Los componentes y en definitiva los enlaces de fibra óptica usados en las instalaciones para entornos LAN/CAMPUS, están basados en las especificaciones de las normativas ISO/IEC 11801, EN 50173-1 y ANSI/EIA/TIA 568-C. Cualquier de estos estándares establece unas características máximas de atenuación para los cables, conexiones y empalmes, a la vez de establecer unas longitudes máximas que dependerán fundamentalmente de si se trata de un cableado horizontal o troncal y de si la fibra empleada es multimodo ó monomodo.

En la siguiente tabla se muestran las atenuaciones máximas permitidas por estas tres normativas mencionadas, para los cables, conexiones y empalmes.

Como se puede comprobar, las normativas establecen una atenuación máxima para el cable de fibra óptica, que en función del tipo de fibra y de la ventana de trabajo será de 1dB, 1.5dB ó 3.5dB/Km. También establece una atenuación máxima para cada conexión, definiendo conexión como la unión entre dos conectores y un acoplador o adaptador que los alinea, y que independientemente del tipo de conector y si su uso es multimodo ó monomodo, la atenuación máxima permitida será de 0.75dB. Y por último la atenuación máxima de los empalmes que, igualmente e independientemente que se trate de empalmes mecánicos o de fusión, multimodo ó monomodo, la atenuación máxima contemplada será de 0.3dB.

Conviene mencionar que estos valores de atenuación establecidos por las normativas son, a día de hoy, excesivamente altos y permisivos, tanto teniendo en cuenta las posibilidades de conseguir mucho mejor valores con los componentes actuales, como considerando la atenuación máxima permitida por las aplicaciones más exigentes, como 1000BASE-SX (3,56dB), 10GBASE-SR (2,6dB), 40GBASE-SR4 ó 100GBASE-SR10 (1,5dB). Por tanto, es conveniente hacer uso de las recomendaciones de los fabricantes del cableado de fibra óptica, para determinar la atenuación máxima permitida por los enlaces.

Conociendo estos valores, se puede hacer un ejercicio para determinar la atenuación máxima de un enlace.
La atenuación máxima de este enlace, deberá ser de 3.60dB, por lo que, el cumplimiento de la normativa implicará una valor de atenuación de dicho enlace inferior a este valor.

A finales de 2006 se aprobaron los boletines ISO/IEC TR 14763-3 y ANSI/TIA/EIA TSB140, definiendo unas nuevas características técnicas para los “componentes” de medida a utilizar en la comprobación o certificación de los enlaces de fibra óptica. Estos nuevos valores son, 0,1 dB entre conectores de referencia multimodo y 0.2 dB entre conectores de referencia monomodo, y en el caso de enfrentar un conector de referencia con cualquier otro tipo de conector, normal o estándar, esta atenuación máxima será de 0,3 dB en el caso multimodo y de 0.5dB en el caso monomodo.

Los conectores o conexiones de referencia son los que se usan para realizar las mediciones, es decir, los conectores de los latiguillos que se usarán, junto con el equipo de medida, para realizar las certificaciones oportunas.
Igualmente, estos boletines técnicos o Technical Report (TR), definen dos niveles de medida:

-    Nivel 1: OLTS (Optical Loss Test Set)
-    Nivel 2: OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)

Por tanto, si se usa como normativa para certificar fibra óptica alguna de estas dos comentadas, los valores máximos permitidos para el enlace variarán respecto a los valores expresados en la tabla anterior, de acuerdo con ISO/IEC 11801, y pasarán a ser los siguientes:

Se puede comprobar como el valor de atenuación máximo permitido para este enlace se ha reducido desde los 3.6 dB hasta los 2.7 dB, es decir en 0.9 dB.

Por tanto, la normativa ISO/IEC 14763-3 es mucho más restrictiva que cualquier otra normativa y se recomienda usarla para realizar las certificaciones de Nivel I.

