-
Apuntes de Fibra ptica
NDICE
Sumario
......................................................................................................................3
Proceso de fabricacin
.........................................................................................5
- Pintado- Recubrimiento secundario- Cableado- Cubierta
Elementos de un cable de fibra ptica
...........................................................7
- Fibras- Elemento central- Elementos de traccin- Bloqueantes de
humedad- Blindaje
Armaduras
metlicas...........................................................................................10
- Tubo de acero corrugado- Trenza de acero- Corona de hilos de
acero
Armaduras
Dielctricas.......................................................................................11
- Espiral de hilos de aramida- Trenza hilos Fibra de vidrio
Elementos de cubierta
.......................................................................................12
- Polietileno- Poliamida- Poliuretano- PVC- Resinas fluorados-
Cubiertas libres de halgenos- Caucho nitrlico
Tipos de cable
.......................................................................................................16
- Cables de interior- Cables de exterior- Cables universales-
Cables especiales
- Cables Submarinos- Cables autoportantes- Cables antibalsticos-
OPGW
Cables
anti-roedores............................................................................................19
- Armaduras metlicas- Armaduras dielctricas- Barreras
biolgico-qumicas- Tabla comparativa de diversos tipos de
armaduras
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La seguridad ante el fuego y los cables de Fibra
ptica........................22
- Propagacin del incendio, generacin de humos e interrupcin de
la comunicacin- Resistencia a las llamas- No propagacin de las
llamas y el incendio- Emisin de humos- CDAD y los niveles de
seguridad
Cables pticos para
LAN.....................................................................................27-
Requisitos y caractersticas
Fibras multimodo Vs Gigabit
Ethernet...........................................................35
Cables de Fibra ptica OPTRAL para 10 Gigabit
Ethernet....................36
Utilizacin de cables F.O en instalaciones de seguridad
CCTV............40- Tipos de fibra y cables pticos- Convertidores
electropticos- Accesorios y elementos varios
Fibra y cables pticos para la
industria........................................................48
- Tipos de fibra y cables pticos- Convertidores
electropticos
Ejemplos de aplicaciones de cables
OPTRAL................................................55
Equipos OPTRAL en los mundiales de
Atletismo.........................................................56
Estacin Base de Cobertura para Telefona Mvil en el Tnel de
Vielha............................................................................................................................57
Fbrica de Cementos Prtland de "El Alto" en Morata de
Tajua...............................57
Impermeabilizacin de la frontera de la Ciudad de Ceuta con el
Reino de
Marruecos......................................................................................................58
OPTRAL suministra a los equipos cable para CCTV por fibra en el
Centro de Transportes de Coslada, en
Madrid.............................................................59
El puente de
Oresund...................................................................................................60
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3Apuntes de Fibra ptica
SUMARIO
Una fibra ptica consta de un ncleo conductor de la luz, un
cladding y un recubri-miento primario. No tiene prcticamente
propiedades mecnicas, trmicas, de resis-tencia a la humedad, etc,
que la protejan frente al medio en el que se encuentra.Las fibras
pticas deben localizarse en el interior de cables para protegerlas,
permitirmanejarlas e identificarlas durante la instalacin y a lo
largo de su vida til. Dada la gran variedad de condiciones
ambientales y mtodos de instalacin, existendiferentes
construcciones que protegen las fibras de toda clase de esfuerzos
durantesu fabricacin, almacenamiento, transporte, instalacin y
operacin.Una forma de clasificar las construcciones es por la clase
de recubrimiento secunda-rio elegido. Este puede ser:
Ajustado Slotted core
Holgado Ribbon
Estructura ajustada
En los cables de construccin ajustada se deposita directamente
sobre la fibra unacapa de material termoplstico (buffer). La fibra
as recubierta pasa a tener un di-metro de 0,9 mm, en lugar de los
0,25 mm, lo que permite que sea mas fcilmenteidentificada,
manejada, y lo que es mas importante, que pueda ser
directamenteconectorizada.La capa de material plstico, ajustada a
la fibra, la protege mecnicamente y de lahumedad.
Dado que las fibras ajustadas se usan en muy distintas
aplicaciones, hay diferentesvariantes en el diseo del cable. La
estructura mas simple consta de una o dos fibrasdentro del mismo
buffer, el cual se rodea de fibras de aramida o vidrio y se
protegefinalmente con una cubierta de material termoplstico
(fig.1). Otra posibilidad, cuandoel cable requiere mayor numero de
fibras, consiste en cablear varias unidades comola anterior y
protegerlas conjuntamente con una cubierta. De esta manera los
cablesindividuales pueden ser sangrados y conectados a diferentes
puntos de una formamuy fcil y sin que las fibras queden
desprotegidas (fig.2). En los cables de distribu-cin los buffers se
cablean entre si, se rodean de elementos de traccin y se les dota
de una cubierta exterior comn (fig.3)
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Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3
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Estructura holgada
El elemento bsico de un cable de estructura holgada es el tubo.
En este tipo decables las fibras van embebidas en el interior de un
tubo relleno de gel. El dimetrointerior del tubo es sensiblemente
mayor que el que se necesitara para las fibras deforma que stas
puedan moverse con holgura en su interior. Adems las fibras
tienenuna sobre longitud, con respecto al tubo, que vara entre el
0,05 % y el 0,10 %.Los cables pueden fabricarse cableando varios
tubos alrededor de un elemento cen-tral, construccin multitubo
o"stranded loose tube", o partiendo de un nico tubo cen-tral,
construccin monotubo o "central tube"
Stranded loose tube Central tube
Slotted core
En este tipo de diseos, sobre un elemento central se extruye
unperfil con ranuras, posteriormente las fibras se cablean de
formaque queden en el interior de estas ranuras, protegidas por
lasparedes de las mismas y por una cubierta exterior que las
cierra.
Estructura Ribbon
Las cintas de fibra se dise-aron para incrementar ladensidad de
fibras, reducirlos elevados costes de ins-talacin, empalme y
mediday facilitar la manipulacin.Las fibras, dispuestas en paralelo
se empaquetan con un material plstico. Estaempaquetadura adems las
protege mecnicamente y de la humedad. Al igual que enlos cables
ajustados hay diferentes variantes: La estructura mas simple consta
de lacinta de fibras rodeadas de hebras de aramida. El conjunto se
termina con un cubier-ta de material termoplstico. Otra posibilidad
consiste en introducir una o varias cin-tas dentro de un tubo
relleno de gel. El tubo puede ser nico, central, o pueden servarios
cableados alrededor de un elemento central. Por ultimo las cintas
de fibra pue-den ubicarse en las ranuras de un elemento central
ranurado, "slotted" de forma pare-cida a como lo hacen las fibras
individuales en este tipo de construcciones:
4
Apuntes de Fibra ptica
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5Apuntes de Fibra ptica
PROCESO BSICO DE FABRICACIN
Pintado
El primer paso en la construccin de un cable ptico es el
coloreado de las fibras parasu identificacin, aunque en el caso de
cables ajustados no es necesario, pues alhaber un buffer por fibra,
el color de ste sirve de identificacin.Las fibras se colorean para
facilitar su identificacin. Para ello, se les aplica una capade
colorante de unas 3 a 6 micras. La fibra se desenrolla de la
bobina, pasa a travsde un sistema que por electricidad esttica
elimina el polvo, y se introduce en la uni-dad de coloreado ; al
salir de sta, entra en un horno de secado por ultravioletas y
sebobina de nuevo.
Recubrimiento secundario
El segundo paso consiste en la aplicacin del recubrimiento
secundario, ya sea steajustado, holgado o Ribbon. En el caso de los
cables "slotted core" este proceso noes necesario pues las fibras
se cablean directamente sobre el elemento central ranu-rado. En los
cables holgados, una o varias fibras coloreadas se desbobinan
simult-neamente, introducindose en una extrusora que deposita sobre
ellas un tubo dematerial termoplstico, de un dimetro interior mucho
mayor al de las fibras, de formaque stas queden holgadas en su
interior. Simultneamente, una bomba inyecta enel interior del tubo
un gel hidrfugo, siendo muy importante que el gel est
completa-mente libre de burbujas de aire ; el tubo pasa por una
baera, en la cual se enfra yen la que se controla su contraccin
longitudinal, de forma que se asegure una deter-minada
sobre-longitud de las fibras ; finalmente, el tubo con las fibras y
el gel en suinterior se enrolla en una bobina.En los cables
ajustados, una sola fibra sin necesidad de estar coloreada, se
desbobi-na, pasa a travs de un horno que elimina completamente la
humedad que pudiera contener y se introduce en la extrusora, que
deposita, ajustada sobre ella, una capahomognea de material
termoplstico ; despus de enfriarse en una baera, la fibrarecubierta
se enrolla en una bobina.
Cableado
Una vez las fibras tienen su recubrimiento secun-dario, ya sea
ste holgado o ajustado, pueden sercableadas para formar conjuntos
de un nmerovariable de fibras.El cableado consiste en reunirvarias
fibras uniformemente alrededor de un ele-mento central (no siempre
necesario), en formade hlice. El conjunto se encinta o ata para que
mantenga su forma.El cableado enhlice puede ser a detorsin, es
decir, las bobinas en las que se encuentran cada unade las fibras
se colocan en un plato que gira de forma tal que las fibras se
depositanen el conjunto sin sufrir ningn tipo de torsin axial, esto
es: no se retuercen sobre sueje. Es la forma de cableado ms
adecuada para las fibras con recubrimiento secun-dario ajustado. En
este caso, el cableado - la hlice - siempre va en el mismo
sentido.
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Otra forma de cableado muy popular es la SZ. En este sistema, el
sentido de la hli-ce va alternando peridicamente de derecha a
izquierda.El cableado SZ tiene ventajas para la terminacin del
cable, pues permite que el san-grado de fibras se realice ms
fcilmente. No es adecuado para las fibras con recu-brimiento
secundario ajustado pues las fibras sufren torsiones axiales.
Cubierta
Las fibras con recubrimiento secundario, cableadas o no, deben
ser protegidas parapoder ser utilizadas.En los cables ajustados
mono-fibra o bi-fibra, una o dos fibras con recubrimientosecundario
ajustado se desbobinan al mismo tiempo que unos elementos de
traccinque las cubren, y entran simultneamente en la extrusora, sta
deposita una capa dematerial termoplstico. El conjunto pasa a travs
de una baera en la que se enfra yse enrolla sobre una bobina.En los
cables de mltiples fibras en un solo tubo, ste se desenrolla, pasa
a travs deuna espiraladora, que deposita helicoidalmente unas
hebras de aramida o vidrio y seintroduce en la extrusora, que
deposita sobre el conjunto una capa de material ter-moplstico, el
conjunto se enfra en la baera y se enrolla sobre una bobina.Los
conjuntos de fibras con recubrimiento secundario ajustado cableadas
se des-bobinan al mismo tiempo que unos elementos de traccin, que
las cubren, y entransimultneamente en la extrusora que deposita una
capa de material termoplstico, elconjunto se enfra en la baera y se
enrolla sobre una bobina.sta es la forma en que se construyen los
cables elementales. En la siguiente sec-cin, al explicar cuales son
los elementos de un cable ptico, se explicar tambin la construccin
de cables ms complejos, "Slotted Core" y "Ribbon".
