Telefonia II

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA

ANTONIO JOS DE SUCRE

VICE-RECTORADO DE BARQUISIMETO

DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRNICA

GUA DE TELEFONA II

2003

ii

NDICE: CAPITULO 1. TELEFONA BSICA ALMBRICA..............................................................1

1.1. Terminologa Bsica.........................................................................................................1 1.2. Estructura general de las redes .........................................................................................3 1.3. Elementos de la red telefnica..........................................................................................6 1.4. Identificacin de los elementos de la red........................................................................12 1.5. Cdigo de colores ...........................................................................................................18 1.6. Pruebas bsicas para cables ............................................................................................29 1.7. Determinacin de la mxima longitud en la lnea de abonados (lmite de Sx y lmite de Tx) .........................................................................................................................................40 1.8 Determinacion del calibre de los conductores en la lnea de abonado. ...........................44

CAPITULO 2. Fibra ptica: .....................................................................................................48

2.1 Conceptos ........................................................................................................................49 2.2 Sistema tpico de onda luminosa. ....................................................................................50

2.2.1 Emisores de luz.........................................................................................................51 2.2.2 Detectores de Luz o de Onda Luminosa...................................................................51

2.3 Ventajas de los sistemas por Fibra ptica.......................................................................52 2.4 Caractersticas de la Fibra ptica....................................................................................52 2.5 Conceptos referentes a Fibra ptica................................................................................53 2.6 Fibra ptica segn la cantidad de Modos de Propagacin..............................................56

2.6.1 Fibra ptica Multimodo ...........................................................................................56 2.6.2 Fibra ptica Monomodo ..........................................................................................56

2.7 Clasificacin de la Fibra ptica segn el Perfil del ndice de Refraccin ......................58 2.7.1 Abruptos o Salto de ndice por Pasos, ndice Discreto, ndice Escalonado.............58 2.7.2 ndice Gradual o ndice Graduado. ..........................................................................59 2.7.3 ndice Facetado.........................................................................................................60

2.8 Atenuacin ptica ...........................................................................................................60 2.9 Optimizacin de las caractersticas de Tx en la F.O........................................................63 2.10 Prdida introducida cuando se unen las Fibras pticas ................................................64 2.11 Caja de empalmes o mangas de empalmes....................................................................65 2.12 Reflectmetros u OTDR...............................................................................................66 2.13 Conceptos ......................................................................................................................67 2.14 Tipos de empalmes en Fibra ptica ..............................................................................68 2.15 Tipos de conectores en Fibra ptica .............................................................................68 2.16 Sistemas mltiples con Divisin de Longitud de Onda (WDM)..................................69 2.17 Instalaciones de Fibra ptica: .......................................................................................73

2.17.1 Instalacin Subterrnea: .........................................................................................73 2.17.2 Instalacin area: ....................................................................................................74

2.18 Consideraciones para instalaciones de cable de Fibra ptica: ......................................74 CAPITULO 3. TRFICO TELEFNICO...............................................................................78

3.1 Definiciones:....................................................................................................................78

iii

3.2 Unidades de la Intensidad de Trfico: .............................................................................82 3.3 Unidades de Volumen de Trfico....................................................................................83 3.4 Descripcin del Trfico Telefnico.................................................................................87 3.5 Fuentes de trfico ............................................................................................................89 3.6 Tipos de trfico:...............................................................................................................89 3.7 Accesibilidad ...................................................................................................................91 3.8 Distribucin de Poisson para los Sistemas de Llamadas Perdidas ..................................91 3.9 Frmula B de trfico de Erlang para los sistemas de Llamadas Perdidas. ......................92 3.10 Sistemas con prdida, con nmero finito de fuentes de trfico y Accesibilidad Completa................................................................................................................................98 3.11 Frmula de Erlang C para Sistema de Llamadas Demoradas. ......................................99 3.12 Trfico para Rutas Alternas.........................................................................................100 3.13 Definiciones de Trfico Telefnico.............................................................................101 3.14 Mediciones de Trfico en Centrales Electrnicas (Digitales) .....................................107

CAPITULO 4. PLANES BSICOS DE LA TELEFONA...................................................116

4.1 Plan de Numeracin.......................................................................................................120 4.1.1 Llamadas Nacionales..............................................................................................120 4.1.2. Llamadas Internacionales ......................................................................................122

4.2 Plan de Enrutamiento ....................................................................................................126 4.2.1 rea Suscriptora .....................................................................................................128 4.2.2 rea Urbana............................................................................................................129

4.3 Plan de Sealizacin......................................................................................................146 4.3.1 Seales de Abonados ..............................................................................................146 4.3.2 Sealizacin de Lnea............................................................................................146

4.3.2.1 Sealizacin en Corriente Continua ................................................................147 4.3.2.2 Sealizacin en Corriente Alterna...................................................................148 4.3.2.3 Sealizacin por Canal Asociado (CAS) ........................................................148 4.3.2.4 Sealizacin por Canal Comn (CCS) ............................................................161

Mensajes ..............................................................................................................................175 CAPITULO 5. PLAN DE SINCRONIZACIN.....................................................................196

5.1 Sincronizacin de una red digital ..................................................................................196 5.2 Mtodos de Sincronizacin ...........................................................................................200

5.2.1. Red Plesicrona o Plesiocrnica ...........................................................................200 5.2.2. Red Telefnica Sncrona o Sincrnica ..................................................................200

5.3 Mtodos de Sincronizacin Externo..............................................................................207 CAPITULO 6. SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Jerarqua Digital Sincrnica [G 826]213

6.1 Red SONET (Synchronous Optical Network) ..............................................................214 6.2 Estructura de la Trama Bsica del SDH. .......................................................................215 6.3 Elementos de la Red SDH .............................................................................................219 6.4 Punteros AU ..................................................................................................................220 6.5 Formato de los Punteros TU..........................................................................................223 6.6 Formato de los punteros TU-12 (VC-12) ......................................................................226

iv

6.7 Velocidades Binarias en SDH. ......................................................................................228 6.8 Estructura de Multiplexacin.........................................................................................228 6.9 Descripcin de cada uno de los POH ............................................................................230 6.10 TU:...............................................................................................................................233 6.11 Elementos de la Red SDH ...........................................................................................236

BIBLIOGRAFA.....................................................................................................................241 ANEXOS.................................................................................................................................244

1

CAPITULO 1. TELEFONA BSICA ALMBRICA

La telefona bsica almbrica ha sido utilizada mayoritariamente para la transmisin de voz y datos a travs de un MODEM en las lneas dedicadas para Sistemas Punto a Punto y Multipunto, as como para la interconexin entre centrales semielectrnicas o analgicas. En la actualidad se ha ampliado el Ancho de Banda de la red de cobre y surge la tecnologa XDSL, la cual designa todas las modalidades de DSL (Lnea Digital del Subscriptor o Abonado). Sus Variantes son:

ADSL: Es el ms empleado, se trata de DSL Asimtrico y es utilizado para la Internet rpida.

HDSL: High - bit rate DSL. Transmite a nivel de E1 una distancia de 4 Km para cable

de calibre 0,4 mm y para 0,8 mm una distancia de hasta 6 Km. Requiere 2 pares de cobre de la red existente, pero existe una tecnologa que requiere un solo par, y es denominada S-HDSL.

VDSL: Very High - bit rate DSL. Se utiliza para transmitir video de ltima milla. Es

decir, la tecnologa XDSL, puede coexistir con el servicio de voz. Como resultado todos los tipos de servicio, incluyendo voz, video, multimedia y servicios de datos, pueden ser transportados por esta tecnologa, por lo que se le ha denominado la resurreccin del cable de cobre.

SDSL: Lnea del Suscriptor Digital Simtrica: Consiste en HDSL ms POTS, sobre

una lnea telefnica sencilla. 1.1. Terminologa Bsica Definicin de Planta Externa: Es el rea del sistema telefnico que permite la unin entre los equipos de conmutacin y las centrales de conmutacin entre si. Central Local: Es aquella que presta servicio a una determinada zona. rea de Central: Es la zona que recibe servicio de una central determinada. Lmite de Central: Es la periferia que determina el rea de una central determinada. Las reas de central pueden ser: Monocentral y Multicentrales. rea Monocentral: Es el rea en la cual existe una sola central para una misma tarificacin. rea Multicentral: Es el rea en la cual existe ms de una central para una misma tarificacin.

2

Cable Telefnico: Es aquel que agrupa un conjunto de conductores, los cuales tienen como funcin interconectar las partes de la red telefnica, los hay desde 10 pares hasta 2000 pares. Conductores: Son los transmisores de la energa sonora. Generalmente son de cobre, pero de diferentes dimetros: 0,4mm; 0,5mm; 0,7mm; 0,8mm; 0,9mm. Par telefnico: Es un circuito de dos conductores que permite el flujo de la energa sonora entre dos puntos. Aislamiento de los Conductores: Para materiales plsticos el aislante est constituido por polietileno PTH o cloruro de Polivinilo PVC, polipropileno y neopreno. Cubierta de los cables: Segn el tipo de cable est constituido por materiales plsticos PVC o polietileno. Red Urbana: Es el conjunto formado por los enlaces entre los abonados y la central (diferentes tipos de cable de la red) y entre centrales (Cable Troncal). Mangas: Son cajas especiales que estn cerradas, pero que se abren fcilmente, con forma cilndrica y en ella est la unin de los conductores (pares) del cable de la red. Estas son necesarias para darle continuidad y proteccin a un determinado cable y debe tener un Sistemas de Puesta a Tierra de 25 . Tanques: Al igual que las tanquillas son cavidades , pero de tamao mayor, destinados a facilitar los trabajos de empalmes de cables, cambios de direccin, etc. La constitucin de los tanques es muy similar a la de la tanquilla con la diferencia de que sus paredes son de ladrillo doble, y tienen adems una losa de concreto armado, en la cual se coloca la tapa metlica que se utiliza para visitar su interior. Tanquilla: Son cavidades generalmente de dimensiones pequeas y destinadas a facilitar los trabajos de empalmes en los cables (mangas) cambios de direccin, etc., se usan en la red secundaria, para de all sacar el servicio para las casas y edificios. Uniones o Empalmes: Se llama as al conjunto de operaciones que es necesario realizar para dar continuidad a los conductores, al aislamiento y a la cubierta de los cables, manteniendo inalterados las caractersticas. Los empalmes son realizados por necesidades de fabricacin, de transporte o tendido de cables. Esto ltimo viene constituido por varios tramos de longitud, los cuales se deben empalmar entre s. POTS: Plain Ordinary Telephone Service: Servicio de Telefona Bsica Antiguo.

