Equipo de prueba de pérdidas ópticas en la implantación de redes de fibra óptica

Lo importante es lo que llega

En el despliegue de la fibra óptica se utilizan muchos métodos de medición diferentes, entre ellos el denominado kit de medición de atenuación, también conocido como Optical Loss Test Set (OLTS). Pero, ¿se puede medir realmente la atenuación? Una breve visión general.

¿Qué puede salir mal en el despliegue de la fibra óptica? Si los cables se han tendido correctamente y se
conecta la luz a la línea, ya funcionará. Estas y otras afirmaciones similares se oyen una y otra vez. Pero, ¿por qué existen tantos métodos de medición diferentes en el ámbito de la tecnología de fibra óptica? Este artículo pretende analizar uno de los métodos más sencillos, pero también más eficaces: el Optical Loss Test Set, también conocido en alemán como prueba de atenuación óptica, a menudo denominado erróneamente medición de atenuación.

Pero volvamos al principio: Quien cambia una bombilla en casa sabe —incluso de niño— qué hay que hacer a continuación: pulsar el interruptor y comprobar si la lámpara se enciende. ¿Por qué habría que apartarse de este método sencillo y probado a la hora de instalar cables de fibra óptica?

Por lo tanto, si no se sospecha que haya ningún fallo, sino que se supone que las fibras están correctamente tendidas, al final se proyecta una luz en el extremo inicial de la fibra y se comprueba cuánta de esa luz llega al final tras recorrer 2, 4 u 8 km de cable. Eso es precisamente lo que hace un equipo de prueba de pérdida óptica.

En este caso, apenas importa qué tecnología (punto a punto, PON, etc.) se implemente posteriormente en la línea. Si la señal llega de forma fiable y se prevé una reserva suficiente en función de la sensibilidad de los receptores, se puede dar por hecho que la instalación cumple, como mínimo, los requisitos básicos. Una prueba muy valiosa, especialmente a la hora de entregar el tramo de línea finalizado al cliente.

Conexión del OLS y el OPM en una medición out-of-service o in-service (medición superpuesta).

No es una medición de atenuación

En la denominada medición de atenuación se mide, en realidad, el nivel al final de la línea; por lo tanto, se trata de una medición de nivel óptico y no de una medición de la atenuación. La diferencia con respecto a la determinación normal del nivel en líneas ya activadas con luz es que, en la prueba de atenuación óptica, no hay ningún dispositivo activo —es decir, ninguna fuente de luz— en la línea, por lo que es necesario añadirlo. Por lo tanto, un equipo de prueba de pérdidas ópticas (Optical Loss Test Set) consta siempre de dos partes: una fuente de luz, también denominada en inglés Optical Light Source (OLS), y un medidor de potencia óptica, también conocido como Optical Power Meter (OPM). La fuente de luz inyecta en la línea de fibra óptica un nivel óptico definido, en una longitud de onda determinada, con las menores pérdidas de inserción posibles.

La diferencia entre el nivel de transmisión ya conocido y definido con precisión y la medición exacta del nivel óptico en el otro extremo de la línea representa la atenuación del tramo y, por lo tanto, es el resultado de un cálculo: la atenuación no se mide, sino que se calcula. Por ello, el término inglés OLTS resulta más adecuado que el término alemán Dämpfungsmessset (kit de medición de atenuación), aunque este último se utilice repetidamente incluso en normas DIN o VDE (por ejemplo, DIN EN 61280 o DIN EN 50346).

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Visualización de los resultados de una prueba automatizada de pérdida óptica (Optical Loss Test) como medición Out-of-Service en tres longitudes de onda.

Fuente de luz óptica

Un nivel de inserción típico y adecuado para la mayoría de tramos y tecnologías es, por ejemplo, -5 dBm, la denominada potencia de transmisión. La inyección de niveles más altos, comparables, por ejemplo, a los de un OLT (terminal de línea óptica), conllevaría el riesgo de no linealidades y falsearía los valores de medición del medidor de nivel debido a la saturación. Además, el uso de niveles bajos es más seguro para el usuario: un nivel de -5 dBm corresponde a una potencia de aproximadamente 0,3 mW, por lo que se encuentra dentro del rango seguro para la vista. Los altos niveles de un OLT están diseñados para transmitir señales aprovechables a distancias lo más largas posible, mientras que el nivel de transmisión de un OLS debe permitir obtener mediciones exactas.

