Dispersion de Fibra Optica

7/30/2019 Dispersion de Fibra Optica

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FIBRA PTICA PARA NGN-DISPERSIN CROMTICA Y PMD

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Fibra ptica para NGN Dispersin cromtica y PMD Noviembre 2009

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ndice

ndice ............................................................................................................................................................... 2Introduccin ..................................................................................................................................................... 3Tipos de fibra ptica monomodo ..................................................................................................................... 4

Fibra monomodo G.652 ............................................................................................................................... 4Dispersin cromtica en fibras G.652. .................................................................................................. 5

Fibra monomodo G.655 ............................................................................................................................... 6Atenuacin espectral ..................................................................................................................................... 10Dispersin cromtica (CD) ............................................................................................................................ 12Dispersin por polarizacin del modo (PMD) ................................................................................................ 14

PMD del enlace .......................................................................................................................................... 17Medida de PMD ......................................................................................................................................... 17

Caractersticas del cable ptico ..................................................................................................................... 18Construccin de cable ............................................................................................................................... 18Influencia de la fabricacin del cable sobre los parmetros de la fibra ptica .......................................... 19

Influencia sobre el coeficiente de atenuacin ........................................................................................ 19Evolucin de las medidas de atenuacin en cables instalados con fibras G.652. ................................ 21Influencia sobre PMD ............................................................................................................................. 22

Referencias .................................................................................................................................................... 26

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en parte, a cualquier tercero.


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IntroduccinNuestra actual sociedad de la informacin refleja una tendencia imparable de aumento de la demanda de

ancho de banda de transmisin en las redes de comunicacin. Este ancho de banda est limitado por el

propio diseo y topologa de la red de comunicaciones. En el caso concreto de las redes de fibra ptica

existen varios factores que limitan la velocidad: distancia de transmisin, diseo de los cables, factores

fsicos externos, tipo de fibra ptica, etc. Al aumentar la velocidad de transmisin de las redes pticas

WDM hasta valores de 40 Gbps y superiores, toman importancia las limitaciones debidas principalmente a

los siguientes factores:

Atenuacin (dB/Km)

Dispersin cromtica (CD)

Polarizacin del modo de dispersin (PMD)

Cuanto mayor es la tasa de transmisin, menor es la tolerancia a estos factores, si bien existen diferentes

mtodos de compensacin que se vern ms adelante.


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Tipos de fibra ptica monomodoLa ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standarization Sector) estandariza

tanto las descripciones de de la fibras monomodo y multimodo como las definiciones de parmetros y test

de medida asociados. Las caractersticas pticas, geomtricas y de transmisin de las fibras monomodo

utilizadas en los sistemas de comunicacin de larga distancia utilizan habitualmente fibras G.652 y G.655.

Fibra monomodo G.652

Son fibras optimizadas para su utilizacin en torno a 1310 nm, aunque tambin pueden transmitir en otras

longitudes de onda. Las fibras G.652.A y B presentan un pico de atenuacin por la presencia de OH- en

torno a 1383 nm, mientras las G.652.C y D estn libres de este pico. Las revisiones ms recientes, marzo

de 2003 y mayo de 2005, crearon dos nuevas categoras para reducirPMD delenlace1a 0,20 ps/Km

para poder ofrecer tasas de transmisin de alta velocidad/distancia. Adems se ajustaron las tolerancias

de algunos parmetros para mejorar las prestaciones de las fibras pticas.

Caractersticas de la fibra. G.652.B

Ancho de banda de

transmisin

Dimetro de campo modal

Longitud de onda 1310 nm

1310 nm, 1550 y 1625 nm

(Bandas O, C y L)

Rango 8,6 - 9,5 m

Tolerancia 0,6 m

Pendiente de dispersin

cromtica de 1300 - 1324 nm S0max 0,092 ps/nm2.km

Caractersticas del cable

Longitud de onda de corte del

cable Mximo 1260 nm

Coeficiente de atenuacin

Max a 1310 nm 0,40 dB/Km



Coeficiente de PMD

M 20 cables

Q 0,01%

Max PMDq 0,20 ps/ km

1 PMD del enlace: consultar definicin en apartado 3.


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Caractersticas de la fibra. G.652.D

Ancho de banda de

transmisin



Amplia cobertura: bandas O

a L. Similar a G,652,B pero

permite la transmisin en

ancho de banda extendido

de 1360 nm a 1530 nm.