3

1.2. Estructura general de las redes Una lnea telefnica de abonados, est formada por un circuito de dos hilos, al que se denomina normalmente par, ubicado entre el Distribuidor Principal (DP) de la Central y el Aparato Telefnico. Todos los abonados estn unidos a la Central mediante pares. Por razones de economa estos pares se agrupan en un cable cuya capacidad es el nmero de pares que posea. Este cable sale del DP de la Central y llega a un Punto de Distribucin, de donde se ramifica hacia los abonados, ver Figura 1.1

Figura 1.1 Distribucin de pares Dependiendo de la forma como se agrupan estos puntos de distribucin, las redes en la Compaa de Telefona Pblica Almbrica de Venezuela, se clasifican en dos tipos: Redes Directas y Redes Flexibles. Red Directa o Red Rgida: En este tipo de red los conductores se prolongan elctricamente de una seccin de cable a otra mediante empalmes, de este modo todos los pares quedan directamente ligados desde el DP de la Central hasta el Punto de Distribucin, Ver Figura 1.2

4

Figura 1.2. Red Rgida

Este tipo de red es econmica en zonas de densidad telefnica muy reducida o en zonas urbanas muy cercanas a la central. Sus ventajas estriban en una mayor economa en los puntos de distribucin (no necesitan armarios o cajas especiales de distribucin), menor probabilidad de averas y simplicidad de registros. Los registros consisten bsicamente en obtener y actualizar los datos que nos permitirn analizar las necesidades de servicio, tanto actuales como futuras, de la zona o poblacin a proveer de servicio o ampliar el existente. Sus inconvenientes estriban en que toda reorganizacin de los pares en los empalmes entraa un trabajo considerable por lo cual es necesario prever un nmero elevado de pares de reserva, con la consiguiente inmovilizacin costosa del cobre. Redes Flexibles: Se denominan Redes Flexibles aquellas redes en las cuales el recorrido del cable desde el DP de la central hasta el telfono del abonado tiene dos o ms puntos de distribucin (Armario de Distribucin Secundario, Terminal), Ver Figura 1.3

5

Figura 1.3. Redes Flexibles ADS: Armario de Distribucin Secundario La Red Flexible tiene las siguientes ventajas:

Las secciones de la red pueden ampliarse independientemente, lo que permite hacer frente con mayor facilidad a situaciones imprevistas.

Existe la facilidad de hacer mediciones y desconexiones en los puntos de distribucin,

lo cual facilita la localizacin de averas. Permiten una utilizacin ms completa de los pares disponibles en los cables

principales, antes de proceder a la instalacin de nuevos cables, lo cual es muy importante en zonas de desarrollo lento.

Cuando hay que tender nuevos cables, el mtodo del empalme resulta ms sencillo ya

que todos los cables terminan en los Puntos de Distribucin. La ubicacin de un abonado en una zona puede cambiar dentro de la misma zona y con

solo cambiar el par de la Red Secundaria se realiza la mudanza de telfono; tambin se presenta el caso de como la Red Primaria o Red Secundaria o Red Local tienen mayor nmero de pares existe mayor probabilidad de instalar un telfono en una zona siempre que existan pares disponibles de la Red Central.

Los inconvenientes de la Red Flexible son:

6

Gastos suplementarios ocasionadas por las instalaciones y mantenimiento de los

Puntos de Dispersin.

Dificultades para la instalacin de ciertos Puntos de Distribucin.

Aumenta el peligro de averas, debido a que estos puntos son de uso casi continuo y sujeto a las variaciones climticas en nuestro pas, as como tambin a los accidentes de trnsito.

La instalacin de los jumper en los puntos de distribucin entraa gastos

suplementarios elevados. 1.3. Elementos de la red telefnica A lo largo del recorrido del cable desde el DP hasta llegar al telfono hay una serie de elementos diferenciados con funciones especficas, los cuales son:

DP (Regletas Horizontales y Regletas Verticales) Cable Armarios de Distribucin: ADP ADS. La tendencia actual es eliminar los Armarios

de Distribucin Primaria (ADP) y colocar una central, si el espacio y el rea lo permite.

Terminal DP: Es el rgano de conexin entre la central telefnica y la red de Planta Externa, el cual permite:

- Que la conexin establezca correspondencia entre los pares de los cables de la Red Urbana y los nmeros telefnicos, de acuerdo a una asignacin preestablecida.

- La conexin entre los pares de los cables troncales y los juegos de reles entrantes

(FIRes) y salientes (FURes), a fin de interconectar entre si las centrales telefnicas semielectrnicas, por ejemplo del tipo ARF-102 de la Ericsson.

- La interconexin de pares con fines diversos, tales como: Lneas de Tx de Datos

(Lneas Dedicadas) a travs de MODEM o utilizar la tecnologa denominada XDSL, especficamente HDSL (Lnea de subscriptor Digital de Alta Velocidad) para un E1 o ADSL (Lnea del Subscriptor Digital Asimtrica) para la Internet rpida.

Generalmente el DP est constituido por un armazn metlico de barras horizontales y verticales. El armazn soporta las Regletas Verticales a las cuales llegan los cables de la red, y

7

las regletas Horizontales a las cuales llegan los cables de la central. El DP cuenta con rganos de proteccin contra las descargas de corriente y sobre tensin en las lneas de los subscriptores y en los cables troncales. Estos dispositivos se enchufan sobre las espigas de las regletas de Planta Externa, tanto en las que van hacia los nmeros, como las que van hacia los pares. Existen 2 clases de dispositivos de proteccin: Bobinas Trmicas y Carbones. Bobinas Trmicas y Carbones: Son los dispositivos ubicados en el sector de la regleta que va hacia los nmeros, y su funcin consiste en derivar a tierra las sobre tensiones. El DP constituye el primer elemento de la Planta Externa, y es l precisamente quien le da comienzo a la red telefnica Ver Figura 1.4

Figura 1.4. Distribuidor Principal

Regletas Horizontales: Son los puntos de conexin de salida de los cables que van hacia el automtico (Central de Cx) y cumplen con las siguientes funciones:

Es un punto de prueba para el equipo de conmutacin. Es un punto de bloqueo hacia la red Es un punto donde se indica la numeracin del telfono. Es un punto donde sale el puente que enlaza las regletas verticales (jumper).

Regletas Verticales: Son los puntos de conexin de llegada de los cables de la red y cumplen con las siguientes funciones:

Es un punto de la red donde est indicada la cuenta del cable. Es un punto de prueba hacia la red Es un punto de bloqueo hacia la red.

8

Es un punto de proteccin contra altas corrientes, altas tensiones y corrientes moderadas por largo tiempo.

Cable: Es el medio fsico a travs del cual se permiten las comunicaciones. Por las funciones que realicen dentro de la red, a los cables se les asignan las siguientes denominaciones: 1. Cable Troncal (CTK): Es el cable que va desde el DP de una central al DP de otra central. Los pares contenidos en estos cables, reciben el nombre de Pares Troncales (P.T.) 2. Cables Central (C.C.): Es el cable que va desde el DP hasta el ADP o al ADS. Los pares contenidos en estos cables reciben el nombre de Pares Centrales (P.C.). 3. Cable Primario (C.P.): Cable que va desde el ADP al ADS. Los pares contenidos en estos cables reciben el nombre de Pares Primarios (P.P.). 4. Cable Secundario (C.S.): Cable que va desde el ADP hasta los terminales (Punto de Dispersin de donde salen los cables ramales que van al abonado). A los pares de este cable se les denomina Pares Secundarios (P.S.). 5. Cable Local (C.L.): Cable que va desde el ADS hasta los terminales. A los pares de este cable se les denomina Pares Locales (P.L.). 6. Cable Directo (C.D.): Cable que va desde el DP de la central hasta los terminales. A los pares de este cable se les denomina Pares Directos (P.D.). 7. Cable Ramal: Cable que sale de los terminales y llega al interior del local o residencia donde se va a instalar el telfono. En la Figura 1.5 se indica un esquema donde estn indicadas las nomenclaturas de estos cables.

9

Figura 1.5. Identificacin de los Cables de la Red de Planta Externa Armarios de Distribucin: Estos armarios estn constituidos por un conjunto de regletas debidamente dispuestas y protegidas por una Caja Metlica, muy robusta cerrada hermticamente por una puerta a la cual concurren cables de entrada y parten cables de salida. El puenteado para la continuidad del par telefnico, se establece a travs de cortos trozos de par telefnico denominados jumper, los cuales son fijados por sus extremos a las regletas. La potencialidad del armario est constituida por el nmero de pares de entrada, ms el nmero de pares de salida. Ejemplo: 100/200. Los Armarios de Distribucin pueden ser: ADP y/o ADS, los cuales constituyen la caracterstica ms importante de las Redes Flexibles.

10

A.D.P.: Este armario est constituido por un conjunto de regletas debidamente dispuestas y protegidas por una Caja Metlica, a la cual concurren los Cables Centrales que luego han de distribuirse en Cables Primarios y/o Secundarios. Un primer grupo de regletas, contiene los extremos finales de los Pares Centrales que convergen en el A.D.P. Un segundo grupo, contiene los extremos iniciales de los Pares Primarios y/o Secundarios que parten de este armario.

La continuidad de los pares telefnicos se realiza a travs de puentes entre ellos (jumper), Ver Figura 1.6

Figura 1.6. Continuidad de Pares Telefnicos a travs de jumper en el ADP

A.D.S.: Este armario est constituido por los mismos elementos que constituyen a un A.D.P., sus regletas estn dispuestas de una manera anloga a la descrita para este ltimo. La diferencia fundamental consiste, en que dentro de un A.D.S. se efecta el enlace de los Pares Primarios o de los Pares Centrales, que a l llegan con los Pares Locales, que en l se originan. Ver figura 1.7

Figura 1.7. Continuidad de pares Telefnicos a travs de Jumper en el ADS En las Figuras 1.8 y 1.9 podemos observar la configuracin fsica del armario de distribucin, la disposicin de las regletas y como est constituida una regleta.

11

Figura 1.8. Configuracin fsica del Armario de Distribucin En la actualidad los armarios metlicos est siendo sustituidos por armarios de fibra de vidrio, los cuales son resistentes a la corrosin.

Figura 1.9. Disposicin de las regletas de una Armario de Distribucin

12

Terminal: Un terminal est constituido por una regleta, donde se conectan los extremos finales de los pares telefnicos de la Red de Distribucin (cables directos, locales y secundarios), y los extremos iniciales de la Red de Dispersin (cables ramales). Puede decirse entonces que, en los terminales tiene su trmino la Red de Distribucin y su comienzo la Red de Dispersin. Los terminales pueden ser:

De Poste: Cuando estn sujetos a postes. De Columna: Cuando estn contenidos en columnas empotradas. De Fachada: cuando son fijados a las fachadas de las casas. De Edif. (FXB): Cuando se trata del terminal colocado dentro de un edificio en un

compartimiento especial. A este compartimiento se le denomina comnmente FXB, iniciales de la expresin inglesa Feed Exchange Box. En la Figura 1.10 podemos observar un esquema de conexin de un terminal.

