1.- Cableado Estruc.de FOLas especificaciones que debían cumplir los enlaces de fibra óptica (FO) en entornos

LAN/CAMPUS, fueron emitidas hace varias décadas:ISO/IEC 11801, EN 50173-1 y

ANSI/EIA/TIA 568-C. Estos estándares establecen las características máximas de

atenuación para los cables, conexiones, empalmes y las longitudes máximas en cableado

horizontal o troncal según el tipo de fibra multimodo (MM) ó monomodo(SM).

Las actuales tecnologías permiten fibras con menores pérdidas (< 0.3 db/Km) y las

empalmadoras a fusión empalmes (< 0.1 dB/emp), por tanto la variable a controlar sería la

pérdida en los conectores, que si está adecuadamente limpio debe ser < 0.75 dB.

Pero lo que importa de un enlace de FO no son los pérdidas de sus componentes sino la

atenuación máxima del enlace total  que soportarán los transmisores y receptores ópticos,

por ello para enlaces de 1G, 10G, 40G y 100G, es más importante cumplir especificaciones

de la IEEE 803.2: 1000BASE-SX (3,56dB), 10GBASE-SR (2,6dB), 40GBASE-SR4 ó 100GBASE-

SR10 (1,5dB).

En el  2006 se aprobaron los boletines ISO/IEC TR 14763-3 y ANSI/TIA/EIA TSB140, con

nuevos valores :  Entre conectores de referencia (0,1 dB en MM y 0.2 dB en SM) y en el caso

de enfrentar un conector de referencia con cualquier otro tipo de conector, normal o

estándar, esta atenuación máxima será de 0,3 dB en MM y 0.5dB en SM. En estos boletines

técnicos o Technical Report (TR), se definen dos niveles de medida:

-    Nivel 1: OLTS (Optical Loss Test Set)

-    Nivel 2: OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)

Certificación de Nivel I – OLTS

Establece la medida de atenuación (dB) y longitud (m) del enlace de cableado, con una

fuente óptica y un medidor de potencia. El valor de atenuación del enlace se obtendrá por

comparación respecto al nivel de potencia(dBm)  de salida de la fuente óptica. Por ello,

previamente habrá que grabar en la memoria del medidor de potencia, el nivel de potencia

de la fuente. A este proceso se le denomina Establecimiento de Referencia.

Dado que existen tantos tipos diferentes de conectores (FC, ST, SC, E2000, etc) para las

fibras y si el equipo de medida no dispone de conectores iguales a las fibras a certificar se

tienen tres opciones en el nivel I ( el método de 1 latiguillo, método de 2 latiguillos y el

método de 3 latiguillos). Estos 3 métodos están detallados en los manuales de uso de los

equipos de medición y tiene como objetivo con incluir en la medida de la atenuación del

enlace, las pérdidas en los latiguillos (Jumpers) de conexión a los equipos.

Equipos para certificación de Nivel I: Las principales marcas son EXFO, Fluke, JDSU. Adjunto

información de la Familia de EXFO y su Serie50  más económica

Certificación de Nivel II – OTDR

También conocida como reflectometría, es un complemento a la certificación de nivel I, y

nunca una alternativa, las medidas reflectométricas se hacen para detectar o resolver

problemas en los enlaces de FO, después de haber realizado la certificación de nivel I. Con

un equipo OTDR – Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo – se obtiene la longitud

total del enlace, la atenuación de cada componente del enlace (conexiones, empalmes,

fibra) e incluso saber si por algún radio de curvatura excesivo, la atenuación del enlace

supera lo esperado.

Equipos para certificación de Nivel II: Las principales marcas son EXFO, Fluke, JDSU. Adjunto

información de la  Familia OTDRs de la marca EXFO.

Inspección y limpieza de las conexiones de fibra óptica

La mayor parte de los problemas relacionado a altas atenuaciones en los enlaces de FO

estan relacionadas con la limpieza de las conexiones, por lo que es conveniente limpiar

todas las conexiones antes de empezar el proceso de certificación y seguir un procedimiento

de inspección y limpieza de todas las conexiones con un microscopio electrónico. La

suciedad bloqueará el paso de la señal óptica y aumentará fuertemente la atenuación del

enlace.

Adjunto información de la solución de EXFO que cumple las normas IEC 61300-3-35 e IPC

8497-1:  ConnectorMax-valor de inspeccion

2) M. en Fibra Optica

a) M. Atenuación y localización1. MEDIDAS DE ATENUACION

1.1. FUENTE Y MEDIDOR OPTICO

La medida de la atenuación de un enlace óptico se efectua con una fuente y un medidor

óptico, se mide inyectando una señal óptica que tiene 2 caracteríticas: La longitud de onda

(nm) y el nivel del potencia (dBm).

1.2 FUENTE OPTICA (LS – Light Source)

Permite inyectar una señal óptica en un extremo del enlace. Las fuentes de mayor cantidad

de longitudes de onda (ejm DWDM) y mayor nivel de potencia (ejm CATV) son los mas

costosos. Para fibras multimodo (SM) el transmisor es LED y para monomodo es Laser.

Se medirá la atenuación del enlace a la longitud de onda de trabajo, que puede ser única o

en varias longitudes de onda ( CDWM y DWDM).

La marca EXFO tiene una fuente que incluye longitudes de onda 1310, 1490 y 1550nm para

redes PON ( Pasive Optical Network-G.983.3): FLS-300

1.3 MEDIDOR OPTICO (PM- Power Meter)

Permite medir la señal óptica en un extremo del enlace.  Las medidores con capacidad para

medir una mayor cantidad de longitudes de onda (ejm DWDM) y mayor nivel de potencia

(ejm CATV) como menores niveles ( mayor sensibilidad)  son los mas costosos.

EXFO tiene un medidor óptico para DWDM que mide 40 longitudes de onda: FPM-600

EXFO tiene una línea económica de fuente y medidor óptico, preparada tambien para redes

PON: Fiberbasix-50 con ELS-50 y EPM-50

1.4. ATENUADOR OPTICO VARIABLE (FVA – FIBER VARIABLE ATTENUATOR)

Permite verificar cual es la mayor atenuación (dB) de enlace con la cual puede operar un

sistema de transmision. El atenuador simila un enlace de fibra óptica, conectandolo entre el

transmisor y el receptor óptico a probar.

