Entender la pérdida de fibra: ¿qué es y cómo calcularla?

Las mediciones y pruebas precisas en la instalación de cables de fibra son cruciales para garantizar la integridad y el rendimiento general de la red. Una pérdida significativa de señal en la fibra óptica puede provocar una transmisión poco fiable. ¿Cómo podemos conocer el valor de las pérdidas en el enlace de fibra? Siga leyendo, este post le enseñará cómo calcular las pérdidas en la fibra óptica y juzgar el rendimiento del enlace de fibra.

Tipos de pérdidas en fibra óptica

¿Qué es la pérdida en fibra óptica? La pérdida en fibra óptica también puede denominarse atenuación de fibra óptica o pérdida por atenuación, que mide la cantidad de pérdida de luz entre la entrada y la salida. Los factores que causan las pérdidas en la fibra son diversos, como la absorción intrínseca del material, la flexión, las pérdidas del conector, etc.

Las pérdidas en la fibra óptica pueden clasificarse en pérdidas intrínsecas de la fibra óptica y pérdidas extrínsecas de la fibra óptica, dependiendo de si la pérdida se debe a las características intrínsecas de la fibra o a las condiciones de funcionamiento. Las pérdidas intrínsecas de la fibra óptica comprenden las pérdidas por absorción, dispersión y dispersión causadas por defectos estructurales. Las pérdidas extrínsecas de la fibra óptica comprenden la pérdida por empalme, la pérdida por conector y la pérdida por flexión. La información detallada sobre estas pérdidas ópticas y cómo reducirlas se presenta en ¿Cómo reducir los distintos tipos de pérdidas en la fibra óptica?

Normas para la pérdida de fibra

La Telecommunications Industry Association (TIA)/Electronic Industries Alliance (EIA) desarrolla las normas TIA/EIA, que especifican los requisitos de rendimiento y transmisión de los cables de fibra óptica, conectores, etc. y son ampliamente aceptadas y utilizadas en la industria de la fibra óptica. La atenuación máxima es en realidad el coeficiente de atenuación del cable de fibra óptica, que se expresa en unidades de dB/km. Es uno de los parámetros más importantes para la medición de la pérdida de fibra. Según TIA/EIA-568, la atenuación máxima para diferentes tipos de cables de fibra óptica se muestra en la siguiente tabla:

¿Cómo calcular las pérdidas en fibra óptica?

Para detectar si el enlace funciona correctamente, debe realizarse el siguiente cálculo.

Cálculo de pérdidas en fibra óptica

A menudo, durante la instalación de un cable óptico, es necesario calcular la pérdida máxima de señal en un determinado enlace de fibra. En primer lugar, debe conocer la fórmula de la pérdida de fibra:

Pérdida total del enlace = Atenuación del cable + Atenuación del conector + Atenuación de fusión

• Atenuación del cable (dB) = Coeficiente máximo de atenuación del cable (dB/km) × Longitud (km)

• Atenuación del conector (dB) = Número de pares de conectores × Pérdida de conector permitida (dB)

• Atenuación de fusión (dB) = Número de empalmes de fusión × Pérdida de empalme de fusión (dB)

Como muestran estas fórmulas, la pérdida total es la suma máxima de las peores variables dentro de un segmento de fibra. Hay que tener en cuenta que la pérdida total así calculada es sólo una estimación que asume los posibles valores de las pérdidas de los componentes, por lo que la pérdida real podría ser mayor o menor en función de diversos factores.

Tomemos un caso práctico como ejemplo para demostrar los pasos del cálculo. Hay un cable de fibra óptica monomodo instalado entre dos edificios, con una distancia de 10 km y una longitud de onda óptica de 1310 nm. El cable tiene 2 pares de conectores ST y 1 empalme.

Figura 1: Cálculo de la pérdida de enlace en una SMF de 10 km

• Calcule la pérdida de atenuación del cable de fibra. Según la tabla estándar anterior, la atenuación de la luz de 1310 nm SM fuera del cable de fibra óptica es de 0,5 dB/km, por lo que la atenuación total del cable es de 0,5dB/km × 10 km = 5dB.

• Calcule la pérdida total del conector. Utilice la pérdida máxima TIA/EIA por par como 0,75 y la pérdida total del conector es 0,75dB × 2 =1,5dB. En el cálculo práctico, la pérdida real del conector puede referirse al valor de las especificaciones del cable de fibra óptica proporcionadas por los proveedores.

• Calcule la pérdida total por fusión. Utilice la pérdida máxima TIA/EIA como 0,3 por fusión y la pérdida total de este será 0,3dB × 1=0,3dB.

• Calcule la pérdida de otros componentes si hay otros componentes como atenuadores.

• Sume la pérdida del cable, la pérdida del conector y la pérdida de fusión y obtenga la pérdida total del enlace. La pérdida total de este enlace es de 5dB + 1,5dB + 0,3dB = 6,8dB.

Tenga en cuenta que las estimaciones son sólo supuestos, la forma más fácil y precisa es utilizar la traza OTDR de un enlace real.

Cálculo del presupuesto energético

¿Qué importancia tiene este valor de pérdida de enlace para el conjunto de la transmisión? Aquí tenemos que mencionar otro término estrechamente relacionado: el presupuesto de potencia. Se utiliza para compararlo con la pérdida total calculada a fin de garantizar que la instalación de cables es correcta. El enlace funcionará con normalidad sólo cuando la pérdida del enlace esté dentro del presupuesto de pérdidas. El balance de potencia (P(B)) se calcula como el resultado de la diferencia entre la sensibilidad del receptor (P(R)) y la salida del transmisor en la fibra (P(T)).

La fórmula de cálculo es: P(B) = P(T) - P(R).

Supongamos que la potencia media de salida del transmisor es de -15dBm, la sensibilidad del receptor es de -28dBm, el balance de potencia será de -15dB - (-28dB) = 13dB.

Cálculo del margen de potencia

Después de calcular la pérdida de enlace y el presupuesto de potencia, puedes calcular el margen de potencia, que también se denomina margen de seguridad. Representa la cantidad de potencia disponible tras restar la pérdida de enlace del presupuesto de potencia.

La fórmula es: P(M) = P(B) - LL.

Figura 2: Presupuesto de potencia, pérdida de enlace y margen de potencia

Si tomamos como ejemplo el caso de un SMF de 10 km, el presupuesto de potencia es de 13dB y la pérdida del enlace es de 6,8dB, por lo que el presupuesto de seguridad es de 13dB - 6,8dB = 6,2dB. El valor superior a cero indica que el enlace tiene potencia suficiente para la transmisión.