Figura 1.10. FXB 1.4. Identificacin de los elementos de la red En una red de cables, existe cierta cantidad de armarios (ADP, ADS), terminales y cables, en una gran variedad de tamao y relacionados entre si; de acuerdo al sistema de distribucin. Para efecto de mantenimiento y operacin de las redes se hace necesario llevar un registro tanto de los componentes de la red, como de la distribucin de los pares en cada cable y en los componentes. Identificacin de las Redes: Todos los pares en la red de cables estn numerados. La numeracin del par en el cable es la posicin que ocupa este dentro del cable, de acuerdo a una cierta secuencia establecida para el cable. Cada una de las partes de la red de cable tiene una

13

numeracin independiente de otras partes de la red, es decir, existe una numeracin para la red central, otra para la red primaria, etc. Identificacin de la Red Troncal: La identificacin de los cables troncales se hace asignndole los nombres correspondientes a las centrales que enlaza, seguido de un nmero que nos indica cuantos troncales existen para ese momento entre esas dos centrales. Adems se coloca la capacidad y la cuenta del cable, Ver Figura 1.11

Figura 1.11. Identificacin de la Red Troncal Identificacin de la Red Central: Se denomina Red Central a aquella porcin de la Red de Planta Externa constituida por un conjunto de Cables Centrales. La identificacin de los Cables Centrales, se efecta numricamente y siguiendo el orden de acomodo en el DP. Se numera cada cable que sale del DP de la central y va un A.D.S. o A.D.P., con el smbolo C.C., con un nmero distintivo, con la capacidad y la cuenta del cable, Ver Figura 1.12

Figura 1.12. Identificacin de la Red Central Por ejemplo: CC1 600 1-600, indica el CC uno, con capacidad de seiscientos pares y la cuenta que va desde el par uno hasta el par seiscientos. Identificacin de la Red Primaria: Se denomina Red Primaria, a la porcin de la Red de Planta Externa constituida por el conjunto de CP. La identificacin de los CP se efecta numricamente y siguiendo el orden de acomodo en el ADP. Se numera cada cable C.P., que sale del ADP, y llega a un ADS, con un nmero distintivo que indique la capacidad y la cuenta del cable. Ver Figura 1.13

14

Figura 1.13. Identificacin de la Red Primaria Por ejemplo: CP1 200 1-200, indica CP uno, con una capacidad de doscientos pares y la cuenta que va desde el par uno hasta el par doscientos. Identificacin de la Red Local: Se denomina Red Local a aquella porcin de la Red de Planta Externa formada por el conjunto de cables locales. La identificacin de los cables se efecta por la cuenta de sus pares, es decir, por la numeracin consecutiva que se da a los pares del cable. Ver Figura 1.14

Figura 1.14. Identificacin de la Red Local

Como se observa en la figura anterior, el cable se va ramificando en diversos terminales, cada parte de este cable entre dos terminales tendr una cierta capacidad, la cual ira decreciendo en nmero de pares a medida que vaya alimentando a los terminales. Existen dos criterios usados en la numeracin de la Red Local (se aplican tambin en la Red Directa y Secundaria), ellos son:

a) Los terminales ms alejados del armario o de la central (en caso de Red Directa) tienen los nmeros ms bajos

b) La numeracin se hace siguiendo un sentido determinado. En esta figura se observa que se ha identificado a los terminales, y el nmero que lo etiqueta es el nmero que corresponde al primer par de la cuenta

15

Identificacin de los Armarios de Distribucin:

Redes con ADP y con ADS: para los ADP la identificacin es alfabtica y se hace a partir de la letra B. Para los ADS alimentados con cables de la Red Primaria, se identifican con la letra mayscula del ADP, que los alimenta y un nmero adicional que permita identificar el ADS, dentro del conjunto de los que dependen del mismo ADP. Adems de los expuesto anteriormente a cada armario se le coloca la capacidad de pares que puede alojar, Ver Figura 1.15

Figura 1.15. Identificacin de los ADP

Redes con ADS: para los ADS, alimentados con cables de la Red Central, la identificacin es con letra A para todos los ADS y a continuacin un nmero que los distinga del resto de los ADS. Adems a cada ADS, se le coloca la capacidad de pares que puede alojar, Ver Figura 1.16

Figura 1.16. Identificacin de los ADS

16

Identificacin de la Cuenta en la Regleta de Armario: La cuenta en la Regleta de Armario tiene la misma cuenta que la del cable que la alimenta y est distribuida de la siguiente forma, Ver Figura 1.17

Figura 1.17. Identificacin de la cuenta en la Regleta de Armario Identificacin de la Cuenta de la Regleta Vertical en el DP: Las regletas tienen una secuencia de numeracin que va desde arriba hacia abajo. Ver Figura 1.18

Figura 1.18. Identificacin de la cuenta en la Regleta Vertical del DP La identificacin de las cuentas en el DP es la identificacin de las cuentas de las regletas colocadas en l y se distribuye desde el menor nmero en la parte superior y el mayor en la parte inferior. Adems se identifica el tipo de cable que los alimenta.

17

Identificacin de los terminales: La identificacin de los terminales se efecta, indicando el armario a que pertenece (ADP o ADS) y la cuenta asignada. El nmero del terminal es el nmero que corresponde al primer par de la cuenta. Ejemplos:

a) Terminal alimentado por un ADS B01 y con una numeracin del 121 al 130. Ver Figura 1.19

Figura 1.19. Identificacin de Terminal alimentado por un ADS-B01

b) Terminal alimentado por un ADP B mediante un CS con la cuenta 101-110. Ver Figura 1.20

Figura 1.20. Identificacin de un Terminal Alimentado por un ADP-B

c) Terminal alimentado por un CD1 con la cuenta 51-100. Ver Figura 1.21

Figura 1.21. Identificacin de un terminal alimentado por un CD-01 La relacin que permite obtener una Red Flexible es: 2:1

1 par central Vs 2 pares locales 4 pares centrales Vs 8 pares locales

18

Los Cables Areos o Subterrneos tienen capacidades de: 10, 20, 50, 100, 200 o 300. Los Cables Subterrneos tienen capacidades de: 300, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100 y 2400. Para los Armarios de Metal la capacidad = Pares salida + Pares de entrada = 1200, 2000, 4000, 6000 y 9600. 1.5. Cdigo de colores Primer Hilo del Par: B = Blanco; R = Rojo; N = Negro; A = Amarillo; V = Violeta Segundo Hilo del Par: A = Azul; N = Naranja; V = Verde; M = Marrn, G = Gris Un grupo est formado por 25 pares y est distribuido como se detalla a continuacin. Par 1: B-A Par 2: B-N Par 3: B-V Par 4: B-M Par 5: B-G

Par 6: R-A Par 7: R-N Par 8: R-V Par 9: R-M Par 10: R-G

Par 11: N-A Par 12: N-N Par 13: N-V Par 14: N-M Par 15: N-G

Par 16: A-A Par 17: A-N Par 18: A-V Par 19: A-M Par 20: A-G

Par 21: V-A Par 22: V-N Par 23: V-V Par 24: V-M Par 25 V-G

Cada grupo de 25 est identificado por las cintas, las cuales tienen la misma secuencia que el cdigo de colores, tal como se especifica a continuacin, Ver Tabla 1.1.

19

Tabla 1.1. Cdigo de Colores de Grupo de 25

Grupo Colores de la cinta N de grupo Cuenta de los pares

Blanco Azul 1 1-25 Blanco Naranja 2 26-50 Blanco Verde 3 51-75

Blanco Marrn 4 76-100 Blanco Gris 5 101-125 Rojo Azul 6 126-150

Rojo Naranja 7 151-175 Rojo Verde 8 176-200

Rojo Marrn 9 201-225 Rojo Gris 10 226-250

Negro Azul 11 251-275 Negro Naranja 12 276-300 Negro Verde 13 301-325

Negro Marrn 14 326-350 Negro Gris 15 356-375

Amarillo Azul 16 376-400 Amarillo Naranja 17 401-425 Amarillo Verde 18 426-450

Amarillo Marrn 19 451-475 Amarillo Gris 20 476-500

Gris Azul 21 501-525 Gris Naranja 22 526-550 Gris Verde 23 551-575

Gris Marrn 24 576-600 Gris Gris 25 601-625

Fuente: Manual CANTV de Red de Planta Externa

20

EJERCICIOS DE P.E. Ejercicio N 1.1. A un F.X.B. de la Compaa P.Q. le llega un CL, identificado como N 2, el cual est alimentado del ADS N 2, el cual a su vez depende de un ADP; el CP N. 3 tiene una capacidad de 150. La capacidad del CC N 2 la debe decidir Ud. considerando el hecho de que este alimenta a 3 armarios ADS y de estos al N 02 deben llegar 10. La Compaa P.Q. necesita instalar lo siguiente:

8 Nmeros telefnicos bidireccionales. 1 Nmero telefnico bidireccional para Fax. 1 lnea dedicada (2 pares) para transmitir datos desde P.Q. de una ciudad origen A,

hasta P.Q. de una ciudad destino B, a travs de MODEM. 10 lneas de Discado Directo Entrante (D.D.E.) para la instalacin de una C.P.A.,

cuyas lneas entrantes tiene un voltaje de 48Voltios por cada par, y que luego llegarn a un convertidor A/D para que su salida o entrada a 2 Mbit/seg sea interconectada con una central local electrnica de la Compaa de telfonos.

a) Hacer el Diagrama de la Red de Planta Externa desde el DP hasta el F.X.B. de

P.Q., con sus respectivas cuentas, cantidad de armarios involucrados, cada uno de ellos identificado, y con su capacidad; cantidad de terminales, con su respectiva identificacin, y cantidad de pares que llegan a P.Q.

b) Si en un futuro se decide ampliar la C.P.A. de D.D.E. en 5 lneas de interconexin Qu recomienda Ud hacer en el Cable Local N 2 que llega a P.Q.?

c) Repetir la parte a) del ejercicio si P.Q. est instalado en ADS N 2, pero con el Cable Central N 2.

Solucin

a) Ver Figura 1.22

21

Figura 1.22. Esquema para la solucin del ejercicio N 1.1

b) Utilizar los pares libres para completar un total 15 lneas del DDE, lo cual me deja en

reserva nicamente 4 ya que utilizo cinco pares libres de los nueve de reserva. c) Solamente se puede dar servicio a 10 solicitudes de las 21 exigidas ya que el CC del

ADS-A02 es de 10. Ejercicio N 1.2. De una central telefnica analgica del tipo ARF-102 de 10000 lneas de abonados y 2000 troncales, salen 10 CC para ser distribuidos hacia diferentes ADP, para que de all se alimente a 5 Cables Primarios hacia 16 ADS. El ADS D01 va a alimentar a un F.X.B. de una compaa X-Y-Z con un Cable de Red Local de 20. Dicha Compaa XYZ tiene 12 ocupados y necesita ampliar sus nmeros telefnicos, instalar un Fax y una lnea

22

dedicada (2) para transmisin de datos con su sede matriz la cual est ubicada en otra ciudad. La compaa XYZ tiene su cuenta por el Cable Central N 3, la cual en este momento esta copada.

a) Dibujar la Red de Planta Externa hasta XYZ b) Cantidad de armarios ADS y ADP? c) Cantidad de FXB? d) Cantidad de terminales? e) Por qu Cable Central recomienda Ud hacer la ampliacin de XYZ? f) Cuntos No telefnicos puede ampliar? y si no, Qu solucin plantea?

