Vamos a dejar las cosas claras. La mayoría de los problemas de medición no son causados por equipos de prueba defectuosos, pero pueden ser el resultado de la calidad de las interconexiones utilizadas en la configuración de prueba. Si bien la limpieza de rutina y la inspección de la configuración de prueba son requisitos obvios, la necesidad de usar cables de calidad de referencia y calidad de prueba para todas las conexiones se entiende menos.
El equipo de red y el cableado deben cumplir con las especificaciones para que los sistemas funcionen correctamente. Las normas ayudan a garantizar que los productos funcionen como se anuncian. Si el equipo cumple con los estándares de la industria, los clientes finales pueden verificar o reproducir las mediciones realizadas por los fabricantes y contratistas. Sin estándares, existe la posibilidad de desacuerdos y disputas. En casos extremos, el cliente y el proveedor terminan en la corte.
En Norteamérica, la industria de las comunicaciones adopta los estándares de fibra óptica desarrollados por los comités de fibra óptica FO2 / FO6 y el grupo de cableado local TR42 bajo los auspicios de la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones acreditada por ANSI (TIA, http://www.tiaonline.org/): procedimientos de prueba de fibra óptica (FOTP) para pruebas a nivel de componentes o procedimientos de prueba de sistema de fibra óptica (OFSTP) para pruebas basadas en sistemas. Para los propósitos de este artículo, los métodos de prueba específicos serán referenciados por sus designaciones genéricas, es decir, FOTP-XXX (que se refiere a la serie de documentos de normas TIA / EIA-455-XXX) u OFSTP-XXX (que se refiere a TIA / EIA -526-XXX). Los documentos del estándar de interoperabilidad de conectores de fibra óptica (FOCIS), que cubren diseños de conectores específicos: FOCIS-2 para Bayoneta o ST, FOCIS-3 para SC,
Figura 1. No solo un conjunto de cable normal de baja pérdida, un cable de referencia es constantemente de baja pérdida, independientemente de la orientación rotacional en relación con otro cable de referencia. Esto se logra mediante el centrado casi perfecto del núcleo de fibra y el ángulo de salida del haz cercano a cero (o sesgo).
Otras organizaciones de estándares de gran prestigio incluyen Telcordia Technologies (http://www.telcordia.com/) y la Comisión Internacional de Electrotécnica (IEC, http://www.iec.ch/). Telcordia es responsable de establecer los requisitos de rendimiento, interoperabilidad y calidad para los componentes, sistemas y procesos para su uso en la industria de las telecomunicaciones, al igual que su predecesor Bell Comunicaciones Research, el brazo de estándares e ingeniería de las compañías regionales de operaciones de Bell. (El estándar GR-326 CORE de Telcordia se usa ampliamente para establecer requisitos de rendimiento de conectores monomodo y conjuntos de cables). El IEC es un organismo de estándares reconocido internacionalmente, especialmente fuera de Norteamérica.
IEC y TIA a menudo crean diferentes estándares para un proceso o producto dado. Sin embargo, la globalización del mercado está impulsando el desarrollo de un conjunto único de estándares internacionales. Las series de normas IEC 61300-XX-XX son en gran medida equivalentes a las FOTP y OFSTP de la TIA.
Sin embargo, las pruebas exitosas requieren más que el cumplimiento de los métodos de prueba estándar. Los técnicos deben usar equipos de prueba de calidad, calibrados y mantenidos adecuadamente, según lo designado por el método de prueba y los cables de prueba de calidad de referencia para todas las conexiones. Finalmente, el personal debe estar capacitado en la metodología de prueba y configuración adecuadas.
