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Categoría: Fibra Óptica y FTTH

Elegir bien el tipo de fibra condiciona el alcance, la velocidad y el coste de un enlace. Y mezclarlas por error es una de las causas clásicas de pérdidas enormes.

La diferencia esencial: el núcleo
Por el núcleo viaja la luz. Su tamaño decide cuántos caminos (modos) puede seguir.

• Monomodo: núcleo de unos 9 µm. La luz sigue un solo camino.
• Multimodo: núcleo de 50 µm (el habitual hoy) o 62,5 µm (más antiguo). La luz sigue muchos caminos a la vez.

Ambas tienen un revestimiento de 125 µm y un recubrimiento exterior de 250 µm, por lo que a simple vista no se distinguen.

Compara las dos fibras lado a lado:

• Vista longitudinal: en la monomodo, la luz sigue un solo camino por un núcleo muy fino. En la multimodo, varios rayos rebotan por un núcleo más ancho.
• Sección transversal: núcleo, revestimiento de 125 µm y recubrimiento de 250 µm, con proporciones aproximadas entre ellos. Verás lo diminuto que es el núcleo monomodo.
• Color de cubierta: amarilla en monomodo, naranja o aqua en multimodo.
• Franja inferior: fuentes, longitudes de onda y alcances de cada tipo.

Fibra monomodo y multimodo: núcleo de 9 µm con un solo camino de luz frente a núcleo de 50 µm con muchos caminos.

Las proporciones son orientativas: el núcleo monomodo se ve más grande de lo que sería a escala real, para que se distinga.

Por qué importa
En multimodo, los distintos caminos llegan en tiempos ligeramente distintos y los pulsos se ensanchan (dispersión modal). Eso limita la distancia a cientos de metros a velocidades altas. En monomodo no existe ese problema, y por eso llega a decenas o cientos de kilómetros.

Comparativa

Monomodo: los estándares que verás

• G.652.D: la fibra estándar de planta externa y de la mayoría de redes.
• G.657 (A1, A2, B3): insensible a curvaturas. Permite radios de curva más pequeños (unos 10 mm en A1 y 7,5 mm en A2), por eso se usa mucho en FTTH, cajas y entradas a vivienda.
• G.655: de dispersión desplazada no nula, para sistemas de larga distancia con DWDM.

Fíjate en que la G.657.A es compatible con la G.652.D, y se pueden empalmar entre sí.

Multimodo: de OM1 a OM5

Cuanto mayor es el número, mejor es la fibra para velocidades altas. Los alcances dependen del transceptor, así que tómalos como referencia.

Ventanas de transmisión
Son las zonas del espectro donde la fibra pierde menos. En monomodo se definen bandas:

Las pérdidas típicas de diseño son de unos 0,35 dB/km a 1310 nm y 0,25 dB/km a 1550 nm, aunque la fibra real puede estar por debajo. En multimodo, la atenuación es mayor (unos 3 dB/km a 850 nm).

Cómo identificar una fibra

• Inscripción en la cubierta: suele indicar el tipo, por ejemplo "50/125 OM3" o "G.652D".
• Color de la cubierta: orientativo, no infalible.
• Documentación y planos.
• Cuando falla todo: una medida de OTDR o de pérdida permite deducirlo, pero no uses esa vía como primer recurso.

El error clásico: mezclar monomodo con multimodo

• Pasar de multimodo a monomodo: se pierde mucha luz, porque el núcleo grande no cabe en el pequeño. Del orden de 15 dB o más.
• Pasar de monomodo a multimodo: la pérdida es mucho menor, pero distorsiona las medidas y no es una conexión recomendable.
  Usa siempre el cordón adecuado, y comprueba el tipo antes de medir.

Efectos en la medida

• Longitud de onda: mide a las longitudes de onda del servicio (1310 y 1550 nm en monomodo; 850 y 1300 nm en multimodo).
• Multimodo: el resultado depende de la fuente y de cómo se inyecta la luz, así que hay que seguir el procedimiento del fabricante para obtener medidas comparables.
• Cordones de referencia: usa los del mismo tipo de fibra que el enlace.

Cuál elegir en cada caso

• Operador, FTTH, transmisión, enlaces entre edificios o largas distancias: monomodo.
• Cableado interior en un edificio o centro de datos de corto alcance: multimodo (OM3 o OM4 normalmente), aunque el monomodo está ganando terreno por su durabilidad ante futuros aumentos de velocidad.
• Si tienes dudas sobre el futuro del enlace: el monomodo es la opción más segura.