Solucin

a) Ver Figura 1.23


23

b) ADP = 10 , ADS = 16 c) 17 FXB d) 17 Terminales del tipo FXB e) Por mismo CC3 pero ampliando su capacidad hasta un mximo de 24 f) 12 ocupados + No telefnicos + 1 Fax (1) + 1 lnea dedicada (2) = 15 + No

telefnicos, es decir, solo puede ampliar 5 nmeros telefnicos por el cable local de 20, y como el CC3 se puede ampliar hasta un mximo de 24 no existe problema.

Ejercicio N 1.3. Se quiere instalar 6 F.X.B de 70 c/u y todos dependen de ADS, excepto el N 04, que lo hace de un ADP y ste a su vez depende del CC N 02, cuya capacidad es de 2100. Se sabe que solo existen 3 cables centrales y la capacidad de los restantes las debe decidir. Existe un ADS C-01 cuyos pares iniciales son de 100 y de all se alimenta el FXB N 03. Antes de llegar a cada uno de los FXB deben existir 3 terminales de poste de 10 c/u.

a) Hacer el esquema desde el DP hasta cada FXB b) Identificar cada terminal de 10 c) Si la central y su respectivo DP son eliminados y se quiere alimentar de los 6 FXB

nicamente al FXB 03 desde otra central. Dibuje su esquema. d) De acuerdo a los pares dados en el ejercicio, colocar en el esquema los pares iniciales y

finales de ADP, ADS y CL. Se debe definir la cantidad de pares centrales en los Cables Centrales.

Solucin

24


a) Ver Figura 1.24 b) Ver Figura 1.24 c) Se ubican los tanques lo ms cerca del CC2 y del CTK que estn hacia el DPA y luego

se empalman con un cable adicional que puede ser areo. Luego por CTK se unen DPA con DPB y se jumpean en DPB los pares necesarios

d) Ver esquema de la figura 1.24 Ejercicio N 1.4. Se desea instalar 5 nuevos suscriptores y todos ellos se deben ubicar en el terminal N 11, par 15 excepto el N 5, que debe estar en el Terminal 21, par 25.

25

- Suscriptor N 1: Depende del Cable Local N 2 de 50 y su ruta depende del CP2.

- Suscriptor N 2: Depende del mismo ADP donde est el suscriptor N 1, pero no de un ADS.

- Suscriptor N 3: Depende del Cable Local N 3 de 50 y su ruta debe proceder del CP3.

- Suscriptor N 4 y 5: Dependen de Cables Locales N 2 de 40 y sus rutas deben proceder de ADS y Cables Centrales diferentes.

Deben existir nicamente 4 Cables Centrales en toda la Red de Planta Externa y en ellos estn ubicados los 5 suscriptores.

a) Ubicar los 5 suscriptores en la Red de Planta Externa b) Si el suscriptor N 2 no depende de esta central A, sino de la central C. Grafique su

interconexin. Solucin


26

a) Ver Figura 1.25 b) Debe existir un CTK que une al DP de A con el DP de C, y se jumpea en ambos DP los

pares para lograr la continuidad desde A a C En caso de que no exista CTK del DP de A con DP de C, sino DP de A con DP de B y DP de B con DP de C se jumpea igual en los extremos A y C, pero en B se hace el mismo jumpeo pero hace trnsito solamente. Ejercicio N 1.5. Una Red de Planta Externa desde su D.P. est formada por 3 Cables Centrales (CC) y 2 Cables Directos (CD) y en ella se deben ubicar 3 suscriptores y 3 FXB.

- Suscriptor N 1: Debe estar en el terminal N 31, par 36 y depende de un ADS-B01. El Cable Local debe ser de 50

- Suscriptor N 2: Debe estar en el terminal N 31, par 36 y depende de un Cable Central diferente al del Suscriptor N 1. La Capacidad del Cable Local la decide Ud.

- Suscriptor N 3: Depende del Cable Directo. Las capacidades de los CD son 30 y 60 respectivamente y el suscriptor debe estar ubicado en el terminal 41, par 43.

- FXB N 1: Depende de un Cable Primario (CP) 3 y debe pertenecer al mismo CC donde est ubicado el suscriptor N 2. Sus capacidad (FXB) debe ser de 100.

- FXB N 2: Depende directamente de un ADP y est ubicado en el mismo CC donde est el FXB N 1. La capacidad de este FXB es de 70.

- FXB N 3: Depende del mismo CC donde est el suscriptor N 1. Su capacidad es de 200.

a) Dibujar la Red de Planta Externa, indicando los nombres de los cables, la

identificacin de los armarios y la ubicacin de los clientes. b) Si se tiene otra red de Planta Externa idntica y el Cable Troncal que las une se

da y no se puede reparar Cmo se interconectan los suscriptores N 2, sabiendo que las 2 centrales son semielectrnicas del tipo ARF-102?. Valor 2 ptos. Cmo se sabe que el cable se da?

c) Si el suscriptor N 3 desea conectarse a la red de Internet y hace la solicitud de un nmero telefnico adicional Qu sugiere Ud. si el terminal 41 tena de disponibilidad nicamente el par 43?

Solucin

a) Ver Figura 1.26 b) Haciendo trnsito por medio de una tercera central con una red de FO y con equipos

PDH (SDH), ETLO en cada extremo. Se sabe que el cable se dao mediante la medicin de continuidad de los cables.

c) Como el Terminal 41 tena disponible solamente el par 43 la cual es el suscriptor N 3,

no se puede conceder otra lnea al suscriptor N 3, por lo tanto se debe utilizar la

27

misma lnea 43 para Internet. Una alternativa es solicitar ADSL el cual permite usar la misma lnea simultneamente para transmitir datos (Internet) y a su vez establecer una conversacin. Otra posibilidad es a travs de Terminales cercanos, siempre y cuando la distancia del Cable Ramal sea menor a 180 Mts.


Ejercicio N 1.6. Una central electrnica tiene una Red de Planta Externa formada por 3 Cables Centrales (CC1=60, CC2=60 y CC3) y 2 Cables Directos. Se quieren instalar 6 servicios POTS y un APOTS, que deben estar ubicados en el Terminal 11 par 17 y 4 FXB que dependen de ADS y se transmiten servicios de voz, video y datos.

- POTS 1 y 2: Dependen de cables que provienen de ADP, pero no de ADS. La capacidad de uno de estos cables es de 20 y la del otro es tal que debe contener un solo Terminal adicional.

28

- POTS 3 y 4: Dependen de cables que provienen de ADP, pero diferente CC donde estn los POTS 1 y 2. La capacidad de uno de estos cables es de 20 y la del otro es tal que debe contener un solo Terminal adicional.

- POTS 5 y 6: No dependen de ADP ni de ADS. Uno de estos cables tiene como capacidad final la cuenta del Terminal 31.

- APOTS: Depende de un ADS y de diferente CC donde estn ubicados los POTS - Los FXB 1 y 2 estn en el mismo CC donde se ubican los POTS 1 y 2. El FXB 2 debe

tener 30 - Los FXB 3 y 4 estn en el mismo CC donde se ubican los POTS 3 y 4. El FXB 4 debe

tener 30

a) Dibujar la Red de Planta Externa, indicando los POTS, APOTS, FXB, Terminales, ADS, ADP y nombre de los cables

b) Cul es la capacidad de los FXB 1, FXB 3, CD1, CD2 y CC3? c) Qu significan cada una de las siglas POTS y APOTS d) Si el suscriptor del FXB 1 desea transmitir datos a travs de un enlace dedicado

Super Rate, utilizando Router, DTU, Multiplexor (Newbridge). Qu significa Super Rate?, Qu tipo de lnea es utilizada?

e) Qu tecnologa es la utilizada para transmitir la Internet rpida en forma almbrica? y Cul es su competencia inalmbrica?

f) Dnde estn ubicadas las lneas de enlace de la central electrnica?

29

1.6. Pruebas bsicas para cables El Cable PCM es un cable de cobre, calibre 0,63mm e Impedancia Caracterstica de 120 . Est formado por pares de Tx y Rx y las capacidades son 20, 40, 60, 80 o 100. Por ejemplo para 60 tenemos que del 1 al 30 son los pares de Tx y del 31 al 60 son los pares de Rx. Las pruebas bsicas a realizar en mantenimiento para CTK, CD, CC, CS, CP y cable PCM son: 1.6.1.Prueba bsica o continuidad: Estas mediciones tienen como finalidad determinar las fallas que pueden presentarse cuando se est en construccin por errores en el cableado. El hilo b es el que lleva la corriente y se llama Ring (timbre), el hilo a se llama Tip (punta).

a. Circuito Abierto: Se puede presentar por ruptura de un o ambos hilos del par. Se manifiesta como una interrupcin total del circuito y por supuesto del servicio. Ver Figura 1.27

Figura 1.27. Circuito Abierto

b. Cortocircuito: Sucede cuando el aislamiento falla completamente, existiendo contacto metlico entre los hilos de un par. Ver Figura 1.28

Figura 1.28. Corto Circuito

c. Aterramiento: Cuando uno o ambos hilos presentan bajo aislamiento pero con respecto a la cubierta del cable o tierra del anillo. Se mide a con tierra, b con tierra y, a y b con tierra los dos. Ver Figura 1.29.

Figura 1.29. Aterramiento

d. Liga o Cruce: Cuando uno o ambos hilos de un par presentan bajo aislamiento, pero con respecto a los hilos de otro par. Ver Figura 1.30

30

Figura 1.30. Liga o Cruce

e. Pares Invertidos: Cuando el hilo a del par pasa a ser el hilo b del mismo. Ver Figura 1.31

Figura 1.31. Pares Invertidos

f. Par Trocado: Se produce cuando el hilo de un par se conecta con un hilo de otro par, originado esto por errores durante el empalme, lo que ocasiona que se presente diafona y falla de operacin entre ambos circuitos. Ver Figura 1.32

Figura 1.32. Par Trocado

g. Pares Transpuestos: Cuando los hilos de un par estn conectados a los hilos de otro par y viceversa. Ver Figura 1.33

Figura 1.33. Pares Transpuestos 1.6.2 Resistencia de Aislacin: Permite medir la perdida de corriente en un par telefnico, cuando se le aplica una fuerza electromotriz en uno de sus extremos, estando abierto el otro. Los conductores del par telefnico estn aislados mediante un dielctrico, siendo los ms utilizados el plstico, polietileno, papel y cloruro de polivinilo.