Adecuada para sistemas

CWDM

Rango 8,6 - 9,5 m

Tolerancia 0,6 mPendiente de dispersin

cromtica de 1300 - 1324 nm S0max 0,092 ps/nm2.km

Caractersticas del cable


cable Mximo 1260 nm


Mximo

1310 a 1625 nm 0,40 dB/Km

1383 3 nm *

1550 nm 0,30 dB/Km

Coeficiente de PMD

M 20 cables

Q 0,01%


* Atenuacin detectada debe ser menor o igual al valor especificado para el intervalo 1310 nm a 1625 nm despus del proceso de

envejecimiento con hidrgeno conforme a CEI 60793-2-50 en relacin con la categora de la fibra

Dispersin cromtica en fibras G.652.

En esta grfica vemos los lmites de dispersin cromtica para las fibras G.652 sen funcin de la longitud

de onda. Se define nicamente en las bandas O (1260-1360 nm) y C (1530-1565 nm), estas fibras pueden

ser usadas en bandas L (1565-1625 nm), para DWDM y S+C+L (1460-1625 nm), en sistemas CWDM.

Dispersin cromtica para fibra G.652.


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Fibra monomodo G.655

Las caractersticas mecnicas, geomtricas y de transmisin de las fibras de dispersin desplazada no

nula NZDS (Non Zero Dispersin Shifted) estn recogidas en la recomendacin ITU-T G.655. Estas fibras

estn pensadas para transmitir en tercera ventana con bajos valores de D, entre 1530nm y 1565 nm,

aunque se ha previsto que puedan soportar transmisiones en longitudes de onda mayores de 1625 ymenores de 1460 nm.

La dispersin cromtica (CD) es un parmetro que limita la capacidad de transmisin de la fibra ptica. En

sistemas de comunicacin de alta velocidad y larga distancia es fundamental controlar su efecto, ya que

limita fuertemente la capacidad de transmisin del sistema y para ello es necesario utilizar sistemas de

compensacin de dispersin cromtica.

Aunque la dispersin cromtica es reducida en la ventana de transmisin de las fibras NZDS, nunca puede

tener valor cero en este rango de longitud de onda (pero s en longitudes de onda menores). Esto es

debido a que un valor nulo de D potencia efectos no lineales, que es fundamental evitar en aplicaciones

WDM. La aparicin de fenmenos no lineales tambin depende del rea efectiva de la fibra. Estos se

minimizan con reas efectivas mayores.

La recomendacin ITU-T G.655 recoge diferentes subtipos de fibra NZDS, en los que varan

fundamentalmente los siguientes parmetros: dispersin cromtica, dimetro de campo modal (MFD) y

PMD. Es una recomendacin ms reciente y que permite ms variacin de los parmetros que la G.652,

en la que los subtipos estn claramente diferenciados y estandarizados.

La revisin de marzo de 2003 cre una nueva categora con PMD de enlace reducida 0,20 ps/Km

para ajustar los estndares a las nuevas necesidades de mayor distancia y velocidad de transmisin. En la

revisin de febrero de 2006 se reducen las tolerancias de algunos parmetros as como unos valores

mximos y mnimos para limitar la DC entre 1530 y 1565 nm.

Caractersticas de la fibra. G.655.A



Rango 8 - 11 m

Tolerancia 0,7 m

Coeficiente de dispersin cromtica

de 1530 - 1565 nm

min y max 1530 - 1565 nm

Dmin 0,1 ps/nm.km

Dmax 6,0 ps/nm,km

Longitud de onda de corte del cable Mximo 1450 nm

Coeficiente de atenuacin Max a 1550 nm 0,35 dB/Km

Coeficiente de PMD

M 20 cables

Q 0,01%



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Caractersticas de la fibra. G.655.B



Rango 8 - 11 m

Tolerancia 0,7 m

Coeficiente de dispersin cromtica

de 1530 - 1565 nm

min y max 1530 - 1565 nm

Dmin 1,0 ps/nm.km

Dmax 10,0 ps/nm,km

Dmax - Dmin 5,0 ps/nm.km




Coeficiente de PMD

M 20 cables

Q 0,01%Max PMDq 0,50 ps/ km

Caractersticas de la fibra. G.655.C



Rango 8 - 11 m

Tolerancia 0,7 m

Coeficiente de dispersin cromticade 1530 - 1565 nm

min y max 1530 - 1565 nm

Dmin 1,0 ps/nm.km

Dmax 10,0 ps/nm,kmDmax - Dmin 5,0 ps/nm.km




Coeficiente de PMD

M 20 cables

Q 0,01%



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Caractersticas de la fibra. G.655.D