Un cable de referencia no es un cable aleatorio extraído de una caja de cables de conexión. Por definición, un cable de referencia es un conjunto completo de cable de fibra óptica con conectores de fibra óptica montados con precisión en cada extremo, acompañado de la documentación apropiada que certifica su pedigrí de “Referencia”. Estos dispositivos también se conocen como cables de lanzamiento de referencia, cables dorados, puentes de prueba y puentes de calidad de medición (una designación de la Marina de los EE. UU. Según MIL-STD-2042). Los cables de referencia se utilizan porque proporcionan un punto de referencia repetible para mediciones como la atenuación del conjunto de cables o la pérdida de retorno. Los componentes de referencia (conjuntos de cables y adaptadores de acoplamiento) se distinguen de los componentes estándar de “grado de campo” por su baja pérdida cuando se acoplan juntos, independientemente de la orientación de rotación. Esta baja pérdida indica que los núcleos de las fibras en los conectores de referencia son altamente concéntricos con respecto al exterior de las férulas y que el ángulo / cono de salida del haz (también conocido como ángulo de radiación o inclinación) está alineado axialmente con la férula (ver Figura 1). Los adaptadores de referencia son capaces de alinear los núcleos de manera consistente y precisa.
Figura 2. La medición precisa de la potencia de salida de un LED, láser o amplificador óptico conectorizado se garantiza con el uso de una conexión de cable de referencia entre el dispositivo bajo prueba y un medidor de potencia óptica.
Durante años, los FOTP y OFSTP han sido notoriamente débiles al describir los requisitos precisos para los componentes de referencia. La revisión A recientemente publicada de FOTP-171 (TIA / EIA-455-171A, junio de 2001, Atenuación por medidas de sustitución para conjuntos de cables de fibra óptica monomodo e índice gradual de corta longitud) proporciona las descripciones más útiles y los valores predeterminados para cables de referencia en el Anexo A, “Selección y calificación de componentes de referencia”. Las tablas A1 y A2 de FOTP-171A proporcionan los parámetros críticos y los valores predeterminados aplicables a las férulas cilíndricas y conectores de contacto físico de 2,5 mm y 1,25 mm más populares. A medida que surjan conectores alternativos de tecnología de férula, como los conectores de cinta MT-RJ y MTP, el comité de normas incorporará esta información en las revisiones del documento.
Un conector de referencia FC o SC monomodo debe cumplir los siguientes criterios:
- Diámetro exterior de la férula: 2.4990 ± 0.0005 mm.
- Geometría final pulida: según Telcordia GR-326-CORE.
- Longitud de férula pulida: según el documento FOCIS aplicable.
- Atenuación del conector de referencia: < 0.15 dB a 1,310 nm y 1,550 nm.
- Ángulo de salida del haz: < 0.25 grados.
- Excentricidad: < 0.25 µm.
Si bien la pérdida de retorno no se especifica porque FOTP-171 es solo para medir la atenuación, se recomienda una pérdida de retorno mínima que sea al menos 10 dB mejor que el valor mínimo de aceptación.
La medida más fundamental en fibra óptica es la potencia óptica (ver Figura 2). ¿Cuánta potencia emite el transmisor? ¿Cuánta potencia hay en la salida del amplificador óptico o la bomba láser? ¿Cuánta potencia hay disponible en la entrada del receptor? A medida que las redes adoptan velocidades de datos de gigabits y tecnología de transmisión DWDM, los clientes pagan un centavo por la potencia de salida y las longitudes de onda de precisión compatibles con DWDM. Y quieren obtener cada dB que pagaron. El uso de un procedimiento de prueba estándar y cables de referencia es fundamental para satisfacer estas necesidades.
Figura 3. La prueba de atenuación repetible de cables de producción o de un enlace de red óptica requiere conexiones de cable de referencia en ambos extremos del dispositivo bajo prueba. Los requisitos del cable de referencia están bien definidos en el estándar FOTP-171A recientemente revisado.
Si bien muchas personas ven la medición de la potencia óptica como un ejercicio obvio, muchas cosas pueden salir mal. Implica más que simplemente conectar un medidor de potencia óptica (OPM) a la salida óptica. Para orientación, los usuarios deben consultar FOTP-95 (disponible como TIA / EIA-455-95), que resalta los matices al realizar mediciones correctas de potencia óptica. En el supuesto de que el medidor de potencia seleccionado sea adecuado para la medición (sensibilidad de longitud de onda adecuada, rango de medición y calibración rastreable del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología), cualquier otra variación en la potencia medida se deberá a la elección del cable de “prueba” conectando el dispositivo bajo prueba al OPM.
