¿Qué son las pruebas de OTDR?

Con los rápidos avances de la tecnología de la fibra óptica y las nuevas implementaciones de redes de fibra óptica, las pruebas con OTDR se han convertido en un método indispensable a la hora de llevar a cabo la construcción, la certificación, el mantenimiento y la solución de problemas de los sistemas de fibra óptica. 

Un reflectómetro óptico en el dominio de tiempo (OTDR) es un instrumento que se utiliza para medir un tendido de cable de fibra óptica y crear una representación visual de este. Los datos de la medición pueden arrojar luz en lo que respecta al estado y al rendimiento de las fibras ópticas, así como de cualquier componente óptico pasivo a lo largo del recorrido del cable, como los conectores, los empalmes, los splitters y los multiplexores. 

Una vez que se ha recabado, analizado y almacenado esta información, se puede recuperar según sea necesario para evaluar ese mismo cable con el paso del tiempo. 

Cómo solucionar fallos en los cables de fibra óptica con OTDR 

El OTDR es además la única herramienta para pruebas de fibra óptica que se puede utilizar para solucionar fallos en los cables de fibra óptica al determinar la distancia al fallo e identificar el tipo y su causa, incluidos roturas, curvaturas, conectores defectuosos y cualquier “evento” de pérdida excesiva por inserción. Para lograr esto, un OTDR utiliza los efectos de la dispersión de Rayleigh y de la reflexión de Fresnel para medir el estado del enlace de fibra, y si bien pueden realizarse pruebas en un solo extremo (unidireccionales), las pruebas con OTDR bidireccionales realizadas en los dos extremos mejoran la precisión de las mediciones, la detección de eventos y son un requisito para poder cumplir con las normas de pruebas de la IEC y la ITU-T.

Factores de forma de OTDR 
Un instrumento OTDR puede ser portátil para poder transportarse de un lugar a otro o de montaje en bastidor e instalarse de manera permanente para realizar la monitorización de una red de forma que salten alarmas si la fibra óptica está en riesgo.

Mediciones de OTDR predictivas 
Además del método de dispersión de Rayleigh que se usa para caracterizar los enlaces de fibra óptica, el OTDR también puede utilizar los efectos de dispersión de las tecnologías de Raman y Brillouin para predecir roturas, monitorizar el estado de la fibra óptica y evitar interrupciones del servicio por medio de mediciones de temperatura y tensión. Estas tres técnicas son una poderosa combinación para gestionar las redes de cableado de fibra óptica o utilizar la fibra para la detección distribuida de fibra óptica. 

Los OTDR de alta resolución de nueva generación, aunque en un principio estaban dirigidos a aplicaciones de fibra óptica de larga distancia, se pueden utilizar también para realizar un diagnóstico de cables mucho más cortos, como el cableado interno de las aeronaves y el de las instalaciones empresariales, como es el cableado estructurado. Asimismo, se han desarrollado técnicas de adquisición o medición de varios pulsos para realizar pruebas en configuraciones más complejas, incluidas las redes PON y las implementaciones de fibra hasta el hogar (FTTH). 

Póngase en contacto con el equipo de ventas hoy mismo para obtener más información sobre los equipos de pruebas OTDR de VIAVI o utilice la herramienta de selección de OTDR para encontrar la herramienta recomendada y solicitar el presupuesto de un OTDR. 

¿Cómo funciona un OTDR? 
El OTDR envía un pulso de energía luminosa (potencia óptica), que genera un diodo láser, a uno de los extremos de una fibra óptica. Un fotodiodo mide la energía luminosa de retorno o la potencia óptica reflejada y retrodispersada en el tiempo y la convierte en un valor de medición que se plasma como un gráfico (o traza) en una pantalla. 

La ubicación de cada evento y la longitud general del cable se calculan a partir del tiempo de ida y vuelta del pulso de luz que recorre el núcleo de la fibra y la luz reflejada/retrodispersada que vuelve al detector del OTDR. Las pérdidas por inserción se calculan a partir del cambio de amplitud proporcional de la luz reflejada/retrodispersada. 

