Lab.Nº 7 Fibra Optica Antenas Microondas PDF

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ELECTRONICALABORATORIOTÍTULO: INTRODUCCION A LA FIBRA OPTICA05/07/Página 1 / 16ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRONICALABORATORIO DE: ANTENAS MICRO ONDAS Y FIBRA OPTICATÍTULO DE LA EXPERIENCIA: FIBRA OPTICAAlumno(os): Horario Indiv. Total1 Huamani Jose Alex B2. Ccahuachia Zapacayo Wilmer B3. C...

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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRONICA LABORATORIO TÍTULO: INTRODUCCION A LA FIBRA OPTICA

Emisión: 05/07/2020

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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRONICA LABORATORIO DE: ANTENAS MICRO ONDAS Y FIBRA OPTICA

TÍTULO DE LA EXPERIENCIA: FIBRA OPTICA

Alumno(os): 1.Apaza Huamani Jose Alex 2. Ccahuachia Zapacayo Wilmer 3. Cupa Hancco Luis Alberto 4. Lazo Concha Ana Carolina 5. Percca Gencio Hardy Fernando Grupo: Semestre: Fecha entrega:

7 de

04/05/2020

Horario Indiv. B B B A B Docente: Mg. Huaita Bedregal Asencio

Hora:

LABORATORIO N°6

14:00

Total

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TÍTULO: INTRODUCCION A LA FIBRA OPTICA

1. OBJETIVOS: • Comprender la importancia del uso de la fibra óptica. • Reconocer los elementos básicos de una fibra óptica. • Conocer los tipos básicos de empalmes aplicados a la fibra óptica. 2. MARCO TEÓRICO: [COMPLETAR] 2.1. Definición de la fibra óptica. La fibra óptica es la tecnología usada para transmitir información en forma de pulsos de luz mediante hilos de fibra de vidrio o plástico, a través de largas distancias. 2.1.1. Partes de fibra óptica. El cable de fibra óptica esta constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio, cada fibra consta de: 

Núcleo (CORE): Tiene mayor índice de refracción



Cubierta (CLADDING): Recubre el núcleo y evita que la luz salga de la fibra, fabricada con vidrio de menor refracción.



Revestimiento primario (PRIMARY BUFFER): Es demasiado frágil para ser manipulado directamente, el revestimiento de plástico es de 250 µm, para aumentar su resistencia mecánica.



Radio Curvatura: Depende del ángulo crítico que es manejado por el fabricante.

2.2. Funcionamiento de la fibra óptica. Su funcionamiento es muy diferente al habitual. No transmite electricidad, sino pulsos de luz. Estos pulsos, proporcionados mediante un diodo o laser, se transmiten por el interior de los finos hilos de vidrio, y se interpretan como datos. Esto se debe a que el ángulo de reflexión está por encima del ángulo límite de reflexión total, y que el revestimiento tiene un índice de refracción menor que el del núcleo, lo que evita que el haz de luz salga del hilo. 2.3. Tipos de fibra óptica y funcionamiento. Fibra óptica monomodo

Esta es la forma más sencilla de un cable de fibra óptica. En él, todas las señales viajan por el centro de la fibra sin reflejo. La fibra óptica monomodo es apta para la transmisión de datos a largas distancias (>100 km) y se suele utilizar para señales de televisión por cable, Internet y teléfono. Las fibras monomodo tienen un núcleo

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muy fino de aprox. 8-10 micrones y están agrupadas en haces. Las fibras ópticas multimodo son unas 10 veces mayores que las monomodo, lo que permite a los haces de luz viajar siguiendo una variedad de caminos (o modos múltiples). Son aptas para la transmisión de datos en distancias relativamente cortas (máximo 2 km) y se suelen utilizar en redes informáticas.

Fibra óptica multimodo

2.4. Ventajas y desventajas del uso de la fibra óptica. 2.4.1 Ventajas del uso de la fibra óptica. a) Es mucho más rápida, lo que implica una conexión a Internet más veloz, una descarga de archivos más rápida y la posibilidad de realizar copias de seguridad sin consumir ancho de banda entre otras tareas rutinarias. b) Es más barata que otros servicios. Simplemente, porque los cables son menos costosos, más ligeros y más flexibles. c) Dispone de mejor ancho de banda. El ancho de banda es la información que se puede enviar en una unidad de tiempo. Si tienes varios ordenadores, por ejemplo, con otro tipo de redes obtendrías menor velocidad en cada uno de ellos que con fibra óptica. d) Mejora la calidad del vídeo y del audio. Ya sabes lo de moda que está realizar videoconferencias o webinars, pues con fibra óptica obtienes incluso mejora de imagen y sonido. e) Resistencia al calor, frío y a la corrosión.