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7Apuntes de Fibra ptica
ELEMENTOS DE UN CABLE DE FIBRA PTICA
Un cable ptico consta de los siguiente elementos
funcionales:
1. Fibras2. Elemento central3. Elementos de traccin4. Elementos
de bloqueo de la humedad5. Blindaje, tipos6. Cubierta, tipos
1. Las fibras
Las fibras se dividen en dos tipos: Monomodo Multimodo
Las monomodo pueden ser: Fibras optimizadas a 1310 nm, G-652, 3
ps (nm x Km) @ 1310 nm, 18 ps (nm x Km) @ 1550 nm.
Fibras para multiplexacin, non zero dispersion, G-655, 5.5 - 10
ps/nm x Km @ 1530 - 1565 nm.
Las multimodo, a su vez, pueden ser: 50 / 125 62,5 / 125 100 /
140 200 / 230 Especiales
ISO 11801. Las fibras multimodo de 50 / 125 y 62,5 / 125 se
clasifican, segn estanorma, en: OM-1 MM62 / MM50 - 200 MHzxKm @ 850
nm / 500MHzxKm @ 1300 nm OM-2 MM62 / MM50 - 500MHzxKm @ 850 nm /
500MHzxKm @ 1300 nm OM-3 MM50-1500MHzxKm @ 850 nm / 500MHzxKm @
1300 nm (optimizadas para trabajar a 10 Gb/s a 850 nm).
2. Elemento central, construccin
Excepto los cables monofibra, bifibra y algunas construcciones
Ribbon sencillas, loscables pticos constan de gran numero de
fibras. Las formas bsicas en que estas sereunen podemos
clasificarlas como sigue:
Buffers (ajustados u holgados) cableados Slotted core
Macrotubo
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En la construccin cableada los buffers se depositan
helicoidalmente sobre un ele-mento central de traccin.
cableado Stranded Slotted core Macro tubo Single tube
El cableado en hlice convencional, si se rea-liza en una
cableadora planetaria a detorsin,trata a las fibras de la forma ms
delicadaposible, por lo que es el sistema que ofrecems fibabilidad
y durabilidad a los cables. Laconstruccin slotted core consiste en
un per-fil con ranuras longitudinales y en hlice o enSZ. Las fibras
con recubrimiento primario se depositan sobre estas ranuras para
quequeden protegidas y al mismo tiempo estn libres en su
interior.La construccin macrotubo consiste de un nico tubo central
que contiene todas lasfibras del cable con recubrimiento primario.
El dimetro del tubo puede variar entre 6y 10 mm. Cuando el nmero de
fibras es muy elevado estas se agrupan en bundles(haces) para su
mejor identificacin y manipulacin.
3. Elementos de traccin
Un cable ptico debe poseer la suficiente solidez como
paraaguantar los esfuerzos de instalacin y operacin. Las
fibrasdeben estar libres de esfuerzos que aumenten su atenuacin
yreduzcan su vida til. Los responsables de evitar que
estosesfuerzos se transmitan a la fibra son los elementos de
traccin.Los elementos de traccin deben tener una elevada carga
derotura y una mnima elongacin. Es decir, al estar sometidos aun
esfuerzo, deben soportarlo sin romperse ni alargarse. Los elementos
de traccinpueden ser metlicos o dielctricos. El elemento mecnico
mas comn es un cablesemi-rgido de acero galvanizado. Los elementos
dielctricos tienen la ventaja de noconducir la electricidad y ser
ms ligeros, siendo los mas habituales las fibras de ara-mida y los
perfiles FRP, de fibra de vidrio o aramida poltrusionada.
Los elementos de traccin se localizan normalmente en el centro
del cable y son rgi-dos, No obstante, para conseguir cables
flexibles, ms fciles de manipular, se utilizatambin la tcnica de
colocar fibras de aramida o fibra de vidrio en la periferia de
losbuffers. Los cables con un nico tubo central tienen tambin los
elementos de trac-cin situados en la periferia, pudiendo ser rgidos
o flexibles.Los cables areos, que se tienden entre postes formando
vanos, deben tener ele-mentos de traccin importantes para evitar
que tengan que ser atados a un fiadorpreinstalado. Normalmente
tienen figura de 8.
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9Apuntes de Fibra ptica
4. Bloqueantes de la humedad
Uno de los principales enemigos de la fibra ptica esla humedad.
Por ello es muy importante que loscables estn construidos de forma
que eviten la pene-tracin del agua, su absorcin por parte de los
mate-riales, o la formacin de gotas por condensacin. Loscables de
construccin holgada, con tubos en cuyointerior se sitan las fibras
(250 micras), son proclives a tener problemas de hume-dad, por lo
que los tubos deben rellenarse con un gel que evite que la eventual
intro-duccin de agua en algn punto se traslade a lo largo del tubo.
En la figura adjuntase puede ver como a travs de las grietas del
tubo penetra la humedad, que quedabloqueada por el gel.
Los cables de construccin ajustadatienen un comportamiento
excelentefrente a la humedad por lo que no pre-cisan gel. Como
puede verse en lafigura adjunta, una gruesa capa enrelacin a las
250 micras ntimamenteceida a ella protege a la fibra de lahumedad,
no dejando que esta pene-tre, si no es antes
atravesndola.Igualmente, debemos evitar que el agua circule a travs
del cableado, para ello, tra-dicionalmente tambin se utiliza gel.
Recientemente, han aparecido hebras, cintas eincluso polvo de
material, que al contacto con el agua, produce gel. Tienen la
venta-ja de ser mucho ms cmodos de trabajar.
5. Blindaje
Cuando un cable debe soportar esfuerzos mecnicos extremos es
conveniente dotar-lo de una armadura. Las armaduras pueden ser
metlicas o dielctricas. Las metli-cas, en el caso de los cables
pticos tienen la desventaja de eliminar una de sus gran-des
ventajas, su condicin dielctrica; es decir, a travs de la armadura
hay una uninelctrica entre los diferentes puntos que el cable une.
Por el contrario la armadura die-lctrica mantiene estos puntos
completamente aislados entre s.
Las armaduras metlicas mas utilizadas son:1. Tubo de acero
corrugado2. Trenza de acero3. Corona de hilos de acero
Las armaduras dielctricas mas utilizadas son:1. Espiral hilos de
aramida2. Espiral hilos de fibra de vidrio3. Trenza de fibra de
vidrio4. Cintas de aramida antibalsticas5. Corona perfiles de
aramida o vidrio.
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ARMADURAS METLICAS
Tubo de acero corrugado
Es un tipo de armadura muyapropiada para cables directa-mente
enterrados o para instala-ciones areas en los que elcable se ata a
un fiador externo. El acero corrugado defiende al cable de los
roedo-res y aade resistencia al impacto y a la compresin. Tiene el
inconveniente de queel cable armado de esta manera es muy rgido,
tiene un radio de curvatura muy gran-de y una resistencia a la
flexin muy baja (15 ciclos).
Trenza de acero
El proceso de trenzado con-siste en que unos hilos
pasen,diagonalmente, de tal formaque queden alternativamente por
encima y por debajo de otros hilos situados diago-nalmente en
direccin opuesta. Dada su construccin equilibrada la trenza tiene
pro-piedades nicas, pues ante toda clase de movimientos no se
deshace ni se detorsio-na, mantiene la disposicin de los hilos
intacta y por lo tanto la proteccin.
Tal como se observa en la figura, de una fuerza alo largo del
eje W resulta otra fuerza, F1, y enconsecuencia otra, X, que tiende
a detorsionar elrecubrimiento. Por el contrario en la trenza,
gra-cias a su construccin equilibrada, una fuerza similar W,
produce fuerzas F1 y F2, iguales yopuestas que eliminan la
tendencia a la detorsin.La trenza de acero tiene una gran
resistencia al impacto y la compresin pero ade-ms, su resistencia a
la traccin y la cizalladura son muy elevadas. Los cables
asblindados son flexibles, tienen un radio de curvatura muy bajo y
la resistencia a la fle-xin es muy alta.
Corona de hilos de acero
La corona de hilos de acero es un sistema de blindaje de gran
resistencia mecnicausado fundamentalmente como proteccin de cables
submarinos, ya sean estos paragrandes tramos en alta mar o bien en
pequeos tramos costeros, en lagos y ros. Elnumero de hilos y su
dimetro varia en funcin de la instalacin y de las condicionesde
utilizacin.
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Apuntes de Fibra ptica
ARMADURAS DIELCTRICAS
Espiral hilos de aramida
La aramida es una fibra artificial que posee extraordinarias
propiedades mecnicas,normalmente se usa como elemento de traccin,
pero depositada longitudinalmente,en espiral, o en forma de trenza
confiere al cable una gran resistencia mecnica sinapenas
incrementar el peso y manteniendo una buena flexibilidad.La forma
mas tpica es colocar las fibras en espiral formando una corona de
hilos, deesta forma el cable se mantiene flexible. El inconveniente
de la corona es que con lamanipulacin las fibras pueden desplazarse
de su posicin original, acumulandose enalgunos puntos y dejando
otros al descubierto.
Espiral hilos de fibra de vidrio
La fibra de vidrio, aun teniendo buenas propiedades mecnicas, no
iguala las de laaramida. No obstante tiene mejores propiedades como
proteccin antirroedores y esuna excelente barrera contra el
fuego.
Trenza hilos de fibra de vidrio
La trenza, a diferencia de la espiral, dispone las fibras de tal
modo que por mucho queel cable se manipule y adopte curvaturas
pronunciadas, ni se deshacen ni se detor-sionan permaneciendo en el
lugar deseado y protegiendo el cable en su totalidad.Si la
resistencia mecnica debe incrementarse algunos filamentos de fibra
de vidrio pueden sustituirse por aramida.
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ELEMENTOS DE CUBIERTA
La cubierta es la parte del cable que est en contacto directo
con el entorno del cable,por lo tanto es la principal barrera ante
las posibles agresiones que pueden afectar ala calidad de la seal
conducida o a la vida del cable. Por ello los materiales escogi-dos
deben poseer: Propiedades mecnicas
- Tenacidad- Flexibilidad- Resistencia a la traccin- Resistencia
a la compresin y al impacto- Resistencia a la abrasin- Resistencia
al aplastamiento
Propiedades trmicas- Expansin y contraccin- Reblandecimiento y
punto de fluidez- Envejecimiento por calor, fro, cambios de
temperatura- Fragilidad por fro
Propiedades qumicas- Estabilidad ante aceites e hidrocarburos,
cidos y alcalinos- Resistencia al ozono- Resistencia a los
ultravioletas- Absorcin de humedad
Propiedades elctricas- Antitracking
Propiedades antifuego- Resistencia a la llama- Propagacin del
incendio- Emisin de humos
Polietileno (PE)
El polietileno se ha usado en la industria del cable por su
excelente comportamientocomo dielctrico. En los cables pticos no se
precisa esta caracterstica pero la cos-tumbre de la industria del
cable, su facilidad de procesamiento y su bajo precio lo han
impuesto tambin como cubierta.Las resinas de polietileno comprenden
una familia de materiales derivados de la polimerizacin del
etileno. Son bsicamente resinas de hidrocarbono con pequeas
can-tidades de aditivos que le confieren las propiedades
necesarias.Las resinas de polietileno se clasifican en funcin de su
densidad: Polietileno de baja densidad (LDPE).- Es un material con
una temperatura de trabajo de entre - 65 C y + 75 C. Tiene una muy
baja absorcin de agua y aunquees inflamable, puede ser formulado
para mejorar sus propiedades al respecto. Sus propiedades mecnicas
no son muy buenas.
