EoW January 2013

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Artículo técnico
Enera de 2013 81
▲ ▲ Figura 5: Sistema de medición con medidor de
deformación de la fibra óptica
▼ ▼ Figura 4: Dispositivo de prueba de tracción para
medidor de longitudes largas FOTP-33
Con la mejora de rendimiento de las fibras
con radio de curvatura reducido respecto
a las fibras convencionales, las normas
existentes no pueden seguir estableciendo
un método de medida para tipo de cable.
Muchos fabricantes de fibra
óptica desarrollaron fibras ópticas
convencionales en los años setenta. A
lo largo de los años se han visto pocas
mejoras significativas, aparte de los
desarrollos de los revestimientos, para
mejorar la capacidad intrínseca de la
fibra de soportar fuerzas mecánicas en su
entorno.
Pero, aparte de las innovaciones del
proceso de trefilado, que mejora las
propiedades empíricas de resistencia a la
tracción generales de las guías de onda
ópticas, las mejoras de los diseños de la
fibras ópticas fueron relativamente poco
importantes hasta aproximadamente
cinco años atrás.
En aquel momento, emergieron
varios conceptos para mejorar otras
características de la fibra, como la
resistencia física y las características de
curvatura. Esta fue la introducción de las
fibras con radio de curvatura reducido.
Las fibras con radio de curvatura reducido
incluyen varias tecnologías viables.
Comprenden variedades “trench-assisted”,
fibra “voids-assisted”, fibras de cristal
fotónico o microestructuradas (holey
fibres), y varias otras combinaciones de
tipos y tecnologías. Cuando se comparan
con la fibra convencional, resulta que cada
una de estas innovaciones ha mejorado
las características y las prestaciones
mecánicas de la fibra óptica de hoy en día.
Sin embargo, en ese mismo intervalo
de tiempo, los procesos de prueba no
cambiaron prácticamente, sino que
siguieron basándose en el cambio de
atenuación observado mediante pruebas
físicas, mecánicas y ambientales.
La atenuación continúa siendo la
metodología preferida para determinar
las prestaciones de la fibra. Sin embargo,
la prueba de fibras de radio de curvatura
reducido utilizando los mismos métodos
que con la fibra convencional monomodo
y multimodo no toma en consideración las
propiedades específicas de estas nuevas
fibras.
Considerando esto, vamos a ver cómo
se induce la atenuación en las fibras
convencionales y en las fibras con radio de
curvatura reducido.
Macrocurvaturas
y microcurvaturas
Veamos, ¿qué ha cambiado exactamente
con la introducción de las fibras de radio
de curvatura reducido?
La mejora más evidente es la capacidad
de la fibra para curvarse más, es decir, se
ha reducido su sensibilidad a la curvatura.
Estas fibras se pueden curvar hasta 10,
7,5 o incluso 5mm de radio sin aumentos
de atenuación apreciables ni daño del
vidrio en un entorno, a largo plazo. Se ha
aumentado también significativamente la
resistencia a pérdidas por macrocurvaturas
y microcurvaturas.
En las trasmisiones con fibra óptica, una
macrocurvatura es una amplia curvatura
visible en la fibra óptica que puede
causar atenuación extrínseca, es decir,
una reducción de la potencia óptica en el
vidrio.
Las microcurvaturas, en cambio, se definen
como imperfecciones casi invisibles de la
fibra óptica, que se crean normalmente
durante el proceso de fabricación. Estas
pequeñas imperfecciones también
pueden causar una reducción de la
potencia óptica, o un aumento de
atenuación.
Sin embargo, las microcurvaturas pueden
ser debidas también a tensiones por
compresión de los materiales plásticos
utilizados en el vidrio a causa de la
contracción del polímero en la fibra.
En la fibra convencional, los aumentos
de atenuación indican que se ha
producido una microcurvatura en la
fibra. Sin embargo, en una fibra con radio
de curvatura reducido, los cambios de
atenuación suelen ser mínimos y la misma
microcurvatura puede pasar desapercibida
hasta que se produce un fallo importante
en las prestaciones del cable. Por lo tanto,
el fallo puede ocurrir con el transcurso del
tiempo, mientras se maneja, se instala o
envejece el cable.
Las técnicas de envejecimiento modernas
que se usan para las pruebas, como la
exposición a calor extremo, pueden pasar
por alto un fallo en las fibras de radio de
curvatura reducida corrientes.
Métodos de
prueba insuficientes
Los métodos de prueba existentes para
fibra óptica convencional se basan
en pruebas mecánicas y cambios de
atenuación, pero no especifican el diseño
del cable que se prueba.
Por lo tanto, si una fibra con radio de
curvatura reducido está sujeta a las
mismas pruebas, con una sensibilidad
mínima a la microcurvatura podría pasar
la prueba incluso con una microcurvatura
que podría generar tensiones en la fibra
con el paso del tiempo.
Esto significa que se podrían crear
diseños de cables con fallos de diseño
intrínsecos y a pesar de ello superar las
pruebas de las normas existentes, que se
basan únicamente en el contenido de la
norma GR-409 para fibras de construcción
apretada (tight buffered ).
Para los cables de fibra de tubo holgado
(loose tube) para exteriores, reglamentados
por la norma GR-20, hay varias pruebas
que pueden determinar si las fibras están
sometidas a esfuerzo o deformación.
Actualmente, el único requisito para
las pruebas de deformación está con-
tenido en la norma TIA-455-33B sección