2.4.2 Desventajas del uso de la fibra óptica.

a) Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de la ciudad por las cuales ya este instalada la red de fibra óptica. b) El costo es alto en la conexión de fibra óptica, la empresas no cobran por tiempo de utilización, sino por cantidad de información transferida al ordenador, o cualquier otro equipo o electrodoméstico conectado a internet, la información se mide bytes. c) El costo de instalación es elevado. d) El costo relativamente alto en comparación con los otros tipos de cable. e) Fragilidad de las fibras.

3. MATERIALES Y EQUIPOS • Libros, artículos, web.  Internet

Computadoras con acceso a

4. DESARROLLO. 4.1 Introducción a la fibra óptica a) Repasar los siguientes videos de apoyo: ‒

Introducción a la fibra óptica: https://www.youtube.com/watch?v=BxDM0MpZGBI

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Empalmes aplicados a la fibra óptica: https://www.youtube.com/watch?v=xY_a82wfk5Q b) Desarrollar el cuestionario a través de un análisis teórico y utilizar imágenes para describir de

manera más detallada su respuesta: b.1 ¿Qué es fibra multimodo? El cable multimodo dispone de un núcleo de mayor diámetro que permite el paso de múltiples modos de luz. Esto significa que se pueden transmitir más tipos de datos. Los cables de fibra multimodo se presentan en dos tamaños de núcleo y cinco variantes: 62,5 micras OM1, 50 micras OM2, 50 micras OM3, 50 micras OM4 y 50 micras OM5. (OM significa "modo óptico".) Todos disponen del mismo diámetro de revestimiento de 125 micrones, pero el cable de fibra de 50 micras tiene un núcleo más pequeño (parte donde se transmite la luz por la fibra).

b.2 ¿Qué es fibra monomodo? A diferencia del cable multimodo, el cable monomodo solo dispone de un modo de propagación: una sola longitud de onda de luz en el núcleo de fibra. Esto significa que no hay interferencias ni solapamientos entre las distintas longitudes de onda de luz que pudieran distorsionar sus datos a grandes distancias, como ocurre con el cable multimodo.

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b.3 ¿Qué es un OTDR y para que se utiliza? Un reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR) es un instrumento de fibra óptica que se emplea para la caracterización, la solución de problemas y el mantenimiento de redes de telecomunicaciones de fibra óptica. b.4 ¿Qué proceso realiza una fusionadora? ¿Cuáles son los tipos de empalmadoras que existen? Los empalmes por fusión se realizan utilizando una máquina a la que se suele denominar como: Empalmadora, Fusionadora o Máquina de Empalme. La máquina realiza como funciones principales: aproximación de las fibras, alineamiento, fusión, cálculo de pérdidas estimadas y por último las máquinas disponen de un calefactor integrado que permite colocar el protector al empalme. Tipos de Empalmes Existen dos tipos de empalmes: 

Empalme mecánico: consiste en alinear las fibras en un soporte que permita fijarlas mecánicamente o mediante pegamento. Los empalmes mecánicos se utilizan principalmente en fibras multimodo aunque también se pueden utilizar con fibras monomodo, si éstas tienen bajos niveles de excentricidad, asumiendo que las pérdidas de inserción pueden ser mayores y las pérdidas de retorno menores que las de los empalmes por fusión.



Empalmes por Fusión: consiste en unir las dos fibras fundiendo el material de sus puntas mediante la aplicación de una fuente calorífica, que suele estar compuesta por dos electrodos entre los cuales se produce un arco eléctrico cuando se les aplica una fuente de alta tensión de 4000 a 5000 voltios con corriente controlada.

b.5. ¿Qué diferencia existe entre la fibra óptica de índice gradual y de índice escalonado?