Más allá de cualquier recomendación en la literatura del producto, el fabricante tiene poco control sobre la calidad de los cables de conexión que el usuario final adquiere y utiliza para sus interconexiones. Para construir un producto de calidad y garantizar que la línea de producción funcione sin problemas con los rendimientos esperados, el fabricante necesita una línea de base repetible, que se logra con una conexión de referencia. Los cables de referencia eliminan cualquier ambigüedad en el proceso de medición.
La atenuación, o pérdida de potencia óptica, es la segunda medida más común en fibra óptica. La atenuación (expresada en dB) es simplemente la relación entre potencias óptica .
Como se ilustra en la Figura 3, las mediciones de atenuación más comunes realizadas son las de ensambles de cables / cables de conexión o la pérdida de extremo a extremo de un dispositivo instalado. Enlace de fibra óptica. La siguiente lista indica los estándares aplicables:
- Atenuación de conjuntos de cables: FOTP-171 (disponible como TIA / EIA-455-171A).
- Pérdida de extremo a extremo de enlaces monomodo: OFSTP-7 (disponible como TIA / EIA-526-7).
- Pérdida de extremo a extremo de enlaces ópticos multimodo: OFSTP-14 (disponible como TIA / EIA-526-14).
- Atenuación de componentes de fibra óptica: IEC 61300-3-4.
Al aplicar cualquiera de estos estándares, el usuario final debe conocer dos posibles fuentes de variación de medición. Primero, cada estándar de medición ofrece distintos métodos de prueba y configuraciones correspondientes. El método de prueba seleccionado se basa en los requisitos del usuario final. En segundo lugar, la sustitución de conjuntos de cables sin referencia mal hechos (cables de conexión estándar) puede agregar una incertidumbre de medición considerable, tanto como 1-2 dB.
Los estándares de atenuación TIA proporcionan la mejor orientación sobre el uso y los atributos de los cables de referencia. El FOTP-171A (para probar conjuntos de cables) proporciona la mejor definición y requisitos para cables de referencia. En apoyo de la estandarización y la coherencia, los OFSTP para pruebas de enlace óptico hacen referencia cruzada específica a FOTP-17A para guía de cable de referencia.
A medida que las redes se mueven a velocidades de datos de gigabits y tecnología de transmisión de banda ancha DWDM, la pérdida de retorno de los componentes ópticos es un problema crítico. La estabilidad de la fuente láser y la claridad de la señal se ven afectadas por la retroalimentación de la luz de los componentes en el enlace, particularmente los conectores. A diferencia de la atenuación, que mide el rendimiento óptico directo, la pérdida de retorno (también llamada reflectancia) mide la relación (en dB) de la potencia reflejada por el puerto de un componente o conjunto a la potencia incidente. La configuración de medición genérica se muestra en la Figura 4 para estos métodos de prueba de pérdida de retorno estándar:
- Pérdida de retorno por el método de reflectómetro óptico de onda continua: FOTP-107 (disponible como TIA / EIA-455-107A).
- Pérdida de retorno por el método de reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR): FOTP-8 (disponible como TIA / EIA-455-8).
- Norma internacional para mediciones de pérdida de retorno (todos los métodos): IEC 61300-3-6.
A diferencia de los métodos de prueba de atenuación TIA, las versiones actuales de los diversos documentos TIA o IEC no proporcionan ninguna guía sobre los cables de referencia para medir la pérdida de retorno. Hasta que estos documentos puedan actualizarse adecuadamente, se remite al usuario a FOTP-171A para conocer las características generales y el rendimiento de atenuación con la sugerencia adicional de que el rendimiento de pérdida de retorno sea al menos 10 dB mejor que el valor mínimo de aceptación. De lo contrario, el uso de cables de prueba de baja calidad generalmente conducirá a valores de pérdida de retorno imprecisos y subestimados.
