Tecnologías de Fibra Óptica: Fundamentos, Tipos y Conexiones

Recopilación de apuntes

Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @ UD7 TECNOLOGÍAS DE FIBRA ÓPTICA

Teoría

Fibra Óptica

1.1. Introducción 3 1.2. Fundamentos (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) 4 1.3. Fuentes de luz (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) 7 VCSEL (Láser Emisor De Superficie De Cavidad Vertical): 7 1.4. Normas (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) 8 1.5. Tipos de Fibras Ópticas (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) 9 1.6. Conectores (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) 10 1.7. Conexión de la Fibra Óptica a equipos electrónicos (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) 14 1.8. Empalmes de Fibras Ópticas (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) ........... ....... 17 1.9. Terminación de la FO en el panel de parcheo (PatchPanel) (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) 18

Red de Acceso FTTH con Tecnología GPON

2.1. Componentes de la red de acceso FTTH con GPON 21 OLT (Optical Line Termination-Terminal de línea óptica). 21 Splitter (Divisor) óptico 21 ONT (Optical Network Termination-Terminal de red óptica) 21 2.2. Equipos utilizados en las instalaciones FTTH 22 2.3. Transmisión de señales en GPON 30

Equipos de medición y pruebas para fibra óptica

3.1. LOCALIZADOR VISUAL DE FALLOS 33 3.2. MEDIDOR DE POTENCIA ÓPTICA (OPM) 34 3.3. FUENTE DE LUZ 35

Instalación de Fibras Ópticas según ICT2

3.1. Distribuidores de Fibra Óptica (ODF) 39 3.2 Cable Riser y Numeración de las fibras por colores segun la norma de ICT2 41 1Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @

Ejercicios

Hv Ejercicio de "estudio de enlaces de fibra óptica en una factoría" HV EJERCICIOS TEMA1 fibra óptica HvEjercicio TEMA1 CUESTIONES SOBRE FIBRA OPTICA Hv Ejercicio TEMA1 FIBRA OPTICO (OJO SON LOS EJERCICIOS QUE HAY QUE USAR LA TABLE DE LAS VELOCIDADES Y DISTANCIAS APROXIMADAS EN FIBRA OPTICA) Hv Ejercicio EJERCICIOS SOBRE ENLACES DE FIBRA 1G Y 10 G (OJO ES PARA GRADO SUPERIOR) Hv Ejercicio PARA ENTREGAR Estudio de enlaces de fibra óptica en una factoria OJO GRADO SUPERIOR v Items para el examen del tema 1

Prácticas

• PROTOCOLO DE PRUEBAS ICT2 FIBRA OPTICA DIMENSIONAMIENTO RED TELEFONIA SEGÚN EL REGLAMENTO ICT (2011) CASO 4: INSTALACION DE CABLE DE FIBRA OPTICA 2Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @

UD7. Tecnologías de Fibra Óptica

Fibra Óptica

Introducción a la Fibra Óptica

Nosotros ya conocemos la transmisión de datos mediante cables de pares trenzados UTP o similares, ahora vamos a estudiar la transmisión de datos por fibra óptica (FO o OF). Igual que conocemos muchas cosas del cable UTP necesitamos también conocer muchas cosas del cable de fibra óptica. Del cable UTP sabemos: - Que en el interior del cable van electrones. En el interior del cable de FO va luz que puede tener distintas longitudes de onda (distintos colores de luz si fuera visible, QUE NO LO ES, ADEMÁS SI MIRAS LA LUZ DEL INTERIOR DE FIBRA ÓPTICA PUEDE DAÑARTE LOS OJOS AUNQUE TÚ NO LA VEAS). - Como está construido físicamente el cable UTP, con pares trenzados. En FO hay distintos tipos de construcciones: MONO MODO (SM) Y MULTIMODO (MM). - Cómo viajan los electrones dentro del cable UTP. En la FO la luz va rebotando en su interior, hay dos formas MONO MODO (SM) Y MULTIMODO (MM) - Qué los cables UTP se clasifican por categorías (categoría 5, 5e, 6, 7, etc.). En FO tambien se clasifican por TIPOS DE FIBRAS: SM1, SM2, OM2, OM3,OM4, etc. - Qué el conector utilizado es RJ-45. En FO hay varios tipos de conectores: SC, LC, ST, - En un cable UTP el conector macho tienen una conexión eléctrica con la hembra y no hace falta pulirlo. En los conectores de FO el conector está pulido en su extremo para evitar que la luz rebote en la unión entre dos conectores, ese pulido puede ser recto (PC) o angular (APC) - Cómo empalmar el cable UTP (no se empalma). En FO sí se pueden empalmar los cables realizando una fusion mediante una herramienta llamada fusionadora. - El código de colores de los cables utilizado en el UTP (naranja, blanco-naranja, azul .... ). En FO hay código de colores para indicar: el modo de la FO, y el pulido del conector de la FO. 3Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @

