¿En qué consisten las pruebas de la fibra óptica?
Descubra todo sobre los análisis de fibra, incluidas las pruebas de pérdida óptica y velocidad óptica, así como las prácticas recomendadas y los procedimientos para realizar dichas pruebas.
Las pruebas de la fibra óptica engloban procesos, herramientas y estándares que se emplean para realizar pruebas en componentes de fibra óptica, enlaces de fibra y redes de fibra óptica implementadas. Esto incluye pruebas mecánicas y ópticas de elementos individuales y pruebas de transmisión exhaustivas para comprobar la integridad de las instalaciones de redes completas de fibra óptica.
La fibra óptica se ha convertido en el medio de transporte de comunicación líder en el mundo basándose en tres ventajas específicas con respecto a la infraestructura de cobre: costo de explotación reducido en términos de alimentación y mantenimiento, confiabilidad (los cables de fibra óptica no se ven afectados por las interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia) y velocidades de ancho de banda y transmisión superiores. La creciente diversidad de aplicaciones de fibra óptica y de arquitecturas de punto a punto (PTP) y de punto a multipunto (PTMP) pone de relieve la necesidad de formar a los técnicos, así como de proporcionarles soluciones versátiles y fáciles de usar para realizar las pruebas.
Desde sus inicios en la década de los 70, las redes de fibra óptica no han dejado de evolucionar y extenderse. El surgimiento de la tecnología 5G, las redes submarinas, los centros de datos y las redes FTTx (fibra hasta x) ha resaltado la importancia de una infraestructura de fibra óptica robusta, así como la necesidad de pruebas y monitorización de la fibra óptica confiables. VIAVI ofrece un legado incomparable de conocimientos técnicos, confiabilidad y colaboración de casi 100 años que ha dado lugar a las principales soluciones para pruebas de fibra óptica del sector.
Si se tienen en cuenta el tamaño y la complejidad de las redes de fibra óptica de hoy en día, la productividad ya no es algo opcional. La eficiencia debe empezar en el laboratorio y extrapolarse a la construcción, la instalación y el mantenimiento. VIAVI cuenta con una cartera completamente integrada de instrumentos, software y servicios para pruebas de fibra óptica basados en la nube que ofrecen flexibilidad e interoperabilidad. La próxima generación de herramientas para pruebas de fibra óptica proporciona actualmente más rapidez, mayor facilidad de uso y más potencia que nunca antes.
Recursos básicos:
Los estándares del sector de la fibra óptica se han desarrollado a lo largo de los años para certificar los componentes de las redes de fibra óptica y de sus instalaciones antes de su uso. A medida que las implementaciones se multiplican, el cumplimiento de las normativas nacionales e internacionales se hace necesario para mantener la coherencia, la interoperabilidad y el rendimiento. Todos los operadores de red de fibra óptica y sus clientes se benefician en gran medida al implementar pruebas de la fibra óptica sistemáticas y basadas en estándares que permita que el ciclo de vida de la red se desarrolle con éxito, desde la construcción de la fibra óptica y la activación del servicio para el cliente, hasta la monitorización del aseguramiento, el mantenimiento de la red y la actualización.
Existen numerosos organismos normalizadores y grupos de trabajo que se centran en diversas regiones geográficas, tipos de redes de fibra óptica y aplicaciones. Como participante activo en el desarrollo y la revisión de estándares, VIAVI colabora codo con codo con los organismos normativos más destacados a fin de hacer posible la próxima generación de productos y servicios para pruebas de fibra óptica.
IEC
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) es una organización normativa de carácter global que prepara y publica estándares internacionales para productos eléctricos y electrónicos, así como de tecnologías relacionadas. La IEC se fundó en 1906 y ha establecido numerosos comités técnicos y normativos en el campo de la fibra óptica. Esto incluye estándares internacionales reconocidos en materia de geometría de fibra óptica, atenuación, pérdida de macrocurvatura y dispersión cromática.
TIA y EIA
En Estados Unidos, la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones (TIA) y la Alianza de Industrias Electrónicas (EIA) crean estándares nacionales de gran importancia para numerosas aplicaciones del sector de las telecomunicaciones, incluidas las pruebas de los equipos y las redes de fibra óptica.