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Apuntes de Fibra ptica
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Apuntes de Fibra ptica
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Polietileno de alta densidad (HDPE).- Es parecido en todo al
polietileno de bajadensidad, pero tiene propiedades mecnicas
mejoradas. Polietileno de media densidad (MDPE).- Es un compromiso
entre las propiedadesde los dos primeros. Polietileno lineal
(LLDPE).- Es un nuevo tipo de PE que tiene las ventajas delLDPE
(facilidad de procesamiento, bajo precio) y las propiedades
mecnicas delHDPE.
Poliamida (PA)
La poliamida es el producto de la polimerizacin de aminocidos o
de la condensa-cin de una poliamina con un cido policarboxlico. La
poliamida se utiliza en la indus-tria del cable como material de
cubierta, pues tiene una gran resistencia a la abrasinas como una
buena resistencia qumica. Otra ventaja de la poliamida es su bajo
coe-ficiente de friccin lo que hace que deslice con gran facilidad
por el interior de tubosy canaletas. Las desventajas de la
poliamida son, no obstante, importantes: su rigi-dez, su fragilidad
y su relativamente alta tasa de absorcin de humedad.Como se
consigue obtener grandes ventajas de la poliamida es combinndola
conotros materiales, PVC o PE, etc.
Poliuretano
Los poliuretanos se obtienen de la reaccin de polister
hidroxilos o prepolimeros depolieter con isocianato. Estas resinas,
a temperatura ambiente tienen las propiedadesfsicas de los cauchos
siendo termoplsticos. Su carga de rotura y elongacin sonexcelentes
y con ellos se obtienen cubiertas duras, flexibles y resistentes a
la abra-sin. Su resistencia a aceites e hidrocarburos es muy buena,
as como su resistencia al ozono y a la radiacin ultravioleta. Tiene
un coeficiente de friccin elevado por loque no desliza con
fcilidad.
Cloruro de polivinilo (PVC)
Desarrolladas en los aos 30, las resinas de cloruro de
polivinilo rpidamente fueronutilizadas como material aislante en la
industria del cable. Sus excelentes propiedades mecnicas,
resistencia a la oxidacin, al ozono, a los rayos ultravioletas, a
tem-peraturas de hasta 100 C y su facilidad de proceso y bajo
precio, le convirtieron rpi-damente en el material mas utilizado
como aislante y cubierta de cables de energa ycomunicaciones. En
los cables pticos se utiliza tambin como recubrimiento secun-dario
y como cubierta. Su nico inconveniente en la prctica es la elevada
presenciade halgenos, que en caso de incendio se desprenden en
forma de gases peligrosos,sofocantes y corrosivos, por lo que su
empleo en el interior de edificios es cada vezmas restringido.
Polmeros fluorocarbonados (ETFE, ECTFE, PVDF, FEP, PFA)
Son compuestos a base de resinas fluoradas. Estas resinas se
caracterizan por subajsima flamabilidad, extraordinarias
caractersticas mecnicas y resistencia qumicaexcepcional. A pesar de
ser termo-plsticas su punto de reblandecimiento es muy
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alto. Su coeficiente de friccin es muy bajo por lo que deslizan
con gran facilidad loque hace que su instalacin sea muy cmoda y
rpida. Otra gran ventaja es su extre-madamente bajo nivel de
absorcin de humedad y su resistencia a todo tipo de acei-tes, e
hidrocarburos. Sus nicos inconvenientes son un precio elevado y la
presenciade halgenos. A este respecto hay que aclarar que a pesar
de ello en EE.UU se acep-ta su instalacin en interiores, pues a
pesar de contener halgenos son mucho masseguros en caso de incendio
que la mayora de cables con cubierta cero halgenos.
Cubiertas libres de halgenos
En caso de incendio los cables pueden jugar un papel muy
importante en su propa-gacin y en la generacin de importantes
efectos colaterales. Es por ello que encables que deben ser
instalados en el interior de edificios se exige un
determinadocomportamiento ante el fuego.Durante aos el PVC se ha
utilizado como material de aislamiento y cubierta encables
instalados en el interior de edificios. Si bien el comportamiento
de determina-das formulaciones de PVC es bueno ante la propagacin
de la llama y el incendio, sucomportamiento en lo que respecta a la
cantidad de humo y sus caractersticas esmuy negativo. Por ello han
surgido en los ltimos aos compuestos que, adems de no propagar el
incendio, desprendan poca cantidad de humo, lo mas
transparenteposible y sin contener halgenos que son sofocantes y
corrosivos. La base de estos polmeros es PE o EVA, materiales que
sin formular son muy infla-mables pero que desprenden humos casi
transparentes y gases libres de halgenos.Para solucionar el
problema de la flamabilidad, al compuesto bsico se le aaden,
enporcentajes de hasta el 50%, alminas que al llegar a los 250, por
la influencia de lasllamas, se descomponen y desprenden molculas de
agua ; la evaporacin de esteagua hace que la combustin pierda
energa, la temperatura baje y la concentracinde gases inflamables y
oxgeno se reduzca gracias al vapor generado, extinguindo-se de esta
forma el fuego. Las propiedades mecnicas de estos compuestos se
pare-cen a las del PE.
Compuesto nitrlico (NBR)
El caucho nitrlico es un copolmero de acrilo nitrilo y
butadiene. Formulado con PVC, adquiere una gran resistencia a la
intemperie y al ozono, as como muy buenas propiedades mecnicas,
especialmente la abrasin. No obstante, sus mejores caracte-rsticas
son: La excelente resistencia a aceites e hidrocarburos y su gran
flexibilidad,incluso en temperaturas muy bajas.
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Apuntes de Fibra ptica
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Apuntes de Fibra ptica
Tabla-resumen de caractersticas de materiales empleados en
cubiertas de cables
PE = PolietilenoLSZH = Compuesto cero halgenos, baja emisin de
humos, retardante a la llamaPVC = Policloruro de vinilo, formulacin
tpica para cubiertas de cablesPUR = Poliuretano, tipo para
cubiertas de cablePA = Poliamida, tipo de cubiertas de cableNBR =
Caucho nitrlo formulado con PVCETFE = Etileno tetrafluoretileno
Comportamiento MecnicoDescripcin PE LSZH PVC PUR PA NBR ETFE
Flexibilidad Media Media Alta Muy alta Baja Excelente Alta
Resistencia a la traccin Media Media Media Muy alta Excelente
Media Excelente
Resistencia a la compresin y al impacto Media Media Alta Muy
alta Muy alta Alta Excelente
Resistencia a la abrasin Media Baja Alta Muy alta Muy alta Muy
alta Excelente
Resistencia al aplastamiento Media Media Alta Muy alta Muy alta
Alta Excelente
Comportamiento TrmicoDescripcin PE LSZH PVC PUR PA NBR ETFE
Expansin y contraccin Media Media Media Media Muy baja Baja Muy
baja
Reblandecim.y pto. de fluidez Bajo Bajo Medio Medio Alto Medio
Muy alto
Envejecimiento por calor, fro, cambios de temperatura Medio
Medio Bajo Medio Medio Medio Muy bajo
Fragilidad por fro Media Media Baja Muy baja Baja Muy baja Muy
baja
Propiedades qumicas y ambientalesDescripcin PE LSZH PVC PUR PA
NBR ETFE
Estabilidad ante aceitese hidrocarburos Media Media Buena Exce.
Muy buena Excelente Excelente
Estabilidad ante los cidos Buena Buena Buena Media Baja Muy
buena Excelente
Estabilidad antelos alcalinos Buena Buena Buena Baja Muy buena
Muy buena Excelente
Resistencia al ozono Exce. Exce. Exce. Exce. Exce. Excelente
Excelente
Resistencia a los ultravioletas Buena Buena Buena Buena Muy
buena Excelente Excelente
Resistencia al agua Exce. Regular Regular Aceptable Aceptable
Buena Excelente
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TIPOS DE CABLE
Cables de Interior
Las caractersticas que debe tener un cable de interiores son:
Buen comportamiento ante el fuego Fcil manipulacin, flexible y
resistente Conectorizacin directa Secos, sin gel. Dielctricos.
Por ello, los cables de interior deben serajustados
Diferentes cables de interior
Los cables de interior pueden ser tronca-les, que conectan la
caja de transicin deexterior a interior con el distribuidor
deedificio, los riser o verticales que conec-tan el distribuidor de
edificio con los dis-tribuidores de planta, los de
distribucinhorizontal que conectan el distribuidor deplanta con las
rosetas y los de interconexin que conectan la roseta con los
equipos.Los cables que conectan la caja de transicin de exterior e
interior con el distribuidordel edificio son necesarios pues un
cable exterior no debe ser colocado en el interiorde un edificio,
pues el gel que lleva en el interior de los tubos es inflamable, y
a tra-vs del mismo, en caso de incendio, puede propagarse la llama;
adems, estoscables llevan cubiertas y asientos de armadura que no
cumplen con las exigencias deresistencia a la llama y no propagacin
de humos exigidas en los cables alojados enel interior de
edificios. Por tanto, tiene que ser un cable de construccin
ajustada, singel y con una cubierta libre de halgenos.
Los riser o cables verticales, que unenel distribuidor del
edificio con las dife-rentes plantas, deben ser tambinajustados,
pues si son holgados sufrenlo que se llama el proceso de migra-cin
axial. Como se ve en la figura, altratarse de un tendido vertical,
el geltiene tendencia a migrar hacia la partems baja del tramo,
invadiendo, con el tiempo, las cajas de empalme; por otro
lado,queda desprotegido de gel en la parte superior.
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Por su parte, las fibras, que recordamos tienen
unasobrelongitud, tambin se mueven de forma quesufren tensiones en
la parte alta de la tirada y seacumulan en la baja, lo que hace
aumentar la ten-sin debido a micro-curvaturas.Para el
cableadohorizontal, debemos utilizar tambin cables ajusta-dos,
fundamentalmente porque pueden ser conecto-rizados
directamente.
CABLES DE EXTERIOR
Cables bajo tubo.- Los cables bajo tubo estn bien protegidos por
ste, por locual, no necesitan en principio estar muy reforzados. Es
importante que resistan bienla humedad, que sean totalmente
estancos.El tendido de este cable presenta algunos problemas, por
lo que es importante que elcable sea ligero (el esfuerzo necesario
es proporcional al peso del cable) y que sucubierta deslice lo
mejor posible.
Cables enterrados directamente.- Este tipo de cables debe ser
muy resisten-te mecnicamente, as como inmune a la humedad. Suelen
ser cables pesados conarmaduras de trenza de acero, cinta de acero
corrugado o corona de hilos de aceroo aramida. Siempre debe tener
doble cubierta.
