Cable de fibra óptica para empalme por fusión: proceso, estándares de pérdidas y selección de empalmadores

Un equipo de fibra hasta el hogar está desenrollando 2 km de cable monomodo, y cada punto de empalme tiene que sobrevivir a la lluvia, las vibraciones y los cambios de temperatura durante los próximos 20 años. El empalme por fusión es el proceso que lo hace posible: suelda dos fibras ópticas con un arco eléctrico para formar un camino de vidrio continuo y permanente. Un buen empalme por fusión añade sólo entre 0,02 y 0,05 dB de pérdida de inserción, aproximadamente una décima parte de la pérdida de un empalme mecánico. Cuando necesita una unión que dure tanto como el mismo cable, el empalme por fusión es la respuesta.

¿Qué es el empalme por fusión?

El empalme por fusión une permanentemente dos fibras ópticas alineando sus extremos y fundiéndolos con un arco eléctrico, produciendo una única guía de ondas continuas sin espacio de aire ni interfaz reflectante. Las dos fibras se pelan hasta obtener vidrio desnudo, se cortan en un ángulo preciso y se colocan en la empalmadora por fusión, que alinea los núcleos, dispara un arco y hace avanzar los extremos de la fibra hasta que el vidrio fluye en una sola pieza.

Esta técnica es el método de empalme más utilizado en la industria. Funciona tanto con fibra monomodo como multimodo. Los empalmes monomodo requieren una alineación más estrecha del núcleo y normalmente miden entre 0,02 y 0,05 dB de pérdida de inserción, mientras que los empalmes multimodo, gracias a sus núcleos más grandes de 50 o 62,5 micrones, con frecuencia llegan por debajo de 0,03 dB. La física es la misma en ambos casos, pero la calidad de la cuchilla y la limpieza de la fibra son mucho más importantes cuando el núcleo tiene sólo 9 micrones de ancho.

El empalme por fusión es también la base de la preterminación en fábrica. Los conjuntos preconectorizados, como los latiguillos impermeables y los conectores mini-SC utilizados en redes ODN para exteriores, dependen del mismo proceso de fusión por arco para lograr un rendimiento estable y de bajas pérdidas en amplios rangos de temperatura. Para técnicos de construcción. cables de fibra optica en una planta permanente, dominar el empalme por fusión no es negociable.

Empalme por fusión versus empalme mecánico

El empalme por fusión gana en términos de pérdidas, confiabilidad y vida útil, pero cuesta más por adelantado y requiere una fuente de energía y una máquina de precisión. Utilice empalme por fusión para uniones permanentes exteriores, de conductos, aéreos y de columna vertebral. Mantenga el empalme mecánico para restauración de emergencia, puentes temporales o situaciones en las que se deba instalar un conector sin un empalmador.

El rendimiento del empalme mecánico también varía con el tiempo porque el gel de coincidencia de índices se seca y la microposición de la fibra cambia con la vibración. Por lo tanto, la mayoría de los operadores de telecomunicaciones especifican el empalme por fusión para todos los empalmes permanentes y limitan los empalmes mecánicos a la restauración de emergencia.

Cómo fusionar cables de fibra óptica: paso a paso

Un proceso repetible es lo que separa un empalme de 0,03 dB de uno de 0,5 dB. Siga estos ocho pasos cada vez:

1. Pele la cubierta del cable, los elementos de refuerzo y el tubo protector para exponer la fibra óptica, luego retire de 30 a 40 mm de la capa protectora con un pelador de fibra de precisión.
2. Limpie la fibra desnuda con toallitas sin pelusa y alcohol isopropílico al 99%. El polvo que queda en el vidrio se quema en el arco y aumenta las pérdidas por empalme.
3. Corta la fibra con un cuchillo de alta precisión. El ángulo de corte debe ser de 0,5 grados o mejor, ya que un corte deficiente es la causa más común de empalmes fallidos.
4. Cargue las dos fibras cortadas en la empalmadora por fusión, colocando los extremos entre los electrodos en la cámara de empalme.
5. Deje que la empalmadora alinee las fibras. Las máquinas de alineación de núcleos alinean activamente los núcleos de fibra mediante análisis de imágenes, mientras que las máquinas de alineación de revestimiento alinean únicamente las superficies exteriores.
6. Ejecute el ciclo de fusión. La empalmadora aplica un arco de prefusión para redondear los bordes de las fibras, luego un arco principal más fuerte se funde y uno de los extremos mientras avanzan las fibras.
7. Inspeccione el empalme en la pantalla de la máquina. Verifique la pérdida estimada y compruebe si hay protuberancias, burbujas o desplazamiento del eje. Si la estimación excede 0,1 dB, corte y vuelva a empalar.
8. Deslice una funda de empalme termorretráctil sobre la junta y caliéntela en el horno de la empalmadora para que la funda selle el vidrio desnudo y agregue protección contra dobleces.

Si está empalmando una planta exterior, adapte la etapa de preparación a la construcción del cable. ONU Cable de fibra GYTA , por ejemplo, requiere quitar la cubierta de PE, la armadura de cinta de acero y el compuesto bloqueador de agua antes de llegar a los tubos sueltos, mientras que un cable de acometida está listo mucho más rápido pero aún necesita el mismo pelado, limpieza y corte cuidadoso.

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Pérdida de inserción y pérdida de retorno: cómo se ve el bien

Establezca un umbral de aceptación claro antes de comenzar: los empalmes monomodo deben permanecer en 0,05 dB o menos en la estimación de pérdida de la empalmadora, y cualquier empalme por encima de 0,1 dB debe cortarse y rehacerse. Estos números son más estrictos que los criterios de campo más antiguos, pero los empalmadores de alineación de núcleos modernos los logran de manera rutinaria.

La pérdida de retorno es donde el empalme por fusión no tiene rival. Un empalme por fusión no tiene interfaz física, por lo que esencialmente no produce reflejo de Fresnel. Esto es importante en sistemas WDM y de larga distancia donde la luz reflejada desestabiliza las fuentes láser. Los conectores y empalmes mecánicos, por el contrario, siempre conllevan cierta penalización por reflexión.

Elegir la empalmadora por fusión adecuada

Su empalmador fija el límite en la calidad del empalmador. Para FTTH monomodo y trabajos fuera de la planta, elija una empalmadora de alineación central; para empalmes multimodo y de emergencia ocasionales, es aceptable una unidad de alineación de revestimiento.

• Alineación de núcleos: alinea los núcleos de fibra real con el procesamiento de imágenes. La mejor precisión para monomodo, con una pérdida de empalme típica de 0,02 a 0,05 dB.
• Alineación del revestimiento: alinea las superficies exteriores de la fibra. Más rápido y más barato, pero marginal para monomodo. Adecuado para reparaciones multimodo y temporales.
• Empalmadora de cinta: fusiona una cinta de 4, 8 o 12 fibras en un solo arco. Diseñado para enlaces troncales y alimentadores de alto número.
• Considere la calibración automática del arco, un ciclo de empalme de menos de 15 segundos, una tapa a prueba de viento, la duración de la batería para un turno completo, un horno de manga integrado y una estimación de pérdida clara en la pantalla.

Para la mayoría de los equipos de campo, una máquina portátil de alineación de núcleos como la Empalmadora por fusión AI30 Ofrece el mejor equilibrio entre peso, precisión y precio. Maneja fibra monomodo G.652 y G.657 en segmentos de distribución y bajas FTTH, y su calibración automática del arco mantiene una calidad constante incluso cuando el tipo de fibra cambia entre carretes.

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Protección y alojamiento de empalmes por fusión

Un empalme por fusión es mecánicamente frágil. La fibra pelada en la unión no tiene recubrimiento, por lo que cada empalme necesita tres capas de protección: una funda termorretráctil, una bandeja de empalme y un recinto adaptado al entorno.