Entre los estándares de la TIA, se incluyen requisitos de certificación de las instalaciones de fibra óptica de nivel 1 ampliamente empleados. Aunque la certificación de nivel 1 se limita a la longitud, la polaridad y la pérdida general de los enlaces, las pruebas de nivel 2 se utilizan para producir resultados más descriptivos en las pruebas, lo que incluye la ubicación y la magnitud de los eventos de pérdidas, con equipos para pruebas de fibra óptica con OTDR.
IETF
El Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) es una organización abierta que se centra exclusivamente en los estándares y las políticas de Internet. Dado que la fibra óptica continúa siendo un componente fundamental de la arquitectura de Internet, el IETF coopera con la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), la Organización Internacional de Normalización (ISO) y otros grupos de trabajo importantes para normalizar y velar por las redes de fibra óptica como el camino por el que continuará Internet.
FOA
La Asociación de Fibra Óptica (FOA) es una asociación internacional sin ánimo de lucro y un organismo de certificación que promueve la profesionalidad en el campo de la fibra óptica a través de formación, certificados y normativas. Una red de más de 200 centros educativos de la FOA proporciona una formación de alto nivel para técnicos de fibra óptica en todo el mundo. La certificación de la FOA, que cuenta con el reconocimiento del sector, está disponible para la instalación de la fibra óptica, las aplicaciones de la fibra óptica y el diseño de redes de fibra óptica.
En respuesta al costo y la complejidad de los numerosos estándares existentes en materia de fibra óptica, la FOA ha creado también sus propias normativas para muchas pruebas y materias sobre fibra óptica muy habituales. La norma FOA-1 trata sobre las pruebas de pérdidas en enlaces de fibra óptica monomodo y multimodo instalados, mientras que la norma FOA-2 es específica de los métodos de pruebas de pérdidas realizadas en un solo extremo. La norma FOA-4 versa sobre la configuración del equipo básico y los parámetros para las pruebas con OTDR.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) es la mayor organización profesional técnica del mundo, con más de 400 000 miembros que abarcan la ingeniería eléctrica, la informática, la electrónica y las telecomunicaciones. La organización se formó por medio de una fusión entre el Instituto Estadounidense de Ingenieros Eléctricos y el Instituto de Ingenieros de Radio de Estados Unidos. El IEEE ofrece un dosier de más de 1000 estándares que abarcan una amplia diversidad de disciplinas.
La familia de estándares IEEE 802.3 define los requisitos de la capa física y la capa de enlace de datos de Ethernet. El estándar 802.3cp se ha corregido recientemente para contemplar la transmisión de datos bidireccional de alta velocidad en la fibra óptica monomodo, y especifica una tasa de errores de bits (BER) de ≤10-12 en la interfaz del servicio. El estándar 802.3ct aborda los requisitos únicos de la transmisión a larga distancia basada en Ethernet mediante la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM).
Los estándares de rendimiento del sector, los acuerdos de nivel de servicio y los requisitos de garantía hacen que las redes de fibra óptica sean inevitables, pero hay muchas más razones por las que se debe comprobar y monitorizar el rendimiento de las redes de fibra óptica. En definitiva, la finalidad de las pruebas es maximizar la capacidad de rendimiento de los activos de la red de fibra óptica en términos de ancho de banda, confiabilidad y retorno de la inversión.
La demanda de ancho de banda por parte del mercado ha derivado en un aumento del tamaño y la complejidad de las redes de fibra óptica. La arquitectura de las redes ópticas pasivas (PON), la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) y otros avances como la óptica coherente han introducido más segmentos de cable y otros componentes específicos que pueden incrementar el riesgo de pérdidas por inserción adicionales, incluso si los requisitos de rendimiento aumentan y los presupuestos de pérdidas disminuyen. Realizar pruebas completas y precisas en todos los niveles y las fases del ciclo de vida de las redes puede garantizar el grado de satisfacción de los clientes y ofrecer una clara ventaja con respecto a la competencia.
A pesar de las mejores intenciones de los técnicos mejor formados, el carácter relativamente delicado de las fibras puede resultar implacable en términos de contaminación, microcurvaturas y daños en los conectores. La suciedad en las conexiones continúa siendo la principal causa de los fallos de las redes de fibra óptica. Al realizar pruebas exhaustivas en las redes antes de su puesta en marcha, es posible detectar y reparar de manera proactiva cualquier defecto o daño. Aunque la fibra óptica es muy duradera una vez instalada, es como el cristal: en cada punto de unión, son de vital importancia la manipulación y limpieza impecables. En cuanto una fibra sufre una rotura o se daña, puede resultar difícil repararla de modo que recupere un estado aceptable.