Consejo de mantenimiento
Antes de conectar nada, comprueba el tipo de fibra y el de conector (monomodo y multimodo pueden usar el mismo, como el SC o el LC). La etiqueta del panel es lo primero que debes mirar.

Preguntas frecuentes

• ¿Se pueden empalmar monomodo y multimodo? No es recomendable: la pérdida es alta y el empalme no es fiable.
• ¿La fibra G.657 se puede usar en lugar de la G.652? Sí, es compatible, y además es más tolerante con las curvas.
• ¿Qué fibra tiene mayor ancho de banda? El monomodo es prácticamente ilimitado para la mayoría de usos; en multimodo, el OM4 y el OM5.
• ¿Por qué el multimodo es naranja o aqua? Es una convención de colores de cubierta que ayuda a identificar el tipo.

Enlaces recomendados
Presupuesto óptico, conectores y pulidos, código de colores de fibra y OTDR.

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El empalme por fusión une dos fibras con un arco eléctrico que las funde en una sola. Es la unión de mejor calidad: baja pérdida, poca reflexión y alta fiabilidad en el tiempo. Por eso es la técnica habitual en planta externa y en cualquier enlace que deba durar.

Fusión o empalme mecánico

Material necesario

• Fusionadora con electrodos en buen estado
• Cortadora de precisión (cleaver)
• Pelador de fibra (para el revestimiento de 250 µm) y pelador de cable o de tubo
• Alcohol isopropílico y paños o toallitas sin pelusa
• Manguitos termorretráctiles de protección
• Bandeja o casete de empalmes
• Recipiente para restos de fibra

Paso a paso

1. Prepara el cable. Retira la cubierta y los tubos con la longitud necesaria y limpia el gel de relleno si lo hay.
2. Introduce el manguito termorretráctil en una de las fibras. Hay que hacerlo antes de fusionar. Es el olvido más habitual y obliga a rehacer el empalme.
3. Pela la fibra. Retira el revestimiento (primario) en la longitud que indique tu fusionadora, con un movimiento limpio y en línea.
4. Limpia la fibra desnuda con alcohol y un paño sin pelusa, una sola pasada de la cubierta hacia la punta.
5. Corta la fibra con la cortadora. El corte debe ser plano y perpendicular al eje: ángulo de unos 0,5° o menos. Una vez cortada, no la toques ni la dejes apoyada en nada.
6. Coloca las fibras en la fusionadora. Introdúcelas en sus guías sin rozar las puntas y cierra las tapas.
7. Elige el programa adecuado al tipo de fibra (monomodo, multimodo, dispersión desplazada).
8. Fusiona. La máquina alinea, hace una prueba de arco y funde. Después muestra una estimación de la pérdida.
9. Comprueba el resultado. Si la pérdida estimada es mayor que el criterio del proyecto (habitualmente unos 0,1 dB) o ves defectos en la imagen, corta y repite el empalme.
10. Haz la prueba de tracción si tu fusionadora la incluye.
11. Protege el empalme. Desliza el manguito sobre la unión, con el empalme centrado, y colócalo en el horno hasta que termine el ciclo. Déjalo enfriar antes de manipularlo.
12. Aloja el empalme en la bandeja, respetando el radio de curvatura mínimo (en monomodo estándar, en torno a 30 mm) y sin tensiones.
13. Anota el empalme (posición, fibra, pérdida estimada) en la documentación.

Los ocho pasos del empalme por fusión: manguito, pelar, limpiar, cortar, colocar, fusionar, proteger y alojar, con repetición si la pérdida es alta.

Tipos de alineamiento

• Por revestimiento (V-groove): las fibras se alinean por su diámetro exterior. Es más simple y económico, y suficiente en muchas aplicaciones.
• Por núcleo: la máquina localiza los núcleos con cámaras y los alinea entre sí. Da menos pérdida cuando hay excentricidad entre núcleo y revestimiento.

Qué significa la pérdida que muestra la máquina
Es una estimación calculada a partir de la imagen, no una medida real. Para saber lo que pierde de verdad el empalme hay que medirlo con OTDR, de preferencia en las dos direcciones, o con fuente y medidor.

Problemas frecuentes

Mantenimiento de la fusionadora

• Limpia a diario los V-groove, las lentes y los espejos, con el material que indique el fabricante.
• Recalibra el arco al cambiar de ubicación o de condiciones ambientales.
• Sustituye los electrodos cuando el fabricante lo indique, que suele ser tras unos miles de empalmes. Un electrodo gastado da arcos inestables y empalmes malos.
• Mantén la cortadora: la cuchilla se desgasta y puede girarse o sustituirse según el modelo.
• Protege el equipo de golpes, polvo y humedad durante el transporte.

