08 empalmes (1)
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EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 1
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 2
CARACTERISTICAS DE LOS EMPLALMES
GENERALIDADES
• Sus pérdidas pueden contribuir en formaconsiderable con el balance de potencia del sistema(menor alcance)
• Deben realizarse en el campo, no han de incluirpartes delicadas difíciles de manejar oprocedimientos complejos (Empalmes económicosconfiables y de calidad)
• Las pérdidas se clasifican en intrínsecas(homogeneidad y composición de la fibra) yextrínsecas (proceso de empalme, desalineación)
• Se pueden clasificar en:
! Empalmes por fusión
! Empalmes adhesivos
! Empalmes mecánicos
• Factores claves en empalmes sobre el terreno:
! Pérdidas por inserción
! Resistencia mecánica
! Estabilidad térmica
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 3
CARACTERISTICAS DE LOS EMPALMES
PERDIDAS DE INSERCION
• Sus pérdidas pueden contribuir en formaconsiderable con el balance de potencia del sistema(menor alcance)
• Los parámetros que deben considerarse conrespecto al proceso de empalme de los cualesdepende la pérdida media de los empalmes:
! Pérdida máxima permitida
! Número máximo de intentos
• Secuencia a seguir en empalmes sobre el terreno:
! Fijar pérdida máxima permitida
! Fijar número máximo de intentos
! Realizar el empalme
! Si la pérdida es inferior a la pérdida máxima,mantenerlo
! Si la pérdida es superior a la pérdida máxima,repetir hasta que la pérdida sea inferior a lamáxima o se llegue al número máximo deintentos
• Si número máximo de intentos es grande se bajarála pérdida media (tendiendo a la intrínseca) peroaumenta el costo de instalación
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 4
TIPOS DE EMPALMES
EMPALMES POR FUSION
• Consiste en la unión permanente de las fibrasmediante la fusión y unión de las mismas
• Anterior a la fusión las fibras se calientanpreviamente para eliminar ciertas impurezas, evitarla formación de burbujas
• El empalme se realiza cuando las fibras a unir llegana una temperatura suficientemente alta como parafundirse
• Duración del proceso puede estar en 1 minuto.Luego se protege la zona del empalme conmanguito (termocontractil) el cual se le recubre conun tubito de acero (rigidez)
• Técnica de muy altas prestaciones, se logranatenuaciones de 0.03 - 0.05 dB (fibras monomodo)
• También existen empalmadoras por fusión paramultifibras las cuales reducen el tiempo deempalme por fibra. Tienen el mismo principiodescrito, pero las fibras a empalmar se alinean conun elemento alineador multifibra de ranuras
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 5
TIPOS DE EMPALMES
EMPALMES POR FUSION (Cont)
Empalmes por fusión: Esquema y equipo automático
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 6
TIPOS DE EMPALMES
EMPALMES POR ADHESION
• Las fibras son insertadas en un mecanismo dealineación y luego unidas con un adhesivo epóxico
• Mecanismos de Alineación:
! Ranura en V: Tallada en un substratometálico, cerámico o plástico
! Base tres cilindros: El empalme es hechointroduciendo la fibra dentro de tres tubos dealineación
! Base tubo ajustado: Se introduce la fibradentro de un tubo o manguito de vidrioagujereado perfectamente circular (3 µmmayor que el diámetro de la fibra)
! Base tipo cuadrado: Se introduce la fibradentro de un tubo de sección cuadrada,haciendo ángulo de modo de orientarlas haciala esquina
• El adhesivo epóxico además de servir comoelemento de unión es adaptador de índices derefracción
• Puede optimizarse mediante rotación de una de lasfibras
• Se logran pérdidas de inserción de 0.1-0.5 dB
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 7
TIPOS DE EMPALMES
EMPALMES POR ADHESION (Cont)
Empalmes por técnicas de Adhesión
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 8
TIPOS DE EMPALMES
EMPALMES MECANICOS
• Consiste en un tubo dividido horizontalmente, laparte de abajo es una base tipo V y la de arriba unatapa plana
• El espacio entre ambas se llena de un geladaptador, se insertan las fibras cortadas (delongitud determinada) y luego se cierran con unasgrapas de presión que empujan las fibras hastajuntarlas
• Existen versiones para conexiones multifibrasplanares
Empalme Mecánico llamado “Tipo Dedo”
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 9
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
MANGAS DE CONEXION
• Los empalmes se alojan en mangas de conexión,similares a las utilizadas para los cables de cobre
• Poseen bandejas especiales que sirven paraacumular longitudes adicionales de fibra (1-2 mts).Las bandejas se colocan en un organizador
• Deben soportar esfuerzos de tracción, compresión,flexión, torsión, deben ser herméticos y reabribles
Manga de empalme
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 10
METODOLOGIA DE EMPALMES
EMPALMES DE FUSION CON ARCO ELECTRICO
• Limpieza: Debe retirarse todas las protecciones dela fibra (desnudarla) a empalmar. Se utilizan pinzasde corte lateral. Luego con solvente (normalmenteacetona) se limpia la fibra cuidadosamente
• Corte: Con una herramienta de corte especial (concuchilla de diamante) hace una incisión en el planoperpendicular al eje longitudinal y se completa elcorte con un doblez de la fibra
• Alineación: Se realiza sobre la empalmadora,enfrenta las dos fibras, preparándolas para la fusión.Puede realizarse por varios métodos según el tipode empalmadora:
! Empalmadoras de alineación fija: empleadaspara empalmar fibra multimodo. Poseen unpar de mordazas sobre las cuales se colocanlas fibras. Dichas mordazas estáncuidadosamente alineadas de modo que lasfibras queden perfectamente enfrentadas
! Empalmadoras con inyección y detecciónlocal de luz: empleadas para empalmar fibramonomodo. Poseen un dispositivo queinyecta luz en una de las fibras y otro quedetecta luz en la otra, esto permite elposicionamiento, buscando el punto demáximo acople.
