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Monográfico de Fibra Óptica. Del Fuego a Casa.

Después que un instalador decidiera dejar en mi casa configurada la fibra, decidí que era momento de ponerse las pilas e intentar documentarme en lo relativo a este tipo de nueva forma de conexión y transmisión.

Es por ello que esta ultima entrada/post del año,se base principalmente en hacer un pequeño repaso a todas las tecnologías y términos sobre la Fibra óptica que en breve tendremos que estar acostumbrados a manejar. Recorrido por dispositivos, técnicas, hasta el panorama actual respecto a las ofertas de fibra en España.

Crear entradas extensas como ésta, es costoso en cuanto a tiempo de investigación, estudio y desarrollo, requiere que la información se encuentre al menos obviamente contrastada, pero es necesario y preciso. Por un lado a mi me permite también aprender y refrescar mis conocimientos, y una vez creada como base documental, además. por ende, al compartirlo posibilito a otros usuarios la consulta como referencia y posible aprendizaje. Son un conjunto de siglas, acrónimos,  y una jerga científica  de términos y conceptos que se encuentra todos relacionados,dando una visión global del tema.

La fibra óptica sustituirá al cobre, eso es evidente, a las tecnologías asíncronas como el ADSL. El ADSL llegará a su fin, en breve. Esto es debido a que cada vez necesitamos más ancho de banda, más velocidad para servicios como la televisión de alta definición, las conexiones de diversos dispositivos del hogar, las videoconferencias, juegos, nuestros smartphones, el teletrabajo, etc. Todos ellos precisan de mayor consumo de datos y velocidad.

Y es que este medio usando la luz, algo tan actual y avanzado, ya fue vislumbrado por nuestros antepasados, antes del empleo de técnicas como el morse o el teléfono.

Así, el dramaturgo griego Esquilo (525-456 a. C.) relata en su obra Agamenón como, en torno al 1000 a. C., se comunicó a la ciudad de Argos la victoria sobre Troya mediante estaciones repetidoras que eran capaces de transmitir en una noche usando la luz emitida por el fuego.

El estudio de los fenómenos luminosos ha ido de la mano del progreso de la  humanidad. Euclides publicó las Leyes de la Reflexión hacia el siglo III a.C. El fenómeno de refracción ya era conocido por Aristóteles y el establecimiento de la ley cuantitativa se debe a Herón de Alejandría y Claudio Ptolomeo, quienes estudiaron la reflexión en espejos curvos y la refracción hacia el siglo II a.C.

La Fibra óptica es un medio para transmitir señales en formas de ondas de luz. Son hilos transparentes de vidrio o plástico. Se componen de un núcleo, en el centro de la fibra, un revestimiento o cladding que mantiene la luz  en el núcleo, y por último un recubrimiento o buffer que es una capa exterior de plástico para protegerla de la humedad y de los daños físicos. Puede estar el núcleo y revestimiento hechos de plástico, o ambos de vidrio. También puede darse el caso de ser el núcleo de vidrio y el revestimiento de plástico.

Las ventajas son evidentes puesto que permiten un mayor ancho de banda en la transmisión de datos. Son fundamentales para las conexiones de TV, internet, videoconferencias, medicina, etc. Entre sus grandes ventajas destacan que son inmunes a interferencias electromagnéticas y posee cierta flexibilidad. Se suelen fabricar con longitudes de hasta 5 Km, empleando distintos procesos para su construcción o fabricación, todos ellos partiendo de una preforma o tubo cilíndrico de medio metro a un metro de largo y de 1 a 2 centímetros de ancho. En dicho proceso de fabricación esta preforma se va alargando. Para la creación de la preforma existen diversos métodos de vapor y líquidos. Eso te lo dejo aquí si queréis saber cómo se fabrican.