Seguridad

• Restos de fibra: son astillas de vidrio casi invisibles. Deséchalas siempre en un recipiente específico y nunca las dejes en el suelo ni en la ropa.
• Ojos y piel: evita que las astillas entren en contacto con ellos.
• Alcohol isopropílico: es inflamable. Úsalo lejos de fuentes de calor y del arco.
• Arco eléctrico y horno: el arco funciona a alta tensión y el horno calienta mucho. No lo manipules durante el ciclo.
• Luz láser: no mires nunca al extremo de una fibra con servicio.

Consejo de mantenimiento
Cuando una fusión sale mal, no la repitas sin más. Mira por qué: casi siempre es el corte, la limpieza o los electrodos, y arreglarlo evita repetir el fallo en todos los empalmes siguientes.

Preguntas frecuentes

• ¿Cuánta pérdida es aceptable en un empalme? Depende del proyecto; es habitual exigir 0,1 dB o menos.
• ¿Cada cuánto cambio los electrodos? Según el fabricante; la propia máquina suele avisarte.
• ¿Se pueden empalmar fibras distintas? Es posible, pero la pérdida puede ser mayor y depende del tipo de fibra.
• ¿Por qué el OTDR a veces muestra una "ganancia" en un empalme? Porque las fibras tienen propiedades diferentes. Se corrige promediando las medidas de los dos extremos.

Enlaces recomendados
Manual de la fusionadora Inno IFS-15S, presupuesto óptico, OTDR y averías típicas en fibra.

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Los conectores son la parte más frágil de un enlace de fibra. Una instalación perfecta puede fallar por un solo conector sucio, y elegir mal el tipo de pulido puede degradar todo el servicio.

Partes de un conector

• Ferrule: cilindro cerámico donde queda alojada la fibra. Es lo que debe mantenerse impecable.
• Cuerpo: la carcasa que protege y encaja en el adaptador.
• Adaptador (manguito): une dos conectores y los alinea.

La luz pasa por un núcleo de unos 9 µm en monomodo, más fino que un cabello. Una mota de polvo ya puede taparlo.

Tipos de conector más comunes

Tipos de conector más comunes

• Seis tipos de conectores de fibra óptica: SC, LC, FC, ST, E2000 y MPO/MTP, con su ferrule y uso habitual.

Pulidos: PC, UPC y APC
El pulido es la forma de la punta de la ferrule, y determina cuánta luz se refleja de vuelta.

• UPC: punta curva, muy pulida. Pérdida de retorno típica de 50 dB o más.
• APC: punta inclinada unos 8°. La luz reflejada se desvía hacia el revestimiento y se pierde, con una pérdida de retorno de 60 dB o más.

Un conector con mucha reflexión puede interferir con el láser de la OLT o con señales de vídeo a 1550 nm. Por eso en redes FTTH y GPON se usa SC/APC.

• Comparación de pulidos UPC y APC: la punta curva devuelve la reflexión y la inclinada la desvía al revestimiento.

Colores de referencia (monomodo)

• Azul: UPC
• Verde: APC

Compruébalo siempre en los conectores y adaptadores: el color es una pista de seguridad.

La regla de oro: nunca mezclar UPC con APC
Aunque encajen físicamente, el ángulo de 8° deja un hueco entre las dos puntas. El resultado es mucha pérdida, un reflejo fuerte y posible daño en las ferrules. Si ves un adaptador verde, solo APC; si es azul, solo UPC.

Pérdidas típicas

• Pérdida de inserción: unos 0,2 a 0,3 dB por conexión de calidad; se suele considerar hasta 0,5 dB en diseño conservador.
• Pérdida de retorno: cuanto mayor el número, mejor.

Cómo se hace un conector en campo

• Pigtail por fusión: un cable con conector de fábrica que se empalma a tu fibra. Es la opción de mejor calidad.
• Conector mecánico de campo: más rápido y cómodo, pero con pérdidas algo mayores y menos estables.
• Cable preconectorizado: el conector viene ya montado de fábrica y solo se tiende y se conecta.

Por qué falla un conector

• Suciedad: polvo, grasa de los dedos o restos de limpieza. Es una de las causas más frecuentes de averías.
• Daños en la ferrule: arañazos, picaduras o grietas por uso o golpes.
• Desgaste: muchas conexiones y desconexiones.
• Mal acoplamiento: conector mal encajado o adaptador deteriorado.