Rango 8 - 11 m

Tolerancia 0,6 m

Coeficiente de dispersin

cromtica de 1530 - 1565 nm

Dmin():1460-1550 nm

Dmin():1550-1625 nm

Dmax():1460-1550 nm

Dmax():1550-1625 nm


cable Mximo 1450 nm




Coeficiente de PMD

M 20 cables

Q 0,01%


Gran parte de la red de fibra ptica instalada actualmente funciona sobre fibra monomodo G.652. Este

estndar ha ido mejorando con el paso del tiempo y las fibras que se fabrican actualmente estn bastante

optimizadas respecto a las que se instalaron en las primeras redes. Para conseguir anchos de banda de

transmisin elevados se utilizan nuevas modulaciones, sistemas de compensacin y fibras G.655, de

dispersin desplazada, pensadas para transmitir en tercera ventana. En la siguiente imagen se muestran

varias de las fibras G.655 disponibles, con sus correspondientes diferencias en el valor de CD.

29.3146090

91.2

20.6155075

06.5

20.4146090

00.7

80.2155075

97.2


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Longitud de onda [nm]

0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

LA (Aeff: 72 m2)

Dispersincromtica[ps/(nmkm)]

14.0

16.0

520

260

173

130

104

87

74

65

Distanci

adetransmisinsinDCF

a

t10Gbps/ch[km]

- -

FWM Influence

SS Pendiente dispersion 0.05ps/(nm km)

USS Pendiente dispersion

0.02 s/ nm2km ITU-T G.656

PG (Aeff: 63 m2)

ULA (Aeff: 95 m2)

C-band


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Atenuacin espectralEs la prdida de potencia en funcin de la longitud de onda, los factores que originan la atenuacin son:

absorcin, scattering y radiacin. Aunque la fibra ptica est fabricada con silicio de alta pureza, pueden

aparecer pequeas impurezas e imperfecciones que hagan que parte de la potencia se pierda o se

convierta en otro tipo de energa.

La impureza ms importante son los iones OH, procedentes de una deficiente eliminacin de agua. Debido

a estos iones aparece una frecuencia de resonancia a 1390 nm que hace que la atenuacin aumente en

este punto. En fibras comerciales actuales se ha reducido este pico de dispersin, son las fibras LWP (Low

Water Peak) bajo recomendacin ITU-T G.652.D, como se puede apreciar en la imagen a continuacin.

Atenuacin espectral de las fibras monomodo G.652.A&B (SM Convencional) y G.652C&D (SM LWP)

La Relacin Seal Ruido (SNR) puede variar en funcin de la tecnologa utilizada en cada red, pero en

general esta tasa tiene que aumentar al hacerse mayor la tasa de transmisin, segn la siguiente grfica:


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La relacin seal/ruido para un sistema a 40 Gbps es de aproximadamente 12 dB, mientras que para 160

Gbps es necesaria una SNR de 18 dB. Esto significa trabajar con mayores potencias en la red e intentar

minimizar lo mximo posible las prdidas.

Las fibras pticas G.652 y G.655 presentan las siguientes prdidas tpicas: Atenuacin fibra: G.652 0,19 dB/Km

G.655 0,20 dB/Km

Atenuacin empalmes: G.652 0,20 dB

G.655 0,30 dB

Segn esto la fibra G.652 presenta prdidas ligeramente menores en trminos de potencia en una red de

fibra ptica, y ayuda a garantizar la tasa SNR necesaria en redes de alta velocidad.

Para transmitir a velocidades ms altas, hay que conseguir mayor SNR, aumentando la potencia de

transmisin, lo que supone incrementar los efectos no lineales (FWM y SPM) en las fibras. Este

incremento no deseado supondr peor comportamiento de las fibras y limitaciones en la velocidad de

transmisin.

Los dos efectos no lineales que afectan principalmente a la transmisin WDM en las fibras pticas son:

FWM (Four Wave Mixing): WDM crosstalk, este fenmeno produce la aparicin de nuevas ondas

en otras frecuencias. Influye sobre todo en los puntos de dispersin 0. Afecta ms en las fibras

G.655, sobre todo en las de rea efectiva ms pequea (fibras de rea efectiva amplia paraminimizan este efecto).