Permiten transmisiones a largas distancias, sus dimensiones son pequeñas además de ligeras. Poseen gran resistencia al calor y frio. Facilitan localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que permite detectar rápidamente el lugar donde se hará la reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento, y posee un una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (GHz).

Por ende, no todo son ventajas, son frágiles, los transmisores y receptores y empalmes son costosos, no podemos almacenar cosas a modo óptico al menos de momento, el agua puede correr la fibra, y no admite transmisiones eléctricas siendo necesaria su conversión.

Por lo tanto la fibra óptica, en vez de transmitir electricidad, transmite luz.

Para entender cómo funciona la fibra óptica es necesario entender ciertos conceptos sobre la propagación de la luz.  La reflexión es el cambio de dirección de la luz cuando choca con una superficie y rebota (espejo).

La refracción es el cambio de velocidad y dirección que experimenta la luz cuando pasa de un medio transparente a otro. Una parte de luz se pierde. Cada material tiene un índice de refracción diferente. Cuando es 1 la luz viaja a la misma velocidad, dos de refracción  corresponde con la mitad de la velocidad.

Sin entrar en conceptos matemáticos avanzados, existe una ley de Snell sobre la refracción de la luz. Siendo vital el ángulo. Aunque la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos de refracción de la luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una superficie de separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación de la onda varíe.

Esto último es en lo que está basada la fibra óptica. La luz que va por el interior de la fibra óptica va sufriendo una reflexión total cada vez que intenta salir del núcleo y entrar en la cubierta. Como la reflexión total sigue la ley de la reflexión, el ángulo de entrada es igual al de salida, y por lo tanto en las siguientes reflexiones a lo largo de la fibra se mantiene el ángulo.

La luz que entra en la fibra óptica queda atrapada y se va reflejando en toda la longitud de la fibra. En un caso ideal, la misma cantidad de luz que entra es la que sale.

La fibra óptica se clasifica en 2 tipos de acuerdo a los modos o caminos que puede viajar la luz.

Atendiendo al tamaño del núcleo y del revestimiento de la fibra óptica, las fibras son de tipo multimodo o de tipo monomodo.

Las fibras monomodo, solo viaja un haz de luz en línea recta, se utiliza cuando se transmite a larga distancia, o cuando se transmite gran cantidad de información.

Las fibras multimodo transmiten varios rayos de luz en su núcleo que sirguen varios caminos de rebote. Al contrario que las monomodo se emplean en distancias menores (5Km) para transmisión de datos o redes locales.

Estas a su vez pueden ser de dos tipos.

Las multimodo de índice escalonado, el índice de refracción no varía a lo largo del núcleo, posee menor ancho de banda y más lenta.

Las multimodo de índice gradual, el ancho de banda varía. Son más rápidas.

Las fibras ópticas multimodo tienen la ventaja de exigir un acople de la luz menos preciso, al permitir el trabajo tanto con fuente de luz Láser como con fuente de luz Led. Las fibras de tipo monomodo trabajan únicamente con fuente de luz Láser. Pero las fibras ópticas multimodo tienen el inconveniente de que poseen un ancho de banda menor que las fibras monomodo. Un ancho de banda menor significa que por una fibra multimodo la velocidad máxima en bits por segundo va a ser menor que en una fibra monomodo. Esta menor velocidad se produce por la denominada dispersión modal de las fibras ópticas.

Parámetros de la luz.

Apertura numérica: número que indica cuanta luz puede entrar en la fibra óptica. Cuanto mayor sea mayor cantidad de luz acepta en su núcleo.

Atenuación: Perdida de potencia de una señal y se expresa en DB. Se clasifican en dos tipos los intrínsecos y los extrínsecos.

Intrínsecos: características de la fibra, por ejemplo, materiales con los que está construida que absorbe la luz.

Extrínsecos: defectos de instalación o acoples de fibra erróneos.

Ancho de banda: Cantidad de datos que puede transmitirse en un periodo de tiempo a través de la fibra. Se expresa en bits por segundo generalmente.

