Cables de fibra óptica

Información general sobre los cables de fibra óptica

La mayoría de las aplicaciones utilizan cables de fibra óptica, es decir, fibras ópticas protegidas mecánicamente. Existe una gama muy amplia de cables ópticos que se adaptan a todas las aplicaciones:

Cables exteriores entre edificios, instalados aéreos, subterráneos o en conductos.
Cables para distribución vertical entre plantas.
Cables para distribución horizontal al puesto de trabajo, en el suelo, en el falso techo o falso suelo.
Cables de conexión y unión.
Cables con fundas especiales para protegerlos de roedores, humedad, agentes corrosivos, perdigones de plomo, etc.
Cables con cubiertas de baja emisión de humos y sin halógenos (low smoke zero halogen - LSZH ou LSOH) para edificios abiertos al público.
Cables para enlaces terrestres, fluviales o submarinos de muy larga distancia, etc.

Una visión general de los distintos tipos de cables de fibra óptica disponibles en el mercado, las limitaciones a las que debe hacer frente un cable y las recomendaciones del UIT-T y las normas de la CEI.

Construcción de un cable de fibra óptica

Sea cual sea el tipo de cable, estará formado por una de las tres estructuras posibles -una estructura apretada, una estructura suelta o una estructura de cinta- y contendrá un número muy variable de fibras ópticas, desde una sola fibra hasta varios cientos de fibras.

1. Estructura de un cable de fibra óptica

Cables de fibra óptica con estructura apretada

Se dice que la estructura elemental de una fibra óptica es una estructura apretada cuando está íntegramente cubierta por un revestimiento secundario. Este revestimiento protector se extruye directamente sobre la fibra óptica y suele tener un diámetro de 900 micras. A continuación, se añaden a cada fibra refuerzos de poliamida de tipo Kevlar y un revestimiento adicional.

Todo ello confiere a la fibra óptica ventajas en términos de manejo y resistencia mecánica. Además, al ensamblar fibras ópticas de este tipo alrededor de un refuerzo central, es fácil crear un cable fácil de tender y conectar, porque cada fibra se puede conectar directamente.

Dado que los coeficientes de dilatación y contracción de los revestimientos de fibra de vidrio y plástico son diferentes, esta estructura se utiliza principalmente para aplicaciones en el interior de edificios.

Cables de fibra óptica de estructura suelta

En una estructura suelta, la fibra elemental de 250 micras se aloja libremente en un tubo más grande para evitar el riesgo de dilatación o contracción, lo que permite utilizarla en una gama más amplia de temperaturas. Otra ventaja de esta estructura es que se pueden colocar varias fibras ópticas en el mismo tubo, lo que ocupa menos espacio que una estructura apretada con el mismo número de fibras.

En su lugar, el tubo se rellena con un gel especial que actúa como barrera contra la humedad. Esto requiere más tiempo para preparar el cable, tiempos de conexión más largos y una manipulación más delicada. Esta estructura suelta se puede utilizar para...

Principales tensiones en un cable de fibra óptica

1. Resistencia mecánica

a. Microcurvas y macrocurvas

Una de las principales funciones de los cables es proteger las fibras ópticas de curvaturas imprevistas, que provocan pérdidas adicionales que son sinónimo de reducción del rendimiento y/o la distancia de transmisión.

Una microcurvatura es un fenómeno que provoca un desplazamiento axial local de algunos micrómetros, en distancias cortas. Se puede deber a una deformación mecánica durante la fabricación o la instalación o al efecto de variaciones de temperatura que provocan cambios muy ligeros en las dimensiones de los materiales que componen el cable.

La macrocurvatura es la curvatura que sufrirá una fibra óptica una vez fabricado el cable, durante su instalación, por deformación mecánica debida a la tensión ejercida sobre el cable. La elección de los elementos de refuerzo del cable, la determinación de los métodos de instalación y la consideración de los radios de curvatura son los elementos que permiten limitar este problema. Cuanto menor sea el radio de curvatura, mayor será el nivel de pérdidas.

b. Fuerzas de tracción

Los cables de fibra óptica sufren tensiones de tracción durante su fabricación -por ejemplo, en las bobinas- o durante su instalación. Entre otras cosas, las fibras ópticas se pueden ver sometidas a tensiones por tracciones excesivas o incluso por flexión del cable, al pasar por conductos o canaletas. Lo mismo ocurre en funcionamiento, siendo el caso más evidente el de los cables aéreos, que tienen que soportar grandes variaciones de temperatura, así como la carga impuesta por el viento, la nieve o el hielo. Estas tensiones, unidas al riesgo de oscilación, imponen deformaciones residuales en las fibras ópticas, que también pueden provocar pérdidas adicionales en la señal de transmisión.

Hay dos soluciones obvias: respetar los límites de tracción especificados por el fabricante del cable y fijar el cable aéreo a un cable de suspensión.

c. Aplastamiento, impacto y torsión

Ya sea durante la instalación o posteriormente, un cable de fibra óptica puede sufrir aplastamientos o impactos. Esto puede...

Recomendaciones del UIT-T para cables de fibra óptica

El sector de normalización de la Unión internacional de telecomunicaciones (UIT-T), ha publicado más de una docena de recomendaciones relativas a las estructuras de los cables de fibra óptica, en función de las aplicaciones para las que se instalan. Estas recomendaciones se agrupan en la serie L "Construcción, instalación y protección de cables y otros elementos externos".

