Pruebas con OTDR

Introducción a los procedimientos y los equipos para pruebas con OTDR más recientes

Lleve a cabo la certificación, el mantenimiento y la solución de problemas de sus sistemas de fibra óptica de la mejor forma posible con procedimientos y equipos para pruebas con OTDR líderes en el sector.

Pruebas con 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 crear una “imagen” virtual de un tendido de cable de fibra óptica. Los datos analizados pueden arrojar luz en lo que respecta al estado y el rendimiento de las fibras, 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.

Solución de problemas en el cable de fibra óptica con OTDR

El OTDR es además la única herramienta para pruebas de fibra óptica que se puede utilizar para solucionar cualquier fallo del cable de fibra óptica determinando la distancia al fallo e identificando el tipo y la causa del mismo, incluidos roturas, curvaturas, conectores en mal estado y cualquier evento de pérdidas por inserción. Las mediciones de Rayleigh con OTDR se emplean para esta técnica y, aunque se pueden realizar pruebas en un solo extremo (unidireccionales), las pruebas con OTDR bidireccional realizadas en los dos extremos ofrecen una mayor precisión en los resultados. 

Factores de forma del OTDR

Un OTDR puede ser portátil o de montaje en bastidor e instalarse para realizar una monitorización permanente de la red de forma que salten alarmas si la fibra se ve comprometida. 

Mediciones de OTDR predictivas

Las tecnologías de medición de Raman y Brillouin con OTDR, además del método de dispersión de Rayleigh que se usa para caracterizar los enlaces de fibra, se pueden usar también para predecir roturas, monitorizar el estado de la fibra y evitar interrupciones del servicio por medio de mediciones de temperatura y carga. Estas tres técnicas constituyen 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 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 OTDR de adquisición de varios pulsos para realizar pruebas en configuraciones más complejas, incluidas las redes PON y las implementaciones de fibra hasta el hogar (FTTH).

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¿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 eléctrico, que se toma como muestra, se amplifica y se plasma de forma gráfica 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. Las pérdidas por inserción se calculan a partir del cambio de amplitud proporcional de la luz 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 tecnologías avanzadas permiten ahora que muchos sistemas de pruebas con OTDR determinen automáticamente los ajustes de configuración óptimos para su proceso de pruebas, sigue siendo importante comprender en qué consisten estos ajustes subyacentes y cómo pueden afectar a sus resultados.

Analogía de las pruebas con OTDR

Hay paralelismos obvios entre un OTDR y las pruebas de integridad de la señal del cable de cobre que el OTDR ha sustituido de forma paulatina a medida que las redes de comunicaciones han apostado por la fibra óptica. 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, que se vuelven a reflejar en la fuente para crear imágenes precisas de partes del cuerpo. De esa misma manera, las ondas de luz reflejadas o dispersadas del OTDR permiten “ver” el estado general del núcleo de la fibra.

Terminología de las pruebas con OTDR

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.

  • Atenuación

    Reducción de potencia óptica de la señal de luz a medida que se transmite. La atenuación de una fibra se expresa en decibelios por kilómetro (dB/km). La degradación de la señal pueden originarla curvaturas, empalmes, conectores, conexiones, o las propiedades de absorción o dispersión de la propia fibra óptica en sí. Consulte los atenuadores de VIAVI.

  • Retrodispersión

    Término que se emplea para describir la reflexión dispersa de las ondas de luz de nuevo en la misma dirección en la que se originaron. El grado de retrodispersión es un indicador de la atenuación total de la fibra óptica, dado que la luz que vuelve a la fuente representa una pérdida en cuanto a la intensidad de la señal descendente. En el caso de las pruebas con OTDR, la cantidad de luz retrodispersada es solo una millonésima parte del pulso de prueba.

  • Reflectancia

    Medida de la proporción de luz que incide en una superficie y que esta refleja. A diferencia de la luz retrodispersada, la luz reflejada vuelve de forma más directa a la fuente de luz. Los conectores, las conexiones y los empalmes reflejan la luz de nuevo hacia la fuente, lo que permite al OTDR determinar la posición, el estado y la pérdida de señal de estos elementos.