EXFO tiene el medidor FVA-600 de 1250 a 1625 nm y simula hasta 65 dB de atenuación

1.5. VERIFICACIÓN DE ESTADO DE CONECTOR

Un tema que no es una medición pero está fuertemente relacionado con la atenuación en un

enlace óptico es el estado de los conectores en los extremos de la fibra óptica, porque si

están deteiorados o sucios inducirán una gran atenuación.

La inspección se realiza con una sonda FIP  (Fiber Inspectionr Probe). EXFO tiene laFIP-400.

La imagen capturada con esta sonda puede analizarse con un software que indique si

cumple los requerimientos de normas técnicos. EXFO tiene el ConnectorMax   que cumple las

normas IEC-61300-3-35 y IPC 8497-1:

 2. MEDIDAS DE LOCALIZACION- REFLECTOMETRO (OTDR)

El reflectrómetro óptico u OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) es un instrumento

óptico-electrónico usado para caracterizar la fibra óptica es decir para estimar la longitud y

la atenuación total de la fibra. También permite la localización de los eventos (roturas y

atenuaciones por empalmes y conectores).  El OTDR inyecta en la fibra bajo análisis una

serie de pulsos ópticos y detecta la señal de pulsos reflejados a lo largo de la fibra óptica.

Hay muchas marcas de OTDR siendo los lideres EXFO y JDSU.

Adjunto la familia de OTDRs de la marca EXFO

AXS-100

OTDR de mano, optimizado para pruebas de redes P2P y acceso FTTX puerto a 1625: SM 

1310/1550/1625 nm con 29/28/28 dB

AXS-110

OTDR de mano, optimizado para pruebas de fibra de enlaces punto a punto (P2P): SM/MM 

850/1300/1310/1550/1625 nm con 24/25/37/33/35/37 dB

Maxtester FTB-715B

OTDR compacto, optimizado para pruebas de fibra de enlaces punto a punto (P2P). FTB-

715B: SM/MM  1310/ 1550/1625 nm con 30/28/28 dB

FTB-700

Módulo OTDR solo para la plataforma FTB-1, optimizado para software iOLM.

FTB-720: SM/MM  850/1300/1310/1550/1625 nm con 27/26/36/34/34 dB, para redes P2P

FTB-730: SM  1310/1550/1490/1625 nm. Optimizado para redes FTTX

FTB-7000

Familia de Módulos OTDR para las plataformas FTB-200v2 y FTB-500, diseñado para pruebas

de fibras sin servicio. Módulos con Rangos dinámico diversos para corto, medio y largo

alcance

FTB-7200D:  850/1300/1310/1550nm con 27/26/36/34 dB . Optimizado para  LAN/WAN

FTB-7300E: 1310/1490/1550/1625/1650nm con 39/38/37/39/37 dB. Optimizado para FTTx

FTB-7400E: 3 opciones 40dB. 1 p metro y 2 para  CWDM (1470 a 1590 y 1550 a 1610nm)

FTB-7500E: 1310/1550/1625nm con 45/45/45 dB. Optimizado para largas distancias

FTB-7600E: 1310/1550/1625nm con 50/50/48 dB. Optimizado para extra larga distancia

b) M. de Dispersión: CD/PMD

La dispersión de una señal óptica es el ensanchamiento de los pulsos ópticos al transmitirse

a lo largo de la fibra óptica, al transmitirse a mayores velocidades se pueden traslapar los

pulsos por ello limita la velocidad máxima de transmisión (Gbps). La dispersión neta de un

enlace se expresan en unidad de tiempo (pico segundos), pero la dispersión específica se

expresa en tiempo sobre unidades de distancia (Km) y longitud de onda (nm)

1. DISPERSION CROMATICA (CD – Chromatic Dispersion)

La CD se produce debido a que una señal óptica presenta un ancho espectral que contiene

varias longitudes de onda cercanas y al transmisitirse por la fibra óptica tienen diferentes

velocidades por tanto ensanchan el pulso al llegar al extremo del enlace

La CD depende del tipo de fibra, la CD específica se expresa en ps / (nm*km), representando

el retraso, o incremento de tiempo (en ps), para una fuente con una anchura espectral de 1

nm que viaja en 1 kilómetro de la fibra. Esto depende del tipo de fibra y el ancho espectral

de la onda de trabajo, limitando la máxima velocidad (Gbps) o la distancia de transmisión

(Km) para una aceptable tasa de error (BERT).La CD se reduce utilizando transmisores

ópticos laser de angosto ancho espectral.

 

Para la fibra estándar G.652 que tiene un CD de 16.5 ps/(nm*Km) y que está instalada, si el

CD es un limitante para una velocidad mayor o alcance mayor se deberá utilizar Equipos de

compensación de CD (CDFM). Pero para una nueva instalación es mejor tender

fibra G.655 que tiene 4.2 ps / (nm*km) y se evita la compensación CD.

EXFO ofrece el Medidor CD: FTB-5800 y la fuente óptica FLS-5834A

2. DISPERSION POR MODO DE POLARIZACION (PMD)

La PMD es el fenómeno de birrefringencia de la fibra, el ensanchamiento de la señal se

produce por las diferencias en las constantes de propagación en los ejes ortogonales, a lo

largo de la fibra, debido a las imperfecciones en el proceso de fabricación (núcleos no

perfectos) y los esfuerzos externos (mecánicos, viento, calor) que generan doblados y

tensiones a la fibra.