Cambio de numeración

Desde febrero de 2016, en aras de la armonización, el UIT-T ha cambiado la numeración de estas recomendaciones. El cuadro siguiente muestra cómo se corresponden las nuevas referencias con las antiguas.

También se indica el número y la fecha de la última versión de estas recomendaciones, teniendo en cuenta que algunas han permanecido idénticas al cambiar o no su referencia, y que otras han sido modificadas, como la L.103 y la L.108, L.109 y L.110.

Nombre		Versión		Campos de aplicación
Nuevo	Ex-n°	N°	Fecha	Campos de aplicación
L.100	L.10	4	05/2021	Cables de fibra óptica para instalaciones en conductos y galerías
L.101	L.43	2	08/2015	Cables de fibra óptica para instalaciones subterráneas
L.102	L.26	3	08/2015	Cables de fibra óptica para instalaciones aéreas
L.103	L.59	3	04/2016	Cables de fibra óptica para aplicaciones interiores
L.104	L.67	1	10/2006	Cables con bajo número de fibras para aplicaciones de interior
L.105	L.87	Enmienda 1	03/2020	Cables de fibra óptica para conexiones de abonados
L.106	L.58	1	03/2004	Cables de fibra óptica: requisitos especiales para las redes de acceso
L.107	L.78	1.1	06/2010	Estructura de los cables de fibra óptica para su tendido en tuberías de alcantarillado
L.108	L.79	2	03/2018	Elementos de cable de fibra óptica para instalación por soplado en microductos
L.109	L.60	2	11/2018	Estructura de los cables híbridos ópticos/metálicos
L.109.1	---	1	11/2022	Cables híbridos ópticos/metálicos de tipo II
L.110	---	1	08/2017	Instalación directa en superficie
L.111	---	1	10/2020	Cables de fibra para aplicaciones residenciales
L.430	L.28	2	10/2002	Protección externa adicional para cables subterráneos
G.978	G.978	2	07/2010	Características de los cables submarinos de fibra óptica

Las recomendaciones...

Cables de fibra óptica para aplicaciones específicas

1. Cables de fibra óptica para redes de aviónica

De unos cientos de metros a unos pocos kilómetros, los cables de fibra óptica se van abriendo paso poco a poco en las redes de a bordo de los aviones.

¿Para qué aplicaciones?

La principal razón para implantar la fibra óptica en los aviones es que las cualidades intrínsecas de este medio responden a los cuatro objetivos fundamentales que persigue la industria aeronáutica:

Seguridad, con insensibilidad a las interferencias electromagnéticas y sin radiaciones.
Peso reducido, como el cobre.
Apoyo a las tripulaciones de vuelo, con aplicaciones in-flight network (IFN) como la transferencia de archivos de control de calidad (flight operations quality assurance - FOQA) y la documentación de la bolsa de vuelo electrónica (electronic flight bag - EFB).
Ocupación de los pasajeros, con aplicaciones in-flight entertainment (IFE) como audio y vídeo a la carta (audio-video on demand - AVOD) o juegos (in-flight gaming) o comunicaciones e información (in-flight connectivity - IFC).

¿Con qué fibras ópticas?

Las primeras fibras eran fibras ópticas multimodo con grandes núcleos de 200 µm y revestimiento de 230 µm -los modelos 200/230 µm- y las de núcleo de 100 µm y revestimiento de 140 µm...

Normalización de cables: visión de la CEI

1. Panorama de las normas CEI para cables de fibra óptica

La normalización de los cables de fibra óptica de la CEI se basa en el término genérico CEI 60794 "Cables de fibra óptica".

Bajo este epígrafe, a finales de 2023, el subcomité 86A "Fibras y cables" del comité técnico TC 86 de la CEI, había elaborado 114 normas interrelacionadas y complementarias. Estas normas se dividen en 6 áreas principales.

Área 1 - Cables de fibra óptica

La norma básica CEI 60794-1-1:2023 "Cables de fibra óptica - Parte 1-1: Especificación genérica", edición 5.0 de mayo de 2023, proporciona especificaciones genéricas e información general sobre los cables de fibra óptica.

Se complementa con más de otras veinte normas como: CEI 60794-1-2, 1-3, 1-21, 1-22, 1-23, 1-24 y la nueva 1-31 de junio de 2021 sobre cables con estructura de cinta. Abarcan los distintos procedimientos aplicados a los ensayos de cables ópticos, los métodos de ensayo básicos, los cálculos de resistencia mecánica, etc.

La 5ª edición de la norma CEI 60794-1-2 "Procedimientos de ensayo fundamentales para cables ópticos", publicada en enero de 2021, ofrece una actualización de la remuneración de las normas CEI relativas a ensayos y pruebas. Ejemplos:

- IEC 60794-1-21 método E1 para la resistencia a la tracción se convierte en CEI 60794-1- 101

- IEC 60794-1-22 método F5 sobre la penetración del agua se convierte en CEI 60794-1- 205

- IEC 60794-1-23 método G7 relativo a los pliegues se convierte en CEI 60794-1-307

- IEC 60794-1-24 método H2 sobre rayos se convierte en CEI 60794-1-402

Este nuevo sistema de numeración también se utiliza en normas recientes:

- en 2020, la norma CEI 60798-1-215 sobre resistencia a las heladas...