Lo más importante es que la fuente de luz emita de forma constante, a ser posible con un nivel de emisión constante y sin fluctuaciones en la longitud de onda. Se consideran aceptables desviaciones de hasta ±0,5 dB en el nivel de emisión y, además, un máximo de ±0,1 dB a lo largo del tiempo, así como ±10 nm en la longitud de onda. En el caso ideal, el fabricante calibra el OLS y el OPM y los entrega con un certificado que lo acredite. Se recomienda encarecidamente repetir la calibración cada dos años.

Para poder simular la gran mayoría de las tecnologías de fibra monomodo, a menudo bastan dos longitudes de onda (requisito mínimo): Por un lado, la longitud de onda de 1550 nm; esta se encuentra en la tercera ventana óptica de la transmisión por fibra óptica y presenta la atenuación más baja por kilómetro de longitud de línea. Además, en este caso suele superponerse la señal de vídeo en redes GPON
o XGS-PON
, con el fin de inyectar una señal de televisión en abierto de mayor alcance posible como tráfico descendente unidireccional.

Por otro lado, se recomienda la longitud de onda de 1310 nm; esta se encuentra en la segunda ventana óptica de la transmisión por fibra óptica y se utiliza para la transmisión ascendente en las extendidas redes GPON
, pero también en tecnologías punto a punto activas, es decir, conexiones Ethernet
basadas en fibra óptica y las denominadas AON (redes ópticas activas). Además, la longitud de onda de 1310 nm presenta la menor dispersión cromática. Esto significa que los láseres no ideales, que no son monocromáticos, emiten en un rango espectral determinado y los distintos componentes de la luz —por ejemplo, la parte de onda corta y la de onda larga— llegan en momentos diferentes, lo que distorsiona o ensancha la señal. Esto puede plantear problemas, especialmente en largas distancias y/o con altas velocidades de transmisión.

Quien quiera ir sobre seguro, debe planificar también una medición a 1490 nm; esta es la longitud de onda descendente más importante para el ampliamente utilizado GPON
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Además, también se puede tener en cuenta una longitud de onda como 1625 nm para las denominadas mediciones en servicio. Incluso si ya se ha producido la activación de los tramos y se están transmitiendo datos de forma activa entre el OLT y el ONT (terminal de red óptica), sigue siendo posible realizar una medición denominada overlay. En ese caso, el OLS se conecta, por ejemplo, en el lado del OLT y ofrece una buena aproximación sin necesidad de dejar fuera de servicio directamente toda la rama. Es importante tener en cuenta que los ONT deben poder filtrar la longitud de onda de 1625 nm.

Si se opta por un OLS con varias longitudes de onda, por ejemplo, 1310, 1490 y 1550 nm, para comprobar la atenuación exacta de una fibra destinada a una red GPON
, resulta además de gran ayuda que el OLS comunique directamente al OPM con qué nivel de transmisión emite en cada longitud de onda. De este modo, el medidor de nivel situado en el extremo opuesto puede determinar sucesivamente y con exactitud el nivel óptico en cada longitud de onda y mostrar todos los valores a la vez en una representación clara en cuestión de segundos. Esta transmisión automatizada y basada en protocolos de la longitud de onda y la potencia de transmisión (potencia Tx) es imprescindible si no se desea realizar cada ajuste manualmente. Especialmente durante la puesta en servicio de cientos de fibras recién tendidas, este modo automático no solo ahorra mucho tiempo, sino que también reduce considerablemente la probabilidad de cometer errores. Esta característica es esencial y no debe omitirse bajo ningún concepto a la hora de seleccionar el equipo.

Una medición en servicio en una longitud de onda como 1625 nm debe realizarse obligatoriamente por separado, por ejemplo, a través de un conector hembra SC/APC. De este modo se evita que, en una red activa, se interfiera accidentalmente en todos los usuarios al transmitir en longitudes de onda activas como 1310, 1490 o 1550.

Una función a menudo subestimada, pero importante, es el registro de datos. Las soluciones sencillas muestran los valores medidos en un display de 7 segmentos o —de forma algo más moderna— en una pantalla LCD. Dado que los valores medidos no se pueden guardar ni transferir directamente a la nube, a un ordenador, a un smartphone o a una base de datos para su documentación y archivo, solo queda la documentación manual, un proceso laborioso y propenso a errores. Los valores se transcriben incorrectamente, se asignan erróneamente o se olvidan. Los formatos de almacenamiento como HTML o CSV, que pueden recuperarse rápidamente del medidor con un smartphone, así como la transferencia mediante código QR, son ya un estándar y resultan indispensables.