Las pruebas de la fibra óptica se consideran a veces tareas de instalación en las que se verifica si una red de fibra óptica está correctamente preparada. En realidad, las pruebas de la fibra óptica abarcan desde el desarrollo inicial de los nuevos componentes y sistemas de fibra óptica en el laboratorio hasta la instalación y la activación de la fibra óptica, pasando por la monitorización y la solución de problemas que garantizan años de rendimiento confiable de la fibra sobre el terreno.
Cada nuevo componente o sistema de fibra óptica parte en el laboratorio de un mero concepto. Realizar las pruebas correspondientes de la fibra óptica en esta fase del ciclo de vida es necesario para demostrar el concepto y verificar el diseño. En el caso de la fibra óptica, esto incluye parámetros de transmisión como la pérdida por inserción, la pérdida por retorno óptico y la dispersión cromática. Los productos de fibra óptica de reciente diseño podrían tener que someterse también a pruebas de tensión, torsión y temperatura.
En el caso de todos los componentes de las redes de fibra óptica, para realizar pruebas efectivas en el laboratorio, se requiere una simulación precisa de las redes de fibra óptica a fin de predecir los problemas del mundo real y verificar el rendimiento del sistema. Elementos de la red de fibra óptica como los módulos ópticos coherentes digitales (DCO) se pueden diseñar y validar completamente en el laboratorio con el sistema de medición y pruebas ópticas MAP-300 de VIAVI. Una colección líder en el sector de módulos ópticos para pruebas intercambiables se puede extrapolar también a aplicaciones de pruebas de fabricación.
Las pruebas de fabricación de las redes de fibra óptica son esenciales para garantizar que el sistema funcione correctamente antes de realizar una inversión de gran envergadura en mano de obra para la instalación, los equipos y la validación. Las mediciones de pérdida óptica las debe realizar el fabricante en los componentes y el conjunto de cables. Se deben realizar también pruebas de la fibra óptica de tipo mecánico en torno a ciertos parámetros importantes.
Los tendidos de cable personalizados se suministran a menudo ya con las terminaciones para agilizar la instalación. El mismo equipo de gran versatilidad para inspección y pruebas de fibra óptica empleado sobre el terreno se puede utilizar para comprobar la calidad del cable de producción y establecer un punto de partida de pérdida óptica.
Cada módulo, conector, splitter y transpondedor de una red de fibra óptica implementada debe someterse a estos mismos estándares de calidad superior. Los sistemas de pruebas ambientales y de fabricación escalables y automatizados proporcionan la eficacia necesaria para responder a la creciente demanda de producción del sector de la fibra óptica.
Cuando todo se pone en conjunto durante la instalación de la red de fibra óptica, lo importante es realizar mediciones y una certificación de forma oportuna y precisa con informes de cierre de las pruebas objetivos que demuestren que la red se ha construido según lo previsto para conseguir el rendimiento óptimo y el margen presupuestario de potencia óptica que permitan una transmisión de alta velocidad. Es muy común construir encima de una red de cobre existente, y reutilizar o reemplazar el armario, el pedestal y la infraestructura de hub/intercambio existentes. A menudo ocurre que obstáculos sobre la superficie requieren alguna modificación en la ruta anterior que queda tapada por la otra infraestructura.
El éxito de la implementación depende de cuatro factores:
- La preparación de la ingeniería en forma de distribuciones y estudios detallados, presupuestos de pérdidas y la inspección de la fibra óptica previa a la instalación son requisitos previos.
- Los elementos de red que se diseñan para una instalación simplificada y una conectorización sencilla ahorran tiempo y evitan errores sobre el terreno.
- Lo segundo que se debe tener en cuenta es disponer de procesos de planificación de las pruebas repetibles y fáciles de aplicar, así como de informes y análisis automatizados. Es lo que se conoce como automatización del proceso de pruebas (TPA). El proceso de pruebas de la fibra óptica debe comparar fácilmente la planificación con el inventario de red real como fue construido y las características de rendimiento, como la distancia, el presupuesto de potencia óptica y la atenuación de la línea de extremo a extremo, así como cada evento planificado como el conector o el empalme.