CABLES ESPECIALES
Cables submarinos
Los cables submarinos, ademsde resistir los esfuerzos de
instala-cin, deben ser capaces de aguan-tar los esfuerzos debidos
al movimiento del agua y la presin que sta ejerce.Para aguas
someras, hasta 75 metros de profundidad, es suficiente un diseo
comoel de la figura adjunta, es decir, un cable armado con una
doble corona de hilos deacero, de un dimetro individual de 1,4
mm.Si el cable debe instalarse en aguas ms profundas, se requieren
diseos ms com-plejos que incluyen tubos hermticos de acero o de
cobre, coronas de yute, impreg-naciones de brea, etc.
Cables areos, cables autoportantes
Los cables areos deben tener un margen de temperatura de trabajo
muy alto, puesdeben soportar la accin directa de los rayos del sol
y las altas temperaturas en vera-no y las bajas temperaturas
invernales.Los cables, si no son autoportantes, se tienden atndolos
a un fiador, un cable nor-malmente de acero, por lo que su cubierta
debe resistir bien este proceso. Los cablespueden ser
autoportantes, es decir, dotatos de elementos de traccin capaces
de
soportar su propio peso, el efecto del viento y la eventual
acumulacin de hielo y nieve
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en su superficie.Si setienden en lneas de alta tensin, en la
cercana de cables de muy alto voltaje, debentener cubiertas
anti-tracking, capaces de resistir el efecto corona, que stos
producen.
Cables anti-cazadores
Son cables areos capaces de resistir el impacto de los
perdigones de los cartuchosde escopetas de caza. Son cables armados
con "escudos" de aramida. Estos escu-dos son normalmente cintas de
aramida que, solapadas a un 50%, recubren el cable.
Cables OPGW
Tambin llamados cables de tierra. En los tendidos de cable de
alta tensin, se colo-ca siempre por encima de las lneas elctricas,
un cable metlico de gran seccin quesirva de pararrayos, evitando as
que stos afecten a las lneas conductoras.El cable OPGW no es ms que
un cable de tierra normal, cuyo elemento central esun ncleo ptico,
es decir, un tubo extruido o soldado de acero o aluminio, en
cuyointerior se encuentra un conjunto de fibras pticas.La
combinacin del ncleo ptico y el cable de tierra constituye una
solucin muy eco-nmica y eficiente.
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CABLES ANTI-ROEDORES
Cuando hablamos de un cable anti-roedores, deberamos decir, ms
propiamente,cables relativamente resistentes a los roedores.
Debiramos tambin saber que cual-quiera de los cables habitualmente
comercializados como tal son, en realidad, par-cialmente
resistentes a las agresiones de estos pequeos mamferos.Aunque
efectivamente existen cables extraordinariamente protegidos, su
enorme rigi-dez, peso, volumen y desde luego precio, hace que solo
sean utilizados en contadasocasiones.Cualquier cable, sometido a
numerosos condicionantes ambientales, es siempre uncompromiso. Sus
propiedades de resistencia a tan numerosos factores, su facilidad
de tendido einstalacin, su no propagacin de la llama y el incendio,
su baja emisin de humos ydesde luego el precio son ponderados en
cada caso de forma muy distinta.Por ello,
aunque es posible construir cablesanti-roedores con total
garanta estosson muy raros y a veces inutilizables.Por ello, solo
muy pocos cables met-licos, ya sean de potencia, control
ocomunicaciones, llevan proteccionesespeciales anti-roedores. Sin
embar-go, la mayora de veces sin motivo, seexige a los pticos que
estn dotados
de barreras anti-roedores.Es por ello muy normal que se hayan
desarrollado diferen-tes tipos de barreras que, mejorando las
prestaciones de los cables ante este proble-ma, no suponen un
incremento sustancial en el precio y mantienen unos niveles depeso,
volumen y flexibilidad aceptables.Ello, no obstante, no debe
hacernos olvidar que el problema de los roedores, estan-do el cable
bien instalado, se presenta pocas veces y que cuando se presenta,
escomplejo y a veces muy gravoso, y la mayora de las veces su
solucin es ajena alcable.
Existen diferentes tipos de armaduras anti-roedores, las mas
conocidas son:
1. Metlicas
1.1. Tubos de pared gruesa1.1.1. Plomo1.1.2. Acero1.1.3.
Aluminio
1.2. Coronas de hilos de acero
1.3. Trenzas de hilos de acero
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2. Dielctricas
2.1. Tubos poltrusionados de fibra de vidrio
2.2. Tubos de poliamida u otros materiales plsticos
2.3. Coronas de varillas de fibra de vidrio poltrusionada
2.4. Hebras de fibra de vidrio depositadas sobre el cable
2.4.1. Longitudinalmente
2.4.2. En espiral
2.4.3. Trenzadas
3. Biolgico - qumicas ( repelentes, txicos )
Hasta la fecha todos los sistemas basados en la toxicidad o
sabor u olor repelente nohan tenido xito por lo que nos ceiremos a
las barreras mecnicas.
CONCLUSIN
Las armaduras metlicas, las mas utilizadas y por su relacin
garanta / precio, estnentrando en un cierto desuso dado que
desbaratan una de las grandes ventajas delos cables pticos, su
condicin dielctrica.
Las armaduras dielctricas, al contrario, van a mas pero todava
son mas caras y pre-sentan menores garantas que algunas ( no las ms
habituales ) armaduras metli-cas.
A continuacin hacemos una comparativa de armaduras, metlicas y
dielctricas,mas utilizadas y una valoracin de su efectividad
relativa (Cuadro comparativo)
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CUADRO COMPARATIVOANLISIS COMPARATIVO ARMADURAS METLICAS Y
DIELCTRICASTipo Fiabilidad Experiencia Ligereza Flexibilidad
Asequible Notas
Tubo deplomo 9 10 0 2 2 23 Solo utilizado en casos
muy extremos, impen-sable en la mayora.
Fleje de acero corrugado 7 10 3 3 8 31 Si bien el acero se
co
porta excelentemente, para que el cable sea aceptablemente
ligero, flexible y barato, los espesores de fleje son endebles lo
que reduce su fiabilidad.
Corona de hilos de acero 8 10 1 1 4 24 Si los hilos son de
di
metro adecuado su fiabilidad es muy alta peroel precio
tambin.
Trenza de hilos de acero 8 10 3 7 6 34 La trenza, formada
por
hilos de dimetro adecuado es muy fiable y, adems, es el nico
sistema metlico flexible.
Tubo poltrusionado de vidrio 8 1 6 2 5 22 Si bien parece muy
fia
ble no existe una esperiencia suficientemen- te larga.Los cables
as protegdos son muy rgidos y deben trabajarsecon herramientas
especiales.
Corona de varillas de fibra de vidrio poltrusionada 6 2 7 2 5 22
Ms ligeras que el
acero las varillas de fibra de vidrio poltru-sionadas son
tremen-damente rgidas y sueficacia ante los roe-dores an no estmuy
contrastada.
Hebras de F.V. depositadaslongitudinalmente 3 5 8 4 9 29 Al
depositar la FV lon
gitudinalmente esta, al doblar el cable, de- ja partes del mismo
desprotegidas.
Hebras de F.V. depositadas helicodalmente 4 5 8 6 8 31 Las
fibras al no estar
sujetas entre s, si el cable, durante la instalacin o ms tarde,
su- fre dobladuras repeti-das, se reparten de desigual forma
Hebras de F.V. depositadas entrenza 6 5 8 9 6 32 La fibra, al
estar tren
zada, siempre, por mas que el cable se doble se mantiene
recubriendo al 100% el cable.
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LA SEGURIDAD ANTE EL FUEGO Y LOS CABLES DE FIBRA PTICA
En caso de incendio o catstrofe de cualquier tipo, los cables,
ya sean de comunica-ciones o de transporte o distribucin de energa,
deben no solo ser capaces de no ori-ginar o propagar el incendio;
sino de mantener la comunicacin a pesar del aumentode temperatura,
presencia de llamas, etc..Los cables pticos, y particularmente los
dielctricos, al carecer de elementos met-licos, nunca podrn ser la
causa inicial del fuego, ni presentarn riesgo de
descargas,inducciones, etc.; pero, si no son correctamente
seleccionados, pueden colaborar asu propagacin o sufrir sus
consecuencias:Estos seran los riesgos catastrficos a evitar:
Propagacin del incendio: La o las cubiertas, o algunos de los
componentesdel cable pueden ser transmisores de la llama.
Generacin de humos: En caso de incendio, los humos generados por
la com-bustin del cable o sus componentes pueden ser altamente
corrosivos, con lo queproducirn daos suplementarios a las
instalaciones; txicos, con el consiguiente peli-gro si son
inhalados por las personas; o tan opacos que impidan la visibilidad
o lareduzcan muy sensiblemente
Interrupcin de la comunicacin: Este es un peligro no menor que
los ante-riores, pues puede ser la causa de cierre o no apertura de
puertas, no accionamien-to de alarmas o dispositivos de emergencia,
etc...
Por todo ello, para que un cable sea absolutamente seguro al ser
instalado en: Interiores Tneles Locales de pblica concurrencia
Instalaciones industriales con especiales requerimientos de
seguridad (Minas, parques petrolferos o de transporte, etc...)
Deber ser: Resistente a la llama No emisor, en caso de incendio,
de humos txicos, peligrosos, u opacos No propagador del
incendio
NORMATIVA Resistencia a la llama Propagacin del incendio Emisin
de humos
Internacional IEC-331 IEC-332-1 No prop. Llama IEC
754-1IEC-332-2-C No prop. Del incendio IEC 754-2
IEC 1034-1IEC 1034-2IEC 2037-2
Espaa UNE 20431 UNE 50265-1(Antes UNE 20432-1) UNE 50267(Antes
UNE 21147-1)
UNE 50266(Antes UNE 20432-3) UNE 50267(Antes UNE 21147-2)UNE
50268-1(Antes UNE 21172-1)UNE 50268-2(Antes UNE 21172-2)
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COMPORTAMIENTO ANTE EL FUEGO
Resistencia a la llama: (UNE 20.431)Esta norma, prevista para
cables elctricos, define cmo CABLE RESISTENTE ALFUEGO a aquel que
contina su funcionamiento normalmente durante y despus deun fuego
prolongado, suponiendo que la magnitud del fuego sea suficiente
para des-truir los materiales orgnicos en la zona donde se efecta
la prueba.
Adaptando esta norma, y sustituyendo lapuesta en tensin durante
la prueba (3 h.) yposteriormente (12 h. Despus) por medidasde
atenuacin en el cable, cuya variacingarantice la transmisin,
podramos conside-rar el cable que supere el ensayo, comoCABLE
RESISTENTE A LA LLAMA, O ALFUEGO.
Conviene recordar al respecto, que se trata de una prueba a
superar por un cable ens, no pudiendo considerarse que sea una
caracterstica intrnseca de la cubierta.Esto es, un cable resistente
a la llama NO ES UN CABLE STANDARD CON UNACUBIERTA ESPECIAL. Deben
ser tenidos en cuenta otros elementos, como podranser la presencia
de gel antihumedad combustible, los materiales incluidos en
lostubos o protecciones internas, las armaduras, etc..
No propagacin de la llama: (UNE 50265-2-1 AntesUNE 20432-1
IEC332-1)Son considerados cmo NO PROPAGADORES DE LA LLAMAlos cables
que superan los lmites fijados por esta normativapara la propagacin
vertical de la llama para un conductor indi-vidual aislado, o un
cable. Aplicada normalmente a cables con-vencionales, su
cumplimiento no garantiza la no propagacindel incendio en el caso
de cables situados en una misma cana-lizacin o conducto.