SPM (Self Phase Modulation): este fenmeno surge debido a que el ndice de refraccin de la

fibra tiene una componente dependiente de la intensidad. Este ndice de refraccin no lineal

induce un desplazamiento de fase que es proporcional a la intensidad del pulso. De esta

forma, las diferentes partes del pulso sufren diferentes desplazamientos de fase (chirp), que

modificar los efectos de dispersin sobre el pulso.

Las fibras G.652 tienen mejor comportamiento frente a FWM y peor con SPM, las G.655 se comportan alrevs. El deterioro de la seal por fenmenos no lineales es similar en ambas fibras, por lo que no es un

factor que determine qu tipo de fibra utilizar.


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Dispersin cromtica (CD)La Dispersin Cromtica de una fibra se expresa en ps / (nm*km), representando el retraso, o incremento

de tiempo (en ps), para una fuente con una anchura espectral de 1 nm que viaja en 1 kilmetro de la fibra.

Esto depende del tipo de fibra, y limita el bit rate o la distancia de transmisin para una buena calidad de

servicio.

El ensanchamiento que sufren los pulsos de luz, denominados dispersin, es un factor crtico que limita la

calidad de la transmisin de seal sobre enlaces pticos. La dispersin es una consecuencia de las

propiedades fsicas del medio de transmisin. Las fibras monomodo, usadas en redes pticas rpidas,

estn sujetas a la Dispersin Cromtica (CD) que causa un ensanchamiento de los pulsos de luz segn la

longitud de onda, y a la Dispersin de Modo de Polarizacin (PMD) que provoca un ensanchamiento del

pulso segn la polarizacin. Un ensanchamiento excesivo provocar una superposicin de los pulsos y

errores en la decodificacin.

Una red que transmite a 10 Gbps tiene 16 veces ms tolerancia a la dispersin cromtica que una que

trabaja a 40 Gbps. Este dato permite hacernos una idea de la limitacin que supone la CD en sistemas de

alta velocidad. Las redes pticas tienen una CD mxima acumulada hasta la que el sistema funciona

correctamente. Para mantener la CD dentro de los lmites de cada red es necesario utilizar equipos de

compensacin de CD (CDFM). Estos equipos permiten eliminar la limitacin por CD en las redes pticas.

La siguiente grfica muestra los costes de CDFM en funcin del ancho de banda de transmisin de la redptica:


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El coste de los sistemas de compensacin para fibras G.652 y G.655 es prcticamente igual, as que no es

determinante para elegir un tipo de fibra o el otro en funcin de estos costes. Es importante destacar que

la contribucin de CD es determinante en el funcionamiento del sistema para largas distancias y altas

tasas de transmisin. En distancias cortas de pocos kilmetros la contribucin al total es pequea y no

afecta gravemente al comportamiento del sistema.

La CD vara de unos tipos de fibra a otras, como valores tpicos de referencia se pueden tomar estos:

G.652 16.5 ps / (nm*km)

G.655 4.2 ps / (nm*km)

La fibra G.655 tiene unos valores de CD menores y la compensacin de CD no se hace tan necesaria, a

cambio el coste por Km de este tipo de fibras es mayor que el de la G.652. La fibra G.655 se utilizar en

aquellos sistemas que estn diseados para trabajar con distancias muy largas y a tasas de transmisin

altas, sin que sea tan importante la compatibilidad con la fibra instalada.

0

5,000

10,000

15,00020,000

25,000

30,000

35,000

0 200 400 600 800 1000

Longitud transmisin, Km

CosteaproximadodeCDFM,

G.652G.655


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Dispersin por polarizacin del modo (PMD)La Dispersin por Modo de Polarizacin, PMD, es un efecto de dispersin ptico, que limita la calidad de la

transmisin en los enlaces de fibra ptica. Su control se est convirtiendo en esencial, ya que limita

fuertemente la capacidad de transmisin a altas velocidades, especialmente en aquellos por encima de los

10 Gbps. Es un parmetro difcil del medir y compensar dada su naturaleza estadstica, y depende

fuertemente de las condiciones fsicas del cable (ambientales y mecnicas).

El origen fsico de la PMD es fundamentalmente la birrefringencia de la fibra, que produce por las

diferencias en las constantes de propagacin en los ejes ortogonales. Estas diferencias se producen por

imperfecciones en el proceso de fabricacin de la fibra o como resultado de fuerzas externas que

producen doblados y tensiones en la fibra. Si la fibra fuera perfecta, con una geometra uniforme,

homogeneidad en el material y sin efectos de tensin, ambos modos se propagaran exactamente a la

misma velocidad y no existira degradacin sobre los bits transmitidos.