Los cables de referencia son una parte esencial de la prueba. Como tal, estos componentes requieren un manejo, uso y almacenamiento cuidadosos para mantener su integridad. Los cables de referencia deben estar organizados, etiquetados y serializados y proporcionar el mismo cuidado y mantenimiento que el equipo de prueba. La limpieza frecuente y la inspección visual son esenciales, ya que estas conexiones están expuestas a la mayor manipulación, uso y posible abuso.
Esta limpieza y mantenimiento deben seguir consistentemente los procedimientos para asegurar una degradación mínima en múltiples limpiezas. Dependiendo de la cantidad de uso, los acoplamientos con el dispositivo bajo prueba finalmente causarán una degradación de la calidad del acabado final del conector del cable de referencia. Cuando la inspección de procedimiento indica la necesidad, se puede volver a pulir para restaurar el cable de referencia a su estado original. Por supuesto, este nuevo pulido no debe ir más allá de la longitud mínima especificada de la férula (consulte el documento TIA FOCIS aplicable o las especificaciones del fabricante) para garantizar la correcta conexión y contacto físico de las férulas acopladas. La longitud mínima de la férula asegura una carga de resorte adecuada y una interfaz positiva de fibra a fibra en todo momento. Si la longitud de la férula del conector cae por debajo del mínimo,Figura 4. Las mediciones de pérdida de retorno de los conjuntos de cables de producción requieren una conexión de cable de referencia al dispositivo bajo prueba para garantizar mediciones precisas.
El éxito de la medición se basa tanto en la calidad del cableado de referencia que conecta los dispositivos bajo prueba a la configuración de prueba como en la instrumentación de prueba. Ambos son críticos para asegurar resultados de pruebas de calidad. Es una práctica común enviar la instrumentación para la calibración periódica. Los cables de prueba de referencia de fibra óptica deben verificarse para la calibración con mayor frecuencia debido al uso y manejo constante. Telcordia GR-326-CORE requiere el uso de interconexiones de cable de referencia para no más de 1,000 acoplamientos y desmontajes. Esta especificación establece además que el fabricante debe tener un método para determinar cuántas veces se han utilizado las piezas de referencia en las pruebas de productos terminados. Además, los cables de referencia deben verificarse con frecuencia por desgaste. La frecuencia de las revisiones periódicas de desgaste (pérdida) debe establecerse como parte de los requisitos de fabricación. Los adaptadores de acoplamiento también deben verificarse periódicamente en busca de desgaste y con frecuencia inspeccionarse visualmente para comprobar su mano de obra y apariencia.
Los cables de referencia deben almacenarse adecuadamente en un entorno protegido con tapas o cubiertas apropiadas en los extremos del conector. Deben almacenarse en un contenedor que asegure espacio para evitar exceder el radio de curvatura mínimo recomendado del cable. Se debe tener cuidado en el uso de los cables de referencia para que estos componentes no se doblen, retuerzan ni se caigan durante el uso. Las tapas protectoras siempre deben reemplazarse cuando los cables no están en uso, incluso cuando los cables se dejan en el banco para probar más tarde en el día. Los cables de referencia tendrán una larga vida útil si se toman precauciones para mantenerlos adecuadamente en uso y almacenamiento.
Los cables y adaptadores de referencia son tan importantes para probar y medir como el equipo de prueba y el dispositivo bajo prueba. Estos componentes ofrecen un punto de referencia repetible para la medición. Las pruebas de producción son más fluidas. El tiempo de prueba se reduce y se ahorra tiempo y dinero. El uso y manejo adecuado de los cables de referencia proporcionará resultados de medición consistentes tanto para el proveedor como para el cliente.
Este documento toma como referencia la publicación aparecida en: https://www.lightwaveonline.com/optical-tech/
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