No propagacin del incendio: (UNE 50266 Antes UNE20432-3
IEC332-3)Caracterstica habitual de los cables libres de halgenos;
son con-siderados como tales los que superan las pruebas de no
propa-gacin del fuego establecidas por la norma, agrupados por
capas.El cumplimiento de esta norma s garantiza la no propagacin
dela llama durante un incendio, y a partir del cable; pero no el
iniciodel fuego en el cable y su destruccin a partir de una fuente
exter-na, por lo que, en aras de la seguridad, parece lgico
escoger.
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Seguridad ante el fuego
Emisin de humos: (une 50267 1-2-3 (Antes 21147-1-2) IEC
754-1-2
Toxicidad y Corrosividad. Los cables considerados cmo Libres de
Halgenos, oCero Halgenos, de acuerdo con la citada norma, debern
presentar un pH superioro igual a 4,3, lo que limita la accin
corrosiva de los humos sobre el entorno (des-truccin de mquinas o
circuitos electrnicos, etc... ) generando asimismo unas can-tidades
mnimas de CO y de ClH (inferior al 0,5%); lo que minimiza su
toxicidad.Deber presentar un ndice de Toxicidad (IT) acorde a lo
estipulado en la norma UNE21174- IEC 2037-2.
ESTA CARACTERSTICA PERMITE LIMITAR LOS RIESGOS DE INHALACIN
DEGASES, A MENUDO LETALES, E IMPIDE LA CORROSIN DE LOS
ELEMENTOSPRXIMOS AL CABLE.
Densidad de humos: (UNE 50268 (ANTES 21172 ) CEI 1034
Segn esta norma, la transmitancia lumni-ca recomendada ser cmo
mnimo; encondiciones de incendio, y para los humosproducidos por
los cables ensayados, deun 60% y con una medida estable durante40
minutos. Los cables libres de halgenos desprendenun humo casi
transparente (Transmitancialumnica superior al 90% a los 15
minutosde ensayo en cabina segn UNE 50268).
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Diagrama comparativo de la evolucin de la transmitancia en el
tiempo para cablesconvencionales y libres de halgenos.
ESTA CARACTERSTICA PERMITE DISPONER EN CASO DE INCENDIO
DELTIEMPO Y DE LA VISIBILIDAD SUFICIENTES PARA UNAS
CORRECTASEVACUACIN Y ACTUACIN CORRECTIVAS.
En conclusin, para poder garantizar un comportamiento seguro en
caso de incendio,ser preciso seleccionar un cable de fibra ptica
que cumpla con:
CARACTERSTICAS DE RESISTENCIA AL FUEGO S/UNE 20431
Construido con materiales libres de halgenos de forma que cumpla
con:
BAJA CORROSIVIDAD S/UNE 50267 1-2-3 (pH > = 4,3 y bajos
ndices de CO y de ClH)
BAJA TOXICIDAD (ndice de toxicidad < = 1,5 segn UNE 21174)
EMISIN DE HUMOS OPACOS. Transmitancia de luz suficiente segn
UNE
50268-2
Y que, adems, no precise de elementos auxiliares que
forzosamente incorporen a lainstalacin materiales que no cumplan
con lo anterior (Termorretrctiles, etc...).
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CDAD Y LOS NIVELES DE SEGURIDAD
1. Fibra ptica de estructura ajustada2. Buffer a 900 m3.
Refuerzo de aramida4. Cubierta interior LSZH5. Armadura de trenza
de fibra de vidrio6. Cubierta exterior LSZH
Cable de distribucin armado dielctrico, antihumedad, flexible,
libre de elementosrgidos, formado por "n" fibras pticas de
estructura ajustada (SM MM 62,5/125 MM 50/125) con recubrimiento
individual a 900 m, libre de gel, refuerzo comn dearamida y
cubierta interior, proteccin antirroedores mediante una armadura de
tren-za de fibra de vidrio y cubierta exterior LSZH, tipo CDAD.
Caractersticas Normativa Comportamiento de CDAD
Resistencia al fuego UNE 20431 PASA
No propagacin de la llama UNE 50265 PASA
No propagacin del incendio UNE 50266 PASA
Emisin de halgenos (Cero Halgenos) UNE 50266 LIBRE
Corrosividad de los humos UNE 50267 pH min. 4,3
Indice de Oxgeno ASTM D-2863 > 35%
Emisin de humos opacos UNE 21172 Baja Densidad
Este es un valor aadido de las instalaciones ya realizadas con
nuestro cable standard CDAD
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CABLES PTICOS PARA LAN
Un cable ptico debe ser: Nuestros cables diseados para: Duradero
y fiable Distribucin en interiores Fcil de tender e instalar
Distribucin en "campus" De conectorizacin sencilla y rpida No
propagador de incendio
Son mucho ms resistentes que los de estructura holgada, a los
esfuerzos de trac-cin; impacto, compresin y cizalladura, tpicos de
estas instalaciones.Tambin se comportan mejor ante el fuego, son
mucho ms resistentes a la humedady resultan, dado su menor dimetro,
menos expuestos a los roedores.
Durabilidad y fiabilidadLas principales causas del
envejecimiento prematuro de las fibras son la humedad,un fenmeno
conocido como migracin axial, la fatiga mecnica y en algunos
casoslos roedores.Resistencia a la humedad .- Los cables de
estructura holgada son proclives atener problemas con la humedad.
An en el mejor de los casos el gel y las fibras slorellenan el 85%
del volumen interior del tubo, quedando por tanto cavidades
huecasen su interior. Si en estas, ya sea por condensacin o por
filtracin, se da la presen-cia de agua, podemos estar seguros que
tarde o temprano acabar entrando en contacto con la fibra, que,
recordemos, slo tiene un recubrimiento primario de 250micras. Si
durante la instalacin el cable sufre esfuerzos mecnicos de
consideracin,es probable que se produzcan grietas y poros en los
tubos que protegen las fibras.
Tal como se observa en la figura, el gel, quedebera mantenerlas
a salvo de humedad,deja tramos de fibra al descubierto. Estostramos
de fibra al entrar en contacto directocon el agua empezaran a
degradarse. Enlas instalaciones interiores los cables secortan y
empalman mltiples veces. Cadavez que un cable holgado se
conectoriza ose empalma se produce una discontinuidaden el tubo que
queda abierto permitiendo laentrada de humedad y la salida de gel.
La estanqueidad del conjunto queda rota.
Influencia de la humedad en el comportamiento de los cables
pticos
Todos los profesionales relacionados de una u otra manera con
los cables pticos hantenido referencias o, en el peor caso, amargas
experiencias, del efecto negativo quela humedad produce cuando
logra penetrar en un cable de fibra ptica.
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Efectos de la humedad sobre la fibra
La humedad provoca en la fibra:
Aumento progresivo de la atenuacin Interrupcin total de la
comunicacin Rotura de la fibra
Estos efectos se deben a dos causas distintas
Una reaccin qumica Esfuerzos mecnicos
Las fibras pticas estn formadas bsicamentepor dixido de slice,
SiO2, es decir, cristal. Setrata pues de un material frgil y
quebradizo,que si bien presenta una esplndida zona els-tica, carece
de zona de fluencia, pasando rpi-damente del limite elstico a la
rotura.
Las fibras pticas se obtienen al estirar una masa fundida de
SiO2. La superficie dela fibra as obtenida presenta diminutas
grietas que segn su mayor o menor entidaddeterminan su resistencia
mecnica.Tambin en las grietas da inicio la reaccin qumica que
produce una degradacintodava mayor que la mecnica.
Reaccin qumica
El agua contiene una mnima cantidad de radicales libres H +
(cidos) y OH - (bsi-cos). Tal cantidad es, sin embargo, suficiente
para desencadenar la siguiente reac-cin:
SiO2 + OH - = Si O3H
-
Si O3H - es un silicato que se asocia inevitablemente con el Na
o Ca que contengael agua para formar silicato sdico o bien silicato
clcico, los cuales si son solubles.Al entrar en contacto el agua
con la fibra se inicia una corrosin cuya principal con-secuencia es
la profundizacin de las grietas que acaban convirtindose en
autenti-cas cuas que provocan un importante aumento de la
atenuacin, fragilizacin y final-mente la rotura de la fibra.
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Esfuerzo mecnico
La segunda causa de deterioro de las fibras por su contacto con
la humedad tienelugar por un efecto mecnico.Las fibras pticas
tienen dos recubrimientos principales:El recubrimiento primario
formado por una leve capa de PBT de 62 micras de espe-sor
ntimamente ajustado a su superficie y un recubrimiento secundario
que puedeser de dos tipos: Ajustado y Holgado
El recubrimiento holgado
Se desarroll para solucionar los problemas productivos que
suponan el extruir unagruesa capa de recubrimiento de material
termoplstico directamente sobre el recu-brimiento primario.
Entonces (principios de los ochenta) no haba forma de lograr
ate-nuaciones aceptables, ya que la capa de recubrimiento al
enfriarse y contraerse, des-pus de la extrusin, someta a la fibra a
grandes esfuerzos.Hubo que abandonar la tcnica de recubrimiento
ajustado y desarrollar una nueva, lade recubrimiento secundario
holgado.Esta consista en extruir sobre las fibras un tubo holgado
como recubrimiento, deforma que la fibra quedara en su interior
libre de contracciones.
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Esta fu una solucin a los problemas de produccin; pero
rpidamente se vi queesta construccin dejaba a la fibra desprotegida
frente a la humedad.
Para solucionar el problema se inyect gel en el tubo. De esta
manera se solucionel problema principal y se pudieron por fin
construir cables de fibra con atenuacionesaceptables.
Durante muchos aos los cables de construccin holgada fueron los
nicos instala-dos en exteriores, en todo tipo de distancias; e
interiores si las distancias eran mediaso cortas.Los problemas y
sobre todo las incomodidades de manipular semejantescables existan,
pero la falta de una alternativa obligaba a su empleo.De hecho, y
en el caso que nos ocupa, la resistencia a la humedad daba
problemas. Efectivamente el gel, en este tipo de cables, no rellena
el tubo en un 100%.Lo habi-tual es alcanzar protecciones del 85%.
Ello asegura la existencia de burbujas y lainevitable, con el
tiempo, penetracin y presencia de agua : por filtracin,o absorcina
travs de las paredes del tubo , por fisuras producidas durante la
instalacin, , o porcondensacin.