31

La Resistencia de Aislacin nos permite establecer que tan bueno est el aislamiento de los conductores. Sus unidades son > 1 M / Km. Para cables PCM su valor debe ser alrededor de los G/ Km. Se debe medir entre los dos conductores que forman el par y entre cada conductor y tierra. Una baja aislacin puede producir: Cortocircuito 1 2 hilos aterrados Liga o cruce

1.6.3 Atenuacin: La atenuacin de los pares balanceados constituidos dentro del cable es una funcin de la capacidad y de la resistencia como parmetros del conductor, y de la frecuencia y temperatura, como parmetros del sistema. Se detalla el cable microcoaxial de 75 , para compararlo con el par balanceado a nivel de E1.

Par Balanceado

)/2log(43.0

dDC = (1.1)

SR 2= (1.2) R = Ohm C = Faradio/Km S = rea del conductor en mm2 d = Dimetro de los conductores D = Distancia entre alambres = Resistividad del Material (m) (17,4 Cobre; 28,7 aluminio; 19 bronce) = constante dielctrica del aislante (3,29 papel seco; 1 para el aire; 3 a 4 polietileno y 4 a 6 para PVC)

00 / ff = (1.3) = atenuacin del par de cobre en dB/km. F = frecuencia a utilizar (1024 kHz para E1, 4224 kHz para E2, etc.) 0 = atenuacin medida a 1024 kHz para E1. Ver Tabla 1.2 [ )20(02.0120 += TT ] (1.4)

32

T = atenuacin a la temperatura en C, referida a 20 C

Tabla 1.2 Valor de 0 dB/km (para 1024 kHz y T=20 C)

Dimetro \ Tipo de aislante Papel Polietileno 0.4 mm 25.3 0.6 mm 18.8 15.0 0.7 mm 15.9 12.0 0.9 mm 13.8 9.5

Fuente: Roberto Ares Mxima longitud L para seales E1

0)31( += TFGL (1.5)

G = Ecualizacin mxima para repetidores ETL (equipo terminal de lnea). Valor entre 35 y 45 dB y para multiplexores 6 dB. Ft = coeficiente de temperatura: 1.02 para cables enterrados y 1.08 para cables areos. = Desviacin estndar . Valor 0.03 = 0.03x0 Ejemplo: para un cable areo Ft = 1.08 con conductores de 0.6 mm de dimetro, aislado en polietileno (0 = 15 dB / km ) y ETL de 40 dB, la longitud mxima = 2.26 km. En la Tabla 1.3 se muestran las mximas longitudes con cables microcoaxiales para PDH y SDH.

Tabla 1.3 Mxima Longitud en PDH y SDH Velocidad (Mbps) Ecualizador

(dB/MHz) Atenuacin (dB/100m)

D (m)

E1 6 dB / 1 MHz 1.48 405 E2 6 dB / 4 MHz 2.96 202 E3 12 dB / 17 MHz 6.1 197 E4 12 dB / 70 MHz 12.4 97

STM-1 12.7 dB / 77 MHz 13.0 97 STM-1: Mdulo de Transporte Sncrono Nivel 1 en SDH. Fuente: Roberto Ares Par Coaxial:

)/log(102 3

dDC = (1.6)

33

DdDdfR

+= 63.0 (1.7) d = Dimetro exterior del conductor interno D = Dimetro interior del Conductor Exterior = Atenuacin con f. Ver Tabla 1.4

Tabla 1.4 Atenuacin en el Par Coaxial a 10C (dB / km) 8.9 18 18

d/D (mm) 0.7/2.9 1.2/4.4 2.6/9.5 Frecuencia (MHz) 1 12 60 Atenuacin (f) 9.3 5.15 2.3

Fuente: Roberto Ares 1.6.4 Impedancia Caracterstica: Se define como la impedancia de entrada de una lnea uniforme que se supone infinitamente larga:

ccca ZZZi = () (1.8) Zca : Impedancia de entrada en circuito abierto Zcc : Impedancia de entrada en cortocircuito Zi : Impedancia de Imagen, es el promedio geomtrico en un cuadripolo de las impedancias de entrada de un extremo, cuando el otro est en cortocircuito y circuito abierto (para cada Zi) Estas impedancias tienen la propiedad de que si cargamos un cuadripolo con la Impedancia Imagen de un Extremo, la impedancia de entrada del otro extremo es igual a su Impedancia Imagen. Cuando las dos impedancias son iguales a este valor se denomina Impedancia Caracterstica. En la Figura 1.34 se tiene un cuadripolo que tiene dos impedancias Imgenes Zi1 = Zi2 = Zi, esta se denomina Impedancia Caracterstica.

Figura 1.34. Cuadripolo

34

1.6.5 Atenuacin de Diafona Diafona: Es la presencia de energa en un determinado canal (par) proveniente de otros canales (pares) perdindose la inteligibilidad y el secreto de las conversaciones. Se debe realizar entre 2 canales (pares) adyacentes. Paradiafona: Para cables de la Red de Planta Externa se tiene la Figura 1.35. Este parmetro debe tener un valor menor a 70dB

Figura 1.35. Esquema para la medicin de la Paradiafona Telediafona: Para cables de la Red de Planta Externa se tiene la Figura 1.36. Este parmetro debe tener un valor menor que 70dB

Figura 1.36. Esquema para la medicin de la Telediafona Para cables PCM, la frecuencia a utilizar es 2,048 MHz / 2 = 1024 KHz, y el valor para la Paradiafona debe ser menor a 70 dB, mientras que la Telediafona debe ser menor a 50 dB. En todos los casos se elige para las pruebas el par 1 versus el 2, el par 2 versus el par 3 y as sucesivamente.

35

1.6.6 Voltaje Inducido o AC: Se debe medir entre a y b; a y tierra y b y tierra. Su valor debe ser menor a 3 voltios con un voltmetro en AC. Para cable PCM debe ser su valor medido menor a 0,5 voltios, idealmente cero voltios. 1.6.7 Voltaje DC: Se debe medir entre a y b = -48 Voltios, b y tierra = -48 Voltios y entre a y tierra debe ser un valor menor a 5 voltios. 1.6.8 Ruido: Se mide con un aparato llamada Psofmetro, el cual mide en dBmp. Su valor mnimo es de 50 dBmOp dBm = dB +30 (1.9) dBm = dBmO + dBr (1.10) dBmp = dBmOp + dBr (1.11) Donde la p es de Ponderado Ejercicio N 1.7 Se desea instalar una Transmisin de datos a travs de 2 MODEM con un medio de Tx digital, por Fibra ptica, PDH, ETLO y convertidores A/D a 2 hilos en los 2 extremos con las siguientes caractersticas:

Extremo A: MODEM con un nivel de potencia de Tx = -2 dBm Convertidor A/D con niveles de Tx de 3 dBr y Rx de 5 dBr

Extremo B: MODEM con un nivel de potencia de Tx = -2 dBm Convertidor A/D con niveles de Tx de 4 dBr y Rx de 5 dBr

Si el rango de aceptacin de los 2 MODEM es de 7 dBm a 9 dBm: a) Se engancharn (sincronizarn) los MODEM? b) Qu valor se le debe programar a los convertidores A/D para que se enganchen

sabiendo que el nivel de Tx debe mantenerse? c) En que cambia la respuesta de a), si en vez de PDH se utiliza SDH?

Solucin

a) Ver Figura 1.37


36

Extremo A Al Transmitir A

dBm = dBmO + dBr dBmO = dBm dBr

dBmO = -2 dBm (-3 dBr) dBmO = -2 dBm + 3dBr

dBmO = 1dBmO

Extremo B Al transmitir B


dBmO = -2 dBm (-4 dBr) dBmO = -2 dBm + 4 dBr

dBmO = 2 dBmO

Al recibir B dBm = dBmO + dBr

dBm = 1 dBmO + (-5 dBr) dBm = -4 dBm

Al recibir A dBm = dBmO + dBr

dBm = 2dBmO + (-5 dBr) dBm = -3dBm

Los MODEM no se enganchan b)

8 dBm = 1 dBm + dBr dBr = -8 dBm 1dBmO

dBr = -9 dBr Luego RXA = -9 dBr

-8 dBm = 2 dBmO + dBr dBr = -8 dBm 2 dBmO

dBr = -10 dBr Luego RXB = -10 dBr

c) No afecta para nada Ejercicio N 1.8 Se quiere transmitir datos desde un extremo A hacia un extremo B, dentro de un rea Urbana. Para ello se utiliza una red de Fibra Optica, equipos PDH, ETLO y convertidores A/D en cada extremo. El MODEM extremo A ha sido programado para transmitir un nivel de 0 dBm y el MODEM extremo B ha sido programado para transmitir 8 dBm. Si el nivel relativo del convertidor A/D para ambos extremos es Tx = -0,5 dBr y Rx = -5,5 dBr Qu nivel (dBm) deben recibir los MODEM en cada extremo? Solucin Ver Figura 1.38


37

Extremo A Al transmitir A


dBmO = 0 dBm (-0.5) dBr dBmO = 0,5 dBmO

Extremo B Al transmitir B


dBmO = -8 dBm (-0.5) dBr dBmO = -7.5 dBmO

Al recibir B

dBm = dBmO + dBr dBm = 0,5 dBmO + (-5.5) dBr

dBm = -5 dBm

Al recibir A dBm = dBmO + dBr

dBm = -7,5 dBmO + (-5.5) dBr dBm = -13 dBm

Ejercicio N 1.9 Se quiere realizar una transmisin de datos (Red LAN) a la velocidad de 128 Kbit/seg entre 2 extremos Ay B, a travs de la Red de Planta Externa, donde el Equipo Previo al Cliente (CPE) es un Router para cada Extremo. Se debe conectar una compaa X, que est en el extremo A y su sucursal Y la cual est a 20 Km en el otro extremo, y debido a esa distancia la conexin es a travs de la Red Dedicada Digital con multiplexores, el cual utiliza un E1 para su comunicacin entre los 2 extremos de una compaa de telecomunicaciones. Esta Red Dedicada Digital est interconectada a travs de PDH, ETLO y Fibra ptica monomodo. La distancia desde el FXB de la compaa X hasta la estacin de Tx de la compaa de telecomunicaciones es de 4 Km al igual que en el extremo B, lo que hace que despus del Router sea utilizado un Equipo Terminal de Datos (DTU).

a) Realizar el esquema de conexin b) Cul es la interfase utilizada a dicha velocidad? c) Si la velocidad es menor a 20 Kbit/seg Cul es la nueva interfase utilizada? d) Cul es la distancia mxima permitida para el DTU? e) Qu consecuencias tiene para el enlace unas pruebas de Paradiafona con un valor de 20 dB en el extremo A en la Red de Planta Externa? f) Qu valor de resistencia recomienda Ud. al cliente para su Sistema de Puesta a Tierra? g) Cul es el valor ideal en Resistencia de Aislacin para el CC? h) Realizar de nuevo el esquema pero en vez de FO utilizar Radio Digital PDH a nivel de E3

Solucin

a) Ver Figura 1.39

38

Figura 1.39. Esquema para la solucin del ejercicio N 1.9 b) V.35, la cual se utiliza para N x 64 Kbit/seg y en este caso N = 2 c) RS 232 la cual se utiliza para N < 64 Kbit/seg d) 5 Km e) Produce retransmisiones, lo cual hace que el enlace de datos sea ms lento f) Un valor de R 2 g) R 1 M Ejercicio N 1.10 Se tiene un enlace de datos (Red LAN) a travs de la Red de Planta Externa, pero en mediciones realizadas se han obtenido valores de 30 dB de Atenuacin de Paradiafona y 20 dB en Atenuacin de Telediafona. a) Qu consecuencias negativas tienen esos valores para la Tx de datos? b) Si se mide el ruido y ese valor es de 30 dBmp y el nivel relativo es de 12dBr Es este enlace aceptable? Por qu?