EXFO ofrece el módulo medidor PMD FTB-5500B que debe operar también con la fuente FLS-

5834A indicada en CD

EXFO ofrece 03  módulos medidores PMD, CD o PMD/CD que desde un solo extremo ( sin uso

de fuente óptica) y para enlaces hasta  100Km : FTB-5700

EXFO ofrece 1 módulo que mide PMD y que permite identificar los tramos del enlace que

contribuyen en mayor medida al PMD total del enlace. Lo cual permitirá la acción correctiva

solo en el tramo afectado: FTB-5600

c) M. en DWDM

En los sistemas DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) se tiene que medir la

potencia y longitud de onda de cada canal, asimismo  con equipos más avanzados se mide

el OSNR ( Optical Signal to Noise Ratio- Relación señal a ruido óptico), estas mediciones se

efectúa con el ANALIZADOR OPTICO DE ESPECTROS  (OSA – Optical Sprectum Analyzer)

La banda C es la mas usada en sistemas DWDM

La separación de canales puede expresarse en nm o GHz: Ejemplp 0.4 nm o 50 GHz

 

FWHM (Full Width at Half Maximun) o FDHM( Full Duration al Half Maximun) es el tiempo a la

mitad del valor de máximo. Es la resolución del equipo OSA

OSNR ( Optical Signal to Noise Ratio)

El estándar IEC 61280-2 define la medición OSNR como la diferencia en potencia entre la

potencia pico y el ruido ubicado a la mitad de la separación entre los picos contiguos.

Pero en sistemas ROADM o 40 Gbps este método puede

inducir a error, debido a la distorsión de las ondas al pasar por filtro del ROADM o los efectos

secundarios a 40Gbps

Los principales Proveedores de equipos de

medidas ópticas son EXFO y JDSU.

Presentaremos las soluciones de EXFO que ofrece un software opcional (In-band) con la cual

anula la distorsión y calcula el ruido real en la longitud de onda central.

EXFO ofrece 2 módulos OSA de 1250-1650nm con ópciones adicionales: FTB-5240S-BP

OSA estándar(S): FWHM 0.065 nm, -80 a +18 dBm, 50 a 200Ghz

OSA  alta resolución(BP): FWHM 0.033nm, -80 a +18 dBm, 12.5 a 200 Ghz, In-Band OSNR

> 35 dB. Módulo solo para la plataforma FTB-500.

El módulo estándar (para plataformas FTB-200v2/FTB-500) tiene 2 opciones adicionales:

- Para Alta potencia (HPW-Hight Power): -70 a +23dBm por canal

- Con controlador de polarización(P): OSNR >35dB ( con software opcional  In-Band)

A partir de Junio 2012  EXFO tambien ofrece los 2 módulos OSA, económicos para su

plataforma mas pequeña FTB-200v2 para la medida de longitud de onda y potencias, con el

mismo hardware (S y BP) pero sin las 2 opciones adicionales (HPW y P) y con un software

más simple y actualizarse a full OSA y a  partir de Octubre 2013 llamado FTB-5230S-OCA con

2 opciones, solo OSA u OSA+OCA ( Optical Channel Analyzer)

Tambien EXFO tiene un Analizador CWDM manual: FOT-5200

Relacionados: Redes xDWM

d) M. en red PONLas redes PON ( Passive Optical Network) requieren de equipos especiales para las

mediciones ópticas, los principales son un OTDR y un medidor de potencia.

1. Mediciones reflectométricas

El reflectometro (OTDR) a utilizar debe tener filtros para evitar que se dañe con las señales

ópticas de bajada (1490 y 1550nm), así  mismo debe tener capacidad para detectar y

soportar las altas atenuaciones de los divisores (Splitters) que se encuentran en la red.

EXFO lider mundial en equipos de medidas óptica ofrece para estas redes el módulo FTB-730

en la plataforma FTB-1 con el software iOLM (Intelligent Optical Link Mapper) que permite

visualizar un diagrama esquemático de la red PON con todos los elementos del enlaces

(acopladores, splitters, empalmes, tramos, etc). Detecta splitters 1:N o 2:N indicando su

ratio (1:N) y la atenuación (dB).

2. Medidas de potencia.

El medidor óptico ( power meter) debe poder medir tanto las señales de bajada (1490 y

1550nm) como la de subida (1310nm), por ello debe tener 2 puertos ópticos para colocarse

en serie ( generando una mínima perdida dB) en la línea óptica a medir.

El medidor de EXFO, modelo PPM-350C cumple lo requerido

3.- Redes de Fibra Optica

a) Fibras – Tipos ITU

TIPOS DE FIBRA OPTICA PARA REDES DE TRANSPORTE

Deberán tener baja atenuación kilométrica (dB/Km) y baja dispersión cromática (CD) y de

PMD: Los tipos más usados son G.522 (SMF) y G.655 (NZDS).

ITU-G.522

Fibras optimizadas para su utilización en 1310 nm y 1550nm,  aunque también pueden

transmitir en otras longitudes de onda. Existen subtipos

G.652.A y B tienen  un pico de atenuación por la presencia de OH- en torno a 1383

nmG.652.C y D están libres de este pico.

 

DISPERSION CROMATICA: Mostramos la gráfica con loslímites de dispersión cromática

para las fibras G.652 en función de la longitud de onda. Se define únicamente en las bandas

O (1260-1360 nm) y C (1530-1565 nm), estas fibras pueden ser usadas en bandas L  (1565-

1625 nm), para DWDM y S+C+L (1460-1625 nm), en sistemas CWDM

DISPERSION PMD: Las revisiones de marzo de 2003 y mayo de 2005, crearon dos nuevas

categorías para reducir PMD del enlace  a 0,20 ps/√Km para poder ofrecer tasas de

transmisión de alta velocidad/distancia. Además se ajustaron las tolerancias de algunos

parámetros para mejorar las prestaciones ópticas.

ITU-G.655

La recomendación ITU-T G.655 indica las características mecánicas, geométricas y de

transmisión de las fibras de dispersión desplazada no nula NZDS (Non Zero Dispersión

Shifted) . Optimizadas para transmitir en tercera ventana con bajos valores de Dispersión

Cromática, entre 1530nm y 1565 nm, aunque se ha previsto que puedan soportar

transmisiones en longitudes de onda mayores de 1625 y menores de 1460 nm.

La dispersión cromática (CD) limita la capacidad de transmisión en sistemas  de alta

velocidad y larga distancia por ello es fundamental controlar su efecto con fibras adecuadas,

de los contrario será necesario utilizar sistemas de compensación de dispersión cromática.