Si el cable construido a base de estos tubos est expuesto a
temperaturas de con-gelacin, las partculas de agua en el interior
del recubrimiento secundario, al con-vertirse en hielo, presionan a
las fibras induciendo en ellas micro curvaturas. Estasmicro
curvaturas producen desalineamientos puntuales del eje ptico de la
fibra quese traducen en grandes aumentos de atenuacin que acaban
por inutilizar las fibras
El recubrimiento ajustado
Es la construccin lgica, es decir, una gruesa capa de material
ntimamente ceidoa la superficie de la fibra sin dejar as lugar al
agua o al aire hmedo.Nos di muchos quebraderos de cabeza a los
fabricantes de cable pero ,finalmente,hoy se producen sin ningn
problema y consiguiendo atenuaciones de igual nivel queen el
recubrimiento holgado.Las fibras as recubiertas son prcticamente
inmunes a la humedad que solo puedellegar a ellas, accidentes a
parte, por la absorcin de agua del recubrimiento.Normalmente los
fabricantes utilizan el mismo tipo de recubrimiento que el usado
enel sistema de tubo holgado, PBT. Esto se debe al hecho de que
este material tiene uncoeficiente de dilatacin trmica muy bajo, lo
que elimina problemas en el proceso derecubrimiento. No obstante no
es un material excelente en lo que a absorcin deagua se refiere.En
Optral utilizamos como recubrimiento secundario la construccin
ajustada que rea-lizamos con ETFE, material de nula absorcion de
agua, prcticamente imposible dehumectar. De esta manera mantenemos
las ventajas inherentes del recubrimientosecundario ajustado y
eliminamos el nico factor por el que, en este sistema
cons-tructivo, es posible la llegada de agua a la fibra, su
absorcin Tambin utilizamosmezclas de acrilatos altamente
resistentes a la humedad y fibras con capas interme-dias de
silicona - acrilato que rellena completamente las micro-fisuras,
aislndolas porcompleto de la humedad.
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Apuntes de Fibra ptica
En resumen podemos decir, sin ningn reparo, que los cables
fabricados con fibras protegidas con un recubrimiento secundario
ajustado son ms resistentes a la hume-dad, ms fiables y
duraderas.
Migracin Axial.- El gel es un flui-do y aunque su viscosidad es
alta secomporta como tal, es decir fluye. Asu vez las fibras, que
no estn fijasen el interior del tubo, tambin semueven. Este hecho
produce impor-tantes problemas cuando se tiendeun tramo vertical.
Tal como se obser-va en la figura, en lugar de mantener-se en la
posicin deseada, se acu-mula en la parte inferior
provocandocurvaturas y rizos que harn aumen-tar la atenuacin de
forma considera-ble. Por contra en la parte superior nohabr gel,
pues este, al igual que lafibra, habr migrado, por gravedad,hacia
la parte inferior del tramo; dejando la fibra desprotegida en un
punto especial-mente crtico. Otra consecuencia indeseable es que el
gel se introduce en las cajasde distribucin y empalme creando
graves problemas y haciendo muy difcil cualquierreparacin o
re-configuracin del sistema.
Resistencia a la fatiga.- El material que utilizamos para las
cubiertas de nues-tros cables supera en mucho al PE en estas
caractersticas. Despus de muchas fle-xiones el PE se vuelve
quebradizo dejando de proporcionar al cable la resistenciamecnica
necesaria. El PVC, al contrario, tiene una buena resistencia a la
fatiga. Peroen este aspecto la cubierta no es la nica en jugar un
papel muy importante, el recubrimiento secundario juega uno aun
mayor. Si la fibra estuviera protegida por unmaterial slo flexible,
este no le evitara muchos esfuerzos que acabaran por fatigar-la
prematuramente. Nuestros cables estn formados por fibras protegidas
individualmente por un recubri-miento de PBT. Hemos escogido este
material por su gran tenacidad, resistencia a la fatiga y sobre
todo su resiliencia. La resiliencia es una caracterstica de gran
impor-tancia en los cables pticos. Un material resiliente responde
de forma muy viva a losesfuerzos a los que es sometido; si se le
hace flexar lo har, pero apenas la fuerzadesaparezca, el material
volver vigorosamente a su estado inicial. Esto es debido aque el
material reacciona al esfuerzo sometido tensionndose y devolvindolo
por loque el material, en nuestro caso la fibra, que se encuentra
en su interior no recibe casiesfuerzo alguno.
Resistencia a los roedores.- Las bandejas y canaletas de los
edificios son uncamino ideal para los roedores. Si el tendido de
los cables se realiza a travs de ellaspuede que en algn punto
formen una barrera de corte y no habr armadura metli-ca, acero
corrugado incluido, capaz de oponrseles. Pero si los conductos son
lo bastante grandes podemos estar seguros de que las
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ratas no van a representar un problema. Por ello la mejor
solucin para evitar el pro-blema es la utilizacin de cables lo ms
delgados posibles y si an as nos preocupala integridad del cable,
acudir a armaduras de fibra de vidrio.
Facilidad de instalacin
Dimetro reducido .- Los esfuerzos que sobre un cable pueden
llegar a produ-cirse al tirar de l a travs de conductos repletos de
otros cables y tubos pueden lle-gar a ser muy grandes. Por ello, si
es delgado, ser ms difcil que se atasque, y quepor lo tanto sea
necesario vencer esta resistencia con un esfuerzo
suplementario.Adems su superficie en contacto con otros elementos
que provoquen roce sermenor. La suma de estos dos factores
representa un ahorro importantsimo en elesfuerzo final al que el
cable se ve sometido durante su tendido. Nuestros cables sonmucho
ms cmodos de instalar, por lo que sufren una fatiga menor durante
la insta-lacin. Por el contrario, la instalacin de cables holgados
es una tarea tediosa e inco-moda. Se trata de cables pesa-dos y
gruesos, enormes si loscomparamos con cables deigual numero de
fibras conrecubrimiento ajustadoComo se observa en el
dibujoadjunto, estos son compactos,ligeros y tienen radios de
cur-vatura pequeos; por lo quepueden ser doblados sinesfuerzos
sobre esquinas ocurvas muy cerradas.
Peso reducido .- Cuanto ms pesado y voluminoso sea el cable, ms
difcil y engo-rrosa ser su instalacin y mayor el esfuerzo a traccin
que deber soportar duranteel tendido. En la tabla siguiente se
compara el peso de algunos cables holgados consus equivalente
fabricados por Optral, S.A.
N Fibras Optral C.E.Holgada4 27 95
6 33 95
6 37 125
12 44 125Como puede verse los cables con recubrimiento
secundario holgado pesan ms delTRIPLE que los cables de idntico
nmero de fibras de construccin ajustada.
Conectorizacin directa
Para conectar un cable holgado el instalador debe retirar la
cubierta, el fleje, el asien-to de armadura y el tubo, despus
limpiar cada una de las fibras para liberarlas del
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Apuntes de Fibra ptica
gel y posteriormente empalmar cada una con un latiguillo. Los
empalmes se colocandentro de una bandeja y los latiguillos van a un
patchpanel. Por contra los cables ajustados no requieren pigtails,
ni kits de empalme. Con elloscables se logra un importante ahorro
de tiempo y materiales y unas atenuacionestotales en la lnea mucho
menores.
holgada ajustada
Caja 100 10012 Empalmes 200 n/n12 Pigtails ST 100 n/nBandeja 10
n/n12 Conectores ST n/n 40Preparacin del cable 1.5 h. 30 n/nMontaje
empalmes 2.0 h. 40 n/nMontaje conectores 1.5 h. n/n 30Coste total
480 170
Fig. 1 Caja terminal de rack Fig. 2 Caja terminal de rack para
cable holgado para cable ajustado
Propagacin del incendio
Un cable ptico, a diferenciade otro elctrico nunca puedeprovocar
un incendio pero sipropagarlo. Para evitar queesto ocurra los
fabricantes decables pticos empleamosmateriales ignifugados.No
obstante en el interior delos cables holgados hay un elemento
propagador del fuego. El gel. Los geles soncompuestos altamente
inflamables. En los cables ajustados no hay gel. El recubri-miento
ajustado, recordemos, hace necesaria su aplicacin.Como el material
de cubierta es auto-extinguible, el cable arde dificultosamente,
nopropaga la llama y emite muy poco humo. Adems, al tener tan slo
una tercera partede la masa de sus equivalentes holgados, nuestros
cables, al arder, aportan menos"lea al fuego" y producen muchsimo
menos humos durante la combustin.
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Ventajas del empleo de los cables flexibles
Corroborando lo anterior, reproduciremos a continuacin el relato
de una prueba depresin puntual sobre este tipo de cable, en la que
se pone de manifiesto lo expues-to. El cable empleado es de tipo
CDAD (Cable de Distribucin Anti-roedoresDielctrico) producido en
nuestra planta de Pineda de Mar (Barcelona).
CDAD, fuerte y flexible a la vez
Tal y como se observa en las imgenes siguientes, nuestro cable
CDAD, a pesar desu gran flexibilidad, comodidad y economa de
instalacin, es, por encima de todo, uncable extremadamente robusto
y resistente.
En la primera figura observamos como unamuestra de CDAD es
introducida, dobladasobre si misma, entre las mordazas de un
dina-mometro. En un extremo de una de las fibrasdel cable hay
conectada una fuente de luz y alotro un medidor de potencia. La
lectura es 0.0dB.
En la segunda imagen vemos como el cable esaplastado por una
presin de 500 Kg.
En la figura tres podemos ver el cable tal comoqueda tras la
presin ejercida.
Como vemos en la figura cuatro, a pesar del tre-mendo esfuerzo
recibido, la fibra no se ha roto sinoque mantiene su atenuacin
inalterada.
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Apuntes de Fibra ptica
Fibras multimodo vs. Gigabit ethernet
Gigabit Ethernet ha provocado un nuevo ciclo de vida de las
fibras multimodo (GIMM)hacia la nueva generacin de los sistemas de
comunicaciones. OPTRAL d cumpli-da respuesta a este reto con los
cables confeccionados en base a la Fibra pticaHiCap
La rpida demanda de mayores velocidades de transmisin
haprovocado la necesidad de aplicaciones troncales (backbone)con
tasas de transmisin de 1 Gb/s o superiores. En Junio de1998, el
IEEE aprob el Standard Gigabit Ethernet desarrolladopor el comit
IEEE 802.3z. Este nuevo estndar, as como susaplicaciones, han
provocado un nuevo ciclo de vida de las fibrasmultimodo (GIMM)
hacia la nueva generacin de los sistemas decomunicaciones.
El estndar Gigabit Ethernet requiere el uso de lasers en lugar
delos tradicionales LEDs como fuentes de luz, ya que estos no
pue-den ser modulados a velocidades de Gigabit por segundo.
Sinembargo, durante el desarrollo de este estndar, utilizando
dis-positivos lser, se observ un importante retardo de modo
dife-rencial (DMD) en algunas fibras multimodo de ndice
gradual(GIMM) que provocaba un incremento importante de la tasa
deerror (B E R ).Se pudo comprobar que este fenmeno era debidoa
distorsiones en el perfil del ncleo de la fibra, donde los lser
inyectan la mayor parte de su potencia. Para solucionar este
problema, el estndaraconseja el empleo de complejos latiguillos
MM-SM.Por ltimo, para permitir el uso de sistemas Gigabit Ethernet
en redes de cable ya ins-taladas, (incluyendo algunas fibras con
distorsiones en el perfil del ncleo), tuvieronque ser definidas las
distancias relativamente moderadas en el estndar GigabitEthernet,
de acuerdo con la siguiente tabla:
Tabla-1 Distancias mximas Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z)SX
(850nm) Distancia LX (1300 nm) Distancia
MM 62,5/125 160 MHz x Km 220 m. 500 MHz x Km 550 m.200 MHz x Km
275 m. 500 MHz x Km 550 m.
MM 50/125 400 MHz x Km 500 m. 400 MHz x Km 550 m.500 MHz x Km
550 m. 500 MHz x Km 550 m.
