de

resistencia, para no concentra la tensin y juega

un rol para proteger el cable y adems ayuda a

reducir la vibracin.

OPPC

TERMINACIN

DE UN OPPC

MASS

Metallic Aerial Self-Supporting (MASS)

Metallic Aerial Self-Supporting (MASS). Es una alternativa de

solucin usados para instalar cables de fibra ptica en media y alta

tensin. Tpicamente se usa cuando existe el cable OPGW y su

reemplazo no es posible o es antieconmico. El cable MASS es

compacto y de peso liviano sin funcin elctrica y completamente

autosoportado.

CARACTERSTICAS

DE UN CABLE

MASS

CABLE

SUBMARINO

Cable hbrido (fibra

ptica - elctrico)

CORDONES PTICOS

CORDN PTICO SIMPLE SM FC-FC

COMPARACIN DE LOS PRINCIPALES

TIPOS DE CABLES PTICOS

Inspeccin y recepcin de

los cables de fibra ptica Cuando llegue el envo, asegrese

que los tipos y cantidades de cables

coincidan con el conocimiento de

embarque. Si hubiera una

discrepancia, comunquese con el

representante de Servicio al Cliente

de la empresa.

Inspeccione cada carrete y paleta de

material para detectar cualquier tipo

de dao durante la descarga. Si

sospecha que algn material est

daado, colquelo a un lado para

inspeccionarlo ms detalladamente

antes de firmar los documentos del

envo.

Los carretes de cables de fibra ptica se envan

colocados sobre sus lados rodantes, no se

apilan sobre sus bases. Asegrese de observar

la orientacin y condicin del carrete durante

su inspeccin.

Si detecta o sospecha que el cable est daado

y si decide aceptar el envo, registre el tipo de

dao y el nmero de carrete en TODAS las

copias de conocimiento de embarque.

Si el dao es demasiado extenso como para

aceptar el conocimiento de embarque, indique

al conductor del transporte el rechazo del envo

debido al dao detectado. Notifique de

inmediato al Departamento

de Servicio al Cliente de la empresa para que se

puedan hacer arreglos para reemplazar el envo.

Prueba de cables de fibra ptica Aunque no se requiere la prueba de los cables de fibra ptica

durante la entrega, la prueba antes de, durante y despus de la

instalacin es esencial para identificar cualquier degradacin en

el rendimiento del cable causada durante la instalacin.

Hay cuatro fases en la prueba del cable de fibra ptica:

1) Inspeccin visual para detectar daos durante el envo

2) Prueba de preinstalacin, que ocurre inmediatamente despus

de la entrega de los cables,

3) Prueba de instalacin, que medidas se obtiene despus de

colocar el cable y en cada punto de empalme (pruebas parciales)

y,

4) Prueba de aceptacin final, que ocurre inmediatamente antes

de la activacin (entrega de la obra).

Prueba de preinstalacin La prueba de preinstalacin por lo general

consiste de una prueba con el

Reflectmetro ptico en el dominio de

tiempo (OTDR) realizada a 1550 nm.

Todos los cables de fibra ptica pasan

por la prueba OTDR antes de su envo y

el informe de la prueba se adjunta al

carrete.

Una prueba de preinstalacin verificar

las caractersticas del cable y comprobar

si hay daos de envo. El operador del

sistema y el grupo de construccin pueden

llevar a cabo las pruebas al mismo tiempo

para anticipar dificultades futuras si

un cable se daara durante la

construccin.

Prueba de instalacin El cable debera probarse despus de

haberse colocado en la planta y antes del

empalme para asegurarse que no se hayan

producido daos de instalacin. La

prueba de instalacin por lo general se

hace con un reflectmetro ptico en el

dominio tiempo (OTDR).

La prueba de empalme se lleva a cabo

despus de cada empalme para asegurarse

de haber hecho una conexin ntida y de

baja prdida. OTDR, la deteccin de

inyeccin local y/o la alineacin de

configuracin se pueden usar solas o en

combinacin para la prueba de empalme.

Postinstalacin - Prueba

de aceptacin final El mtodo de prueba de

postinstalacin normal es realizar

una prueba de reflectmetro

(OTDR) de punta a punta.

Tambin, puedes realizarse las

pruebas por el mtodo de

insercin, usando fuente y

medidor de potencia ptica.

Los resultados deberan

compararse con la prueba de

preinstalacin.

Se recomienda seriamente

establecer un programa de prueba

continua despus de haberse

activado el sistema

TERMINACIONES

DE LOS CABLES

BASTIDORES PTICOS