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Índice gradual: es un tipo de fibra óptica donde el índice de refracción es mayor en el eje del núcleo y luego disminuye gradualmente hacia la interfaz de revestimiento del núcleo. Es decir, el índice de refracción de una fibra de índice graduado disminuye gradualmente desde su centro, y eventualmente disminuye al mismo valor que el revestimiento en el borde central. El cambio en el índice de refracción provoca refracción en lugar de reflexión interna total



Índice escalonado: es una fibra donde existe un índice de refracción uniforme dentro del núcleo y existe un índice de refracción muy reducido en la interfaz de revestimiento del núcleo debido al índice de refracción más bajo en Revestimiento

Identificar cada uno de los tipos de fibra óptica con su respectiva fibra. 1. MONOMODO

2. MULTIMODO ESCALONADO

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3. MULTIMODO GRADUAL

b.6 ¿Cuál es la fibra óptica más eficiente y por qué? La fibra óptica multimodo OM5 es la mejor para manejar la conversión de soluciones Wi-Fi no reguladas en soluciones de RF reguladas, ya que es la mejor con la capacidad para soportar la dependencia inalámbrica que se tenga dentro de los campus o edificios. b.7 ¿Cuáles son algunos accesorios para instalar la fibra óptica? o o o o

Empalmes mecánicos (Video 2529) – elastoméricos – KeyQuick. Portaempalmes (cassettes) Tubos de protección (smouv) Marcadores de cable.

b.8 ¿Cuáles son algunas herramientas de corte para fibra óptica?

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o o o o o o

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Switch Fast Ethernet. Switch Gigabit. Convertidor de Medio. Módulos SFP de Uso Comercial. Módulos SFP de Uso Industrial. Servidor de Impresoras.

b.9 ¿Cuáles son algunas herramientas para quitar el revestimiento? La peladora es una herramienta que se utiliza para quitar los recubrimientos necesarios que tiene un hilo de fibra de acuerdo a su aplicación. 

 

Peladora que contiene 3 muescas puede ser usada para armar jumpers o para planta externa, ya que con esta podrás quitar la chaqueta (1.6-3mm), el recubrimiento (900 um) y el revestimiento (250 um), dejando desnuda la fibra (125um) lista para trabajar. Peladora con 2 muescas que quitan el recubrimiento (900 um) y el revestimiento (250um). Peladora con 1 muesca que te permitirá quitar el revestimiento (250um) o únicamente la fibra (125um), regularmente esta se ocupa en planta externa, ya que te permite preparar la fibra sin embargo sus aplicaciones son en diversas áreas como también la planta interna.

b.10 ¿Cuál es la función de la peladora de tubo holgado? Permite el acceso a las fibras dentro del tubo holgado mediante un corte ligero que expone las fibras sin daño. b.11 ¿La peladora circular para fibra óptica es lo mismo que la peladora de tubo holgado? No es lo mismo, pero pueden servir para lo mismo, remover la cubierta o revestimiento b.12 Indique 4 referencias diferentes de fusionadoras de fibra óptica 1. Fusionadora de Fibra óptica Mononúcleo X-86

      

Fusión estable por 7s Alineación de núcleos de fibra de 300 veces Vida útil personalizada para garantía de calidad Modelo específico para ingeniería de telecomunicaciones Prueba de resistencia a la caída 75cm (estándar de entrega) Alambre cubierto de caucho, cable puente, abrazadera universal para fibra desnuda Pila de litio enchufable 8800mAh (para satisfacer contraccióntérmica de fusión de 300

2. Fusionadora de Fibra óptica Multifuncional X-86H

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Fusión estable por 7s Alineación de núcleos de fibra de 300 veces Modelo específico para ingeniería de telecomunicaciones Prueba de resistencia a la caída 75cm (estándar de entrega) Alambre cubierto de caucho, cable puente, abrazadera universal para fibra desnuda Pila de litio enchufable 8800mAh (para satisfacer contraccióntérmica de fusión de 300núcleos) 3. Fusionadora de fibra óptica portátil X-97      

     

Fusión estable por 6s Descarga de electrodo por 4000 veces Alineación de núcleos de fibra de 250 veces Vida útil personalizada para garantía de calidad Modelo específico para ingeniería de telecomunicaciones de versión MINI Pila de litio enchufable 5800mAh (para satisfacer termoplástico de fusionadora de 200núcleos)

4. La fusionadora de GTLAN modelo 20AOFS

Herramienta para la finalización de las altas de FTTH. Gracias a sus tres ejes, las pérdidas que es capaz de generar son muy bajas

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c. Investigar sobre el uso del siguiente software de fibra óptica “Optical Fibers”. URL del tutorial para descargar: https://www.youtube.com/watch?v=N5mpSpyDv_c&t=40s Se escogió este software por ser liviano y se descarga en segundos. Nota: Para utilizar será necesario deshabilitar algunas opciones de seguridad del Panel de Control de Java.

Interfaz del software:

Investigación: RP Fiber Calculator es un software muy conveniente para realizar varios cálculos en fibras ópticas con perfiles de índice de refracción radialmente simétricos. Tiene una interfaz gráfica de usuario intuitiva con pestañas para los siguientes propósitos:

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

Perfiles de índice: define los perfiles de índice de refracción radial. ¡Simplemente haga clic en el diagrama para cambiar un perfil!