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 11
METODOLOGIA DE EMPALMES
EMPALMES DE FUSION CON ARCO ELECTRICO(Cont.)
! Empalmadoras con alineamiento óptico:Empleadas para empalmar fibra monomodo. ymultimodo (aunque fue diseñado para éstasúltimas). La máquina realiza un análisis ópticode la fibra a empalmar, determinando así laubicación de los núcleos de la fibra,permitiendo alinear automáticamente, hastaobtener el punto óptimo de empalme.
• Prefusión: Breve calentamiento (por arco eléctrico)de los extremos de la fibra situada entre doselectrodos, sin que se toquen. Redondea las puntasy evita formación de burbujas en el empalme
• Fusión: Las fibras se enfrentan haciendo contacto yse aplica un arco eléctrico más largo (algunossegundos) ejerciendo una presión axial en las fibras,para evitar el estrangulamiento de la zona deempalme
• Protección y verificación del empalme: se protege lazona del empalme con manguito (termocontractil) depoliestireno (restituyendo el recubrimiento primario)y se le recubre con un tubito de acero lo que evitaposibles flexiones (rigidez)
• El proceso completo tiene duración de 1 a 2 min y selogran atenuaciones de 0.01 a 0.07 dB
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 12
METOLOGIA DE EMPALMES
EMPALMES DE FUSION CON LLAMA
• Sigue el mismo proceso del método por fusión dearco eléctrico hasta el momento de la prefusión
• La fuente de calor en los procesos de prefusión yfusión la suministra un mechero de acetileno, el cuallleva a las fibras a la temperatura requerida por elproceso de fusión
• Al igual que con los empalmes por fusión de arcoeléctrico es posible realizar empalmes multifibrasdonde se alinean varias fibras en unas guíasranuradas
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 13
METODOLOGIA DE EMPALMES
EMPALMES POR ADHESION
• Se debe realizar el proceso de limpieza y corte, talcomo se explica en el método de fusión por arcoeléctrico
• Pulido: En varias de las técnicas se recomiendaluego del corte (sobre todo si éste no es muyconfiable) realizar un pulido de las caras de lasfibras, el cual se realiza sobre una superficiedevastadora, y con la ayuda de manguitos guías(para asegurar caras perpendiculares al eje axial)
• Alineación: se realiza manualmente en base almecanismo de alineación del empalme (ranura en V,tres cilindros, tubo ajustado, tubo cuadrado, etc.)
• Unión: se realiza con a utilización de una sustanciaepóxica que además sirve de adaptador deimpedancia, disminuyendo la reflexión entre lasfibras
• Optimización: Puede optimizarse el empalmerotando una de las puntas de las fibras a empalmar,antes que el liquido adhesivo se solidifique,entonces con la ayuda de un medidor de potencia seajusta a mínimas pérdidas.
• Protección: En la mayoría de los casos el mismomecanismo de alineación sirve de elemento deprotección, puede revestirse de un elemento rígido
EMPALMES DE FIBRA OPTICA
COMUNICACIONES OPTICAS; UCV 14
METOLOGIA DE EMPALMES
EMPALMES MECANICOS
• Se caracterizan por ser empalmes de muy rápidarealización para restablecer el servicio en cortotiempo. Son empalmes temporales
• Se debe realizar el proceso de limpieza y corte, talcomo se explica en el método de fusión por arcoeléctrico
• Pulido: Se realiza un pulido de las caras de lasfibras, sobre una superficie devastadora, y con laayuda de manguitos guías (para asegurar que lascaras de las fibras estén perpendiculares al eje axialdel empalme)
• Unión: Se llena el espacio entre las fibras a unir deun gel adaptador y luego se cierran los elementos deguía con grapas de presión
• Protección: El mecanismo de alineación sirve deelemento de protección