Las mediciones de recepción documentadas no solo acreditan la calidad del propio trabajo, sino que también pueden facturarse al cliente como un servicio adicional, incluso si no se exige de por sí. Además, en caso de litigio, constituyen un informe de calidad propio que puede resultar decisivo.

Por muy importantes que sean las especificaciones técnicas y la máxima precisión de medición, en todos los trabajos se aplica siempre lo siguiente: la limpieza y la integridad absolutas de las conexiones tienen la máxima prioridad.

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Curva de atenuación realista de una fibra monomodo (PON) con bandas, así como la segunda y la tercera ventana óptica.

Retos y soluciones

En el mercado existen las soluciones más diversas en este ámbito, y cada ámbito de aplicación tiene sus propios requisitos específicos a la hora de la adquisición. ¿Es mejor comprar un kit compuesto por dos dispositivos individuales en un maletín, o bien un único dispositivo que lo cubra todo? Incluso si se sabe exactamente a qué parámetros técnicos hay que prestar atención a la hora de elegir, la flexibilidad supone aquí una gran ventaja. Los ámbitos de aplicación y los usos cambian; en particular, la necesidad de realizar y documentar mediciones de aceptación en nuevas instalaciones está sujeta a fluctuaciones. Estas suelen deberse a cambios en los clientes o a la evolución de las normas y directrices.

La empresa intec Gesellschaft für Informationstechnik mbH desarrolla soluciones de medición de alta precisión para los más diversos campos de aplicación. Así, por ejemplo, los equipos de medición existentes —algunos de ellos aún de la época del DSL— que están equipados con un puerto SFP pueden ampliarse a un OLTS mediante el uso de un SFP-OPM altamente compacto. Incluso los equipos OTDR ya adquiridos o los auténticos medidores de velocidad PON con simulación real de ONT y pruebas de velocidad IP de hasta 10 Gbit/s pueden actualizarse de esta manera, de forma económica y rápida, a un OLTS completo. Ni siquiera es necesario enviar el propio dispositivo, lo que supone una ventaja práctica real para el uso intensivo sobre el terreno. Si la ranura utilizada en el dispositivo se ha desgastado por los frecuentes cambios de módulo, en los sistemas basados en SFP se puede sustituir fácilmente cambiando el módulo.

Las soluciones de la empresa de Lüdenscheid, todas ellas desarrolladas y fabricadas en Alemania, cubren todo el espectro de la tecnología de medición de fibra óptica, desde la sencilla solución de actualización mediante SFP, pasando por el medidor de potencia (3xOPM) compacto y económico para mediciones filtradas (selectivas) en las longitudes de onda clave de 1490 nm (GPON) y 1577 nm (XGS-PON), hasta las mediciones OPM de banda ancha para el funcionamiento en modo OLTS. Además, ofrecen dispositivos multifuncionales que pueden combinar en un solo sistema un OTDR, un 5xOPM con modo Through, una herramienta de inspección para el control de las extremidades de las fibras, así como pruebas exhaustivas de conexión para redes GPON, XGS-PON, Ethernet y WLAN, y funcionalidad OLTS.

Conclusión y perspectivas

Las ventajas del OLTS quedan, por tanto, rápidamente claras: ofrece una alta precisión de medición a la hora de determinar la atenuación real de un tramo, especialmente en las mediciones de aceptación tras la instalación y el mantenimiento. A ello se suman la conformidad con numerosas normas nacionales (véase más arriba) e internacionales (por ejemplo, ISO/IEC 14763-3, TIA-568), la configuración rápida y sencilla, así como el manejo y la evaluación extremadamente sencillos. Las desventajas de un OLTS residen en que no permite ni la localización exacta de fallos ni la medición de reflexiones; para ello sigue siendo necesario un OTDR. Además, la medición con un OLTS requiere acceso a ambos extremos de la fibra.

Un OTDR es ideal para el diagnóstico de fallos, pero no para mediciones precisas de atenuación. Un OPM solo mide la potencia entrante de la tecnología activa (por ejemplo, el nivel de transmisión del OLT); para determinar con exactitud la atenuación del tramo se necesita una fuente de luz constante adicional y una medición de referencia. El Optical Loss Test Set simplemente mide con mayor precisión: lo decisivo es lo que realmente llega.