- Otro es contar con personal cualificado y equipado con dispositivos para pruebas de fibra óptica precisos y calibrados, o con pruebas de red integradas con un sistema remoto de pruebas de fibra óptica (RFTS). Disponer de una plantilla que sepa cómo abordar los elementos de las redes de fibra óptica, documentar su trabajo y solucionar los fallos en la fase de construcción no tiene precio, pero el sistema de pruebas empleado puede contribuir en gran medida a automatizar el trabajo de los numerosos técnicos de campo que se necesitan para construir una red completa.
Las pruebas de construcción, instalación y puesta en marcha se llevan a cabo para comprobar la longitud del enlace de fibra de extremo a extremo, la pérdida y la pérdida por retorno óptico (ORL), los cables, los empalmes, los elementos ópticos pasivos (splitters, multiplexores y demultiplexores) y la calidad de las terminaciones (atenuación, ubicación y reflectancia). Las pruebas de la fibra óptica de pérdida por inserción, pérdida por retorno óptico, longitud, polaridad y continuidad (también se conocen como de nivel 1 en el entorno de empresas y cableado estructurado), y de OTDR (nivel 2), así como la caracterización de la fibra óptica requieren diversas herramientas. Entre ellas, se incluyen localizadores visuales de fallos (VFL), equipos de pruebas de pérdida óptica (OLTS), reflectómetros ópticos en el dominio del tiempo (OTDR) y sistemas remotos para pruebas de fibra óptica (RFTS). Un RFTS ofrece OTDR, capacidad de conmutación de fibra óptica automatizada y una fuente de luz para comprobar la conectividad, la continuidad, el nivel de potencia y la atenuación de eventos específicos entre el elemento de transmisión y un determinado punto de prueba.
Las soluciones para pruebas de VIAVI de la gama SmartClass incluyen productos portátiles integrados capaces de realizar inspecciones de fibra óptica, certificaciones de nivel 1 y tareas de elaboración de informes de manera eficaz con un solo instrumento, mientras que los módulos para las plataformas MTS y OneAdvisor 800 abordan el nivel 2, la multiplexación xWDM, la dispersión y otros requisitos de las pruebas. El sistema RFTS ONMSi de VIAVI se integra en la red para realizar pruebas de fibra óptica centralizadas en miles de líneas con un servidor de gestión central que puede registrar todos los resultados, programar pruebas automatizadas y enviar alarmas si las condiciones normativas no se cumplen en la red. En este caso, el técnico puede usar un navegador web en un dispositivo móvil o escritorio para iniciar una prueba, o programar una prueba rutinaria en muchas fibras al tiempo que lleva un pequeño reflector sobre el terreno para demarcar el punto de prueba y una “huella” única para la ubicación en cuestión. El costo en equipos para pruebas de fibra óptica se reduce, el tiempo necesario para realizar las pruebas se reduce también y el sistema puede permanecer en su sitio para la siguiente fase de las operaciones de red de fibra óptica.
Una vez que la red está en funcionamiento, los clientes se suscribirán o cambiarán de servicio (lo que se conoce como un evento de adición/supresión de servicio). Se puede realizar una prueba de preactivación de la fibra óptica empleando el RFTS para comprobar el presupuesto de potencia óptica y el nivel de servicio que se puede admitir en una ubicación de ID de red PTP o PON. Esto evita que el técnico acuda a las instalaciones del cliente solo para constatar que hay un problema en el sentido ascendente y que se requiere otra visita. Una vez en las instalaciones del cliente, se puede comprobar la velocidad del servicio del ONT o la ONU desde el punto de vista de las instalaciones del cliente y realizar pruebas de errores de bits.
Más del 90 % de todo el tráfico de Internet termina en un cliente de carácter inalámbrico, como un teléfono móvil con tecnología 4G/5G inalámbrica o un televisor con conexión Wi-Fi. A menudo, el cliente cree que el rendimiento de su servicio de fibra óptica es la causa de sus problemas, cuando el problema radica en realidad en la red Wi-Fi o la red RAN 5G, con lo que realizar pruebas es la única manera de garantizar el rendimiento de extremo a extremo.