Aunque la dispersión cromática es reducida en la ventana de transmisión de las fibras NZDS,

nunca puede tener valor cero en este rango de longitud de onda (pero sí en longitudes de

onda menores). Esto es debido a que un valor nulo de CD potencia efectos no lineales, que

es fundamental evitar en aplicaciones WDM. La aparición de fenómenos no lineales también

depende del área efectiva de la fibra. Estos se minimizan con áreas efectivas mayores.

Existen subtipos de fibra NZDS, en los que varían fundamentalmente los siguientes

parámetros: dispersión cromática, diámetro de campo modal (MFD) y PMD, donde

se  permite más variación de los parámetros que la G.652, en la  que los subtipos están

claramente diferenciados y estandarizados.

La revisión de marzo de 2003 creó una nueva categoría con PMD reducida 0,20

ps/√kmpara ajustar los estándares a las nuevas necesidades de mayor distancia y velocidad

de transmisión. En la revisión de febrero de 2006 se reducen las tolerancias de algunos

parámetros así como unos valores máximos y mínimos para limitar la CD entre 1530 y 1565

nm.

G.655-A:   CD max: 6 ps/nm.Km

G.655-B      CD max: 10   y PMD max: 0.50

G.655-C      CD max: 10  y PMD max: 0.20

G.655-D      CD max: 6.2  y PMD max: 0.20

Para conseguir anchos de banda de transmisión elevados se utilizan nuevas modulaciones,

sistemas de compensación y fibras G.655, de dispersión desplazada, pensadas para

transmitir en tercera ventana. Mostramos varias de las fibras G.655 disponibles, con sus

correspondientes diferencias en el valor de CD

TIPOS DE FIBRA OPTICA PARA REDES DE ACCESO

Además de las fibras convencionales, se están empezando a usar las fibras optimizadas para

pequeñas curvaturas, conocidas como BLI (“Bending Loss Insensitive”) o BIF (Bending

Insensitive Fiber)

La selección de un tipo de fibra depende del proyecto de la red y condiciones de instalación

de los cables y cordones. También hay que considerar el rayo mínimo de curvatura de la

fibra y compatibilidad con la fibra monomodo convencional.

Ttipos de fibras ópticas BLI

La norma ITU-T G.657 (Characteristics of a bending loss insensitive single mode optical fibre

and cable for the access network) de 2009, define dos tipos básicos de fibras BLI: A y B. Las

primeras (A1 y A2) presentan los mismos parámetros de transmisión de las fibras

monomodo convencionales (G.652D) y son recomendadas para cualquier aplicación de

acceso. Las fibras del tipo B (B2 y B3), solo son recomendadas para proyectos de corta

distancia, como instalaciones internas en edificios.

RADIO MINIMO DE CURVATURA (RMC)

El radio mínimo de curvatura del cable no necesariamente se traduce en el radio mínimo de

curvatura de la fibra óptica con la cual el cable fue construido. Ejemplo: cables con tubos

loose deben respetar el RMC de 15x en su diámetro externo, ya que corremos el riesgo de

que los mismos se plieguen o hasta se rompan cuando el cable es sujeto al radio de

curvatura menor que el recomendado. La regla del RMC de la fibra puede ser aplicada en

cajas de empalme y puntos de terminación ópticos, donde las fibras serán curvadas

“desnudas” o aisladas

.Para que las fibras ópticas monomodo presenten valores de atenuación cada vez menores

cuando son sometidas a pequeños radios de curvatura, son necesarias alteraciones en el

valor del índice de refracción de la FO. Este aspecto -en el índice de refracción- acaba por

acentuar la “Multi Path Interferente” (MPI).

La MPI ya fue ampliamente testeada en redes de acceso y se concluye que ella no causa

impacto en esos tipos de red. Sin embargo, sistemas “long haul” (redes de largo alcance)

se muestran intolerantes a este tipo de interferencia debido a los efectos que ocurren como

resultado de las amplificaciones a lo largo del sistema. Por lo tanto, las fibras BLI

optimizadas para pequeñas curvaturas -sean compatibles o no con fibras monomodo

convencionales- no son recomendadas para instalaciones externas que no estén definidas

como “red de acceso”.

Categoría A:  Tiene las atenuaciones macrobending.

Categoría B tiene prestaciones superiores pero no garantiza la compatibilidad con los

estándares que las preceden. Tiene las atenuaciones macrobending.

ITU-T G.657B3 no prevé fibras con RMC de 5 mm que cumplan los con ITU-T G.652D, sin

embargo, no afectan significativamente los valores de atenuación en redes de acceso que

presentan, como máximo, 1 km de extensión. Para garantizar que las fibras G.657B3 sean

compatibles con las fibras monomodo standard, es necesario que:

• Sus límites de diámetro de campo modal sean iguales a aquellos de la G.652D.

• Los valores de zero dispersion wavelength (largo de onda de Dispersión Cero) y dispersion

slope (Inclinación de la curva de dispersión) sean compatibles con los valores previstos por

la G.652.

• La fibra presenta baja atenuación en el pico de agua.

b) Monitoreo de redes de FO

EN REDES DE OPERADORES DE TELECOMUNICACIONES

En el Perú las operadoras de telecomunicaciones con despliegue nacional tienen su red

troncal nacional (blackbone) a lo largo de toda la costa desde tumbes hasta tacna, con

algunos ramales hacia la sierra de Cajamarca, Huancayo y Arequipa. Aunque algunas

operadoras tienen respaldo a través de los cables submarinos que solo ingresan al Perú por 

Lima y Piura, estos respaldos son limitados en capacidad  y no permiten salvan todo el

tráfico interrumpido cuando se produce un corte del cable de fibra óptica (accidental o por

vandalismo) de la red troncal costera.

Por ello las operadoras deben contar con un sistema de monitoreo remoto de fibra optica

(RFTS – Remote Fiber Test Systems) que les permita detectar y localizar inmediatamente el

lugar exacto del corte de fibra para que las cuadrillas de reparación lleguen los más rápido

posible a su reparación.