 

Conectores de fibra

  • FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.
  • FDDI, se usa para redes de fibra óptica.
  • LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.
  • SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.
  • ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

Todos los elementos superiores  pigtails son en realidad segmentos de fibras ópticas de corta longitud preconectorizadas en fábrica por uno de sus extremos. Estos conectores  tienen un acabado de gran calidad, muy superior a la que podría conseguirse con una conectorización manual en campo mediante métodos tradicionales como los basados en pulido manual y fijación por resina epoxy

La mayoría de los cables de fibra tiene en su extremo un conector tipo pigtail FC. En su construcción es preciso contar con el pelador de fibra y los conectores. Al apretar la fibra es necesario no torcerla. En este vídeo se muestra el proceso de creación de un conector.

Los Pigtails de fibra Óptica pueden ser Monomodo y Multimodo, disponibles en versiones de pulido PC, UPC y APC. Los Pigtails incrementan la eficiencia en la red y reduce los costos de instalación, se realizan en longitudes de acuerdo a sus especificaciones. Son la solución perfecta para empalmes de fusión.

Vídeos creación de conectores:

https://www.youtube.com/watch?v=2rf0Uqtl2y0

https://www.youtube.com/watch?v=8tYb62iMYW8

Arquitecturas de distribución de fibra óptica

La tecnología de telecomunicaciones FTTx (del inglés Fiber to the x) es un término genérico para designar cualquier acceso de banda ancha sobre fibra óptica que sustituya total o parcialmente el cobre del bucle de acceso. El acrónimo FTTx se origina como generalización de las distintas configuraciones desplegadas (FTTNFTTCFTTBFTTH…), diferenciándose por la última letra que denota los distintos destinos de la fibra (nodo, acera, edificio, hogar…).

Los transmisores ópticos son los encargados de generar las señales de información a través de una fuente de luz que convierte las señales eléctricas en ópticas. Las fuentes más usadas en los transmisores ópticos son los diodos led (multimodo, ancho de banda más limitado, poca potencia óptica, provocan disperson cromática en la fibra por lo que los rayos de luz no llegan al mismo tiempo, pudiendo distorsionar la señal)  y los laser (monomodo, poca dispersión cromática, largas distancias, alta velocidad, gran ancho de banda).

El receptor óptico, convierte las señales ópticas en eléctricas, lo que hace en nuestro hogar el ONT, para recuperar la información del transmisor. Mediante los fotodetectores se transforma la luz en energía eléctrica. Estos se clasifican en 2 tipos. Los fotovoltáicos que generan un voltaje cuando incide la luz. Los fotoconductivos generan corriente eléctrica cuando reciben la señal de luz.

Equipos de medición.

Para verificar una instalación lo más importante es saber cuánta potencia se pierde en el sistema. Existen equipos que te permiten saber la atenuación o pérdida de potencia. Esta atenuación puede ser debida a la suciedad en los conectores, que estos no se encuentren bien terminados o en buen estado de flexión.

Para medir la potencia se emplean 2 equipos:

OLTS (Optical Loss Test Set)

Este equipo costa de una fuente estable que emite luz a distintas longitudes de onda dependiendo del tipo de fibra que se va a probar. Mide la potencia de la señal que emite la fuente. La prueba con el OLTS determina las perdidas ópticas en el cable y corresponde a la certificación básica o la comprobación de nivel 1 del cableado de la Fibra óptica. Antes de la medición es necesario adquirir un valor de referencia. Para medir la referencia es necesario elegir una bobina de fibra óptica del mismo tipo de dispersión del cable que se va a probar y su conector, compatibles con el equipo de prueba. Es necesario conectar la bobina a los equipos de medición a ambos lados. Es necesario seleccionar la longitud de onda acorde al tipo de fibra que estemos probando. Veremos la lectura en las pantallas del medidor de potencia. Podremos observar en el extremo el valor de atenuación en db. La medición puede realizarse en ambas direcciones de la fibra

OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)

Las pruebas de perdidas ópticas deben complementarse con pruebas de reflectrometria. Este dispositivo ayuda a determinar la longitud total del enlace y si existen perdidas entre sus componentes. Los parámetros más importantes del OTDR son:

Zona muerta: Es la distancia que necesita el OTDR para detectar una nueva reflexión después de haber detectado otra anteriormente. Dicha reflexión son ocasionadas por conectores, empalmes y curvas.