Las pruebas de velocidad y cobertura de las redes Wi-Fi y RAN inalámbricas pueden contribuir también a constatar la correcta instalación del servicio, y a demarcar problemas entre la experiencia del cliente con la terminación inalámbrica y la red de fibra óptica.
Las pruebas de las redes de fibra óptica no terminan con la puesta en marcha. Una vez que se ha activado la red, se emplea la monitorización de la fibra para valorar la continua integridad. La monitorización se lleva a cabo a veces como una comprobación periódica, aunque la monitorización de fibra activa (AFM) para detectar continuamente problemas e intrusiones es la práctica recomendada del sector. La gama ONMSi y las soluciones para pruebas de fibra óptica remotas con cabezal de VIAVI simplifican la continua monitorización de la fibra óptica al permitir una monitorización remota y automatizada con alertas proactivas de la degradación causada por daños o una mala manipulación, interrupciones del servicio, pérdidas de potencia o pérdidas de potencia puntuales e intermitentes que puedan alterar el servicio.
Aproximadamente el 50 % de los centros de datos sufren cada año una interrupción del servicio, y la mayoría de los clientes experimentan una velocidad o una calidad insuficientes cada año de manera intermitente. Un RFTS, como el RFTS ONMSi, es la primera línea de defensa a la hora de proteger la red y el rendimiento del servicio. Automáticamente, realiza un escaneo para identificar y localizar fallos, avisar a los operadores y ayudar en la demarcación entre las posibles secciones de la red. Por ejemplo, si la red del centro de datos sufre una interrupción del servicio, podría tratarse de la rotura de una fibra o la desconexión de un cable, un corte de la corriente eléctrica, un fallo de software o un ataque. El RFTS puede identificar o descartar rápidamente el escenario de una posible rotura de fibra óptica y determinar si hay un corte de electricidad. Dado que los problemas físicos son los más comunes, el técnico necesita descartarlos o solucionarlos antes de abordar la solución de problemas en torno a fallos de equipo y problemas de software.
Cuando se detectan problemas en la red, la solución de problemas debe señalar la causa raíz rápidamente. Los problemas de campo típicos conllevan cortes de suministro o degradaciones del servicio relacionados con cable, conectores o hardware que se han visto comprometidos. Los OTDR y otras herramientas para pruebas de fibra óptica empleados durante la instalación y la puesta en marcha se pueden utilizar también para solucionar estos problemas de manera eficaz y reducir el tiempo medio de reparación (MTTR). El 60 % de las veces, el MTTR incluye la localización del problema, además de la solución del problema. Cuando el problema se puede detectar y localizar automáticamente, se puede enviar al equipo técnico a reparar, en lugar de encontrar, lo que ahorra horas y, a menudo, días de tiempo en la resolución. Eso se traduce en miles de dólares, si no son millones, de ahorro de costos y pérdida de ingresos debido a una interrupción del servicio.
Realizar pruebas en las redes de fibra óptica es una parte esencial de la instalación de la fibra óptica, así como del mantenimiento continuo. Si se siguen ciertas prácticas recomendadas a la hora de realizar pruebas en la fibra, las implementaciones de la fibra y la activación de la red ganan en seguridad, eficacia y confiabilidad.
- La importancia de la limpieza en la instalación y las pruebas de la fibra no puede ser mayor. Se puede utilizar un microscopio de fibra óptica como comprobador de fibra óptica para verificar la limpieza del núcleo y los manguitos de conexión. Las herramientas de inspección automatizada se pueden usar para interfaces de fibra óptica comunes como la símplex (FC, SC, LC, etc.) y los conectores MPO. Se recomienda el uso de materiales de limpieza especializados para limpiar de forma adecuada las conexiones de la fibra óptica. Esta misma pulcritud se debe aplicar a los cables de referencia y las conexiones de los equipos de pruebas.
- Cuando se utiliza un localizador visual de fallos (VFL) para identificar la ubicación de los fallos, la seguridad ocular es extremadamente importante. Dado que los VFL utilizan una fuente de luz láser de alta intensidad, ni la fuente ni el núcleo de la fibra iluminado mediante un VFL se debe mirar directamente con el ojo desprotegido.