La funda de empalme termorretráctil incluye una varilla de refuerzo de acero inoxidable que mantiene la unión recta y evita la microflexión. Siempre centre la funda sobre el empalme antes de calentarla. Después de enganchar la funda, enrolle la fibra en la bandeja de empalme siguiendo la radio de curvatura mínima del cable, generalmente 30 mm o más para fibra monomodo.

Para cables aéreos exteriores, de conductos o enterrados directamente, el gabinete debe ser hermético y lo suficientemente robusto para el tipo de instalación. una cúpula o cierre de empalme de fibra óptica horizontal con sellado de gel protege las bandejas de la humedad y el estrés mecánico, pudiendo volver a introducirse posteriormente para mantenimiento o ampliación.

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Verificación de la calidad del empalme con un OTDR

La estimación de pérdidas de la empalmadora es útil, pero no es una prueba. Verifique cada empalme con una prueba OTDR desde ambos extremos y compare la medida de pérdida con el umbral de aceptación.

Un OTDR envía pulsos de luz a la fibra y registra la retrodispersión; un empalme aparece como un pequeño paso hacia abajo en la traza. Pruebe desde ambas direcciones porque la lectura de pérdida de dos puntos es direccional y promedie los dos valores para obtener la pérdida de empalme real. En tramos con muchos empalmes espaciados, utilice un ancho de pulso corto para que los eventos no se superpongan en la zona muerta.

Preguntas frecuentes sobre el empalme por fusión

Estas son las preguntas que los técnicos de campo y los planificadores de redes hacen con mayor frecuencia antes y durante los trabajos de empalme.

¿Es el empalme por fusión mejor que el empalme mecánico?

Para juntas permanentes, sí. El empalme por fusión proporciona una menor pérdida de inserción, una pérdida de retorno mucho mayor y una vida útil igual a la del mismo cable. Es mejor reservar el empalme mecánico para la restauración temporal.

¿Qué pérdida de inserción debe presentar un buen empalme por fusión?

Para fibra monomodo, lo típico es de 0,02 a 0,05 dB y 0,1 dB es el umbral habitual de nuevo empalme. Los empalmes multimodo deben medir por debajo de 0,03 dB.

¿Por qué falla un empalme o presenta grandes pérdidas?

Una mala división, una fibra sucia o un parámetro de arco incorrecto causan la mayoría de las fallas. Vuelva a cortar y limpiar la fibra primero; Si la empalmadora aún informa una pérdida alta, ejecute la rutina de calibración del arco y seleccione el perfil de fibra correcto.

¿Puede una empalmadora por fusión manejar monomodo y multimodo?

Sí, una empalmadora de alineación de núcleos maneja ambos. Simplemente elija el perfil de fibra y el parámetro de arco correspondientes antes de comenzar y utilice una hendidura nueva para cada fibra.

¿Cuánto tiempo lleva el empalme por fusión?

Con preparación, un empalme protegido completo toma de 1 a 3 minutos. El arco en sí dura aproximadamente de 10 a 20 segundos, y la funda termorretráctil necesita otros 10 a 20 segundos.

El empalme por fusión es la habilidad de mayor influencia en la construcción de redes ópticas. Un solo empalme defectuoso puede degradar un enlace completo, mientras que los empalmes consistentemente buenos hacen que la planta de cable sea casi invisible para el sistema de transmisión. Mantenga la fibra limpia, respete el ángulo de corte, utilice una empalmadora de alineación de núcleos calibrada, proteja cada unión con una funda y un cierre y verifique el resultado con un OTDR. Si está planeando una implementación de cable de fibra óptica y necesita empalmadores de fusión, cables para exteriores, cierres de empalme o componentes ODN preconectorizados, póngase en contacto con nuestro equipo de ingeniería para construir un kit que se adapta a su ruta y presupuesto.