En la mayoría de los OTDR modernos, se seleccionan automáticamente los parámetros óptimos de adquisición para una fibra en concreto enviando pulsos de prueba en un proceso que se conoce como configuración automática o prueba automática. Aunque existe una tecnología avanzada que hoy en día permite que muchos sistemas de pruebas con OTDR determinen automáticamente los ajustes de configuración óptimos, sigue siendo importante comprender en qué consisten los ajustes subyacentes y cómo pueden afectar a sus resultados. 

Analogía de las pruebas con OTDR 
Por un lado, están las comparaciones obvias entre el OTDR y su equivalente de pruebas con cable de cobre, el TDR, que poco a poco ha sido reemplazado, ya que ambos están basados en el reflectómetro óptico en el dominio de tiempo. Otra analogía de gran utilidad la encontramos en la tecnología de ultrasonidos. 

En las aplicaciones de diagnóstico por imágenes, se producen ondas sonoras inaudibles de alta frecuencia (≥20 KHz) por medio de los elementos vibratorios de un transductor de ultrasonidos. Las ondas sonoras que se vuelven a reflejar en la fuente permiten crear imágenes precisas de partes del cuerpo. De esa misma manera, la luz reflejada o dispersada del pulso de prueba del OTDR permite “ver” el estado general del núcleo de la fibra. 

Para comprender la ciencia que hay detrás de un OTDR, es necesario empezar por algunos conceptos básicos que forman parte del proceso de pruebas del OTDR. 

Proceso de pruebas con OTDR 

Para realizar pruebas con OTDR, es necesario seguir ciertos procesos de configuración básica, programación, ejecución de pruebas y elaboración de informes. 

• Encienda el OTDR y compruebe que la batería está cargada y que la pantalla de las pruebas está operativa. 
• Limpie e inspeccione los extremos de todas las fibras sometidas a prueba, los cables de lanzamiento, los conectores y los adaptadores. 
• Conecte con cuidado el cable de lanzamiento al puerto de prueba del OTDR en un extremo y la fibra sometida a prueba en otro extremo. 
• Seleccione una configuración de pruebas preprogramada en función del tipo de red y de las condiciones de prueba, o configure/ajuste los parámetros de las pruebas según sea necesario. Entre los parámetros de configuración de las pruebas con OTDR manuales, se incluyen normalmente los siguientes: 
  • Rango: determina el rango (distancia) adecuado según la longitud total de la fibra óptica. 
  • Ancho de pulso: determina la duración de cada pulso láser emitido. 
  • Tiempo de adquisición: determina cuánto se tarda en promediar las mediciones de la luz reflejada. 
  • Índice de refracción: se ajusta en función del índice del material del cable sometido a prueba. 
  • Ajustes de umbral de pérdidas del sistema y elementos individuales o “eventos”. 
• Inicie la adquisición del OTDR para obtener los resultados de la prueba y una “traza” gráfica. 
• Almacene o cargue los resultados de las pruebas según sea necesario. 
• Desconecte con cuidado todos los cables, los conectores y los adaptadores. 

Prácticas recomendadas de los OTDR 
Antes de conectar los cables de lanzamiento o de referencia y la fibra sometida a prueba para realizar las mediciones, es de suma importancia tener en cuenta las prácticas recomendadas de limpieza e inspección. Obtenga más información sobre la metodología de inspección previa a la conexión de VIAVI en nuestra página de inspección de fibra óptica. 

Los conectores que se acoplan entre los cables de lanzamiento, la fibra sometida a prueba y el OTDR deben ser compatibles para minimizar la reflectancia. Piense en la llave de una manguera con una conexión suelta o torcida en la propia manguera que hace que el agua gotee y se escape desde la unión. Esto es similar a lo que ocurriría con una conexión incorrecta en el OTDR, si los espacios de aire permiten que se refleje demasiada luz y se sobrecarga el fotodiodo. 

Otra práctica recomendada es utilizar un cable de recepción en el extremo más alejado de la fibra óptica sometida a prueba y se especifica en las normas de prueba IEC y de la ITU-T para poder medir de manera precisa el conector final. Para medir un conector y saber si cumple con los requisitos debe estar acoplado a otro conector de modo que cuando se realice una prueba de OTDR la luz pase a través de la terminación del conector hacia la terminación del conector receptor acoplado y la fibra receptora, lo que genera un enlazamiento óptico que permite medir las pérdidas del conector final.