- El uso de una fuente de luz óptica y un medidor de potencia, de un equipo de pruebas de pérdida óptica (OLTS) o de un sistema remoto de pruebas de fibra óptica (RTFS) se considera una práctica recomendable para asegurarse de que el presupuesto de potencia óptica se encuentra dentro de las especificaciones de diseño. Se puede usar una fuente de luz óptica (OLS) calibrada junto con un medidor de potencia óptica (OPM) para cuantificar la pérdida por inserción del enlace antes de la puesta en marcha.
- La herramienta para pruebas de fibra óptica recomendada para establecer un punto de partida detallado y registrar las características de un enlace de fibra óptica es el OTDR.
- La finalidad de un OTDR es detectar, localizar y medir eventos en todas las ubicaciones de un enlace de fibra. Se genera información sobre localización en cuanto a la pérdida detectada y los eventos reflectivos, de modo que se proporciona a los técnicos un registro gráfico y permanente de las características de la fibra.
- Cuando utilice un OTDR, emplee cables de lanzamiento y recepción para categorizar los conectores front-end y distantes. Se conecta un cable de lanzamiento entre un comprobador y la fibra sometida a pruebas, y el cable de recepción se conecta al extremo distante del enlace de fibra. Es importante tener en cuenta que la fibra empleada en el cable de lanzamiento y el cable de recepción deben coincidir con la fibra sometida a pruebas (es decir, el tipo, el tamaño del núcleo, el diámetro de campo modal o MDF, etc.).
- Los principios de automatización del proceso de pruebas (TPA) que resultan eficaces en la planta de producción se pueden extrapolar a la instalación de las redes de fibra óptica. Al minimizar los procesos de pruebas manuales y reducir las posibilidades de que se produzcan errores, el tiempo de formación, la certificación y la puesta en marcha se pueden completar y documentar de manera predecible y con confianza.
- Por último, una planificación y una preparación adecuadas son prácticas recomendadas básicas que resultan relevantes para cualquier tarea organizada, incluidas las pruebas de la fibra óptica. Confeccionar y organizar un kit de herramientas para pruebas completo, calibrado y previamente limpio resulta esencial para llevar a cabo pruebas en la fibra óptica lo más efectivas y precisas posible.
Pruebas de fibra óptica y construcción del cableado de fibra óptica
La aplicación de la comunicación por fibra óptica puede parecer simple, pero las pruebas de cableado de fibra óptica requieren el conocimiento de algunos principios básicos que diferencian a las pruebas de fibra óptica de las pruebas de cableado analógico predecesoras.
Una fibra óptica se compone de una fina varilla de vidrio rodeada de un recubrimiento protector de plástico (revestimiento). La luz, que se introduce en el núcleo de la fibra de vidrio, sigue la ruta física de dicha fibra gracias al reflejo interno total de la luz entre el núcleo y el revestimiento.
Los tres pilares de la fibra óptica
Los elementos básicos de una fibra en lo que respecta a las pruebas de fibra óptica son los siguientes:
- Núcleo: es el centro de la fibra óptica, fabricado con plástico o vidrio especialmente tratado. Es el medio por el que se transmite la luz a lo largo de la extensión del cable, por lo que tiene que estar perfecto y lo más limpio posible.
- Revestimiento: se trata de una capa adicional de un material similar al núcleo, pero con un índice de refracción más bajo para facilitar la reflexión continua de la fuente de luz hacia el núcleo.
- Recubrimiento: es la capa exterior del cable que envuelve, protege y aísla el núcleo y el revestimiento.
Tipos de fibra
La fibra se clasifica en diversos tipos distintos (multimodo o monomodo) en función de cómo viaja la luz a través de ella. El tipo de fibra está relacionado estrechamente con el diámetro del núcleo y el revestimiento. La fibra multimodo tiene un núcleo con un diámetro más grande que permite el paso de varios modos de luz a la vez.
Las principales ventajas de la fibra multimodo son la facilidad de acoplamiento a las fuentes de luz y a otras fibras, las fuentes de luz de menor costo (transmisores), y los procesos de conectorización y empalme más sencillos. No obstante, su atenuación alta (pérdida óptica) y el bajo ancho de banda limitan la transmisión de la luz a través de la fibra multimodo a distancias cortas.
La ventaja de la fibra monomodo es su rendimiento superior con respecto al ancho de banda y la atenuación.