Inspeccionar antes de limpiar
Usa un microscopio de inspección, mejor de vídeo, con aumento de 200 a 400x. Con un microscopio óptico convencional, no mires nunca un conector con equipos encendidos. Una norma habitual de referencia para valorar la limpieza es la IEC 61300-3-35. Inspecciona el conector y también el puerto del adaptador o del equipo, porque la suciedad puede estar en el fondo.

Cómo limpiar

1. Inspecciona la ferrule.
2. Limpieza en seco con un limpiador de cinta, un cassette o un bolígrafo de limpieza ("click cleaner"). Basta con un barrido suave.
3. Si queda suciedad o grasa, limpieza húmeda con un limpiador específico o con alcohol isopropílico de alta pureza, y después seca con un paño sin pelusa.
4. Vuelve a inspeccionar. Si sigue sucio, repite.
5. Conecta enseguida o pon la tapa protectora.

Lo que nunca debes hacer

• Tocar la ferrule con los dedos.
• Usar ropa, papel o algodón.
• Soplar con la boca ni usar aerosoles de aire comprimido.
• Dejar conectores o puertos sin tapa.
• Reutilizar la misma zona de la cinta o del paño.

Consejo de mantenimiento
Aplica la regla inspeccionar, limpiar, inspeccionar, también con conectores nuevos, porque llegan con polvo de fábrica. Y lleva siempre tapas de repuesto.

Preguntas frecuentes

• ¿Por qué se usa APC en FTTH? Porque reduce las reflexiones que podrían interferir con la OLT y con el vídeo a 1550 nm.
• ¿Se puede conectar un SC/UPC a un SC/APC? No: aumenta mucho la pérdida y puede dañar las ferrules.
• ¿Cada cuánto hay que limpiar? Cada vez que se desconecta, y siempre antes de medir.
• ¿El alcohol isopropílico basta? Sirve para suciedad con grasa, siempre que seques bien y uses uno de pureza adecuada.

Enlaces recomendados
Presupuesto óptico, OTDR y averías típicas en fibra.

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FTTH (Fibre To The Home) lleva la fibra hasta la vivienda del cliente. La tecnología que domina estas redes es GPON, un tipo de red óptica pasiva.

Qué significa "pasiva"

Entre la central y el cliente no hay electrónica con alimentación. Una sola fibra sale de la central y se reparte entre muchos clientes con splitters, que son componentes ópticos sin energía. Eso abarata el mantenimiento y reduce las averías.

Elementos de la red

• OLT: el equipo de la central. Cada puerto PON atiende a un grupo de clientes.
• Repartidor óptico (ODF): donde terminan las fibras en la central.
• Fibra de alimentación (feeder): va desde la central hasta el primer punto de reparto.
• Splitters: dividen la luz entre varias fibras de salida.
• Fibra de distribución y caja terminal: llevan la fibra hasta el edificio o la vivienda.
• Roseta óptica: punto de entrada en casa del cliente.
• ONT: el equipo del cliente, que convierte la luz en datos.

Red FTTH con GPON: OLT en la central, splitter 1:32 y ONT de los clientes

Arquitecturas de reparto

• Centralizada: un único splitter, por ejemplo 1:32, en un punto. Es más fácil de gestionar y localizar averías.
• Distribuida o en cascada: dos etapas, por ejemplo 1:4 y luego 1:8. Ahorra fibra, pero es más compleja de medir y documentar.

El total de la división, en ambos casos, se suma en el presupuesto óptico.

GPON: lo esencial (ITU-T G.984)

La velocidad es compartida entre todos los clientes de un puerto PON. La bajada es un envío común que todas las ONT reciben (y cada una descifra solo lo suyo), y en la subida cada ONT emite en su turno, por reparto de tiempo.

La evolución
XGS-PON ofrece 10 Gbit/s simétricos con otras longitudes de onda (1577 nm de bajada y 1270 nm de subida). Puede convivir con GPON en la misma fibra, usando filtros de multiplexación por longitud de onda.

Potencias típicas (clase B+)

• OLT, emisión: entre +1,5 y +5 dBm
• ONT, recepción: sensibilidad en torno a −27 dBm; se satura por encima de unos −8 dBm
• Presupuesto óptico: 28 dB

Una potencia cómoda en la ONT suele considerarse entre −10 y −25 dBm. Son valores orientativos: consulta la ficha de tus equipos.

Ejemplo, enlazando con el artículo anterior
Con la OLT emitiendo +3 dBm y una pérdida de 20,9 dB (8 km con un splitter 1:32), la ONT recibe: 3 − 20,9 = −17,9 dBm. Está en zona cómoda y con margen.