39

c) Qu es el Ruido Impulsivo? y Para qu se utiliza? d) Escriba 2 diferencias entre utilizar DTU y HDSL para este enlace de Datos e) Cul es el Ancho Banda para un STM-1? y qu significan sus siglas?

40

1.7. Determinacin de la mxima longitud en la lnea de abonados (lmite de Sx y lmite de Tx) Se usan los siguientes trminos: a) Lmite de Resistencia de la Central: Est especificado por el fabricante como la mxima resistencia externa de la central y va desde la salida de la central (batera) y el cableado de la central hasta la resistencia del circuito del cliente y del aparato telefnico. El voltaje de la batera dividido por la resistencia total del circuito nos da la cantidad mnima de corriente requerida para una operacin apropiada de equipos de conmutacin (20 miliamperios) b) Resistencia del Lazo del Conductor: Esta es la resistencia de salida del DP hasta la llegada al telfono del cliente. La mxima longitud de la lnea de abonado viene condicionada por dos criterios fundamentales:

1. La mxima resistencia de lnea en bucle que permite a un abonado generar o recibir una llamada, es decir, enviar la Seal de Discado y recibir una Seal de Llamada. Este es el denominado Lmite de Sx, el cual depende del tipo de central. Debe ser menor o igual a 1500 . En la Tabla 1.5 se observa el lmite de Sx de centrales telefnicas.

Tabla 1.5 Lmite de Sx de Centrales Telefnicas

Fuente: Manual de CANTV

2. El ndice de Sonoridad en transmisin y recepcin permitido, que en el sistema local de abonado se denomina Lmite de Tx. Debe ser menor o igual a 13 dB. El ndice de Sonoridad (que tiene dimensin y signo de una prdida) se define como la magnitud de la prdida insertada en un sistema de referencia a fin de lograr que la sonoridad percibida sea igual a la obtenida en un trayecto vocal medido.

En general, no se expresan directamente como la sonoridad realmente percibida, sino en trminos de la prdida de Tx. En la Tabla 1.6 se muestra los valores para el clculo del calibre de los conductores.

41

Tabla 1.6 Calibre de los conductores Calibre AWG Ro ( / km) Atenuacin (dB / km)

0.40 26 274.4 1.80 0.50 24 175.6 1.36 0.60 22 121.9 1.09 0.63 22 110.7 1.04 0.80 68.6 0.76 0.90 19 54.2 0.68

Fuente: Manual de CANTV La distancia mxima del Cable Ramal debe ser 180 m. Ejercicio N 1.11 Se tiene un CC de 0,4 mm y longitud de 1,101 Km conectado hacia un ADS. La Red Local es de 0,5 mm y 5,085 Km de longitud. Calcular el Lmite de Sx y el Lmite de Tx? Solucin Lmite de Sx: 1,101 Km 274,4 /Km + 5,085 Km 175,6 /Km = 1194,6 Lmite de Tx: 1,101 Km 1,81 dB/Km + 5,085 Km 1,36 dB/Km = 8,65 dB Ejercicio N 1.12 En una central electrnica EWSD se tiene que en su Red de Planta Externa el Cable Central tiene una distancia de 2 Km y es calibre 0,6 mm. Calcular la distancia mxima del Cable Local sin que se sobrepase el Lmite de Sx y el Lmite de Tx? Solucin d = 2 Km Calibre = 0,6 mm Dmax = ? Considerando que el Cable Local es de calibre 0,4 mm se tiene que: Lmite de Sx: 1500 = 2 Km (121,9 / Km) + dmx (274,5 /Km)

dmx = (1500 243,8) / 274,5 /Km = 4.58 Km Lmite de Transmisin: 13 dB = 2 Km (1,09 dB/Km) + dmx (1.8 dB/Km) 13 dB = 2.18 + dmx (1.8)

KmKmdBdB

KmdB01.6

/8.182.10

/8.118.213dmx ===

La dmx del Lmite de Tx sobrepasa la dmx del Lmite de Sx.

42

Lmite de Tx: 2 Km(1.09 dB/Km) + 4.58 Km (1.8 dB/Km) = 2.18 dB + 8.24 dB = 10.42 dB < 13 dB La distancia mxima del CL es 4.58 Km. Consideremos calibre 0,5 mm para el CL: Lmite de Sx: 1500 = 2 Km (121,9 /Km) + dmx (175,6 /Km)

KmKm

dmx 15.7/6.1752.1256 ==

Lmite de Tx: 13 dB = 2 Km (1,09 dB/Km) + dmx (1,36 dB/Km)

KmKmdB

dBdmx 95.7/36.182.10 ==

Lmite de Tx: 13 dB = 2 Km (1,09 dB/Km) + 7.15 Km(1,36 dB/Km) = 2.18 dB + 9.72 dB = 11.91 < 13 dB La distancia mxima del Cable Local es 7.15 Km. Consideremos calibre 0,6 mm de calibre para el CL: Lmite de Sx: 1500 = 2 Km(121.9 /Km) + dmx(121.9 /Km)

KmKmdB

d 31.10/9.121

2.1256max ==

Lmite de Tx: 13 dB = 2 Km(1.09 dB/Km) + dmx (1.09 dB/Km)

KmKmdB

dBdmx 92.9/09.182.10 ==

Lmite de Tx: 2 Km(1.09 dB/Km) + 10.31 Km(1.09 dB/Km) = 11.23 dB < 13 dB Distancia mxima del CL: 10.31 Km Consideremos calibre 0,8 mm de calibre para el CL: Lmite de Sx: 1500 = 2 Km(121.9 /Km) + dmx (68.6 /Km)

KmKm

dmx 31.18/6.682.1256 ==

Lmite de Tx: 13 dB = 2 Km(1.09 dB/Km) + dmx(0.76 dB/Km)

43

KmKmdB

dBd 23.14/76.0

82.10max ==

Lmite de Tx: 2 Km(1.09 dB/Km) + 18.3 Km(0.76 dB/Km) = 2.18 dB + 13.9 dB = 16.08 dB > 13 dB Probemos con la distancia de 14.23 Km a ver si no se sobrepasa el Lmite de Sx: Lmite de Sx: 2 Km(121.9 /Km) + 14.23 Km(68.6 /Km) = 243.8 + 976.18 = 1219.9 1500 Entonces la distancia mxima es de 14.23 Km Consideremos calibre 0,9 mm de calibre para el CL: Lmite de Sx: 1500 = 2 Km(121.9 /Km) + dmx (54.2 /Km)

Kmd 18.232.542.1256

max == Lmite de Tx: 13 dB = 2 Km(1.09 dB/Km) + dmax (0.68 dB/Km)

KmKmdB

dBd 91.15/68.0

82.10max ==

Lmite de Tx: 13 dB = 2 Km(1.09 dB/Km) + 23.18 Km(0.68 dB/Km) = 2.18 dB + 15.76 dB = 17.94 dB > 13 dB Lmite de Sx: 2 Km(121.9 /Km) + 15.91 Km(54.2 /Km) = 243.8 + 862.32 = 1106.12 < 1500 Distancia mxima del CL: 15.91 Km Luego, la distancia mxima del CL sin que se sobrepase el Lmite de Sx y el Lmite de Tx es de 15.91 Km. Ejercicio N 1.13 Una central electrnica EWSD tiene una Red de Planta Externa formada por 5 ADS. La capacidad de la central es de 10.000 nmeros (abonados) y en el ADS N 5 est conectado un Cable Local de 15 y longitud 21 Km con calibre 0,5 mm. En el terminal No 11 del ADS N 5 se conectan 2 abonados con Cable Ramal: Uno con 100 metros de longitud y el otro con 280 metros de longitud. El Cable Central donde est el ADS No 5 tiene 4 Km y es de calibre 0,4 mm. a) Se pueden conectar uno o los dos o ninguno de los suscriptores? b) Dibujar la Red de Planta Externa identificando los CC y ADS con su distribucin de pares de acuerdo a la capacidad de la central

44

b) Repetir la parte a, pero considerando que el Cable Local tiene una longitud de 4 Km y Calibre 0,5 mm

1.8 Determinacion del calibre de los conductores en la lnea de abonado. Para realizar la determinacin del calibre de los conductores en una ruta, es necesario conocer:

Tipo de la Central (Puente de Alimentacin)

Distancia desde el D.P. (Distribuidor Principal) a lo largo de la ruta, que incluya al menos el 97 % de los abonados servidos por la misma.

Utilizando la Figura 1.40 se procede como sigue: Sobre el eje X (Distancia en Km) se consigue la distancia desde el D.P. hasta los abonados servidos por la ruta (punto x), en este punto se levanta una perpendicular al eje X, hasta que esta corte la recta perteneciente al menor calibre (OA). Si el punto de interseccin se encuentra por debajo de la lnea ABC, y del Lmite de Sealizacin correspondiente a la central con la cual se trabaja (lneas horizontales), se puede utilizar este calibre de conductor, puesto que la red cumplir tanto con el Lmite de Sealizacin como con el de Transmisin. De no cumplirse tanto el Lmite de Transmisin como el de Sealizacin se realiza lo siguiente: Se ubica sobre el eje X la distancia del D.P. al armario ms lejano, servido por esta ruta (punto X ms a la izquierda de la Figura 1.41), se traza una perpendicular al eje X que pase por este punto hasta cortar la recta de menor calibre (OA), consiguiendo as el punto A'; luego se traza una paralela a la recta del siguiente calibre (en este caso OB) que pase por el punto A', generando as la recta A'A''. Se ubica la distancia desde el D.P. hasta los subscriptores (punto X ms a la derecha de la Figura 1.41), y se traza una lnea vertical que pase por este punto, hasta cortar la recta A'A''; a este punto se le denomina en la Figura 1.41 B'. Este nuevo punto B' representa el calculo del Lmite de Sealizacin y de Transmisin utilizando calibre 0,4 mm para la lnea del D.P. a los armarios y 0,5mm de los armarios a los subscriptores, por supuesto este punto debe encontrarse por debajo de la lnea ABC y del Lmite de Sealizacin de la central con la cual se est trabajando. Si este nuevo punto no cumple con esto se debe reiniciar el proceso, solo que esta vez, en vez de utilizar la lnea de 0,4mm en los dos primeros pasos, se utiliza la de 0,5 mm.

