Cableado de fibra óptica para comunicaciones de datos (10ª parte y final)

Texto cedido por Fluke Networks para su publicación exclusiva en www.fibraopticahoy.com

(viene de https://www.fibraopticahoy.com/cableado-de-fibra-optica-para-comunicaciones-de-datos-9ª-parte/)

Apéndice – Métodos de referencia de pruebas para comunicaciones de datos

Se ha revisado la teoría de la pruebas de pérdida de enlace para enlaces de fibra óptica en ‘Requisitos de proceso y equipamiento’, bajo la sección ‘Certificación de Cableado’ del Capítulo 3, ‘Teoría de Pruebas – Rendimiento del Cableado de Fibra Óptica’.

La medición de la pérdida de un enlace de fibra óptica instalado se deriva de dos mediciones de potencia. La «medición de referencia de prueba» establece el nivel de potencia «sin pérdida» contra el que la herramienta de prueba compara la potencia a través del enlace en pruebas. La diferencia entre estos dos niveles de potencia da como resultado la pérdida del enlace en pruebas. Hemos señalado que es crítico que la medición de la pérdida se ejecute con la misma fuente y las condiciones de emisión de luz que se usaron en la medición de referencia.

Muchos estándares recomiendan la medición de referencia de prueba de un latiguillo para instalaciones de cableado de fibra óptica en edificios. Longitudes relativamente cortas y conexiones múltiples caracterizan los sistemas de cableado de empresa dentro de un edificio o campus. Los enlaces de acceso o de larga distancia de fibra óptica pueden tener sólo un conector en ambos extremos del enlace, que puede ser cientos de veces más largos que los enlaces de cableado de empresa más largos. Es muy importante que la prueba del sistema de cableado de empresa dé cuenta correctamente y con precisión de la contribución de la pérdida de todas las conexiones. La evaluación de los diferentes métodos para establecer la referencia de prueba se desarrolla en primer lugar en torno a la manera en que estos métodos dan la información de los dos conectores finales del segmento de enlace en pruebas. Cada uno de los métodos de referencia de prueba que revisaremos trata cualquier conexión o empalme entre las conexiones finales del enlace en pruebas de la misma manera. La Tabla 2 demuestra que para un simple segmento de 300 m con una conexión de final en cada extremo, la pérdida admisible en estas conexiones finales representa 1,5 dB de un presupuesto (límite máximo de pérdida) de 2,55 dB. Se trata del 59% del presupuesto de pérdida de enlace.

El método de un latiguillo en las comunicaciones de datos

Consulte las explicaciones de la Figura 13 y la Figura 14. Las pérdidas en cada una de las dos conexiones finales del enlace en pruebas están incluidas completamente y de forma precisa. Lo más crítico del método de un latiguillo de referencia son dos aspectos:

a. Los conectores en la herramienta de prueba deben coincidir con los conectores del extremo del enlace en pruebas

b. Hay que añadir un segundo latiguillo de referencia de prueba para conectar el medidor de potencia en el otro extremo del enlace; su calidad y rendimiento pueden ser desconocidos.

Fluke Networks se ha ocupado de estos aspectos críticos de varias formas.

1. Los módulos de prueba de fibra de la serie DTX, así como otras herramientas de prueba LSPM de reciente aparición como el SimpliFiber Pro, ofrecen adaptadores intercambiables para el medidor de potencia. Los comprobadores normalmente incluyen como equipo estándar el conector SC con adaptadores opcionales y latiguillos de referencia de prueba disponibles para probar los sistemas de conector ST, LC o FC con el método de prueba preferido de un latiguillo.

2. Todos los TRCs se fabrican con las mismas exigentes especificaciones con extremos que han sido reforzados usando un método patentado para proporcionar latiguillos resistentes a arañazos y duraderos con una geometría óptima para el acoplamiento de luz. Los límites globales de pérdida de estos TRCs son de 0,1 dB.

En el caso de los módulos de prueba de fibra de la serie DTX, los TRCs se implementan como latiguillos dúplex. El TRC añadido, por lo tanto, está ligado y es de igual calidad y rendimiento que el latiguillo utilizado para establecer la referencia. El hecho de que el TRC añadido esté ligado asegura que un latiguillo de alta calidad esté fácilmente disponible para los técnicos de prueba en campo.