Conviene mencionar el uso de mandriles para la certificación de enlaces multimodo.
Los mandriles son cilindros que se usan para enrollar varias vueltas del latiguillo de salida de la fuente de luz, la cantidad de vueltas dependerá del tipo de latiguillo y se deberá consultar al fabricante del equipo de medida, y que actúa a modo de filtro. Este mandril o filtro, eliminará los modos de orden alto, estos son los más susceptibles a las curvaturas de los cables y que se pueden perder con las distintas dobleces de los cables y latiguillos, variando por tanto el nivel de luz que llegará al extremo contrario. Por tanto, para evitar que durante el proceso de certificación, las medidas puedan variar tan solo por poner un latiguillo en una posición u otra, las normativas exigen el uso de estos mandriles que eliminaran la luz que puede alterar los resultados de la medida.

Recientemente la última versión de la normativa ISO/IEC 14763-3 ha aprobado otros “filtros” más exigentes o precisos, denominados acondicionadores de lanzamiento ó Encirclex Flux. La aceptación de estos nuevos módulos por parte del mercado se irá produciendo poco a poco, a medida que se vayan desplegando aplicaciones más y más exigentes, como por ejemplo 40GBASE-SR4 ó 100BASE-SR10, con atenuaciones máximas permitidas de 1.5dB ó 1.9dB en función del tipo de fibra multimodo usada, lo que implicará una precisión de la medida mucho mayor, aunque ya existen marcas comerciales de instrumentación que tienen disponibilidad de estos módulos.

Certificación de Nivel I - OLTS
La certificación de Nivel I o medida de atenuación y longitud del enlace de cableado, implica disponer de una fuente óptica y de un medidor de potencia. El valor de atenuación del enlace se obtendrá por comparación respecto al nivel de potencia de salida de la fuente óptica. Por tanto, previo a medir dicha atenuación, habrá que grabar en la memoria del medidor de potencia, el nivel de potencia de la fuente. A este proceso se le denomina Establecimiento de Referencia, y será el paso previo a cualquier proceso de medida de atenuación en enlaces de fibra óptica.

Dado que existen tantos tipos diferentes de conectores y que el equipo de medida a emplear en la certificación puede disponer de conectores diferentes de los instalados en las bandejas de fibra óptica a certificar, se manejan tres opciones diferentes para completar el nivel 1, el método de 1 latiguillo, método de 2 latiguillos y el método de 3 latiguillos.

Método de 1 latiguillo
Este método se utilizará cuando los conectores que dispone el equipo de medida son iguales a los conectores instalados en las bandejas de fibra óptica.

Para establecer la referencia, se conectará la fuente al medidor mediante el uso de un único latiguillo.

Efectuada la referencia, se deberá intercalar el enlace a medir entre la fuente y el receptor para realizar la medida de pérdida de potencia de dicho enlace.

Con esta configuración, se debe incorporar un latiguillo más, para realizar la conexión entre el equipo receptor y uno de los extremos del enlace. Dicho latiguillo deberá ser de medida o de referencia, de tal forma que las pérdidas máximas que ofrezca estén comprendidas en los valores establecidos por el estándar. Es habitual que los latiguillos de medida sean Duplex, precisamente para incorporarlos o usarlos a la hora de realizar la medida.

Como se puede comprobar, con este método se realizan certificaciones de fibra óptica en formato Enlace Permanente, es decir, sin contemplar los latiguillos que posteriormente unirán dicho enlace con los equipos de transmisión /recepción de ambos extremos.

De forma manual, habrá que introducir en el equipo de medida la cantidad de conexiones y empalmes que dispone el enlace a certificar, para que, basado en los valores máximos determinados por normativa para estos componentes, así como para el cable que se determinará teniendo en cuenta la longitud medida, se obtenga un valor límite de atenuación para dicho enlace.

Este método de medida es el más recomendado de usar, siempre y cuando exista posibilidad por el tipo de conectores que disponga el equipo de medida y la instalación a medir, ya que ofrece la mayor precisión (o menor error de medida), respecto a otros métodos que se comentarán a continuación.