45

Si este punto de nuevo no cumple con los Lmites de Sealizacin se debe proceder a trabajar con las distancias del D.P. a los armarios, y luego a los subscriptores por separado con los calibres 0,5 y 0,6mm respectivamente. Este procedimiento se debe realizar hasta que se logre obtener una combinacin de calibres que cumplan tanto con el Lmite de Sealizacin como con el de Transmisin, y con esta combinacin se debe construir la red de Planta Externa. Este procedimiento es as debido a que las lneas OA, OB y OC representan la relacin de cmo crece la resistencia que presenta la Red de Planta Externa conforme aumentan sus dimensiones, y por supuesto sta debe cumplir con los Lmites de Sealizacin y Transmisin. As se podran colocar rectas representando otros calibres distintos a los ya existente tan solo conociendo los parmetros de los mismos, pero si el calibre fuese menor de 0,4 mm debe tomarse en cuenta la cada de voltaje en los pares de suministro de la batera para realizarse estos clculos, de ser mayor no se toma en cuenta. La pendiente de estos cables por supuesto ser la resistencia que presenta cada uno de estos calibres de cable por kilmetro utilizado del mismo, es decir, la resistencia caracterstica de estos calibres, por lo cual de conocerse se podra construir las otras rectas de ser necesarias.

46

Figura 1.40. Clculo del calibre de los conductores en la lnea del abonado.

47

Figura 1.41. Clculo del calibre de los conductores en la lnea del abonado.

48

CAPITULO 2. Fibra ptica:

Por la Fibra ptica podemos transmitir video, voz y datos de alta velocidad y con excelente calidad. Se eliminan los ruidos y las interferencias y se ofrece mayor seguridad en la transmisin de la comunicacin. Se describe el espectro electromagntico, donde se resaltan las longitudes de onda donde trabaja la Fibra ptica. Espectro Electromagntico. Ver Figura 2.1.

nm=nanometro=1x10-9 metros

Figura 2.1. Espectro electromagntico

Las ventanas en las cuales opera la Fibra ptica son: 1ra ventana: 850nm; 2da

ventana: 1310nm; y 3ra ventana: 1550nm.

49

2.1 Conceptos Reflexin y Refraccin

Si un rayo de luz incide perpendicular en una superficie que separa dos medios de naturalezas diferentes (aire y vidrio, por ejemplo), ocurre simplemente un cambio de velocidad de propagacin. La direccin y el sentido se mantienen. En la Figura 2.2 se observa este esquema. V1= 300.000 Km / seg V1

aire (medio 1) 90 superficie de separacin entre los dos medios vidrio (medio2) V1 > V2

V2

Figura 2.2. Rayo de luz incidente en forma perpendicular Sin embargo si el ngulo de incidencia fuese diferente 0 ( en relacin a la normal del plano) adems del cambio de velocidad tambin tenemos un cambio de direccin. Se dice que hubo una refraccin del haz, tal como se observa en la Figura 2.3.

Rayos Incidentes Rayos Reflejados n2>n1 1 r Aire (medio1) n1 Rayo refractado Vidrio (medio 2) n2 2 (pasa a otro medio) 1 = Angulo Incidente 2 = Angulo Refractado n1 y n2 = ndice de Refraccin

Figura 2.3. Rayo de luz incidente diferente de cero.

50

Dos leyes: 1) 1 = 2 r Ley de Reflexin 2) Sen 1 aire = constante=na Sen 2 vidrio Ley de Snell = Ley de Refraccin Para el vidrio n : 1.48 a 1.66 ndice de Refraccin Es la relacin de la velocidad de la luz en el vaco (o en el aire) a la velocidad de la luz en un material. Reflexin Total

La reflexin ocurre cuando una onda incidente choca contra una barrera de dos medios y algo o todo de la potencia incidente no entra al segundo material. Las ondas que no penetran al segundo medio se reflejan. Las velocidades de las ondas reflejadas e incidentes son iguales y el ngulo de reflexin es igual al ngulo de incidencia. Sin embargo la intensidad de la onda reflejada es menor que la de la onda incidente. Esta relacin de intensidades se expresa mediante el coeficiente de reflexin .

incidenteondaIntensidadreflejadaondaIntensidad=

2.2 Sistema tpico de onda luminosa. Ver Figura 2.4. Entrada Seal

Elctrica

Digital

Transductor Elctrico a ptico

Medio de Transmisin

Transductor ptico a Elctrico

EMISOR Fibra ptica RECEPTORSeal Elctrica Digital

Salida

Figura 2.4. Esquema tpico de onda luminosa

Las seales elctricas digitales pueden ser E4 (CMI) en PDH o STM-4 o STM-16 en SDH. El STM es el Mdulo de Transporte Sncrono.

51

2.2.1 Emisores de luz

Existen dos grandes tipos de emisores de luz: LEDS y lser semiconductores LASER: Light Amplificada Throught Stimulated Emisin Radiation) Lser: es un dispositivo semiconductor que produce un rayo delgado e intenso de luz coherente, donde coherente significa la misma fase.

En el lser, los tomos en el material lser son estimulados elctricamente en un estado excitado de alta energa. La emisin se refiere al proceso mediante el cual la energa deja el material lser. Cuando el material absorbe suficiente energa es activado para que produzca una enorme rfaga de luz. Esta gran rfaga de luz se conoce como emisin de radiacin. En este caso, la radiacin se refiere a la emisin de ondas luminosas. Este tipo de lser es diseado para longitudes de ondas especficas de 850 nm, 1310 nm y 1550 nm (monocromtica). Salida de Potencia: 0dBm a +10dBm LEDS: Como transmisores generalmente emiten luz a longitudes de ondas mayores a 1000 nm. Son similares en su operacin a los dispositivos de lser. Es coherente a esas longitudes de ondas, pero menos que el lser. Se emplean para sistemas de corto alcance. Salida de Potencia: -10dBm a -20dBm. En la Tabla 2.1 se observa algunas comparaciones entre los emisores LASER Y LED.

Tabla 2.1. Comparacin entre LASER y LED COMPARACIN LSER LED Ms estable (menos sensible a la temperatura) X Ms confiable X Costo menor X Mayor velocidad operativa X Salida ms coherente (ngulo de emisin ms cerrado) X Espaciamiento para los regeneradores ms largo X Mayor potencia de salida X Dispersin intramodal (850 nm) 0,2 n seg 4 n seg

Fuente: Curso CET CANTV 2.2.2 Detectores de Luz o de Onda Luminosa Los fotodectores de semiconductores ms usados son el Fotodiodo Pin y el Fotodiodo de avalancha APD, los cuales estn repetidamente ajustados a las longitudes de onda de la fuente.

Fotodiodo. Dispositivo semiconductor utilizado en sistemas de onda luminosa para convertir la luz de una longitud de onda correcta en energa elctrica.

52

Fotodiodo PIN. Semiconductor que tiene regiones impregnadas de material tipo P e impregnadas de tipo N separadas por una regin intrnseca ligeramente impregnada en la cual los fotones absorbidos forman una corriente elctrica. Los dispositivos de recepcin tienen una captacin de la seal entre -25dBm y -35dBm. Existen otros casos que estan entre 0dBm y -30dBm. En la Tabla 2.2 se observan algunas comparaciones entre el APD y el PIN.

Tabla 2.2. Comparacin entre APD y PIN Comparacin entre los fotodetectores APD PIN

Ms estable (menos sensible a los cambios de temperatura) X Voltaje de salida ms alto, es decir, la seal de salida no requiere amplificadores

X

Costo (ms barato en el mercado) X Relacin y aumento de la seal a ruido (S/N) X

Fuente: Manual de NEC y Ericsson 2.3 Ventajas de los sistemas por Fibra ptica

Con respecto a las caractersticas de transmisin. Mnima atenuacin. Gran capacidad de informacin, en un ancho de banda para la fibra ptica

monomodo=0,44/wm [MHz*Km] Alta confiabilidad. wm = Dispersin Modal [nseg/Km] El Ancho de Banda disminuye cuando la longitud del enlace se incrementa.

Caractersticas elctricas

Inmunidad a interferencia. No permite conduccin elctrica. No existe peligro de explosin.

Caractersticas fsicas Liviana y flexible. Tamao pequeo. Fcil de instalar.

2.4 Caractersticas de la Fibra ptica

1. Caractersticas dimensionales y geomtricas (radio del ncleo del revestimiento, concentricidad y circularidad).

2. Caractersticas de Tx : ancho de banda, atenuacin.

53

3. Caractersticas pticas: Apertura Numrica, Perfil del ndice de Refraccin, Dimetro del Campo Monomodal, Dispersin Modal y Cromtica, etc.

2.5 Conceptos referentes a Fibra ptica

Una fibra de gua luminosa es una longitud extremadamente pura de vidrio que proporciona una trama de transmisin de prdida baja para las seales de onda luminosa. Una vista transversal de una fibra ilustra sus componentes estructurales: ncleo, revestimiento y recubrimiento de proteccin, tal como se observa en la Figura 2.5. Ncleo o Core. Normalmente compuesto por vidrio de Slice, impregnado de germanio; es el medio a travs del cual viaja la seal de onda luminosa. Indice de Refraccin n1. Tamao 9um para monomodo y 50um o 62,5um para multimodo. Revestimiento, Cubierta o Cladding. Rodea al ncleo, tambin esta compuesto por vidrio de Slice pero con caractersticas de transmisin de onda luminosa ligeramente distintas. Indice de refraccin n2, menor a n1. El dimetro del revestimiento que rodea al ncleo es de 125um (espesor de un cabello). Tamao 125um (estndar).

Recubrimiento de Proteccin. Alrededor del revestimiento se aplican dos capas de acrilato con el objetivo de evitar que la fibra se rompa durante el manejo, cableado e instalacin. Tamao 245um.

Figura 2.5. Vista transversal de una Fibra ptica

n1 n2 125um

Recubrimiento de Acrilato

Revestimiento de Vidrio

Ncleo

54

Apertura. Es el dimetro de rayo de luz ms grande que puede entrar en una fibra ptica Angulo de Aceptacin. Angulo Crtico medido desde el eje del ncleo, por encima del cual la luz no puede entrar en una fibra ptica. Es igual a del Angulo del Cono de Aceptacin. Cono de Aceptacin Un cono circular recto cuyo ngulo incluido es el doble del Angulo de Aceptacin. Angulo Crtico. El ngulo ms pequeo de incidencia en el que ocurre la Reflexin Total en el lmite entre dos medios de distintos ndices de Refraccin. Angulo de Admisin. Define el Cono de Aceptacin. Apertura Numrica (AN). El nmero que expresa las caractersticas de aceptacin de luz de una fibra ptica, expresada por el seno del ngulo mximo con respecto al eje de la fibra en la que un rayo entrante se refleja totalmente en el mismo ncleo. Tambin define el Cono de Aceptacin de la Fibra ptica. Es una caracteristica propia de la Fibra ptica. En las Figuras 2.6 y 2.7 se observan las grficas con respecto a los conceptos de Fibra ptica.