El sistema RFTS  consiste en unidades remotas de pruebas (RTU – Remote Test Unit) que

efectuan continuamente mediciones reflectométricas a una o varios fibras de los cables de

FO, estas RTU están interconectadas con un centro de gestión (Lima) donde llegan los

reportes de (atenuación, corte FO y  restablecimiento de continuidad) emitidos por las RTU

que monitorean los  cable de FO. Como funciona el NQMSfiber

Debido a que el sistema detecta y localiza atenuaciones se pueden tomar acciones

correctivas antes de que se produzca la rotura del cable de FO. Cuando hay un corte de

cable de FO reporta automáticamente via mensaje SMS la ubicación de la avería a los

celulares del personal reparador. Ademas como registra la hora de la rotura y la hora de su

reparación, se tiene un control automático de la demora de la reparación.

Existen muchos fabricantes de los RTFS: EXFO, JDSU, NTest, Lightware, etc.pero el lider

mundial es EXFO con su  sistema llamado NQMSfiber -Network Quality Manager Sistems.

 EN REDES PRIVADAS DE FIBRA OPTICA

Actualmente cada vez más empresas tienen sus propias redes de fibra óptica que sirven

para interconectar a alta velocidad de comunicación sus diversos locales, estas redes

privadas están interconectadas a la red del operador público.

Generalmente debido a la geografía del terreno y al costo económico, estas redes privadas

de FO tienen una topología en estrella, es decir no es posible tener todos sus puntos

interconectados en Anillo para poder atenuar las consecuencias de la interrupción de alguno

de sus enlaces, mediante el enrutamiento del tráfico afectado.

En este tipo de redes para reducir los efectos negativos de una interrupción física de algún

enlace de FO es necesario tener herramientas de apoyo a las actividades preventivas  y si

ocurre la falla tener la capacidad para efectuar una rápida detección, localización y

reparación de la falla.

Estas empresas no tienen acceso al Sistema de monitoreo remoto de fibras ópticas (RFTS),

reservada para las operadoras de telecomunicaciones por el alto costo debido a que estaba

diseñada para monitorear una red con muchos enlaces de FO,  que requerían de muchos

puntos de medición reflectrométrica RTU (Remote Test Unit) y con personal especializado y

dedicado a la gestión de este enorme sistema.

Debido al uso de nuevas aplicaciones  que requerían de enlaces de mayor velocidad,

muchas empresas tuvieron que cambiar sus redes privadas interconectadas por

radioenlaces  hacia enlaces por fibra óptica. Generalmente estas redes están constituidas

por pocos enlaces de FO ( menos de 12) pero no podían acceder a un sistema de monitoreo

de cables de fibra óptica porque no se justificaba económicamente tener un costoso sistema

RFTS para tan pocos enlaces de FO.

A fines de la primera década del siglo XXI se ha desarrollado una solución de bajo

presupuesto que permite monitorear una red de fibra óptica con pocos enlaces sin tener un

centro de gestión especializado.

EXFO inc. La empresa líder en mediciones ópticas además de ofrecer la nueva versión de su

RFTS llamado NQMSfiber, ofrece una solución de monitoreo para redes pequeñas de FO

llamado “Fiber Guardian”  NQMS o FiberGuardian

 

Características de la solución Fiber Guardian

La unidad remota de prueba (RTU) además de la capacidad de realizar las pruebas

reflectométricas contiene el HW y SW para realizar las mismas funciones del centro de

gestión de un RFTS (gestionar los resultados, la alarmas, notificaciones, interactúa con el

sistema GIS).

La RTU es controlada  por acceso web

La solución puede crecer, adicionando conmutadores ópticos para monitorear hasta 96 FO.

FiberGuardian

SISTEMAS GRAFICOS GEO REFERENCIADOS (GIS)

Las soluciones de este tipo de EXFO (NQMSfiber y Fiber Guardian) pueden interactuar con

cualquier sistema gráficos Geo referenciados (GIS), pero trabaja menor con la marca

OSPInSight

Mostramos unos videos en español sobre el sistema

OSPInSight de AFO (Advance Fiber Optics inc.) www.ospinsight.com

OSPInSight 7.5.3 video1 Mejoras de la nueva versión

OSPInSight 7.5.3 video2  integración con Visor OTDR de EXFO

OSPInSight 7.5.3 video3 integración con Bing Maps

Nota: Bing Maps de Microsoft es la competencia de Google Maps.

c) Planta Externa

La planta externa (OSP -OutSide Plant) de las redes de fibra óptica está conformada por:

Cables FO, Cajas de Empalmes y repartidores ópticos.

1. CABLES FO.

Hay muchas marcas y fabricantes de cables de FO, por ello deberá seleccionarse uno que

cumpla con normas internacionales:

2. CAJAS DE EMPALMES

Aloja los empalmes por fusión de las fibras ópticas. Los empalmes permiten dar continuidad

a fibra óptica.

3. REPARTIDORES OPTICOS

Alojan los conectores que son las terminaciones de los extremos de las fibra óptica. Permiten

el acceso a la fibra óptica para su utilización.

Los elementos de la planta externa son normalizados y fabricados por:

NORMALIZADORES : IEC (International Electrotechnical Commission), CENELEC(Comite

Europeo de Normalización Electrotécnica), AENOR (Asoc. Española de Normalización)

FABRICANTES: Corning,  Furukawa-OFS,  TE (Tyco Electronic), Panduit, Multilink, HyC,OFC,

Asociaciones de fabricantes:EUROCABLE(UE),  FACEL(España),

Nota: Multilink y HYC son representadas en Perú por TelmarkPerú

d) Redes FTTx

Aunque en el Perú todavía no se han implementado redes FTTx, en el mundo hay un

creciciente incremento de estas redes que permiten el acceso a grandes velocidades ( > 10

Mbps).

Las redes de acceso FTTx ( Fiber To The x) son redes hibridas que salen del nodo con fibra

óptica  hasta un lugar x continuando el acceso en cobre hasta las instalaciones del Cliente.

Existen muchas configuraciones posibles pero las más conocidas son:

FTTN (Fiber-to-the-node). Fibra hasta el Nodo, la fibra termina en un nodo

intermedio, generalmente a la entrada de una urbanización.

FTTC (Fiber-to-the-cabinet o fiber-to-the-curb). La fibra  termina en una cabina o

armario de telecomunicaciones, generalmente a menos de 300 metros del Cliente.