Modos guiados: obtener las propiedades de los modos guiados calculado: índices l y m ( LP l , m modos), el índice de refracción efectivo, constante de fase, en la zona de modo eficaz, fracción de potencia de propagación dentro del núcleo de la fibra, de corte de longitud de onda. El solucionador de modos es poderoso, confiable y eficiente.



Lanzar un rayo: defina un rayo láser gaussiano y posiblemente la desalineación del extremo de la fibra, y obtenga las potencias lanzadas en todos los modos guiados, también la potencia guiada total.



Propagación: observe cómo evoluciona el perfil del haz en la fibra y cuál es el correspondiente perfil de campo lejano de la luz que sale de la fibra.



Acoplamiento: calcule cómo se puede acoplar la luz de una fibra a otra (una característica de la versión PRO únicamente).

5. TAREA Investigar el procedimiento para realizar la instalación de la fibra óptica en un edificio. Resumen La fibra óptica requiere un cuidado especial durante su instalación para asegurar su buen funcionamiento. Deben seguirse instrucciones de instalación respecto al radio de curvatura mínimo, las cargas de tracción, la torsión, la compresión o el aplastamiento de los cables. Deben protegerse los conectores de los cables de la contaminación y los rasguños en todo momento. El no cumplimiento de cualquiera de estos parámetros provocará una mayor atenuación o daños permanentes en el cable. Comentarios generales que debe tener en cuenta a la hora de instalar cables de fibra óptica: 

No exceda la longitud máxima de los cables



Procure comprobar la longitud apropiada de los cables en las instrucciones de instalación del módulo para asegurar su buen funcionamiento. Puede experimentar una pérdida de atenuación adicional si utiliza conectores pasamuros para unir los cables incluso cuando la longitud total es inferior a la máxima permitida. Debe procurar mantener el presupuesto de atenuación total al unir los cables con conectores pasamuros.



No exceda el radio de curvatura mínimo para un tipo determinado de cable

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Si excede el radio de curvatura del cable puede provocar daños internos a las fibras de los cables que podrían no manifestarse durante un período de tiempo. De lo contrario, es posible que deba volverá realizar el costoso tendido de cables en el futuro.

1. Evite retorcer el cable.

Utilice técnicas de tendido apropiadas al instalar los cables. Retorcer el cable aumenta enormemente las posibilidades de rotura de las fibras. Técnicas de tendido de cables de fibra óptica Los métodos de instalación de los cables de cobre y de fibra óptica son similares. Recuerde estas normas: -

No tire nunca del conector. La interfaz del conector/cable no se ha diseñado para la tracción.

-

Utilice un agarre diseñado para cables de fibra óptica preconectados. Los agarres con anilla fija deberían utilizar un destorcedor parafijar la cuerda de tracción.

-

Controle la tensión. No exceda el máximo de carga de tracción.

-

En tendidos de 40 m a 100 m, utilice lubricantes adecuados y asegúrese de que son compatibles con la cubierta del cable.lEn tendidos de más de 100 m, utilice lubricantes adecuados y tire desde la mitad hasta los extremos.

-

Si fuera posible, utilice un tirador automático con control de tracción o al menos, una anilla de retención.

-

Tire siempre el línea recta. Utilice las guías de los cables para mantener el radio de curvatura recomendado.

-

No exceda el el radio decurvatura del cable. Si excede el radio de curvatura, dañará las fibras. Puede no tener un efecto inmediato, puede incluso que pasenvarios años, pero exceder el radio de curvatura recomendado puede reducir la vida útil del cable.l Utilice una anilla giratoria para evitar retorcer el cable durante la instalación.

2. Tendido de cables de fibra óptica

Procure realizar el tendido de los cables de forma apropiada a través de los armarios y codos en ángulo recto en la bandeja de cables. -

Instale los cables en los sistemas de contención sin bucles. Evite colocar cables de fibra óptica en sistemas de contención y conductos con cables de cobre para evitar una carga excesiva o que los cables se retuerzan.

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Proteja los cables de dobleces excesivas o frecuentes. Los cables no tienen índice de flexión. Debe prestarse especial atención a la protección del cable y debe evitarse sobrepasar el radio de curvatura del mismo.

Utilice la siguiente lista de verificación de instalación para garantizar una manipulación apropiada: 

No se ha sobrepasado la longitud máxima del cable.



No se ha sobrepasado el radio de curvatura
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