Método de 2 latiguillos
Este método se utilizará cuando los conectores que dispone el equipo de medida son diferentes a los conectores instalados en las bandejas de fibra óptica.

Lo primero que habrá que hacer, al igual que en el método de 1 latiguillo, es establecer la referencia, pero esta vez con un esquema diferente al anterior.

Observar como el acoplador o adaptador usado para establecer referencia, permanece durante el proceso de medida, ya que el método implica la utilización de un latiguillo de medida adicional, con el mismo tipo de conector en cada extremo que el que disponga la instalación a certificar.

El método de 2 latiguillos es recomendable usar cuando no se pueda usar el método de 1 latiguillo, ya que la precisión es ligeramente peor al método de 1 latiguillo pero mucho mejor que el método de 3 latiguillos que se comentará a continuación.

Método de 3 latiguillos
Este método se utilizará cuando los conectores que dispone el equipo de medida son diferentes a los conectores instalados en las bandejas de fibra óptica.

Lo primero que habrá que hacer, al igual que en el método de 1 latiguillo, es establecer la referencia, pero esta vez con un esquema diferente al anterior.

En este caso y tal como indica el nombre del método, serán necesarios 3 latiguillos para completar el esquema de establecimiento de la referencia. Los latiguillos que se conectar al equipo de medida deberán disponer de un conector igual al que posee dicho equipo de medida en uno de sus extremos, y por el otro extremo deberán disponer del mismo conector que se instaló en las bandejas de fibra óptica. El tercer latiguillo que se usará para conectar los dos primeros tendrá en ambas puntas el mismo tipo de conector y coincidente con el utilizado en las bandejas de fibra óptica de la instalación a certificar.

Nuevamente, efectuada la referencia se deberá intercalar el enlace a medir entre la fuente y el receptor para realizar la medida de pérdida de potencia de dicho enlace.

Con este tercer método, se podrán realizar mediciones en formato enlace permanente o canal (incluyendo también los latiguillos de fibra óptica de ambos extremos del enlace), tan sólo quitando o conservando, respectivamente, los adaptadores usados para el establecimiento de la referencia.

La recomendación es no usar este método en ningún caso, dada su menor precisión o mayor error comparativamente hablando con los otros dos métodos comentados, salvo cuando se exijan medidas en formato canal, ya que será el único que las permita.

No obstante, cualquiera de estos dos métodos no detallan las pérdidas individuales de los diferentes componentes que integran el canal/enlace de cableado de fibra óptica, sino que miden las pérdidas totales de dicho enlace/canal.
Usando cualquiera de los tres métodos para establecer referencia, posteriormente se realizará la medida o certificación de los enlaces de fibra óptica, como ya se ha comentado.

El equipo de medida deberá darnos un PASA/FALLA en función si la atenuación del enlace supera el valor límite calculado y si la longitud medida supera la máxima establecida por los estándares. El resultado podrá ser algo similar a lo expuesto en la siguiente figura, donde se ven los valores de atenuación máximos calculados para una enlace multimodo, en ambas ventanas de trabajo, y los valores de atenuación resultantes de la medida, al igual que el margen de dicho enlace que resultará de la resta entre ambos valores.

Certificación de Nivel II - OTDR
La certificación de nivel II o también conocida como reflectometría, es un complemento a la certificación de nivel I, y nunca una alternativa.

Habitualmente, las medidas reflectométricas se hacen para detectar o resolver problemas en los enlaces de fibra óptica, después de haber realizado una certificación de nivel I.

¿Qué ocurre si al realizar una certificación de nivel I no obtenemos los resultados esperados? Se puede recurrir al procedimiento prueba/error, es decir, intentar descubrir donde está el problema a base de limpiar, o sustituir componentes, etc, pero siempre resultará un procedimiento más arduo y lento que realizar una reflectometría.
Con un equipo llamado OTDR – Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo – conseguiremos saber la longitud total del enlace, la atenuación de cada componente del enlace, conexiones, empalmes, fibra, e incluso saber si por algún radio de curvatura excesivo, la atenuación del enlace supera lo esperado.