Por supuesto, hay sistemas de conector para los que no se puede adoptar el método de referencia de prueba de un latiguillo. El ejemplo más frecuente es el tipo de conector MT-RJ. En primer lugar explicaremos el método de dos latiguillos y seguiremos esa sección con una adaptación del método de dos latiguillos que llamaremos el «método modificado de un latiguillo» porque cumple el requisito de dar cuenta correctamente y con precisión de las pérdidas en las conexiones finales del segmento de enlaces en pruebas.

El método de dos latiguillos

La Figura A1 muestra las conexiones para la medición de referencia de dos latiguillos. La fuente de luz está conectada al latiguillo de referencia de prueba TRC1 mientras el medidor de potencia está conectado a un latiguillo de referencia de prueba similar TRC2.

Figura A1 conexiones para la medición

Para la medición de referencia, los dos TRCs se conectan con el adaptador de referencia apropiado (CR1). Recomendamos utilizar adaptadores fabricados para aplicaciones monomodo, ya que estos adaptadores se fabrican con especificaciones mecánicas más exigentes que garantizan una mejor y más repetible alineación de los núcleos de fibra.

Figura A2 Método de referencia de dos latiguillos – la medición de referencia de pérdida óptica capta la pérdida de la conexión entre el latiguillo de referencia de prueba 1 (TRC1) y la fuente de luz, la pérdida de TRC1, la pérdida de la conexión de referencia CR1, la pérdida de TRC2 y la pérdida de la conexión entre TRC2 y el medidor de potencia.

Repetiremos el análisis de la medición de potencia de referencia como hicimos en nuestro análisis de la medición de referencia de un latiguillo ilustrada en la Figura 13.

Figura 13 – Principio de conexiones para establecer la referencia en una medición de pérdida óptica

Merece la pena destacar una vez más la importancia de las condiciones de emisión de la fuente de luz en el TRC1. No hemos mostrado el mandril pero la instalación y uso del mandril adecuado es obligatorio para obtener resultados fiables y repetibles. Nuestro análisis sigue la ruta de la luz desde la fuente de luz hasta el medidor de potencia.

El acoplamiento de la energía luminosa de la fuente de luz en el TRC1 se verá afectada por el estado de la conexión entre el instrumento de prueba y el TRC1. Éste no tiene que ser perfecto y no es necesario conocer en detalle su condición mientras permanezca estable durante la duración de la prueba. Por lo tanto, no modifique en modo alguno la conexión entre TRC1 y la fuente de luz. Se produce una pérdida sin importancia en cada uno de los TRCs de reducida longitud; recuerde que la pérdida típica para la longitud de onda de 850 nm es aproximadamente 0,0035 dB por metro. Para la longitud de onda de 1300 nm, esta pérdida es de 0,0015 dB. Suponiendo que no se maltratan los TRCs, la pérdida en la fibra no cambia mientras se prueban los enlaces en la red. Se produce una pérdida en el adaptador CR1 entre los dos latiguillos de referencia de prueba. Analizaremos su influencia en un momento. También hay cierta pérdida en el acoplamiento de TRC2 en el medidor de potencia. Mediante este método, no vamos a tener que tocar este acoplamiento cuando nos conectemos al segmento de enlace en pruebas. Consulte la Figura A2 que muestra las conexiones para la prueba de pérdida del segmento de enlace.

Ahora examinaremos la diferencia en la pérdida de luz entre la medición de referencia y la medición de enlace para garantizar que esta diferencia representa con precisión la pérdida en el segmento de enlace en pruebas. La diferencia recoge completamente el segmento de enlace en pruebas y la conexión C2 pero no la C1. La medición de referencia incluye la pérdida del conector CR1. Durante la medición del enlace, medimos la diferencia entre la conexión de referencia CR1 y la conexión C1. Esta diferencia no es igual a la pérdida en la conexión C1, y no puede ser conocida o prevista. El método de medición de la pérdida de dos latiguillos no evalúa plenamente el segmento de enlace y las dos conexiones en sus extremos.