FTTB (Fiber-to-the-building o Fiber-to-the-basement). La fibra termina a la

entrada de un edificio, luego se distribuye la señal en cobre.

FTTH  (Fiber-to-the-home). fibra hasta el hogar, la fibra llega hasta el interior de la

misma casa u oficina del abonado.

ELECCION DEL TIPO DE  RED FTTX

Los diversos modelos de despliegue FTTx ofrecen diferentes ventajas. La mayoría de los

operadores ven FTTH como una estrategia a largo plazo, pero FTTH requiere una importante

inversión y un largo periodo de tiempo para su despliegue.

Los operadores deberían elegir sus modelos de despliegue en función de la inversión

requerida, el periodo de tiempo para introducirse en el mercado y la velocidad necesaria. En

la Figura  se compara el coste de los diferentes modelos de despliegue FTTx.

FTTH es cerca de 15 veces más costoso que ofrecer ADSL desde una central. La mayor parte

de este coste se debe a la obra civil: abrir zanjas en las calles y llegar hasta los hogares para

instalar la nueva infraestructura de fibra. FTTN con vectorización de VDSL2 se sitúa en

valores de entre 4 y 5 en la escala de costes, unas 3 veces más económico que FTTH. La

reutilización de la infraestructura de cobre en el último tramo reduce significativamente el

coste de la obra civil.

El coste de los modelos de despliegue situados entre FTTN y FTTH varía en función de la

proximidad del usuario final. Cuanto más se acerca el despliegue al usuario final, más

próximos son los costes a los de FTTH. Por ejemplo, FTTB se sitúa en una escala de costes de

10, un 30% más barato que FTTH, mientras que FTTWall es comparable a FTTH.

Pero el coste no es el único criterio a evaluar en la decisión. El plazo de tiempo de

introducción en el mercado es igualmente importante. Desplegar FTTH a nivel nacional

puede requerir de 10 a 20 años; muchas administraciones, operadores y usuarios finales no

pueden permitirse esperar tanto tiempo. Las opciones de FTTx pueden acelerar el

despliegue porque los operadores evitan realizar obra civil en el último tramo.

Hay más factores que pueden condicionar la selección del modelo de despliegue. Por

ejemplo, desplegar fibra aérea en lugar de fibra enterrada hace que los despliegues de FTTH

sean más rápidos y económicos. Por otro lado, entrar en los hogares puede ser un

quebradero de cabeza y aumentar el coste y el tiempo necesarios para desplegar FTTH.

FTTWall con VDSL2 a corto plazo, o G.fast en un futuro, le permite a los operadores evitar

entrar en los hogares con el consiguiente ahorro de tiempo y dinero.

La mayoría de los operadores despliegan una combinación de tecnologías FTTx y FTTH. Esto

les permite seleccionar el modelo de despliegue que mejor se adapta a una zona

determinada, de forma que puedan conectar más usuarios de un modo más rápido y

económico

G.FAST.  Norma para soportar velocidades de 1 Gbps en el par de cobre. Está en

preparación por la Comisión de Estudio 15 de la ITU para el 2014. Esta Recomendación UIT-T

G.9700, también especificará métodos para reducir al mínimo el riesgo de que los equipo

G.fast interfieran con servicios de radiodifusión tales como la radio FM.

FTTX EN EL PERU

En el Perú el FTTN es la más usada  donde el nodo es un DSLAM (Digital Subscriber Line

Access Multiplexer) exterior, que es un multiplexor de los servicios DSL sobre cables

telefónicos de cobre, para brindar acceso a internet.

Video de Promoción de:

Consejos  FFTH: FTTHcouncil.eu, FTTH Council Asia Pacific

Operadores: FTTH Telmex,

e) Redes PONLas redes PON ( Passive Optical Network) son redes ópticas pasivas de acceso ( distribución)

del tipo punto multiplunto (PMP) es decir la señal óptica se lleva desde un punto ubicado

enel borde de la red del operador hasta varios puntos de terminación en las instalaciones de

los usuarios. Los componente principales son.

OLT (Optical Line Terminal):  Equipo en el operador, une el acceso a la red

ONT(Optical Network Terminal): Equipo ubicado cerca o en la instalación del usuario

Divisor Optico(splitter): Elemento pasivo que divide la señal óptica mediane una entrada

y varias salidas. Utilizan generalmente 2 técnologías: De fusión para splitters 1:2 y PLC

(Planar Lightwave Circuit) para 1:N (1:4, 1:8, 1:16, 1:32 y 1:64), que deben cumplir las

normas GR-1209-CORE-2001 y requerimientos GR-1221-CORE-1999. Tambien se utilizan

splitters de 2 entradas (2:N) en redes PON con redundancia.

FDH: Contiene los splitter, empalmes y path panels. FDT (Fiber Distribution Terminal):

Contiene la acometida (drop) y FC(Fiber Collect) es el punto de conexión al ONT. El FDH se

coloca por unidad multivivienda- MDU (MultiDwelling Unit)

Extensores de alcance PON: Es posible ampliar tanto la distancia como el número de

ONTs de una red PON por medio de elementos activos denominados extensores de alcance

PON que regeneran la señal óptica y vuelven a sacarla por un puerto o más puertos

simultáneamente (1:4, 1:8)  lo que permite ahorrarse un nivel de división óptica.

Tambien se utilizan en red PON con troncales WDM

Transmisión:  La Tx de señales en redes PON, se dan en 3 longitudes de onda

Transmisión de bajada ( downstream): Data en 1490nm y Video RF en 1550nm

Transmisión de subida ( Upstream): Data a 1310nm

ESTANDARES: Los estándares PON han evolucionado de manera similar a las redes Giga

Ethernet y Wireless

Inicialmente los fabricantes crearon la

organización de normalización FSAN (Full-Service Access Network, FSAN), luego la ITU-T

convirtió las especificaciones FSAN en recomendaciones. La especificación FSAN de PONs

basadas en ATM (1998)  fue adoptada por la ITU como recomendación G.983.1 (BPON).