2006 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.

Random distribution of fiber defects

Environmental constraints

Geometric Internal stress

Lateral pressure

BendHeat Wind

(aerial fibers)

Causas de la PMD en fibras pticas


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En realidad la fibra no es perfecta y los dos modos sufren un retraso llamado PMD, que provoca un

ensanchamiento de la seal, aumentando la incertidumbre en la deteccin de los smbolos. Como

consecuencia se incrementa la probabilidad de error de bit en la transmisin (BER).

2006 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.

fast axis

z, t

slow axis

PMD

t

Retraso de las componentes de la seal

A continuacin se muestra un histograma de medidas realizadas por Bellcore en los Estados Unidos sobre

la fibra ptica instalada en el ao 1994, en el que quedan de manifiesto los valores tan altos de PMD en

las fibras, debido a que hasta ese ao no se empez a controlar la influencia de dicho parmetro.

Medidas de PMD en fibras instaladas (1994)


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Por ello, de cara a las futuras velocidades de transmisin, 40G, 100G, 160Ges extremadamente

importante evaluar el impacto de la PMD en las redes instaladas y disminuir al mximo su valor para las

fibras actuales y futuras. Valores que hace unos aos eran aceptados, incluso en normas internacionales,

como 0,5 ps/km, deben ser ahora obligatoriamente revisados para las redes de larga distancia y alta

velocidad. Fabricantes de cable y fibra trabajan en el desarrollo de nuevos diseos para mejorar esteparmetro.

En el siguiente grfico se pueden comprobar los lmites recomendados para que las comunicaciones sean

correctas bajo la influencia de la PMD. La transmisin en la fibra queda limitada de la siguiente manera:

Segn esto, un sistema a 40 Gbps puede tener una PMD acumulada de hasta 2.5 ps, y alcanzar

distancias de enlace de hasta 625 km. con un coeficiente de PMD de 0,1 ps/km.

La fibra ptica G.652 actual tiene un valor de PMD mximo tpico de 0,2 ps/km, este valor es mayor en

las fibras G.655 debido a su mayor ndice de refraccin. La PMD cambia de forma aleatoria con el tiempoy la longitud de onda, as que es ms difcil de prever y compensar que la CD; una solucin es utilizar

modulaciones ms eficientes.

La reduccin de los valores de PMD en G.652 hasta 0,1 ps/km terica es posible en las fibras G.652

actuales, pero depende en gran medida de la instalacin de la fibra y de la influencia de los factores

ambientales.


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PMD del enlace

Segn ITU-T G.652, se define la PMD de forma estadstica, no de forma individual para cada fibra. Los

requisitos slo hacen referencia a aspectos del enlace calculados a partir de la informacin del cable. El

fabricante debe proporcionar un valor de PMD de diseo del enlace, PMDq, que constituya el lmite

estadstico superior del coeficiente de PMD de los cables de fibra ptica concatenados en un enlace de Msecciones de cable. El lmite superior se define en trminos de un bajo nivel de la probabilidad, Q; de que

un valor de coeficiente de PMD concatenado sea mayor que PMDq. Para valores de M y Q definidos (M =

20 cables y Q =0,01%), el valor de PMD no debe superar el coeficiente mximo de PMD especificado.

Las medidas y especificaciones obtenidas en fibras no cableadas son requisito necesario pero no

suficiente para garantizar las especificaciones en fibra cableada. El valor mximo para el diseo de

enlaces especificado en fibras no cableadas ser inferior o igual al especificado en fibras cableadas. La

relacin de los valores de PMD en fibra no cableada y cableada depender de las circunstancias de la

construccin y tratamiento del cable, as como del estado de acoplamiento del modo de la fibra no

cableada.

Medida de PMD

Existen disponibles en el mercado diferentes equipos para medir la PMD en la fibra, basados en la

inyeccin de luz polarizada y medida del retraso de la seal.

Los equipos ms avanzados combinan la funcin con un OTDR y permiten obtener los valores de PMD en

diferentes tramos realizando la medida sobre un solo extremo de la fibra. Mediante esta tcnica se puedeconocer si un extremo del enlace est fallando y proceder a su reposicin.