La siguiente figura muestra una gráfica reflectométrica, donde se puede ver la longitud total del enlace, la cantidad de conexiones existentes, identificadas con los picos de la gráfica y la cantidad de empalmes o, en su defecto, curvaturas excesivas de la fibra, identificadas por escalones.

La mayoría de OTDRs también tienen la posibilidad de ofrecer estos datos en formato numérico, para un mejor entendimiento por parte de usuarios no expertos en la materia.

En esta tabla se ve claramente la posición de cada elemento del enlace, su atenuación y si supera o no la atenuación marcada por normativa para dicho elemento y la longitud total del enlace, por lo que se puede deducir fácilmente donde se puede encontrar el problema de una excesiva atenuación del enlace.

Conviene mencionar que existen dos tipos de eventos. Los Reflexivos que serán los provocados por conectores o empalmes mecánicos, y los NO Reflexivos que serán los provocados por los empalmes de fusión y por las curvaturas excesivas de la fibra.

Para realizar una reflectometría, es necesario disponer de las denominadas “bobinas de lanzamiento y recepción”. Estas bobinas que, al fin y al cabo son tramos de fibra óptica de una longitud acorde con la necesidad del equipo de medida, se usan para poder medir, respectivamente, la atenuación del primer y último conector del enlace.

Su necesidad radica en la precisión del equipo de medida o también llamado “zona muerta”, que implica la necesidad de tener “cierta” longitud de fibra entre dos eventos (conectores, empalmes, curvas) para que puedan ser detectados y medidos por el OTDR.
En la siguiente figura se muestra un ejemplo de OTDR con bobinas de lanzamiento y recepción intercaladas entre el enlace a medir.

Inspección y limpieza de las conexiones de fibra óptica
Por último, comentar que la mayor parte de los problemas relacionado con los enlaces de fibra óptica en las instalaciones de cableado estructurado, estan relacionadas con la limpieza de las conexiones, por lo que es conveniente limpiar todas las conexiones antes de empezar el proceso de certificación y seguir un procedimiento de inspección y limpieza de todas las conexiones para evitar que cualquier suciedad existente pueda propagarse por las conexiones y deteriorar el rendimiento de los enlaces. La suciedad más peligrosa es el polvo, ya que bloqueará el paso de la luz y aumentará fuertemente la atenuación del enlace.

Existen en el mercado múltiples accesorios de limpieza, siendo muy recomendables los de limpieza en seco, como se muestran a continuación.

Vital importancia cobra la limpieza de los conectores tipo MPO empleados habitualmente en los sistemas de fibra preterminada ó preconectorizada.

Este tipo de conector es capaz de alinear hasta 12 fibras, por lo que a través de él se podrán usar hasta 6 enlaces de fibra dúplex. Si alguno de estos enlaces se encuentra en producción pero, por cuestiones de suciedad el resto de enlaces disponen de una atenuación excesiva y por tanto no sirven para soportar las aplicaciones que se quieren desplegar, no existirá opción de limpiar dicho conector hasta que el enlace en uso pueda desconectarse, impidiendo por tanto poder usarse el resto de fibras del conector.

Por ello, es de vital importancia limpiar estos conectores antes de insertarlos en los módulos o acopladores MPO.
Un punto importante y a veces alternativo a la certificación de nivel II que se suele emplear para detectar problemas de excesiva atenuación en los enlaces, es la inspección de las conexiones.

En la siguiente figura se puede ver un kit completo de inspección y limpieza, en el que además de los accesorios de limpieza comentados anteriormente, existe un microscopio que a su vez lo componen una pantalla LCD y una sonda de múltiples aumentos, entre 200 y 500 es lo habitual, para inspeccionar la ferrula o superficie de los conectores y ver en tiempo real la suciedad existente en el punto de los conectores por donde se transmite la luz entre conectores.
Ejemplos de la suciedad que se puede ver con estos microscopios se muestran a continuación.

Autor:

Artículo cedido por CommScope Enterprise