Posteriormente la ITU-T, el IEC e IEEE estandarizaron el diseño, la viabilidad y la seguridad

de PON. En las nuevas redes el OLT brinda downstream de 10Gbps

PROVEEDORES

RED ACTIVA: Telnet,  Arris representado en el Perú por Telmark Perú

(freyes@telmarkperu.com),

RED PASIVA: TycoElectronic, Sun Telecom, Electroson, Multilink  (Telmark Peru).

f) Redes xWDM

Las redes de transporte utilizando tecnología xWDM (x Wavelength Division Multiplexing)

surguieron como una solución al  aumento de velocidades en la fibra óptica. Al aumentar la

velocidad >2.5 Gbps con la tecnologia TDM (Time Division Multiplexing), se presentaban

problemas de CD y PMD. La solución fue utilizar varias longitudes de onda en una misma

fibra óptica. Su evolución fue la siguiente

La tecnología xWDM es promovida por OIF ( Optical Internetworkimg Forum) y es quien

desarrolla los estándares para la industria, ahora con un enfoque a 100G y 400G

La tecnología xWDM evolucionó desde sistemas de 8 longitudes de onda con espaciamiento

de 200 GHz, a sistema de 40 longitudes de onda (ITU-T G.694.1) con espaciamiento de 100

GHz,

xWDM comprende a las tecnologías DWDM ( Dense WDM) y CWDM (Course WDM),

LcWDM( CWDM para CATV).

1. La Tecnología DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) se ubica cerca de la

tercero ventana ( 1550nm)

Los sistemas DWDM utilizan muchas longitudes de onda, generalmente 32 hasta 128. En

cada longitud de onda se utilizan velocidades de 2.5G, 10G, 40G y 100G, obteniendo

velocidades de varios TB en un sistema DWDM que utiliza un solo par de fibras.

El Sistema DWDM tiene los siguiente componentes

La teconología CWDM ( Coarse Wavelength Division Multiplexing) utilizan pocas longitudes

de onda, tiene el estándar G.654.2 las bandas se clasifican en

Relacionados: Medidas en DWDM,

4.- Algunos conceptos

Equipos OpticosLos principales equipos ópticos de una red son.

Transmisor: Convierte la señal eléctrica a señal óptica modulada para ser transmitida a través del enlace de fibra óptica.

Diodo Láser: Semiconductor utilizado como transmisor óptico, emite gran potencia de luz

con mínimas pérdidas. Los tipos más comunes son: Fabry-Perot, DFB y VFL.

Receptor: Convierte la señal óptica modulada en señal eléctrica para ser transmitida a los

equipos de comunbicación.

Amplificador: Equipo que se coloca en la ruta de transmisión para amplificar o fortalecer la

señal óptica, por medios electrónicos u ópticos

Multiplexor Agregador/restador: (ADM) Permite que longitudes de onda puedan ser

agregadas o restadas en el equipo para ser encaminadas en la red.

ROADM: Reconfigurable Optical ADM

Teoria Optica

Mostramos en video los principales principios ópticos en forma resumida

Longitud de Onda: Es la longitud (nm) entre dos puntos idénticos de la onda que representa

el tipo de señal óptica. Valores tipicos de luz de LEDs y Diodos Laser.

Frecuencia: El el número de oscilanciones de una onda electromagnética. se meide en ciclos

por segundo ( Hertz).

Fase: Es un completo ciclo de una onda electrogmagnética. Señales ópticas que se inician

juntas en un extremo pueden sufrir un desfase al final de su recorrido por la fibra óptica.

Amplitud: Es la magnitud del pico de la onda electromagnética, es medida en dBm.

Espectro Electromagnético: Muestra el especto visible y las bandas de uso en fibra óptica: O,

E, S, S, L y U.

Indice de Refracción (n): Ratio de la velocidad de la luz en vacio respecto a la velocidad de la

luz en cualquier otro medio. siempre es mayor a 1. En el nucleo de la fibra óptica es mayor

que en el cladding.

Apertura Numérica: Es el rango de angulo aceptable alrededor del eje de la fibra con el cual

la señal óptica debe incidir para que sea transportada a través del nucleo

Refracción: Es el cambio de dirección que sufre la luz al pasar de un medio a otro.

Reflexión Fresnel: Es la porción de luz que rebota cuando atraviesa dos medios con diferente

indice de refracción.

Retrodispersión Rayleigh: La luz inyectada en una fibra óptica  es parcialmente dispersada

en todas direcciones a través de toda su longitud. La porción que rebota en dirección

contraria es llamada la retrodispersión.

Dispersión Cromática: La  señal óptica está compuesta por varios haces de diferentes

longitudes de onda (ancho espectral), las cuales viajan a velocidades diferentesa través de

la fibra, ocasionado la dispersión de toda la señal optica la termianr su recorrido.

Videos de otras fuentes:

MIT; Fundamentos opticos

FO4Sale: Fibra Multimodo

RDNFO- Red Dorsal Nac. FO

En Julio del 2013 Proinversión recibió los comentarios y propuestas al 1er proyecto del

Contrato de Concesión por 20 años para la RDNFO (Red Dorsal Nacional de Fibra Optica).

Según el cronograma el 13 Ago. Proinversión deberá aprobar el 2do proyecto de Contrato de

Concesión y recibirá sugerencias hasta el 27 de Agosto. Se tiene programado para el 31

Oct.2013 la adjudicación.

Como sabemos en Julio 2012 se promulgó la Ley 29904 de Promoción de la banda ancha y

construcción de la red dorsal nacional de fibra óptica (RDNFO). La ley establece que la

velocidad mínima para el acceso a internet de banda ancha (BA) será determinada y

actualizada periodicamente por el MTC y que OSIPTEL lo relativo a las caracteristicas

técnicas de las conexiones a internet de BA

La RDNFO será la red de transporte de alta velocidad, disponibilidad y confiabilidad, con

esquemas de redundancia y puntos de presencia en 180 capitales de provincias. El MTC 

ha definido las condiciones técnicas, económicas y legales de su diseño, construcción,

concesión, operación y financiamiento, siendo Proinversión la encargada del proceso de

concesión. En tanto FITEL elaborará y financiará proyectos de redes que se integren a

nivel distrital.