Medida PMD y OTDR extremo a extremo


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Caractersticas del cable pticoSe debe hacer especial nfasis en los efectos de macro y microcurvaturas que pueden inducir prdidas en

las fibras contenidas en los cables pticos. Las principales causas estn asociadas al proceso de

fabricacin e instalacin, as como a cambios de temperatura durante la operacin. Las prdidas por

microcurvaturas se evitan con un adecuado diseo y proceso de las fibras durante la aplicacin de la

proteccin secundaria.

Las caractersticas mecnicas principales que se deben tener en cuenta al disear un cable son: curvado,

tensin, impacto, aplastamiento e impacto. Los elementos de refuerzo y el radio mnimo de curvatura se

definen para evitar que el cable pueda resultar daado durante el proceso de instalacin debido a traccin

o radio de curvaturas no adecuados.

Los factores ambientales que ms influyen son: generacin de hidrgeno, penetracin de agua, vibracin,cambios de temperatura y ataques biolgicos (roedores) ;y tambin cargas de viento y hielo en el caso de

cables areos.

Las caractersticas geomtricas y pticas de las fibras (atenuacin, dispersin, PMD...) se ven poco

afectadas por el proceso de cableado, si se respetan las condiciones de diseo adecuadas.

Construccin de cable

La fibra ptica cuenta con un recubrimiento primario de acrilato que puede ser fcilmente retirado para

realizar el empalme de las fibras. Las protecciones secundarias: holgadas o ajustadas evitan presiones

directas sobre la fibra ptica. Los elementos de refuerzo, tanto centrales como perifricos evitan daos en

el cable debido a tensiones durante instalacin y operacin.

Los cables cuentan con una o dos cubiertas plsticas, y armados metlicos o dielctricos que los protegen

de los factores ambientales y mecnicos asociados a: almacenamiento, instalacin y operacin. Las

cubiertas y su espesor se eligen en funcin de la aplicacin final y considerando limitaciones como:

dimetro mximo o peso mximo admisible.

Ejemplos de fabricacin de cables pticos: PKP y PESP.


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Influencia de la fabricacin del cable sobre los parmetros de la fibra ptica

Algunos de los parmetros de la fibra pueden verse afectados por el proceso de fabricacin o instalacin

de cable: longitud de onda de corte y PMD. Unos correctos diseos y procesos de fabricacin permitirn

que estos valores se encuentren siempre bajo los lmites considerados por la correspondiente

recomendacin ITU-T. Las caractersticas pticas y geomtricas se ven poco afectadas por el proceso decableado, recogindose principalmente recomendaciones relativas a las caractersticas de transmisin de

tramos largos instalados.

Influencia sobre el coeficiente de atenuacin

A modo de ejemplo la siguiente tabla presenta los valores de atenuacin de las fibras pticas utilizadas

para la fabricacin de un cable de 32 fibras G.652.D, tanto en segunda como en tercera ventana, y las

mismas medidas tras el proceso de fabricacin. Puede observarse que las variaciones en la atenuacin

son mnimas, ya que los procesos no afectan a este parmetro.


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Atenuacin fibra

desnuda

Atenuacin fibra

cableada

Color fibra CdigoLongitud

(m)

1310

nm

1550

nm Color tubo

Longit

ud (m)