Para dar cumplida respuesta a este reto, OPTRAL suministar, bajo
pedido, cableselaborados en base a fibras pticas de perfil
altamente preciso tipo HiCap, cuyo ren-dimiento se ajusta a las
siguientes especificaciones:
Tabla-2 Alcance mximo del enlace realizado con F.O. HiCap:
Tipo de Fibra SX (850 nm) LX (1300 nm)
Fibra Standard HiCap 62,5/125 400 m. 1 000 m.
Fibra Standard HiCap 50/125 750 m. 2 000 m.
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CABLES DE FIBRA PTICA OPTRAL PARA 10 GIGABIT ETHERNET
1-ESPECIFICACIONES DE FIBRAS MULTIMODO.
1.1 Aplicacin: 10 Gigabit Ethernet hasta 65 m.:
Tipo de fibra: MM 62,5/125 (Conforme ISO/IEC 11801 ,CEI 60793-2,
EN 50173) Atenuaciones mximas: 3,2 dB/Km (850 nm); 1,0 dB (1300 nm)
Anchos de banda mnimos: 200 MHz x Km a 850 nm; 500 MHz x Km. a 1300
nm Apertura numrica: 0,275 +/- 0,015 Dimetro del ncleo: 62,5 +/-3 m
No circularidad del ncleo:
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Apuntes de Fibra ptica
2-ESPECIFICACIONES DE FIBRAS MONOMODO:
2.1 Fibra ptica de grado standard Monomodo utilizada en cables
de construc-cin ajustada.
Tipo de fibra: SM 9/125-250 SI Dispersin standard (S/ UIT G-652
y CEI 60793-2) Dimetro del revestimiento: 125 +/- 1 m No
circularidad del revestimiento: = 100 Kpsi Atenuacin mxima : 0,40
dB (1310 nm) 0,25 dB (1550 nm) Mx. dispersin cromtica: 3 ps/nm x Km
(1285-1330 nm) 18 ps/nm x Km (1550 nm)
3- DESCRIPCIN DE LOS CABLES
3-1 CABLES PARA PLANTA EXTERIOR (OSP)
3.1.1: CABLE DE FIBRA PTICA TIPO DPDP (EXTERIOR- DIELCTRICO)
Cable de exterior, armado, dielctrico, estanco, libre de
elementos rgidos, formadopor "n" fibras pticas (de cualquier tipo
de los antes indicados),con segunda protec-cin holgada.Tubos
activos , y ,si la geometra lo requiere, pasivos , ambos de
PBT;cableados sobre un un elemento central de relleno. Proteccin
antihumedad median-te gel hidrfugo. Dotado de cubierta interior,
refuerzo de fibra de vidrio bloqueante alagua (WB), armadura de
trenza de fibra de vidrio y cubierta exterior de PE linear
demedia/baja densidad.
1- Elemento Central2- Fibras pticas, dim. Exterior 250 m
.Identificables mediante cdigo de colores3- Tubos de proteccin
holgada, con gel antihumedad4- Fibras waterblocking (Fibra de
vidrio reforzada.)5- Cubierta interior6- Armadura protectora
dielctrica7- Cubierta exterior PE linearTemperatura de servicio:
-20 C a + 70 C. - Curvatura: 20 x Dimetro exterior
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3.1.2 CABLE DE FIBRA PTICA TIPO DPMP (EXTERIOR-
ARMADURAMETLICA)
Cable de interior/exterior, armado, estanco, libre de elementos
rgidos, formado por"n" fibras pticas (de cualquier tipo de los
antes indicados), con segunda proteccinholgada. Tubos activos , y
,si la geometra lo requiere, pasivos , ambos de PBT; cable-ados
sobre un elemento central de relleno. Proteccin antihumedad
mediante gelhidrfugo. Dotado de refuerzo de fibra de vidrio
bloqueante al agua (WB),cubierta interior de PE, proteccin contra
roedores de trenza de acero y cubierta exterior de PElineal de
media/baja densidad.
1- Elemento Central2- Fibras pticas, dim. Exterior 250 m
.Identificables mediante cdigo de colores3-Tubos de proteccin
holgada, con gel antihumedad4-Fibras waterblocking (Fibra de vidrio
reforzada.)5- Cubierta interior6-Armadura protectora construida con
trenza de acero7- Cubierta exterior PE linearTemperatura de
servicio: -20 C a + 70 C. - Curvatura: 20 x Dimetro exterior
3.1.3 CABLE DE FIBRA PTICA IGNFUGO TIPO CDAD (INTERIOR-EXTERIOR
DIELCTRICO)
Cable de Distribucin armado dielctrico, antihumedad, ignfugo,
flexible, libre de ele-mentos rgidos, formado por "n" Fibras pticas
de estructura ajustada, (de cualquiertipo de los antes indicados)
con recubrimiento individual a 900 um, libre de gel, refuer-zo comn
de aramida y cubierta interior, proteccin antirroedores mediante
una arma-dura de trenza de fibra de vidrio y cubierta exterior
LSZH.
1-2 Fibra ptica de estructura ajustada (Dim. Ext. 900 m,)
fcilmente pelable, eidentificable mediante cdigo de
colores.3-Elemento de refuerzo constituido por hebras de aramida4-
Cubierta interior5- Armadura de trenza de fibra de vidrio6-
Cubierta exterior LSZHTemperatura de servicio: -20 C a + 70 C. -
Curvatura: 10 x Dimetro exterior
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3.2 CABLES PARA EL INTERIOR DE EDIFICIOS (LSZH)
3.2.1 CABLE DE FIBRA PTICA TIPO CDI
Cable de Distribucin, de interiores, antihumedad, flexible,
dielctrico, formado por "n"Fibras pticas de estructura ajustada,(de
cualquier tipo de los antes indicados) conrecubrimiento individual
a 900 um, libre de gel, refuerzo de aramida y cubierta exte-rior
comn LSZH.
1-2 Fibra ptica de estructura ajustada (Dim. Ext. 900 m,)
fcilmente pelable, eidentificable mediante cdigo de colores.3-
Elemento de refuerzo constituido por hebras de aramida4- Cubierta
exteriorTemperatura de servicio: -20 C a + 70 C. - Curvatura: 10 x
Dimetro exterior
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UTILIZACIN DE CABLES DE F.O. EN INSTALACIONES DE SEGURIDAD
CCTV
Si bien las aplicaciones ms conocidas de la fibra ptica se
encuentran en la indus-tria de las telecomunicaciones; cada vez es
ms frecuente el empleo de esta tecno-loga en otros trabajos, como
pueden ser las instalaciones de control industrial y deseguridad,
en los sistemas de telecontrol, deteccin de intrusiones, y en
general entodas aquellas que precisan del envo o deteccin de seales
distantes de una formasegura y con un alto nivel de calidad.
Concretamente, dentro del campo de ala segu-ridad, y concretamente
en los sistemas de vigilancia CCTV, la utilizacin de la fibraptica
presenta las siguientes ventajas:
Mayor longitud: en cada enlace cmara-monitor, sin empleo de
repetidores; conrelacin a la alcanzada con cualquiera de los
modelos de cable coaxial empleadohabitualmente. Por otra parte, la
adecuada eleccin del cable de fibra ptica a emple-ar, permitir un
tendido y conectorizacin de los extremos relativamente sencilla,
conun grado de dificultad similar al del cable elctrico.
Aumento de seguridad: La fibra no induce ningn tipo de seal,
siendo a la vezinmune a las radiaciones externas; por lo que es
imposible la captura o deformacinde seales por induccin, contacto
superficial, etc... Cualquier actuacin sobre uncable de F.O.
implica su fuerte aumento de atenuacin, lo que lo hace
inmediata-mente localizable.
Incremento de la calidad de la imagen: Por las mismas razones
descritas anterior-mente, la calidad de la imagen recibida se
mantiene en muy altos niveles, incluso enzonas o momentos con
fuertes radiaciones electromagnticas, tormentas atmosfri-cas o
cualquier evento similar.
Mayor duracin del cableado: Al no contener elementos degradables
en el tiempoo por efectos de la oxidacin, un tendido de cable de
F.O. solo podr ser destruidocomo consecuencia de una agresin fsica,
accidental o causada.
Fiabilidad: Las razones apuntadas anteriormente (Inmunidad
electromagntica, esta-bilidad en el tiempo, inaccesibilidad), as
como las cada vez mayores prestaciones decalidad de los cables de
F.O. aseguran una alta garanta de servicio a los circuitosCCTV
realizados con este tipo de materiales. Incluso en caso de
incendio, mante-niendo la vigilancia de la zona afectada.
Sencillez del cableado: Una correcta seleccin de los equipos
utilizados permitir,en la mayora de los casos, reducir al mnimo el
nmero de cables a tender, utilizan-do un mismo cable para el
control de movimiento de la cmara y el transporte de laseal de
vdeo.
Hasta fecha reciente, estas ventajas evidentes, de sobra
conocidas por los proyectis-tas y realizadores de este tipo de
instalaciones, se vean frenadas por una serie deinconvenientes
debidos a la puesta en prctica de cada una de ellas, derivados
delescaso nivel de desarrollo de la tecnologa de la fibra a nivel
de instalador no espe-cializado.
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Apuntes de Fibra ptica
El impresionante incremento registrado por la industria de las
comunicaciones, y enparticular por todo lo concerniente a los
cableados pticos de redes locales e indus-triales; ha permitido
simplificar estos trabajos hasta niveles de dificultad similares a
losde las habituales instalaciones de cable coaxial.
Se mantiene, obviamente, el incremento de coste en cada enlace
debido al obligadoempleo de convertidores electropticos; pero su
precio y la amplitud de la oferta pre-sente en el mercado los hacen
cada vez ms asequibles; como consecuencia direc-ta del incremento
de la demanda.
Analicemos a continuacin la estructura bsica de una instalacin
de CCTV, con enla-ces cmara/ monitor realizados con Fibra
ptica:
Como se puede observar en la figura adjunta, bsicamente se trata
de establecerenlaces en estrella entre cada una de las cmaras que
precisen, por algunas de lasrazones antes descritas, del empleo de
fibra ptica; y la entrada de seal (Vdeo ovdeo+ seal de control de
cmara) del centro de control.Lgicamente, el hecho de emplear cable
de fibra ptica en un montaje no obliga a rea-lizar toda la
instalacin con este tipo de material; pudiendo establecerse la
conexinptica slo entre aquellos equipos que lo necesiten. El resto
se interconectaran de laforma habitual.
Los elementos bsicos de un proyecto de este tipo, en lo
referente al enlace pticoquedan resumidos como sigue:
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Convertidores electropticos: Son los responsables de la
conversin y el envo dela seal ptica en elctrica y vice-versa;
instalndose uno de ellos en cada extremodel enlace (Tx. Vdeo en
lado cmara y Rx Vdeo en lado control).De utilizarse cmaras con
posibilidad de movimiento (domos) ser preciso contar conequipos
mixtos Vdeo+ seal de telemetra ( habitualmente RS-232 RS 422). En
lamayora de los casos es posible el envo de ambas seales por una
sola fibra.En funcin de la distancia a cubrir, estos equipos
contarn con emisores LED queinyectarn la seal lumnica en la fibra
en las longitudes de onda de 850 nm 1300nm (fibras multimodo) o con
emisores LASER que lo harn a 1300 nm (fibras mono-modo). Sus
caractersticas varan en funcin de este aspecto, siendo la ms
relevan-te la correspondiente a las prdidas mximas en el enlace;
cuyos valor medio oscilaen torno a los 14-16 dB dB.