La operación de la RDNFO se concesionará a uno o más operadores neutros (no tienen

usuarios finales). La red se soportará en tanto sea viable en infraestructura del estado en

redes de energía eléctrica, redes de hidrocarburos, redes viales y ferrocarriles.Tambien se

obliga a instalar fibra óptica y/o ductos y cámaras en los nuevos proyectos de

infraestructura. La concesión será a 20  años.

Un porcentaje de la capacidad de la red dorsal estará reservado para la implementación de

la Red Nacional del Estado (REDNACE) que atenderá las demandas de BA de todas las

entidades de la administración pública, esto se concesionará a uno o más operadores. El

tráfico total actual del estado se estima en 25 Gbps.

La RDNFO complementará a las redes de las 2 principales operadores (Movistar y Claro) que

poseen cada una su red dorsal en toda la costa peruana, por tanto será básicamente una red

en la sierra y selva. Asimismo tratará de formar anillos para conseguir redundancia de

rutas .

Aunque no estuvo ni en la fase de promoción, han visitado a ProInversión que se encargará

del proceso de concesión varias empresas interesadas como: Level3,Samsung, Korea

Telecom, Media Commerce, Promitel, Grupo Azteca, CECT-China.

El proyecto se denomina “Red Dorsal Nacional de Fibra Óptica- Cobertura Universal Norte”,

“Red Dorsal Nacional de Fibra Óptica- Cobertura Universal Sur” y “Red Dorsal Nacional de

Fibra Óptica – Cobertura Universal Centro”.  El proyecto ha sido diseñado y formulado por la

Secretaría Técnica del FITEL. El proyecto propone una solución mixta transversal conformada

por dos tipos de redes: a) La construcción de una red de fibra óptica  como red de transporte

de alta capacidad que conectará 180 capitales de provincia del país, cuyas características

responden al “Componente de Transporte o “RDNFO”; y, b) La construcción de redes

inalámbricas para la prestación de servicios públicos de telecomunicaciones en banda ancha

a la población de centros poblados rurales y lugares de preferente interés social, cuyas

características corresponden al “Componente de Acceso”.

El Componente de Transporte se instalará en forma de anillos para garantizar su

disponibilidad y confiabilidad; asimismo, podrá utilizar la infraestructura de las redes de

transmisión de energía eléctrica de alta y media tensión de las empresas de transporte de

energía eléctrica. Estará compuesto por una Red Principal que conectará principalmente las

capitales de la región y facilitará la salida internacional, y por una Red de Distribución,

conformada por la red de fibra óptica hacia las capitales de provincia-

El Componente de Acceso, beneficiaría a los centros poblados seleccionados con la

prestación de servicios públicos de telecomunicaciones de Banda Ancha (telefonía fija y

acceso a internet de Banda Ancha).

El Proceso de Promoción de la Inversión Privada del Proyecto se hará en dos concursos: (i)

selección del operador privado encargado del diseño, construcción, operación,

mantenimiento, explotación y transferencia de las redes de transporte de los proyectos de

las coberturas universales, Norte, Centro y Sur que integran la RDNFO, y (ii)selección del

operador privado que implementará la red para la prestación de servicios públicos de

telecomunicaciones en los centros poblados rurales seleccionados.

El plazo de la concesión será de 20 años, prorrogables y el financiamiento será determinado

tomando en cuenta el valor de las inversiones estimadas, la evolución del tráfico cursado y

de la evolución de los costos de operación y mantenimiento a lo largo del período de

concesión. Los montos de cofinanciamiento total o parcial a cargo del Estado podrán

canalizarse a través de la constitución de un fideicomiso y/o un fondo.

Según el cronograma  la convocatoria a Concurso Público del Componente deTransporte se

inició en mayo 2013, el componente de Acceso empezaría en Junio del 2014.  El Acto de

Adjudicación de la Buena Pro está previsto para Octubre del 2013 y Diciembre del 2014,

respectivamente.

La inversión se estima en 420 Millones dólares, para brindar conectividad de BA a 180

capitales de provincias ( de las 195 existentes) donde no llega la fibra óptica, algunos

estiman que se atenderán en los próximos 10 años solo 60 capitales y los 80 restantes

despues porque no justifica su poca demanda ( tienen menos de 6000 habitantes). La

principal demanda en las 140 capitales de provincias será de organismos del

estado(Comisaria, colegios, hospitales, gob. regional, municipios, banco de la nación,  etc) y

las pequeñas cableras.

Mediciones

Mostraremos en video los principios de las mediciones ópticas

Pérdida en empalme: Se mide en dB y es detectada por un OTDR.

Atenuación: Es la pérdida optica en una fibra. Las pérdidas por absorción y scattering

dependen de la longitud de onda de la señal. Actualemte se utilizan las bandas C(1550nm) y

L(1625nm) por tener menores atenuaciones. Cada 3 dB se pierde la mitad de la potencia

óptica inicial.

Cálculo de atenuación total: Es la atenuación total calculada para un enlace. Considera todos

los tipos de atenuación; en fibra , empalmes, componentes , conexiones y un margen de

error.  Se mide en dB.

Pérdida de enlace: Se mide en dB y es la pérdida total del enlace. Las pérdidas pueden ser

por factores propios de la fibra “intrinsecos” (Absorción, RayleighScatter, Microcurvaturas) y

extrinsecos(Conexiones, Empalmesy macrocurvaturas). Los  promedios típicos de pérdida 

son: 0.22 dB/Km en enlaces largos, 0.35 dB/Km en enlaces metropolitanos y 1.25dB/Km en

distribución local FTTH

Reflectrómetro (OTDR): Instrumento que permite localizar los puntos de pérdida de señal en

una fibra óptica, para ello inyecta pulsos cortos de luz y luego detecta el nivel de las

retrodispersiones de todos los puntos a lo largo de la fibra medida.

Zona muerta: En la zona posterior a un evento reflectivo. Es causado por la refleción Fresnel.

Los eventos reales que pueda tener la fibra en dicha zona no podrían ser detectados por el

OTDR. Se debe usar el menor ancho de pulso en el OTDR.

Localizador Visual de Fallos: Es una fuente óptica de luz visible que se inyecta a la fibra para

detectar si existen fugas de luz por defectos y curvaturas o para identificar y verificar

continuidad de las fibras.