1310

nm

1550

nmVerde 612505900300059

50400

0,33 0,185 Blanco 1 8245 0,33 0,184

Roja 612505900400051 0,33 0,185 Blanco 1 8246 0,33 0,184

Azul 612505900300023 0,33 0,184 Blanco 1 8247 0,33 0,183

Amarilla 612505901900018 0,33 0,183 Blanco 1 8244 0,33 0,182

Gris 612505902200033 0,33 0,184 Blanco 1 8248 0,33 0,185

Violeta 612505900600127 0,33 0,186 Blanco 1 8248 0,33 0,184

Marrn 612505901300107 0,33 0,186 Blanco 1 8249 0,33 0,187

Naranja 612505900300113 0,33 0,183 Blanco 1 8245 0,33 0,183

Verde 612505900300060 0,33 0,184 Rojo 1 8256 0,33 0,183

Roja 612505900400052 0,33 0,185 Rojo 1 8261 0,33 0,184

Azul 612505900300022 0,33 0,184 Rojo 1 8261 0,33 0,184

Amarilla 612505900300019 0,33 0,184 Rojo 1 8256 0,32 0,183

Gris 612505902200021 0,33 0,186 Rojo 1 8262 0,33 0,185

Violeta 612505900100217 0,33 0,184 Rojo 1 8257 0,32 0,182

Marrn 612505901300108 0,33 0,183 Rojo 1 8256 0,32 0,183

Naranja 612505900300114 0,33 0,183 Rojo 1 8258 0,33 0,184

Verde 612505900300058 0,33 0,185 Azul 1 8246 0,33 0,184

Roja 612505900400053 0,33 0,184 Azul 1 8251 0,33 0,184

Azul 612505900300024 0,33 0,185 Azul 1 8248 0,33 0,183

Amarilla 612505901900017 0,33 0,184 Azul 1 8246 0,32 0,183

Gris 612505900600089 0,33 0,185 Azul 1 8246 0,33 0,183

Violeta 612505902200105 0,33 0,183 Azul 1 8244 0,32 0,182

Marrn 612505901300105 0,33 0,184 Azul 1 8243 0,33 0,184

Naranja 612505900300116 0,33 0,183 Azul 1 8251 0,33 0,184

Verde 612505900300062 0,33 0,183 Verde 1 8259 0,32 0,181

Roja 612505900400054 0,33 0,183 Verde 1 8266 0,33 0,184

Azul 612505900300021 0,33 0,184 Verde 1 8259 0,33 0,184

Amarilla 612505901900020 0,33 0,184 Verde 1 8259 0,33 0,183

Gris 612505900100066 0,33 0,186 Verde 1 8259 0,32 0,183

Violeta 612505900600128 0,33 0,186 Verde 1 8261 0,33 0,185

Marrn 612505901300106 0,33 0,185 Verde 1 8261 0,33 0,184

Naranja 612505900300115 0,33 0,185 Verde 1 8256 0,33 0,183


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Evolucin de las medidas de atenuacin en cables instalados con fibras G.652.

Las mejoras de calidad presentes en las fibras G.652.A y B durante los ltimos aos se muestran

claramente en las siguientes grficas. Aparecen las medidas de atenuacin medias totales (incluidas

prdidas por empalme) en 1270-1610nm medidas en cables instalados en dos periodos de tiempo

diferentes: alrededor de 2000 y 2003.

Las medidas de atenuacin estadsticas se obtienen mediante el ajuste matemtico de las medidas

masivas con OTDR a 6 longitudes de onda diferentes. Las estadsticas de las prdidas de atenuacin por

empalme se tienen en cuenta a travs de un modelo emprico, basado en los resultados de las medidas

realizadas.

Medida de atenuacin en fibra y empalmes para cables con fibra G.652.A&B instalados en el ao 2000.

Medida de atenuacin en fibra y empalmes para cables con fibra G.652.A&B instalados en el ao 2003.


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Puede apreciarse claramente que los valores de fibra instalada en el ao 2000 presentan unos

incrementos de atenuacin entorno a 1380nm muy elevados, que podran comprometer el funcionamiento

de sistemas CWDM y DWDM actuales.

Influencia sobre PMDActualmente, los procesos de fabricacin son estrictos y aseguran valores de PMD para fibras muy bajos.

Como este parmetro vara con las condiciones externas debe considerarse desde un punto de vista

estadstico, siendo muy importante que una vez instalada se realicen medidas en intervalos de tiempo

diferentes.

Tras varios anlisis de laboratorio, en los que se realizan medidas sobre 40 bobinas de fibra ptica, con

longitudes comprendidas entre 9 y 50 Km, los resultados obtenidos son los siguientes:

ps/km

Media Coef. PMD: 0,054

Desviacin estndar Coef. de PMD: 0,020

Mnimo Coef. PMD: 0,019

Mximo Coef. PMD: 0,121

Posteriormente se procede a fabricar un cable PKP (polietileno-aramida-polietileno) de 128 f.o. y otro dePFVP (polietileno-fibra de vidrio-polietileno) de 64 fibras a partir de estas 40 bobinas medidas.

Vista transversal de los cables fabricados


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Sobre los cables terminados se han medido 192 fibra distribuidas en varias bobinas y el resultado es el

siguiente:

ps/km

Media Coef. PMD: 0,038

Desviacin estndar Coef. de PMD: 0,012Mnimo Coef. PMD: 0,026

Mximo Coef. PMD: 0,097

De las anteriores tablas, comprobamos que el proceso de fabricacin, en cables bien diseados, no

supone un aumento del coeficiente de PMD, sino que ms bien se logra una ligera disminucin media

(aprox. -0,02 ps/km). Esto es debido a que la medida de la PMD en bobina de fibra es ms alta por las

tensiones del bobinado.