El tamaño reducido del núcleo de la fibra monomodo requiere sistemas de alineación y transmisores más caros para conseguir un acoplamiento eficaz de los conectores. No obstante, en el caso de los sistemas de alto rendimiento o los sistemas con una longitud de más de varios kilómetros, la fibra monomodo sigue siendo la mejor opción.
Para evaluar la calidad de una instalación de fibra, confirmar que está lista para la activación del servicio y garantizar el funcionamiento continuo confiable de un enlace de fibra, es necesario emplear algunas herramientas y métodos de pruebas de fibra óptica básicos.
Hay diversos aspectos importantes que medir, evaluar y comprobar:
Inspección de las terminaciones de fibra
Cuando dos fibras se acoplan, un requisito clave es garantizar que la luz pase de una fibra a otra sin una pérdida ni una reflexión de retorno excesivas. Lo que continúa siendo un reto es mantener la terminación impoluta. Una sola partícula acoplada al núcleo de una fibra puede provocar una pérdida por inserción significativa, reflexión de retorno e incluso daños en el equipo. Llevar a cabo una inspección de la fibra proactiva es esencial para garantizar conexiones de fibra confiables.
Prueba de continuidad de la fibra óptica
A la hora de someter a pruebas las redes de cable de fibra óptica, se puede utilizar una fuente láser visible conectada a un extremo del cable para comprobar la transmisión hasta el extremo opuesto. Este tipo de prueba de fibra óptica tiene como única misión detectar defectos graves en la fibra, como las roturas. Las pruebas de continuidad de la fibra óptica se pueden utilizar también para determinar si se ha conectado el cable de fibra óptica correcto en la posición correcta del panel de conexiones.
Un identificador de fibra óptica (FI) es una herramienta portátil para pruebas de fibra óptica de gran utilidad que permite identificar y detectar señales ópticas del exterior en cualquier punto del enlace de fibra. Los identificadores de fibra óptica se pueden usar para confirmar la presencia de tráfico en una fibra, así como la dirección de la transmisión.
Un localizador visual de fallos (VFL) emplea luz láser de espectro visible para comprobar la continuidad de la fibra, así como para detectar estados defectuosos. La fuente de luz roja será visible a través del recubrimiento en el punto en el que alguna fibra presente roturas, macrocurvaturas o empalmes defectuosos. En el caso de tendidos de fibra óptica con una longitud superior a 5 km o en los que el acceso para ver la fibra sea limitado, se puede utilizar un OTDR como comprobador de cable de fibra óptica para identificar cualquier problema de continuidad.
Las soluciones modernas de fibra óptica con dos extremos, como un OLTS y un módulo FiberComplete, pueden proporcionar automáticamente la polaridad y la validación de la continuidad en casos de cables multifibra.
Medición de pérdida óptica
Conforme la luz recorre una fibra, su nivel de potencia disminuye. La disminución del nivel de potencia, que también se conoce como pérdida óptica, se expresa en decibelios (dB).
Algunos se podrán preguntar cuál es el método correcto para realizar pruebas de pérdidas. La manera más precisa de medir la pérdida óptica general con comprobadores de fibra óptica consiste en inyectar un nivel conocido de luz en uno de los extremos y medir el nivel de luz en el otro extremo con un OLTS. La diferencia entre los niveles de potencia de fuente y potencia de recepción es la pérdida. Dado que la fuente de luz óptica y el medidor de potencia se conectan en los extremos opuestos del enlace, es necesario tener acceso a ambos extremos de la fibra para aplicar este método.
Medición de potencia óptica
Una medición de potencia es una prueba de la intensidad de la señal del transmisor una vez que el sistema en cuestión está activo. Un medidor de potencia óptica indica la potencia óptica recibida en su fotodiodo. Además, se puede conectar directamente a la salida del transmisor óptico o a un cable de fibra óptica en el punto en el que se encontraría el receptor óptico. La potencia óptica se puede medir en unidades “dBm” (valor absoluto), donde “m” representa 1 milivatio y “dB” (que se emplea cuando se establece un nivel de referencia) se refiere a los decibelios.