Rango dinámico: Longitud máxima de fibra que se puede probar.

Fantasmas: Son señales causadas por un eco dentro de los enlaces de prueba.

Falsa ganancia: Se presentan en empalmes con índices de refracción diferentes dando como resultado un cambio en el rendimiento.

Para que una instalación quede asegurada es necesario comprobar las dos mediciones además nos permitirán detectar errores en los enlaces FO.

La prueba con el OTDR como he dicho anteriormente corresponde con las pruebas de reflectometría o comprobación de nivel 2 del cableado de fibra óptica. Permiten medir la atenuación de empalmes, atenuación en conectores,  atenuación lineal, total, la uniformidad y continuidad de la fibra, la distancia de la fibra en prueba.

Para poder probar tendremos que conectar una bobina al OTDR. Debe ser del mismo tipo de conector y elemento que vamos a probar, y medir entre 300 y 800 metros. Es necesario limpiar los elementos antes con alcohol isopropílico. En el extremo es necesario configurar el puerto y el tipo de fibra, y diversos parámetros.

Para finalizar con los equipos, voy a hablar un poco de los equipos localizadores:

Visual Fault Locator (VFL) (localizador visual de fallos): es una fuente de luz láser, que emite una luz de color rojo, para verificar la continuidad de la fibra, encontrar rupturas, dobleces con gran ángulo. Puede usarse en fibras monomodo y multimodo. Puede ser portátil o de bolsillo. Se puede usar para comprobar latiguillos o enlaces de varios km. Al revisar el extremo del cable, si la fibra conduce la luz, se observará el color rojo. Importante, al ser láser, intenta no ver la luz mucho tiempo puede dañar tu visión. Si existen brillos rojos durante el recorrido del cable, existen desperfectos, rota o doblada.

Localizador de fibra: Permite ver si existe tráfico de luz en fibras, además indica su sentido sin necesidad de abrir el cable. Para ello es necesario insertar de forma transversal el cable dentro del localizador de fibra. Este indicara la dirección donde viaja la luz.

Recuerda que el polvo en los conectores de las fibras son motivo común de fallas, ya que la grasa y suciedad acumulada reducen la transmisión de luz.

 

Panorama general actual en España , instalación de una fibra sencilla en hogar.

En España existen 4 grandes compañías que ofertan fibra. Después de las siguientes fusiones:

Ono se fusionó a Vodafone.

Orange compró Jazztel.

Movistar con Canal+.

Másmovil, tras comprar Yoigo y Pepephone y llegar a acuerdo con Orange para usar su fibra.

La fibra óptica tiene un ancho de banda garantizado, y no depende tanto de la distancia que tengamos con la centralita como el ADSL. Por otro lado, no todas las líneas de Fibra son simétricas, es decir, la simetría de subida y bajada no suele darse con algunos paquetes.

Escenario de proveedores en España sobre la Fibra óptica. FTTH actual

Escenario de proveedores en España sobre la Fibra óptica. FTTH actual. A día 30-de diciembre de 2016

El escenario superior plantea instalaciones de fibra óptica sencilla, excluyendo ofertas con paquetes de TV y móvil con diferente precio orientativo.

Os dejo el esquema de ejemplo de mi instalación en el hogar. Las empresas pueden disponer de otro tipo de productos que ofertan centralitas virtuales por IP con otro tipo de conexión. Es preciso comprobar que existe cobertura de fibra en tu zona.