Fundamentos de Fibra Óptica

1.2. Fundamentos (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) ¿Cómo se envía la información en la FO? ¿ Qué ventaja tiene sobre los cables de pares? En la fibra óptica la información se envía por medio de pulsos de luz a través de una fibra de vidrio. La principal ventaja es que al no ser un medio de cobre no estará afectado por las interferencias electromagnéticas, que es la causa principal de las limitaciones en los cables de pares. ¿Cuál es la estructura de la fibra? La estructura de la fibra consiste en dos cilindros concéntricos de vidrio de distinta densidad, para que la superficie de unión entre ambos actúe como un espejo que mantenga confinada la luz en el cilindro interior denominado núcleo (core), el cilindro exterior recibe el nombre de cladding y sobre este se deposita una capa de color denominada coating. Ø 125 micras Coating Cladding Core(núcleo) El diámetro del "vidrio", es decir nucleo + cladding, siempre es el mismo, 125micras, pero el núcleo puede ser de 9 micras, de 50 micras o de 62,5 micras. ¿Como se realiza la trasmision de datos? Receptor (Detector de luz) Transmisor (Fuente de luz) 1 Señal eléctrica (Output) Señal eléctrica (Input) Fibra óptica 4Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @ ¿Cómo influye el diámetro del núcleo? (9, 50 o 62,5 micras) Esa diferencia condiciona la forma en que la luz puede viajar por el mismo. En el caso de las 9 micras la luz prácticamente tiene que ir recta, sin rebotes, de tal forma quese denomina fibra monomodo (SM), entendiendo como modos los distintos caminos que puede seguir la luz dentro del núcleo. En cambio, cuando el núcleo es grande (50/62,5um) la luz puede recorrer distintos caminos haciendo distintos rebotes dentro del núcleo. Por esose denomina fibra multimodo (MM). Multimodo (MM) Monomodo (SM) Núcleo Cladding Ejemplo: 50/125 (50 um núcleo) Coating® Ejemplo: 9/125 (9 um núcleo) 5 -¿ Qué problemas puede tener las fibras multimodo? En las fibras multimodo (MM) el hecho de que la luz recorra caminos distintos implica que al emitir un pulso de luz, una parte de la luz llegará antes al final de la fibra si va por el centro y otra parte de luz llegará más tarde al ir haciendo rebotes. Por tanto, el receptor juntará ambos y detectará un pulso más largo que el original. Si la frecuencia de los pulsos es muy elevada y la distancia es grande llega un momento en que no se distinguen los pulsos en la salida y la transmisión no es válida. Es un fenómeno denominado dispersión modal, y hace que las fibras multimodo no puedan alcanzar distancias superiores a 1Km. 5Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @ ¿hay dispersión modal en fibras Monomodo? En las fibras monomodo no existe ese problema, y el pulso de salida no se alarga respecto al de entrada, consiguiendose velocidades elevadas y sobre todo grandes distancias. El único condicionante es que al ser el núcleo tan estrecho hay que usar luz laser. Fibra Monomodo LASER Fibra multimodo LED Pulso Alargado 6Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @

Fuentes de luz

1.3. Fuentes de luz (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) Para excitar una fibra se pueden usar tres tipos de luz LED: Da un haz bastante ancho, capaz de rellenar el núcleo de las fibras multimodo. Es barato, pero no puede superar la velocidad de 100Mbps. No sirve para fibras monomodo. Luz 850 y 1300 nm. LASER: Da un haz muy estrecho, imprescindible para la fibra monomodo. Es caro. Puede inyectarse en la fibra multimodo pero la distancia alcanzable es pequeña. Luz a 1300nm. VCSEL (Láser Emisor De Superficie De Cavidad Vertical): Es un dispositivo barato capaz de trabajar a de 1 a 10Gbps, diseñado para excitar fibras multimodo pero con un haz más estrecho que el LED, de forma que se usa la parte central del núcleo multimodo. Esto permite reducir el fenómeno de la dispersión modal y alcanzar velocidades muy elevadas sobre multimodo. Se han desarrollado fibras optimizadas para este tipo de luz, alcanzándose distancias de 1Km a 1Gbps y varios cientos de metros a 10Gbps. Solo emite luz de 850nm. LED multimodo 850 y 1300 nm. máx 100Mbps T multimodo 850 nm. 1G / 10G VCSEL LASER monomodo 1300 nm. 100M /1G/10G 7Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @

Normas de Fibra Óptica

1.4. Normas (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) En los equipos de transmisión de datos se indica: a qué velocidad trabajan, con qué tipo de luz, y con qué tipo de fibra (MM o SM). Esto lo hacen indicando qué estándar o norma cumplen, siendo las más comunes las siguientes: FAST Ethernet (100Mbps) - 100FX: o Velocidad: 100Mpbs o Luz: led a 1300nm o Tipo de fibra: multimodo o Distancia maxima: unos 2 Km - 100LX: o Velocidad: 100Mpbs o Luz: laser a 1300nm o Tipo de fibra: monomodo o Distancia máxima: unos 10 Km Gigabit Ethernet (1000Mbps) - 1000SX: o Velocidad: 1000Mpbs (1Gpbs) o Luz: VCSEL (850nm) o Tipo de fibra: multimodo o Distancia maxima: de 500m-1Km dependiendo calidad de la FO - 1000LX: o Velocidad: 1000Mpbs (1Gpbs) o Luz: laser a 1300nm o Tipo de fibra: monomodo o Distancia máxima: unos 10Km 10Gb Ethernet (10Gbps) - 10G-SR: o Velocidad: 10Gpbs o Luz: VCSEL (850nm) o Tipo de fibra: multimodo o Distancia máxima: de 100m-400m dependiendo calidad de la FO - 10G-LR: o Velocidad: 10Gpbs o Luz: laser a 1300nm o Tipo de fibra: monomodo o Distancia máxima: unos 10Km Hay muchas más normas, algunas no estandarizadas, como la que alcanza 2Km con láser a 1300 sobre fibra multimodo corriente OM2. (1000Mbps) 8Recopilación de apuntes realizada por Óscar Ferrer Fuertes @

Tipos de Fibras Ópticas

1.5. Tipos de Fibras Ópticas (apuntes obtenidos de: PEDRO YUS ALBERT) Las fibras se clasifican según la pureza de su núcleo, a más pureza mayor velocidad de transmisión se puede conseguir y mayor distancia de transmisión. Fibras monomodo (SM): - OS1 (Optical Single Mode): núcleo: 9um, atenuación 1dB/Km - OS2: núcleo: 9um, atenuación 0,4dB/Km Fibras multimodo (MM): - OM1 (Optical Mode): núcleo: 62,5um, EN DESUSO - OM2: nucleo: 50um, velocidad: 10Gpbs hasta 82m de distancia. ES EL ESTANDAR HOY EN DÍA - OM3: núcleo: 50um, velocidad: 100Gpbs hasta 100m de distancia - OM4: núcleo: 50um, velocidad: 100Gpbs hasta 150m de distancia PODEMOS RECONOCER EL MODO DE UN LATIGUILLO DE FIBRA POR EL COLOR EXTERIOR DE LA CHAQUETA: - AMARILLO: MONOMODO OS1/OS2 NARANJA: MULTIMODO OM2 - - AZUL CLARO: MULTIMODO OM3/OM4 Cabled Fibre Identification OS1/2 9/125um SingleMode OM1 62.5/125um MultiMode OM2 50/125um MultiMode OM3 50/125um MultiMode Laser Optimised OM4 50/125um MultiMode Laser Optimised OM4 50/125um MultiMode Laser Optimised 9