Averías típicas y cómo pensarlas
Fíjate en cuántos clientes se ven afectados:

• Todos los de un splitter o un puerto: el problema está aguas arriba (feeder, primer splitter, puerto de la OLT).
• Solo uno: mira la distribución, la roseta o la ONT.
• Potencia baja en un cliente: conector sucio, curvatura o empalme malo.
• Potencia demasiado alta en un cliente muy cercano: posible saturación; puede hacer falta un atenuador.
• Una ONT que transmite fuera de su turno (ONT "rogue"): puede degradar el servicio de todo el puerto. Se localiza desde la OLT.

Cómo medir en campo

• Medidor de potencia PON: mide cada longitud de onda por separado (1310, 1490 y 1550 nm), también con la red en servicio. Un medidor común no sirve para esto.
• OTDR: localiza pérdidas y cortes. Con la red activa se usa una longitud de onda distinta (por ejemplo 1625 nm) con filtro, para no interferir. Lo veremos en otro artículo.

Consejo de mantenimiento

Antes de medir, limpia los conectores y revisa la topología documentada. Muchas "averías de fibra" son conectores sucios, y saber dónde está cada splitter acorta el diagnóstico.

Preguntas frecuentes

• ¿Cuántos clientes caben en un puerto PON? Lo habitual son 32 o 64.
• ¿Cuánta velocidad tiene cada cliente? Es compartida; el reparto real depende del uso simultáneo.
• ¿Se puede mezclar GPON y XGS-PON? Sí, en la misma fibra con filtros, pero hay que planificar el presupuesto óptico de las dos.

Enlaces recomendados
Presupuesto óptico, la calculadora y el artículo de averías.

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Abrir la calculadora de presupuesto óptico

El presupuesto óptico responde a una pregunta: ¿llega suficiente luz al otro extremo del enlace? Calcularlo antes de instalar evita sorpresas, y compararlo con lo medido después te dice si algo va mal.

Dos conceptos que no hay que mezclar

• Presupuesto disponible: lo que el sistema tolera perder. Es la diferencia entre la potencia que emite el equipo y la mínima que necesita el receptor.
• Pérdida del enlace: lo que pierde tu instalación, sumando todos sus elementos.

El enlace funciona si la pérdida, más un margen de seguridad, es menor que el presupuesto disponible.

La fórmula

Pérdida total (dB) = longitud × atenuación por km + nº conectores × pérdida por conector + nº empalmes × pérdida por empalme + pérdida de splitters

Y la potencia recibida es la de emisión menos esa pérdida (en dBm).

Valores típicos

Ejemplo paso a paso
Enlace GPON de 8 km a 1490 nm, con un splitter 1:32, 4 conectores y 6 empalmes:

1. Fibra: 8 × 0,25 = 2,0 dB
2. Conectores: 4 × 0,3 = 1,2 dB
3. Empalmes: 6 × 0,1 = 0,6 dB
4. Splitter 1:32: 17,1 dB
5. Pérdida total: 20,9 dB
6. Con un margen de 3 dB: 23,9 dB
7. Frente a los 28 dB de la clase B+, quedan 4,1 dB libres. El enlace es viable.

El margen de seguridad
Se suele reservar en torno a 3 dB para cubrir envejecimiento, reparaciones futuras con empalmes nuevos, pequeñas curvaturas y conectores que se ensucian con el tiempo. Sin margen, cualquier intervención puede dejarte fuera de presupuesto.

dB y dBm

• dB mide una diferencia o una pérdida (relación entre potencias).
• dBm mide una potencia absoluta, referida a 1 mW.
  Se restan pérdidas (dB) a potencias (dBm), pero nunca se suman dos dBm entre sí.

Cómo comprobar el cálculo en campo

• Fuente de luz y medidor de potencia: mide la pérdida real de extremo a extremo.
• OTDR: localiza dónde está cada pérdida. Lo trataremos en otro artículo.
  Si lo medido supera lo calculado, busca un conector sucio, un empalme malo o una curvatura.

Errores frecuentes

• Olvidar los conectores de los repartidores y paneles de cada extremo.
• Aplicar a 1310 nm la atenuación de 1550 nm.
• No contar la segunda etapa de splitters.
• No dejar margen de seguridad.
• Mezclar dB y dBm.

Preguntas frecuentes

• ¿Cuánta pérdida tiene un splitter 1:32? En torno a 17 dB, con diferencias entre fabricantes.
• ¿Qué margen conviene dejar? Unos 3 dB es lo habitual.
• ¿Es válido este cálculo para todas las tecnologías? El método sí; cambian el presupuesto disponible y los valores del equipo.

Calculadora
Prueba la calculadora de presupuesto óptico de esta web para hacer tus propios cálculos.

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