Pruebas de pérdida óptica en la fibra
Cuando se comprueban cables de fibra óptica por si presentan pérdida óptica, los comprobadores de fibra se tienen que conectar a una fuente para pruebas con el fin de proporcionar un estándar de luz óptica, así como a un cable de lanzamiento para proporcionar una referencia calibrada de “0 dB de pérdida”. Un medidor de potencia en el extremo opuesto del circuito se encargará de medir la fuente de luz con y sin la fibra sometida a pruebas para cuantificar la pérdida en dB de la fibra en sí.
Entre otros métodos para comprobar el cable de fibra óptica, se incluyen los cables de lanzamiento y los cables de “recepción” conectados al medidor de potencia. Esta es la prueba estándar para medir la pérdida óptica en una planta de cable e incluye las mediciones de pérdida óptica de ambos extremos del cable de conexión sometido a pruebas. Por eso, en cualquier prueba de fibra, es muy importante asegurarse de que todas las conexiones estén meticulosamente limpias.
El reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR) se puede utilizar también como comprobador de cable de fibra óptica para realizar pruebas de pérdida. Al utilizar luz láser de alta intensidad emitida en un intervalo de pulsos predefinido a través de un cable de conexión en un extremo del tendido de cable de fibra óptica, el OTDR analiza la retrodispersión de la luz que vuelve a la ubicación de la fuente.
Este método de prueba de la fibra en un solo extremo se puede emplear como comprobador de fibra óptica para analizar cuantitativamente la pérdida, así como para identificar las ubicaciones de las pérdidas durante la instalación, el mantenimiento y la solución de problemas. Los productos de OTDR de tamaño reducido incluyen las funciones de un dispositivo OTDR mainframe en un producto portátil para pruebas de fibra óptica, y pueden incorporar otras características como la inspección de terminaciones de fibra, la localización visual de fallos y la medición de la potencia. Puede obtener más información sobre las pruebas con OTDR.
Orígenes de las pruebas de fibra óptica
La transmisión de una señal óptica a través de una delgada “fibra” de vidrio no es un concepto nuevo. Hace más de 100 años, ciertos experimentos demostraron la capacidad de la luz de viajar a través de un sustrato de vidrio curvado y retener la mayor parte de su intensidad original. A finales de la década de los 60, la óptica láser, la fibra de vidrio ultratransparente y las señales digitales se combinaron para formar la base de las redes de comunicación de fibra óptica que conocemos hoy. En los años 90, las redes de fibra óptica ya podían transportar hasta 100 veces más información que las redes de cable tradicionales con amplificadores electrónicos.
El funcionamiento de la fibra óptica se basa en la conversión de información electrónica/binaria en señales ópticas en forma de pulsos de luz digital. Estas señales se pueden transmitir a través de largos tendidos de fibra óptica a un receptor situado al otro extremo de la línea, donde la señal se convierte de nuevo a su formato binario original. Para verificar y mantener la integridad de estas señales ópticas a lo largo de tendidos de larga distancia y redes complejas, y mantenerse a la altura de los incrementos de ancho de banda, los procesos de las pruebas de fibra óptica deben evolucionar continuamente.
Futuro de las pruebas de fibra óptica
El potencial de la fibra óptica como medio de comunicación parece ilimitado, gracias a nuevos adelantos y posibilidades que se identifican continuamente. Investigaciones prometedoras sobre tecnologías como la transmisión de “luz trenzada” podrían finalmente derivar en una mejora del ancho de banda del orden de 100X en la misma fibra monomodo.
Esta capacidad añadida podría ser necesaria antes de lo esperado, ante un panorama donde la tecnología 5G, el IoT (Internet de las cosas) y la inteligencia artificial aceleran año tras año el incremento ya elevado de consumo. No sorprende que se espere que el mercado de las pruebas de fibra óptica aumente casi un 9 % al año en un futuro inmediato.
Para asegurar este futuro prometedor, es primordial continuar el desarrollo de las pruebas de la fibra óptica. Los avances que comienzan como conceptos no probados pasarán finalmente a la fase de producción y, por último, se convertirán en elementos básicos de las redes de fibra óptica del mundo. Al establecer soluciones de pruebas de confianza e interoperables con una arquitectura de red digital (DNA) común que une todas las fases del ciclo de vida de las pruebas, VIAVI está haciendo posible que las soluciones de pruebas y monitorización de la fibra óptica sigan el ritmo de la imaginación.
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