La instalacin de los mismos puede realizarse a pi de cmara, o
incluso yuxtapues-to a la misma (Tx), empleando equipos modulares;
y mediante receptores (Rx) mode-lo tarjeta incluidos en bastidores
de rack 19 , situados en un armario prximo al moni-tor del centro
de control.
Convertidor acoplabledirectamente a cmara
Equipos convertidores electropticos para CCTV, modelos modulares
y para rack 19
Para su conexin al sistema, todos los modelos cuentan con un
conector tipo BNC(Interfaz de cmara o monitor), y un conector ptico
(habitualmente tipo ST para lafibra multimodo y FC o SC para la
fibra Monomodo).
Cables de fibra ptica: Destinado a la transmisin de la seal
ptica entre ambosconvertidores (Tx y RX); est formado por un
guiaondas ptico(fibra ptica)y unaserie de elementos de proteccin
mecnica que posibilitan su manejo e instalacin.
TIPOS DE FIBRA PTICA: Est formada por dos capas concntricas de
silice (SiO2)con diferente ndice de refraccin, denominados: ncleo
(capa central), y revesti-miento (capa externa) , que posibilitan
la propagacin de la seal en su interior.Ambos se encuentran
recubiertos de una proteccin mecnica de material
plstico(recubrimiento) hasta alcanzar un dimetro exterior de 250/
um.
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Apuntes de Fibra ptica
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Apuntes de Fibra ptica
En funcin de la proporcin ncleo/revestimiento, las fibras pticas
utilizadas enCCTV pueden clasificarse como sigue:
La eleccin de la fibra a emplear se har en funcin de la
distancia a cubrir, emple-ndose habitualmente la fibra monomodo
(SM) para distancias superiores a 10 Km yla fibra multimodo
662,5/125 (MM 62) para las inferiores.CABLES DE FIBRA PTICA: Estn
formados por una o varias fibras cableadas alre-dedor de un
elemento de conformacin, y protegidas por una o varias capas de
dis-tintos materiales destinadas a dotar al conjunto de la
resistencia a la traccin, protec-cin mecnica, etc... necesarias
para su utilizacin.Habida cuenta del sistema de proteccin
antihumedad utilizado, este tipo de cablesse clasifican en dos
grandes grupos:
CABLES DE ESTRUCTURA AJUSTADA: Cada fibra es protegida
individualmentecon material plstico hasta 900 um.(buffer o
recubrimiento ajustado) .Sin necesidadde elementos rgidos de
proteccin, lo que los hace extremadamente flexibles y resis-tentes
al aplastamiento.
CABLES DE ESTRUCTURA HOLGADA: Las fibras a 250 um se agrupan, en
nme-ro de hasta 12 , en el interior de tubos de PE de un dimetro
aprox. De 2,5-4 mm.Este tubo contiene gel hidrfugo como protector
antihumedad. En la mayora de loscasos presentan elementos rgidos de
proteccin de las fibras.Se resean a continuacin las ventajas
inherentes a cada uno de los dos tipos deconstrucciones:
HOLGADO AJUSTADO Varias fibras por tubo 1 fibra por buffer Con
gel hidrfugo Sin gel (prot. antihumedad intrnseca) No Flexibles
Extremadamente flexibles Conectorizacin delicada Conectorizacin
sencilla Densidad fibras alta Densidad fibras baja Redes MAN / WAN
Redes LAN / MAN
Descripcin bsica de un cable de f.o. estructura ajustada
(Monofibra, interior)
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Habida cuenta las caractersticas propias de las instalaciones
CCTV, (Distancias deenlace relativamente cortas, habitualmente
inferiores a 10 Km; posible entrada eninteriores, tramos
verticales, recorridos sinuosos, necesidad de funcionamiento
encondiciones de riesgo, nmero de fibras por cable inferior a 24,
etc...) son de aplica-cin las ventajas de los cables de estructura
ajustada; la descripcin de uno de cuyosmodelos es la siguiente:
Cable de F.O. tipo CDAD (OPTRAL):
1. Fibra ptica (250 um)2. Buffer (900 um)3. Refuerzo de fibras
de aramida (Elemento resistente)4. Cubierta interior5. Armadura
antirroedores de trenza de fibra de vidrio6. Cubierta exterior
LSZH
Adems de las ventajas inherentes a su caracterstica de cable de
estructura ajusta-da, el cable anteriormente descrito presenta la
de ser un resistente al fuego, de acuer-do con lo indicado por la
norma UNE 20431. De acuerdo con ello, la transmisin deseal se
mantendr durante un espacio de tiempo, aunque el cable estuviera
some-tido a la accin directa de la llama.Esto, al margen de contar
con una cubierta no emisora de humos corrosivos, opacoso peligrosos
(libres de halgenos segn UNE 50 266); lo que permitir mantener
lavigilancia, a pesar del fuego, en el rea siniestrada.
Comportamiento ante el fuego del cable standard CDAD de
OPTRAL
Una vez seleccionado el cable y la fibra adecuados, el enlace
entre el centro de con-trol y las diferentes cmaras puede
realizarse siguiendo dos esquemas:
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Apuntes de Fibra ptica
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Apuntes de Fibra ptica
1. Mediante cables de una o cuatro F.O. (En funcin de que se
trate de seal de vdeo vdeo ms telemetra) que interconecten el C.C.
con cada una de las cmaras.
2. Mediante cables multifibras, de los que se segregaran las
necesarias en cadapunto de utilizacin.
La utilizacin de uno u otro de los mtodos apuntados depender de
las caractersti-cas propias de cada proyecto.
Accesorios Varios:
CONECTORES
El acabado final de los cables de fibra ptica (conectorizacin),
ha sido consideradouna da las dificultades para la realizacin de
instalaciones con este tipo de cable,debido a lo costoso de los
equipos necesarios, y la necesidad de una tcnica espe-cializada.Si
bien esto puede seguir siendo cierto para las instalaciones a
realizar con F.O.monomodo (SM); no lo es tanto para aquellas que
precisen de f.o. multimodo (MM)(Distancia de enlace de hasta 10
Km.) que constituyen la casi totalidad de los circui-tos de
vigilancia CCTV.En cualquier caso, el gran desarrollo de las
telecomunicaciones por F.O. ha propicia-do la aparicin en el
mercado de un gran nmero de Empresas instaladoras muy habi-tuadas a
la realizacin de este tipo de trabajos en F.O. SM con un alto nivel
de cali-dad.Con referencia a la F.O. MM, el acabado final de los
cables puede realizarse conconectores de cualquiera de los sistemas
que permiten su montaje en obra con herra-mientas de gran
sencillez, como el descrito en la figura siguiente:
Conector para fibra ptica tipo ST:En la figura se pueden
observar los diferentescomponentes del mismo: Cuerpo del conector
Pinza de fijacin de la fibra Protectores de acabado
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Kit de montaje de conectores de F.O. STy SC LightCrimp XTC
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Una vez conectorizados los extremos de las fibras, y situadas en
las correspondien-tes cajas, que sern para rack 19 o murales; en
funcin del emplazamiento; se uni-rn a los equipos optoelctrnicos
mediante los necesarios latiguillos de interconexinde f.o.
(jumpers).
Caja mural para f.o. Caja rack 19 para F.O.
Clculo de un enlace:
Dado el esquema indicado en la figura, donde:
(Tx11 1204) y (Rx11 1206) forman un conjunto emisor-receptor
electroptico conunas prdidas admisibles de 14 dB. X indica un
empalme de F,.O. con una prdida de 0,3 dB (Ae). Cada enlace con
conectores ST presenta una atenuacin de 0,5 dB (Ac). Ha sido
prevista F.O. MM 62,5/125, con una atenuacin media de 3,2 dB/Km a
850 nm y 1,2 dB/km a 1 300 nm (Af). Margen de seguridad: 2 dB
(M).
La atenuacin total (At) en el tramo sera:
At=Ae + Ac + Af + M(4 x 0,3) + (2 x 0,5) + (2,5 x 3,2) + 2 =
12,2 dB
12,2
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Apuntes de Fibra ptica
Si la distancia hubiera sido de L= 5 Km., el resultado sera:
(4 x 0,3) + (2 x 0,5) + (5 x 3,2) + 2= 20,2 dB20,2>14, luego
ser preciso trabajar con equipos a 1 300 nm, ms costosos.
El resultado ser:(4 x 0,3) + (2 x 0,5) + (5 x 1,2) + 2 =
10,2
10,2
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FIBRA Y CABLES PTICOS PARA LA INDUSTRIA.
Habida cuenta de las ventajas inherentes al empleo de la fibra
ptica como canal detransmisin, analizamos en este artculo el estado
actual de la oferta a la industria engeneral (qumica, del automvil,
alimentaria, agua gas y electricidad, agraria, etc...)de este tipo
de cables; tanto en lo referente a las fibras empleadas como en lo
con-cerniente a las cubiertas y protecciones.
De la misma forma que las ventajas evidentes del empleo de la
fibra ptica hanimpuesto su utilizacin en las telecomunicaciones,
las especiales caractersticas delcontrol industrial le permiten
tambin beneficiarse de las excelencias de este mediode transmisin.
La fibra ptica puede ser, en efecto, la mejor si no la nica
solucinposible cuando, como suele ser frecuente en este campo:
El nivel de interferencias electromagnticas es alto (p.ej.:
proximidad de motores,canales de cables compartidos con cables de
energa, etc...)Las distancias entre nodos son considerables (p. ej:
instalaciones en exterior: parqueselicos, subestaciones de
transformacin, plantas potabilizadoras, depuradoras,instalaciones
de riego y control de aguas, etc...)Las necesidades de ancho de
banda son importantes: alta velocidad de transmisino gran caudal
(p.ej: enlaces entre edificios o plantas, control visual de
calidad, etc...)Los requerimientos de seguridad son altos (p. ej.:
Instalaciones antideflagrantes)
A estas exigencias responde la aplicacin de fibra ptica, cuyas
principales ventajasson:
Total inmunidad a las interferencias electromagnticas, al
tratarse de un guiaondasno metlico. Completo aislamiento elctrico
entre los diferentes nodos de comunicacin o terminales. Posibilidad
de transmisin a elevadas velocidades y a grandes distancias.
Una instalacin de control industrial consiste bsicamen-te en el
establecimiento de enlaces punto a punto entrelos diversos
transmisores-receptores, utilizando converti-dores electropticos en
la entrada-salida de cada parejade equipos.El actual desarrollo de
este tipo de equipos permite dis-poner de una gama completa que
responde con exce-lentes resultados a los diferentes protocolos y
sistemasde red empleados (TTL, RS-232, RS-422, RS-485,Indus-trial
Ethernet, etc...), permitiendo alcanzar distanciassuperiores a 20
Km. Con la mayora de ellos.
Esquema de enlaces de datos
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Apuntes de Fibra ptica
www.optral.es
www.C3comunicaciones.es
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Apuntes de Fibra ptica
Fig2: Esquema de una transmisin pr fibra ptica.
La conectorizacin y el manejo de los cables pticos, considerados
habitualmentec