 

En viviendas antiguas sin instalacion de cableado estructurado, será más complicado, puesto que seguro que tendra que llegar el cable o por canaleta o visible. En viviendas mas modernas, de la sala del RITI hasta el armario de planta y del armario de planta, hasta la creación dentro de la casa de un ptr óptico. Este PTR óptico, se unirá a otro equipo el ONT.

En telecomunicaciones, un terminal de red óptica (conocido como ONT, siglas del inglés Optical Network Terminal) es un dispositivo que sirve como punto de terminación de red entre el bucle local de la compañía y el cableado de la instalación del cliente.  El ONT transforma la señal óptica en eléctrica y se conecta al router a través del puerto PON.

El router que se une al ONT a través del cable rojo. Este cable va al ONT, entrada PON

En la imagen superior podemos apreciar que el router dispone de hasta 4 puertos de red y 2 tomas de voz (IP), cualquier terminal con RJ11 analógico funciona.

Fusionando fibra Óptica

1- Proxmax – Pelador de fibra óptica AF-003. Con esta herramienta quitamos la primera capa de la fibra. Se le pone un canutillo de protección (posteriormente lo colocaremos encima para calentarlo y proteger la unión). La peladora tiene un pequeño agujero para insertar la fibra. Una vez pelada con la fibra al aire, es necesario limpiar con toallitas de alcohol isoprolítico la fibra, ara eliminar impurezas y plástico.

2- Cortamos la fibra con otro aparato en este caso de la marca PROMAX, modelo AF-001, es un cortador que posee una cuchilla que permite realizar cortes perfectos en 90 grados.

3- Introducimos la fibra dentro de la fusionadora. Estas fusionadoras ahora son más ligeras y portables y algo más baratas. EL modelo elegido es la fusionadora PROLITE-40B.

Este modelo posee un autoalineador en 3 ejes (x,y,z) y un display OSD en castellano que informa del resultado de la operación.

Se introduce un extremo la fibra cortada en las guías, lo más cerca de los electrodos, y se cierra la pestaña para sujetar la fibra. Es necesario realizar el mismo proceso en la otra fibra. Las fibras deben estar sin tocarse cerca de los electrodos. Una vez introducidos se cierra la tapa, y la máquina lo alinea viéndose en el display, lo alinea en todos los planos hasta que el núcleo esté centrado.

La pantalla de la fusionadora muestra el proceso. Al terminar, dura unos instantes, muestra datos sobre la calidad de la fusión efectuada, estimando las pérdidas en dB. Una perdida adecuada es aquella que oscila en los 0.01 db hasta los 0.06db para que sea aceptable. También almacena la fecha y la hora de la fusión, temperatura, presión atmosférica.

Una vez fusionada la fibra, se saca y se coloca el canuto de plástico inicial encima. En la misma maquina existe un pequeño horno que va a sujetar y calentar el termoretractil, protegiendo por completo la unión.

 

 

Herramientas Comprobar velocidades de subida y bajada. #mediciones

http://www.testdevelocidad.es/

http://www.speedtest.net/es/

http://www.movistar.es/particulares/test-de-velocidad/

https://www.vodafone.es/c/conocenos/test-velocidad-adsl/

http://pruebavelocidad.com/

http://proof.ovh.net/

Con orange

Aquí tienes el enlace para la descarga del test de velocidad oficial de Orange, es un ejecutable por lo tanto bájatelo un una ubicación de tu PC donde luego lo encuentres. Lo instalas y con tu usuario de orange podrás hacerlo.

http://www.orange.es/testorange/

La ventaja del test de Orange es que esos test quedan registrados en el SAT y si ven algo anómalo te abrirán incidencia, previa llamada.

OVH pone a nuestra disposición archivos de varios tamaños que nos ayudarán a conocer información.

http://proof.ovh.net/files/

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