Si está comprobando con un estándar de aplicación, el resultado es suficientemente bajo con 0,5 dB – más o menos. Esto no es aceptable cuando los límites de pérdida se encuentran en el rango de 2,6 a 3,5 dB. Una diferencia de 0,5 dB representa un error del 25% o del 14%.

Si se ha seleccionado un estándar de prueba de instalación, este método puede ajustarse un poco asegurando que se excluye la conexión C1 del número de conexiones en el enlace. El cálculo del límite de prueba excluye así la pérdida asignada a una conexión. Dijimos ‘un poco’ porque la ventaja de la medición de la pérdida LSPM se basa en el hecho de que la contribución de cada elemento se tiene en cuenta con precisión.

El método «modificado de un latiguillo»

Podemos ajustar el error en el método de dos latiguillos mediante la adición de un TRC en la medición de la pérdida de enlace como el que se muestra como TRC3 en la Figura A4. La medición de referencia para este método es idéntica a la del método de dos latiguillo que acabamos de ver, como se muestra en la Figura A3.

Hemos coloreado las conexiones en las Figuras A3 y A4 para mostrar que los conectores en las herramientas de prueba y en el extremo del enlace en pruebas no necesitan ser del mismo tipo. Fluke Networks recomienda este método para un tipo de conector como el MT-RJ para el que no se puede utilizar el método de un latiguillo «verdadero». Estos TRCs son latiguillos híbridos, lo que significa que están terminados con conectores diferentes en cada extremo. El TRC3 para la aplicación MT-RJ debe tener instaladas patillas de alineación para emparejarse correctamente con las dos conexiones estándar. Hay disponible un kit de TRC MT-RJ de Fluke Networks. Recuerde que los adaptadores extraíbles en el medidor de potencia ofrecen el método preferido a utilizar, el verdadero método de un latiguillo, cuando esta alternativa está disponible.

Figura A3 El método de referencia modificado de un latiguillo

Figura A3 El método de referencia modificado de un latiguillo utiliza exactamente el mismo método de referencia que el método de referencia de dos latiguillos. Tenga en cuenta que los TRCs son latiguillos híbridos terminados en un extremo con un conector que coincide con el equipo de prueba y en el otro extremo con un conector que coincide con el enlace en pruebas. La figura pone de relieve los diferentes tipos de conector mediante el uso de diferentes colores.

El análisis de las pérdidas a través de la configuración que se muestra en la Figura A4 demuestra que la pérdida en la conexión C1 está totalmente contabilizada, así como la pérdida en el enlace en pruebas y en la conexión C2. También medimos la pérdida del TRC3 – el TRC añadido – y la diferencia de pérdida entre las conexiones CR1 y CR2. La pérdida del TRC3 de un metro es pequeña (con luz a 850 nm esta pérdida es de 0,0035 dB). La diferencia entre las dos conexiones de referencia es menor de 0,05 dB – la mitad de la especificación de pérdida total para latiguillos de referencia. El error observado o la incertidumbre de medición del método de dos latiguillos se ha reducido aproximadamente a 1/10 mediante el método «modificado de un latiguillo».

Figura A4 La medición de pérdida óptica del método modificado de un latiguillo

Figura A4 La medición de pérdida óptica del método modificado de un latiguillo – La «diferencia» entre el nivel de potencia de referencia y el nivel de potencia de la prueba de pérdida es la potencia perdida en el enlace en pruebas, las conexiones C1 y C2, el TRC3 añadido y la diferencia entre la pérdida en CR1 y en CR2 (dos conexiones de referencia).

El método de tres latiguillos

El estándar ISO/IEC 14763-3 hace hincapié en el método de tres latiguillos como un método genérico que se puede aplicar independientemente del tipo de conectores utilizados en los extremos del enlace en pruebas o en el equipo de pruebas. La Figura A5 muestra la conexión de referencia. Como indica el nombre de este método, utiliza tres TRCs para realizar la conexión para la medición de referencia. A continuación, se elimina el TRC intermedio (TRC3 en la Figura A5) y se «reemplaza» este TRC con el enlace en pruebas como se muestra en la Figura A6. «Reemplazar» significa que se mueve la fuente de luz con el TRC1 conectado a un extremo del segmento de enlace en pruebas y se mueve el medidor de potencia con el TRC2 conectado al extremo opuesto del segmento de enlace en pruebas.