Obtenga más información sobre la caracterización de la fibra aquí. 

Las mejores herramientas de OTDR portátiles ofrecen funciones para operar con solo tocar un botón, así como aplicaciones adaptadas a distintos niveles de cualificación y de tipos de red. El medidor de fibra óptica portátil SmartOTDR de VIAVI ofrece una mejor productividad con resultados automatizados de tipo pasa/falla. 

Interpretación de los resultados de las pruebas con OTDR 
Una vez que se han completado las pruebas con OTDR, el instrumento muestra los resultados del OTDR tanto en formato numérico como gráfico. El gráfico, que también se denomina traza, muestra dónde se localiza cada conector, conexión, empalme, curvatura o rotura, junto con las características de pérdida de señal (en dB) y reflexión de cada elemento. 

Los equipos para pruebas con OTDR avanzados de VIAVI con funciones como SmartLink Mapper (SLM) también convierten la información de esta traza en una vista lineal basada en iconos donde cada elemento y evento se representa mediante un icono fácil de interpretar, con información de tipo pasa/falla visible de forma inmediata, y el nombre de cada componente o evento claramente indicado. Esta función también ofrece aplicaciones e iconos personalizados para usos como las redes FTTH, las redes PON o las redes de fibra hasta la antena (FTTA). 

La longitud general de la fibra y la pérdida general de los enlaces se indican una vez que se han completado las pruebas. Si inicialmente se establecieron umbrales de pérdida, se indicará si cada elemento del enlace de la fibra óptica pasa o falla. 

Aunque los conjuntos de funciones, el tamaño y el costo varían bastante, hay tres categorías principales de equipos para pruebas con OTDR disponibles en el mercado hoy en día. 

• De sobremesa 
  Normalmente, este término denota equipos para pruebas con OTDR que se utilizan en laboratorios y en plantas de producción. Los dispositivos de sobremesa se pueden colocar en mesas de laboratorio o en un módulo de pruebas de producción, y suelen contar con una pantalla más grande, más puertos de expansión disponibles para aplicaciones como las pruebas con conectores MPO, y una fuente de alimentación (toma) de CA directa. Los equipos de sobremesa para pruebas con OTDR pueden ser necesarios si se requieren niveles altos de precisión, sensibilidad o medición de largo alcance (con la alta intensidad de pulso inherente). 
• OTDR portátil 
  Como ya indica su nombre, el equipo portátil para pruebas con OTDR es ligero (pesa menos de un 1 kg), se puede transportar fácilmente, recibe el suministro eléctrico, por lo general, mediante una batería y está concebido para su uso en campo. La interfaz de usuario suele ser sencilla y simple, de modo que los técnicos puedan aprender fácilmente a usar el OTDR. Los medidores con OTDR portátiles pueden incorporar también otras herramientas necesarias para las tareas de certificación y solución de problemas de la fibra óptica, como localizadores visuales de fallos (VFL), medidores de potencia óptica (OPM) y microscopios de inspección de fibra óptica compactos. Las opciones de conectividad como la conexión Wi-Fi o la tecnología Bluetooth pueden usarse para transferir rápidamente los resultados de las pruebas y las órdenes de trabajo. 
• OTDR integrado o de montaje en bastidor 
  Los OTDR integrados se han diseñado y fabricado con un factor de forma pequeño que se puede incorporar fácilmente en el equipo de monitorización de la red. Los OTDR de montaje en bastidor se combinan con un conmutador óptico para pasar automáticamente por muchas fibras. Por medio de una rutina de pruebas previamente programada, se puede dar prioridad a fibras críticas o clientes importantes. Estas aplicaciones de monitorización de fibra se pueden emplear para la monitorización en servicio o la monitorización de fibra oscura. 

Es importante comprender las especificaciones del OTDR a fin de elegir el OTDR adecuado para una aplicación concreta. 

