Tres pruebas importantes para la calidad de los cables de conexión de fibra

Los fabricantes de cables de conexión de fibra realizan una serie de pruebas durante el proceso de diseño y fabricación de sus productos para garantizar una buena calidad. Estas pruebas son fundamentales para casi todos los tipos de redes de fibra y su relevancia no se limita solamente a los proveedores; los usuarios también deben tener ciertas nociones básicas para poder reconocer los cables de conexión de calidad y evaluar su viabilidad para su aplicación. En este artículo presentaremos tres pruebas que garantizan la calidad de los cables: la metrología 3D, la prueba de pérdida de inserción (IL) y pérdida de retorno (RL) y la prueba de claridad de la superficie del extremo. Además, demostraremos su importancia en cuanto a los cables de conexión de fibra.

1. Prueba de metrología 3D - Garantía de la calidad del extremo del conector

La prueba de metrología 3D, o medición tridimensional de la superficie, es fundamental para controlar el rendimiento de los conectores de fibra óptica. En la producción y el funcionamiento de los componentes de los cables de fibra óptica, el interferómetro 3D es un instrumento que permite a los vendedores inspeccionar el extremo de la fibra y controlar estrictamente sus dimensiones. Las tres propiedades principales que se miden son: el radio de curvatura, el desplazamiento del vértice y la altura de la fibra.

Radio de curvatura

La siguiente imagen muestra qué es el radio de curvatura, es decir, la redondez de la superficie del extremo de la férula, este parámetro debe mantenerse dentro de un cierto rango para ser considerado de alta calidad. Un radio demasiado ajustado ejercerá demasiada compresión sobre el vidrio, por otro lado, un radio demasiado flojo ejercerá demasiada compresión sobre la férula circundante y una comprensión insuficiente sobre el vidrio. Un radio demasiado grande o demasiado pequeño puede provocar una dispersión de la luz o un contacto físico inadecuado para una transferencia óptima de la señal. Sólo un radio adecuado permitirá una compresión correcta y un rendimiento máximo.

Figura 1: Prueba de metrología 3D- Radio de curvatura

Desplazamiento del vértice

El desplazamiento del vértice se refiere a la distancia lineal entre el punto más alto del extremo de la férula pulida y el centro de la fibra. Es un término clave a tener en cuenta durante el proceso de pulido. Hay que ser extremadamente cuidadoso durante el pulido para obtener el mejor desplazamiento del vértice.

Figura 2: Prueba de metrología 3D - Desplazamiento del vértice

En teoría, los conectores acoplados con desplazamientos del vértice centrados deberían tener una conexión perfecta entre núcleos, sin ningún espacio de aire. Si el desplazamiento del vértice es grande, puede crearse un entrehierro, lo que resulta en altas pérdidas de inserción y retorno.Los conectores ópticos con férulas PC o UPC deben establecer el desplazamiento del vértice en un ángulo vertical de 0 grados durante el pulido. Cuando la férula está perfectamente perpendicular a la superficie de pulido, el vértice será el centro exacto de la fibra. La férula APC es otro caso, debe estar en un ángulo de 8 grados con respecto a la fibra.

Altura de la fibra

La altura de la fibra es la altura a la que se extiende el núcleo de la fibra desde la superficie de la férula; no debe ser ni demasiado alta ni demasiado baja. Si es demasiado alta, existe el riesgo de que la fibra se dañe durante el acoplamiento, mientras que si es demasiado baja, habrá un hueco con el conector acoplado que provocará una mayor pérdida de inserción. Estos huecos deben evitarse especialmente en las transmisiones que requieren una pérdida de inserción ultra baja.

Figura 3: Prueba de metrología 3D - Altura de la fibra

Los valores estándar del interferómetro 3D difieren según el modo de fibra y el estilo de pulido, los productos específicos deben atenerse a los estándares de geometría del extremo del conector aceptados en el sector. La siguiente tabla muestra los requisitos de la geometría del extremo del conector de cable troncal MTP monomodo basados en los estándares IEC/PAS 61755-3-31 y IEC/PAS 61755-3-32.