La medición de referencia de pérdida óptica capta la pérdida en la conexión del Latiguillo de Referencia de Prueba 1 (TRC1) y la Fuente de Luz, la pérdida en TRC1, TRC2 y TRC3, la pérdida en las conexiones de referencia CR1 y CR2 y la pérdida en la conexión entre TRC2 y el Medidor de Potencia.

Figura A5 Método de referencia de tres latiguillos

Figura A5 Método de referencia de tres latiguillos – La medición de referencia de pérdida óptica capta la pérdida en la conexión del Latiguillo de Referencia de Prueba 1 (TRC1) y la Fuente de Luz, la pérdida en TRC1, TRC2 y TRC3, la pérdida en las conexiones de referencia CR1 y CR2 y la pérdida en la conexión entre TRC2 y el Medidor de Potencia

El análisis de las pérdidas para la medición de enlace que se muestra en la Figura A6 demuestra que las pérdidas en el enlace en pruebas están totalmente incluidas ya que estamos midiendo la diferencia de pérdida entre CR1 y C1 y la diferencia entre C2 y CR2 en lugar de las pérdidas completas en C1 y C2. La pérdida dentro del segmento de enlace en pruebas consiste en la suma de la pérdida en la fibra, en las conexiones internas, y en empalmes si están presentes. No se incluye en los resultados de medición la pérdida completa en ninguna de las conexiones finales del enlace en pruebas.

Figura A6 Medición de pérdida óptica del método de tres latiguillos

Figura A6 Medición de pérdida óptica del método de tres latiguillos – La «diferencia» entre el nivel de potencia de referencia y el nivel de potencia de la prueba de pérdida es la potencia perdida en el enlace en pruebas, y la diferencia de pérdidas de potencia entre la conexión de referencia CR1 y la conexión C1 y entre la conexión de referencia CR2 y C2. La pérdida real en las conexiones C1 y C2 no está incluida en el resultado de la prueba de pérdida del enlace.

El documento IEC 14763-3 especifica la siguiente fórmula para calcular el resultado pasa o falla de esta prueba de pérdida:

Pérdida de Enlace = (Pérdida del segmento en pruebas) + Pérdida (C1-CR1) + Pérdida (C2-CR2)    (A1)

Si la pérdida en CR1 y CR2 fuera cero, esta fórmula llevaría a los resultados deseados:

Pérdida de Enlace = (Pérdida del segmento en pruebas) + Pérdida (en C1) + Pérdida (en C2).

El estándar también define los límites admisibles de pérdida para «conectores de prueba», a los que nos referimos como «conectores de referencia» en este documento; consulte la Tabla A1.

Tabla A1 Definición de la pérdida de inserción máxima para conexiones con conectores de referencia según se especifica en IEC 14763-3

Cuando insertamos los valores de la tabla A1 para multimodo en la fórmula (A2-1) anterior, obtenemos:

Pérdida de Enlace = (Pérdida del segmento en pruebas) + (0,3 – 0,1) + (0,3 – 0,1), o

Pérdida de Enlace = (Pérdida del segmento en pruebas) + 0,4

En conclusión, el estándar utiliza un «factor de corrección» de 0,4 dB a cuenta del hecho de que las pérdidas reales en las conexiones finales del enlace en pruebas no se miden por el método de tres latiguillos. La calidad de los latiguillos TRC es crítica:

• Comprobar con latiguillos que estén peor proporciona un límite más flexible
• Comprobar con latiguillos que estén mejor proporciona un límite más preciso
• Esto va en contra de la intuición y crea un problema en la práctica

Los clientes del DTX pueden medir la pérdida del latiguillo de panel, pero este paso adicional representa un gran inconveniente para el contratista e imaginamos que este paso adicional no se hará en el campo. Ahora, probablemente comprenderá por qué Fluke Networks no recomienda este método, pudiéndose llevar a cabo el trabajo utilizando un método con menor incertidumbre (lo que equivale a más precisión), y aboga por el método de un latiguillo.

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