• Rango dinámico 
  El rango dinámico, que se expresa en decibelios (db), se define como la diferencia entre el nivel de potencia inicial reflejado desde la fibra cuando se selecciona el ancho de pulso máximo y el nivel superior del suelo de ruido del detector. El rango dinámico determina la longitud máxima observable de una fibra. 
• Zona muerta de eventos 
  La zona muerta de eventos (EDZ, del inglés event dead zone) es la distancia mínima que puede detectarse entre dos eventos reflectantes (normalmente, dos conexiones). En el caso de que los eventos reflectantes tengan un espacio más estrecho que la EDZ, el OTDR los mostrará como un evento. 
• Zona muerta de atenuación
  La zona muerta de atenuación (ADZ, del inglés attenuation dead zone) que se define en el estándar IEC 61745 es la distancia mínima después de un evento de reflexión (por ejemplo, un conector) o de atenuación (por ejemplo, un empalme), donde se puede medir un evento no reflectante (por ejemplo, un empalme). Al igual que la EDZ, la ADZ depende del ancho de pulso. 
• Longitudes de onda 
  Un OTDR envía un pulso de luz en base a las longitudes de onda empleadas para la transmisión cuando el enlace de fibra está operativo. Las longitudes de onda que se suelen emplear son de 850 nm y 1300 nm para la fibra multimodo y de 1310 nm, 1550 nm y 1625 nm para la fibra monomodo. Las longitudes de onda filtradas de 1625 nm o 1650 nm se pueden emplear para las pruebas de mantenimiento que se realizan durante el servicio a fin de evitar interferencias con las longitudes de onda del tráfico real. 

Fabricantes de OTDR 
Los fabricantes de equipos OTDR, al responder a las necesidades del segmento de más rápido crecimiento dentro del mercado de las pruebas de fibra óptica, han experimentado una continua expansión mundial en todas las categorías de productos, tendencia que se espera que continúe. La adopción de la tecnología 5G está ofreciendo nuevas oportunidades y planteando nuevos desafíos, de manera que la monitorización de la fibra, la instalación y las operaciones de fabricación están reaccionando a la continua demanda. VIAVI, como fabricante de OTDR líder en el sector, está abordando los requisitos sin precedentes de los clientes en materia de seguridad, eficacia y calidad de las pruebas de los OTDR. 

Calibración de equipos de pruebas con OTDR 
En todos los equipos de medición, es necesario realizar periódicamente una calibración para medir y corregir la polarización del equipo, así como restablecer las funciones según determinados estándares de referencia. En sectores donde la precisión de los resultados de las pruebas con OTDR es esencial, se reconocen la norma IEC 61746 de calibración y el estándar TIA/EIA-455-226 (adoptado de la norma IEC). 

La norma IEC incluye prácticas específicas para calibrar la precisión de punto a punto, la linealidad, la atenuación, la salida de potencia y el retardo. Dada la complejidad de la calibración del OTDR, es mejor dejar esta tarea a los fabricantes de estos equipos o a los laboratorios de calibración certificados. 

El futuro de las pruebas con OTDR 
Ofrecer más funcionalidad, precisión y resolución a un menor precio es un desafío continuo. La mejora de los algoritmos de las pruebas automáticas de los OTDR continúa reduciendo la barrera de entrada para los técnicos e impulsando la aceptación. 

Sin una tecnología como las pruebas con OTDR, la aplicación avanzada de la fibra óptica no sería viable. La capacidad de “ver” el interior de miles de fibras ópticas no más gruesas que un cabello humano, aparte de ser un logro increíble, se ha convertido en una necesidad práctica. 

En la próxima década, las nuevas redes 5G con enormes cargas de datos, las ciudades inteligentes conectadas a través de redes de comunicación y la continua implementación de servicios FTTH incrementarán en el sector la demanda de pruebas con OTDR que sean eficaces y versátiles. Con avances revolucionarios en los OTDR como SmartLink Mapper y Smart Acquisition, que hacen que las pruebas sean más sencillas, más precisas y más potentes, VIAVI aborda las necesidades de instalación y mantenimiento de la fibra óptica del futuro.