Aire

Rayos refractados igual al reflejado

Rayo que queda confinado en el vidrio

Rayos Incidentes Angulo Crtico

Vidrio

Figura 2.6. Esquema referente a conceptos de Fibra ptica Un rayo que incida con un ngulo mayor que (Angulo Crtico) se refleja

indefinidamente. Los rayos que inciden en la fibra ptica con un ngulo mayor que no sern transmitidos por la fibra ptica.

55

= Angulo de Admisin. = Angulo Crtico.

Figura 2.7. Esquema referente a conceptos de Fibra ptica

Con

o de

A

cept

aci

n

n1 n2

Modos. Ondas pticas discretas que pueden propagarse (viajar) en una gua de onda ptica. Maxwell da soluciones (modos) para gua de onda cilndrica . El N de modos dentro de la F. O. es finito dentro del ncleo y puede aproximarse a

)2(2

2

+=

VN V = 2 ra AN / = depende del material 2 = ndice Gradual N=V2/4 = Indice Abrupto N=V2/2 ra = Radio del ncleo V = Frecuencia Normalizada: Es un parmetro que esta dentro de la solucion de Maxwell. Para una fibra con ra = 25 um (multimodo) y AN = 0,2, tenemos para =0,85um y =1,3um, la siguiente cantidad de modos:

= 0,85 nm = 1,3 nm

= N = 683 N = 292

= 2 N = 341 N = 146

Es decir el nmero de modos de propagacin disminuye con el incremento de la longitud de onda y crece con el aumento del radio Si N = 1; tenemos Fibra Monomodo; es decir no hay Dispersin Modal Wm = 0 AB = 0,44/Wm = AB=Ancho de Banda

56

El nmero de modos se reduce a uno (N = 1; HE 11) donde HE 11 es el modo fundamental o dominante. V = 2,405 (1 + 2/) 1/2 El valor de a partir del cual la Fibra ptica se comporta como monomodo se denomina Longitud de Corte ( cutoff) y el ITU T la define como aquella donde la relacin entre la potencia total y la potencia del modo fundamental LP11 es de 0,1 dB. La Fibra ptica Monomodo se calcula para cutoff (longitud de onda para el cual V = 2,405) es decir, el modo de 2do orden deja de propagarse, entre 1,18 y 1,27um. Esto resulta de un dimetro de 9 um. La energa de cada modo es E = h c / ; es decir la energa de cada modo est compuesta por paquetes de energa o cuantos llamados fotones; Ecuacin de Planck. Dentro de cada modo, la velocidad de todos los componentes que la integran no ser la misma, pues el ndice de Refraccin es funcin de la longitud de onda. 1,50

n

1,45

400 800 (nm) Longitud de onda de corte. Es aquella para la cual un modo determinado deja de propagarse. 2.6 Fibra ptica segn la cantidad de Modos de Propagacin

2.6.1 Fibra ptica Multimodo La luz propaga diversos rayos en forma rectilnea y presenta un ncleo con un ndice de Refraccin constante que produce un cambio repentino en la interface. 2.6.2 Fibra ptica Monomodo Es una forma particular de fibra con ndice de Paso. En las Figuras 2.8 y 2.9 se detallan esquemas referentes a este tipo de fibra.

57

Fuente de luz

9 um 125 um

Un solo rayo de luz n1=1,471 n2=1,457 AN=0,1 Figura 2.8. Rayo en la Fibra ptica Figura 2.9. Corte en una Fibra Monomodo ptica Monomodo Al receptor le llega un solo modo, lo cual trae como consecuencia que la distancia de regeneracin sea muy larga. Existen Fibras pticas Monomodo a 1310nm optimizadas y a 1550nm de Dispersin Desplazada con atenuacin tpica de 0,25dB/Km y con Perdidas Minimizadas. En la Figura 2.10 se observa una comparacin de los impulsos de entrada y salida.

Im

Dispersin Modal = 0

Figura 2.10. Comparacin del Impulso de Entrada con el de Salida

La distancia sin regeneradores para las Fibras pticas Monomodo en 1310nm y 1550nm se detallan a continuacin: 1310nm y 9/125um 60Km Fibra ptica Monomodo 1550nm y 9/125um 150Km 1550 y 9/125um ______ 500Km en combinacin con EDFA

pulso de Entrada Impulso de Salida

58

EDFA:

Siglas de Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA es un dispositivo repetidor ptico que es usado para amplificar la intensidad de las seales pticas que son transportadas a travs de un sistema de comunicacin por fibra ptica.. Una fibra ptica es dopada con erbio a fin de que la fibra de vidrio pueda absorber la luz a una frecuencia y emitir luz a otra frecuencia; un lser semiconductor acopla la luz dentro de la fibra a longitudes de onda infrarrojas entre los 980 nm y 1480 nm, esta accin excita a los tomos del erbio, otras seales ptica a longitudes de onda entre 1530 nm y 1620 nm entran a la fibra y estimulan los tomos de erbio para emitir fotones a la misma longitud de onda que la seal entrante; esta accin amplifica una seal ptica dbil en una de alta potencia. 2.7 Clasificacin de la Fibra ptica segn el Perfil del ndice de Refraccin 2.7.1 Abruptos o Salto de ndice por Pasos, ndice Discreto, ndice Escalonado. En las Figuras 2.11 y 2.12 se observan detalles de este tipo de fibra.

Fuente de Luz

Diversos rayos de luz rectos

Figura 2.11. Rayos en Fibra ptica de ndice Escaln 1,50 50 um 1,485 62.5 um 125 um AN = 0,28

n1 n2

n1=1,527 n2=1,515

Figura 2.12. Corte en una Fibra ptica de ndice Escaln

59

En el receptor no llegan los modos al mismo tiempo lo cual trae como consecuencia

que la distancia entre regeneradores sea muy corta. Para 50 um: se utilizan lseres con longitudes de onda de 850 nm y 1300 nm Para 62,5 um se utilizan leds con longitud de onda de 1310 nm.

En la Figura 2.13 se observa la comparacin de los Impulsos de Entrada y de Salida para este tipo de fibra. Im Dispersin Modal: 50 nseg/km

pulso de Entrada Impulso de Salida

Figura 2.13. Comparacin del Impulso de Entrada con Impulso de Salida en la Fibra ptica con ndice Escaln

2.7.2 ndice Gradual o ndice Graduado.

Fibra ptica de multimodo de ndice Graduado. La luz propaga diversos rayos en forma curva y presenta un ncleo con un ndice de Refraccin disminuyendo desde el centro del ncleo hacia fuera. En las Figuras 2.14 y 2.15 se observa este tipo de fibra ptica.

Fuente de luz 1,50

1,485 50um

n1 62.5um n2

125um Diversos rayos curvos n1=1,50 n2=1,485 AN = 0.25

Figura 2.14. Rayos en Figura 2.15. Corte en una Fibra

Fibra ptica de ndice Graduado ptica de ndice Graduado En el receptor llegan todos los modos al mismo tiempo lo cual trae como consecuencia

que la distancia entre regeneradores sea mas larga. Ms alta capacidad en amplitud de base Para 50 nm: Se utilizan laseres con longitudes de onda de 850 nm y 1300 nm

60

Para 62,5 nm : se utilizan leds con longitudes de 1310 nm. En la Figura 2.16 se observa la comparacin entre los Impulsos de Entrada y de Salida para este tipo de fibra. Im

Dispersin Modal: 0,1 nseg/km

Figura 2.16. Comparacin del Impulso de Entrada con el Impulso de Salida. Las distancias sin regeneradores para las Fibras pticas Multimodo a 850nm y 1310nm se detallan a continuacin: 62,5/125um (2Km) 850nm

50/125um (6Km) Fibra ptica Multimodo

62,5/125um (11Km) 1310nm 50/125um (30Km)

pulso de entrada Impulso de Salida

2.7.3 ndice Facetado. Formados por ndice Gradual con Escaln. 2.8 Atenuacin ptica

La prdida ptica (atenuacin) se define bsicamente como la relacin de energa de

entrada a energa de salida y se expresa en dB/Km. Se puede dividir en dos categoras bsicas:

1) Prdida intrnseca a la fibra de vidrio (prdida de la fibra) a las longitudes de onda especficas (Caractersticas propias de la F.O.)

61

2) Absorcin. Las interacciones qumicas en el material central crean una diminuta cantidad de agua (in de hidrxido, OH-) como un subproducto. La presencia de OH- da una prdida de energa al absorber parte de la energa luminosa.

El OH- ocasiona un incremento leve en la prdida de la fibra a longitudes de ondas de 950 nm y 1240 nm. A 1440 nm la prdida de la fibra aumenta significativamente. Se evita esa prdida al operar a longitudes de onda de 850 nm, 1310 nm y 1550 nm. En la Figura 2.17 se observa la atenuacin en dB/Km.

(d/km) 1 ventana 2 ventana 3 ventana 850 nm 1310 nm 1550 nm (nm)

1 ventana 2 ventana 3 ventana Monomodo: 2 dB/ Km 0.5 dB/ Km 0.2 dB/ Km Coeficiente de Dispersin [ps / Km nm ]: 3,2 2,5

Figura 2.17. Atenuacin en dB/Km

Mezcla Modal. En una fibra multimodo, cada uno de los modos presenta una constante de propagacin distinta. La Mezcla Modal consiste en el trasvase de energa de unos modos a otros. Est asociada a las perturbaciones en la composicin y geometra de las fibras. En las de buena calidad la Mezcla Modal se origina fundamentalmente por factores externos, tales como microcurvaturas, empalmes, Mezclador de Modos, etc.

Dispersin. Se refiere al cambio en la direccin de los rayos de luz o fotones despus de impactar una partcula o partculas. En realidad el fenmeno de dispersin es causado por la transferencia de energa de unos modos a otros ante irregularidades. Tambin decimos que la dispersin es la ampliacin del impulso luminoso a medida que se propaga a travs de un conductor ptico. Sus unidades son MHz/Km.

1) Dispersin Rayleigh: 1 / 4 Si 0 hay mayor dispersin.

Resulta de las variaciones de la densidad y composicin dentro del material de la fibra. Las variaciones, cuando se produce la fibra, no pueden ser eliminadas. 100 mts de fibra producen 40 dB de reflexin. El argumento de que Impulso de Reflexin causados por los

62

empalmes individuales afectan el funcionamiento de los sistemas no se ha comprobado. Una Prdida de Retorno de 3

Telefonia II

Documents

Transcript of Telefonia II