  • Refracción

    La refracción es el cambio de dirección que se produce en las ondas de luz cuando pasan de un tipo de material a otro. La cantidad de luz reflejada se determina por la diferencias en el índice de refracción de dos fibras unidas por medio de empalmes, las impurezas en la fibra de vidrio, los cambios de material de un conector o a lo largo del tendido de cable.

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 salida del OTDR en un extremo y la fibra sometida a prueba en el extremo opuesto.
  • Seleccione una rutina de pruebas preprogramada en función del tipo de red y las condiciones de las pruebas, o ajuste los parámetros de las pruebas como corresponda. Entre los parámetros de configuración de las pruebas con OTDR, se incluyen normalmente los siguientes:
    • Rango: establece el rango (distancia) adecuado según la longitud general de la fibra.
    • Ancho de pulso: establece la duración de cada pulso láser emitido.
    • Tiempo de adquisición: establece el tiempo que se tarda en calcular la media de la luz reflejada.
    • Índice de refracción: coincide con el índice del material del cable sometido a prueba.
    • Ajustes de umbral de pérdidas del sistema y elementos individuales o “eventos”.
  • Ejecute el OTDR durante el tiempo necesario para adquirir los resultados de las pruebas y la “traza”.
  • 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 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 de 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 del tendido de fibra óptica. Estos cables ayudan a medir con precisión la longitud general del cable, así como las pérdidas en el conector final del tendido. Obtenga más información sobre la caracterización de la fibra aquí.

Los mejores sistemas portátiles para pruebas con OTDR ofrecen operaciones con solo tocar un botón, así como interfaces adaptadas a distintos niveles de cualificación. El medidor de fibra óptica portátil SmartOTDR de VIAVI ofrece una mayor 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 sistema muestra los resultados tanto en formato numérico como gráfico. El gráfico, que también se denomina traza, muestra dónde se encuentra cada conector, conexión, empalme o rotura, con la pérdida de señal (en dB) y la reflexión de cada elemento.

Con un equipo para pruebas con OTDR avanzado de VIAVI como Smart Link Mapper (SLM), la información de esta traza se convierte en una vista lineal 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 proporciona flujos de trabajo personalizados e iconos para aplicaciones 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 se establecieron inicialmente umbrales de pérdidas, se indicará si cada uno de los elementos del tendido de cable pasa o falla.

Tipos de equipos de pruebas con OTDR

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

  • 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 utilizar el OTDR con una formación mínima. Los OTDR portátiles pueden incorporar también otras herramientas necesarias para la certificación y la 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. Se pueden emplear opciones de conectividad, incluidas las conexiones Wi-Fi o la tecnología Bluetooth, para proporcionar los resultados de las pruebas y las órdenes de trabajo de manera más rápida.
  • OTDR integrado o de montaje en bastidor
    Los OTDR integrados se han diseñado y fabricado de manera similar a muchos productos electrónicos de gran volumen, pero con un factor de forma reducido que se puede integrar 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.

Especificaciones del OTDR

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. Los valores filtrados de 1625 nm o 1650 nm se pueden emplear para el mantenimiento a fin de evitar interferencias con la longitud de onda de 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 acceso para los técnicos e impulsando la aceptación. Las mejoras para superar los problemas de sobrecarga de reflectancia en los tendidos de cable cortos pueden contribuir a extender el uso de la tecnología de los OTDR a nuevos campos.

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.

A lo largo de 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 la demanda de pruebas con OTDR eficaces y versátiles en el sector. Por medio de avances revolucionarios en los OTDR como Smart Link Mapper y Smart Acquisition, que hacen que las pruebas sean más sencillas, más precisas y más potentes, VIAVI está abordando las necesidades de instalación y mantenimiento de la fibra óptica del futuro.


Blogs sobre las pruebas con OTDR


Encontrará otros recursos relacionados en los siguientes enlaces: Pruebas de fibra óptica, Redes ópticas pasivas (PON) y XGS-PON

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