¿En qué consisten las pruebas de la fibra óptica?
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. La creciente diversidad de las aplicaciones de fibra óptica ha resaltado la necesidad de formación para los técnicos, así como de 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. La aparición de la tecnología 5G, las redes submarinas y las redes de fibra hasta el hogar (FTTH) ha puesto de manifiesto la importancia de pruebas y monitorización robusta de la fibra óptica. VIAVI ofrece un legado incomparable de conocimientos técnicos, confiabilidad y colaboración de más de 80 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 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:
Estándares de las pruebas de fibra óptica
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.
Se han formado diversos grupos normativos y de trabajo de cada categoría de pruebas. 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.
¿Por qué es necesario que se realicen pruebas en las redes de fibra óptica?
Los estándares del sector 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.
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 han introducido más segmentos de cable y ubicaciones de pérdidas por inserción, incluso si los requisitos de rendimiento aumentan y los presupuestos de pérdidas disminuyen. Pruebas completas y precisas en todos los niveles y las fases de las redes pueden garantizar el grado de satisfacción de los clientes y una clara ventaja con respecto a la competencia.
A pesar de las mejores intenciones de los técnicos mejor formados, el carácter delicado y la escala de la fibra óptica pueden resultar implacables 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.
Ciclo de vida de las pruebas de la fibra óptica
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 la práctica, las pruebas de la fibra óptica van desde el desarrollo inicial de los nuevos componentes y sistemas de fibra óptica en el laboratorio hasta la monitorización y la solución de problemas que garantizan años de rendimiento confiable de la fibra óptica sobre el terreno.
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Prácticas recomendadas para pruebas de cable de fibra óptica
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 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 las redes PON 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, o de un equipo de pruebas de pérdida óptica (OLTS), 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 cualquier ubicación 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 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 debe coincidir con la fibra sometida a pruebas (es decir, el tipo, el tamaño del núcleo, 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 elegante por su simplicidad, 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. 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. 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.
Métodos de pruebas de fibra óptica y tipos de medición
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 macrocurvaturas. 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 algún cable se pueda romper o presente 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.
Medición de pérdida óptica
Conforme la fuente de luz recorre la 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 en la fibra óptica. La manera más precisa de medir la pérdida óptica general con comprobadores de fibra 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. 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”, donde “m” representa 1 milivatio y “dB” hace referencia 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 al otro extremo de la línea, donde la señal se convierte de nuevo a su formato binario original. Este es el formato legible para los dispositivos y los sistemas informáticos. 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, con la tecnología 5G, el IoT (Internet de las cosas) y la inteligencia artificial acelerando 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 brillante, es esencial un enfoque común y por fases para 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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