En el siguiente grfico se representan en rosa la PMD en las 40 bobinas de fibra originales del ensayo, y

en azul la PMD en las fibras de los cables fabricados, haciendo coincidir por trazabilidad cada fibra final

con su correspondiente original. Se observa que considerando las medidas individualmente, no se

puede asegurar relacin directa entre el valor de la PMD en bobina y en cable terminado, por el hecho

comentado de la variacin instantnea de la PMD. Si bien se extrae que estadsticamente, segn las

anteriores tablas, la PMD cableada medida sin tensin es menor que en las bobinas de fibra provenientes

del fabricante.

0,0000,020

0,0400,060

0,0800,100

0,1200,140

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

Si nos fijamos en las siguientes grficas, la desviacin estndar es ms alta en bobinas de fibra materia

prima, de nuevo por causa del bobinado con tensin, lo que lleva a una distribucin ms ensanchada que

la de la fibra cableada.

Fibra cableadaFibra en bobina origen


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Distribucin de la PMD en fibras en bobina origen

Distribucin de la PMD en fibras cableadas

En el siguiente histograma se presentan las 192 medidas de la fibra cableada y se observa que el 94% delos valores estn por debajo de 0,06 ps/km :

Valores PMD obtenidos

0

20

40

60

80

100

120

140

00,02

0,04

0,06

0,08 0,

10,2

ymay

or...

Frecuencia

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

Frecuencia

% acumulado


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Basndonos en los valores medidos de PMD en fibra cableada, y empleando la herramienta de diseo de

enlaces Link PMD Calculator v.1.0de Photon Kinetics, se ha calculado el valor PMDQ, conocido como link

design value. El valorPMDQ es el siguiente para diferentes valores de Q:

Q = 0,0001 (0,01%), PMDQ = 0,057 ps/kmQ = 0,001 (0,1%), PMDQ = 0,054 ps/km

Q = 0,01 (1%), PMDQ = 0,050 ps/km

Estos valores se han obtenido mediante la simulacin de un enlace aleatorio con M=20 longitudes

individuales de las 192 medidas sobre bobina de cable, y para una probabilidad de que el valor de PMD

est por encima del indicado de 0,01 %, 0,1 % y 1% respectivamente.

Pese a ello, basndonos en las pruebas descritas en este informe realizadas en nuestra fbrica y, gracias

a la alta calidad de nuestros proveedores de fibra homologados, actualmente podemos garantizar un

valor del coeficiente de PMD individual 0,10 ps/km.

De hecho hemos comprobado que ms del 90% de las medidas estarn por debajo de 0,06 ps/ km, pero

no olvidemos que el nfasis debe ponerse en el coeficiente estadstico PMDQ.

En esas condiciones, y con las variables M=20 y Q=0,01% se puede alcanzar un valorPMDQ 0,05

ps/km.

Este valor tan bajo de link design value sin duda supondr un gran avance de cara al diseo y

construccin de la futura renovacin de la red, ya que supone reducir a la mitad el ms estricto de los

requisitos de PMD hasta ahora.


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Referencias

ECOC2005. 40 Gb/s uncompensated 8-channel CWDM system over 30 km of non-zero dispersion

shifted fibre

ECOC2005. 160 Gbit/s-based field transmission experiments with single polarization RZ-DPSK signals

and simple PMD compensator

ECOC2005. 8x85.4 Gbit/s WDM Field Transmission over 421 km SSMF Link Applying an 85.4 Gbit/s

ETDM Receiver

ECOC2005. Long Haul Field Transmission Experiment of 8x170 Gbit/s over 421 km Installed Legacy

SSMF Fiber Infrastructure

ECOC2005. FGB 40Gx820km Proximinion

ECOC2006 Upgrade from 10G to 40G Alcatel

Evolution of the ITU-T Standarization of Optical Fibres and Cables IWCS 2005 ITU-T G.652. Caractersticas de las fibras y cables pticos monomodo. 2005

ITU-T G.655. Caractersticas de fibras y cables pticos monomodo con dispersin desplazada no

nula. 2003 y 2006.

Stability of Low Water Peak SMF against Hydrogen Aging. IWCS 2002.

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Dispersion de Fibra Optica