2. Prueba de pérdida de inserción y pérdida de retorno: Una medición crítica para el despliegue óptico

La pérdida de inserción (IL, Insertion loss) es la pérdida de potencia de la señal resultante de la inserción de un dispositivo en una línea de transmisión o fibra óptica. La pérdida de retorno (RL, Return loss) se refiere a la pérdida de potencia de la señal reflejada a la fuente de luz.

Con independencia del proceso de fabricación o instalación, esta prueba es de irrefutable importancia. Las pérdidas de inserción y de retorno deben ajustarse a una serie de estándares correspondientes. Por ejemplo, las normas de la TIA dictan que los conectores de fibra pueden alcanzar una pérdida de inserción máxima de 0,75 dB, que se considera la peor valor. La mayoría de los conectores de fibra del mercado tienen una pérdida estándar de entre 0,3 dB y 0,5 dB , mientras que la pérdida baja oscila entre los 0,15 dB y los 0,2dB. Los fabricantes utilizan el comprobador de IL y RL para comprobar si los valores se encuentran dentro de los límites normales y ofrecer unos productos cualificados para sus clientes.

Los usuarios finales deben tomar los valores IL y RL que figuran en las listas de especificaciones del producto como marco de referencia a la hora de diseñar el enlace óptico y de elegir otros dispositivos o conjuntos para su despliegue. De hecho, también pueden realizar la prueba por sí mismos si disponen de las herramientas de prueba necesarias para detectar problemas o componentes defectuosos en el sistema. La OTDR y la OFDR son técnicas de uso frecuente para medir la pérdida de retorno.

3. Claridad del extremo - Una inspección necesaria para garantizar la limpieza del extremo

Hemos hablado muchas veces de la limpieza de la fibra, para ser más específicos, de la limpieza del extremo del conector. La claridad del extremo siempre ha sido un factor esencial en el mantenimiento de la fibra óptica. Los fabricantes inspeccionan el extremo de la fibra para confirmar si hay contaminantes, arañazos o grietas en el extremo del conector. Casi todos los ingenieros de fibra óptica tienen probadores/herramientas de limpieza de fibra óptica, como el limpiador de pluma o el limpiador de cassette, instrumentos recurrentes en toda instalación de cable.

Figura 4: Claridad del extremo

¿Por qué es tan importante la claridad de la superficie del extremo? La limpieza y la lisura de la superficie del extremo del conector óptico son dos factores fundamentales para mantener la calidad de las conexiones de fibra. Requiere una gran minuciosidad porque la superficie del extremo del conector no se puede permitir ninguna deformidad o contaminación por pequeña que sea, incluso una partícula microscópica de polvo puede aumentar la pérdida de retorno o causar daños potencialmente permanentes. Es más, el atrapado entre dos superficies de extremos rayarlas y causar huecos por donde se cuele el aire o problemas de alineación entre los núcleos de la fibra, causando así la degradación de la señal. Estos contaminantes son tan pequeños que son invisibles sin microscopio, es posible que contagies accidentalmente la contaminación de un conector a otro. Así pues, aunque tu proveedor haya comprobado la claridad de los conectores, debes efectuar una diligente inspección y limpieza de las superficies de los extremos de los conectores cada vez que vayas a acoplarlos.

Conclusión

En pocas palabras, la industria de la fibra óptica mejora la calidad de los conectores explorando parámetros fundamentales que deben ser medidos. Las asociaciones y comités del sector se esmeran en definir los criterios de fabricación para asegurar la calidad de la fibra. Si los cables de conexión ópticos han sido sometidos a las tres pruebas mencionadas en el artículo y sus resultados se conforman a los estándares, significa que serán competentes para contribuir a una transmisión óptica de alta calidad. Los usuarios finales deben informarse de si los proveedores realizan estas pruebas y si pueden demostrar con informes de prueba que sus productos cumplen estos criterios.