2 -Cables Ópticos
description
Transcript of 2 -Cables Ópticos
-
Ing. Aurelio Bazn Snchez
Mdulo 1 Parte 2
-
CABLES DE FIBRAS PTICAS
El cableado produce modificaciones en la atenuacin y ancho de banda de las fibras pticas originales.
Dichas modificaciones deben ser mnimas y dependen de la tecnologa empleada en el cableado.
Los elementos componentes del cable y su estructura determinan las caractersticas y modalidades de empleo.
-
CONFORMACIN Y COMPONENTES DE UN
CABLE PTICO
Ncleo ptico. (6)
Elementos de resistencia mecnica. (7)
Cubiertas. (1, 2, 3,4)
Rellenos.
Armaduras. (2)
Elementos de servicio
-
NUCLEO PTICO
Es el conjunto de fibras pticas con sus respectivos recubrimientos.
Por lo general muy cerca del elemento de traccin (segn su aplicacin).
Segn la forma del ncleo ptico se tipifica los cables.
-
ELEMENTOS DE RESISTENCIA
MECNICA
Tipos:
Axial
Coaxial
Helicoidal
Mixto
La eleccin depende de:
Mdulo de Young,
La resistencia mecnica,
Peso,
Costo,
Estabilidad a largo plazo,
Facilidad de manipulacin,
Metlico dielctrico.
-
CUBIERTAS
La finalidad es de proteger a las fibras pticas contra la abrasin y penetracin del agua (fatiga mecnica), que puedan producirse en instalacin.
Los materiales mas empleados:
PVC
Polietileno
Poliueretano
Aluminio
Acero
-
CUBIERTAS
-
CUBIERTAS
-
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 aunque es inflamable, puede ser formulado para mejorar sus propiedades al respecto. Sus propiedades mecnicas no son muy buenas. Polietileno de alta densidad (HDPE).- Es parecido en todo al polietileno de baja densidad, pero tiene propiedades mecnicas mejoradas. Polietileno de media densidad (MDPE).- Es un compromiso entre las propiedades de los dos primeros. Polietileno lineal (LLDPE).- Es un nuevo tipo de PE que tiene las ventajas del LDPE (facilidad de procesamiento, bajo precio) y las propiedades mecnicas del HDPE
-
RELLENOS
Material y forma diversa segn su finalidad.
Contribuye en el armado y resistencia mecnica del cable.
Acta como barrera trmica.
Impedir la penetracin del agua.
Los materiales empleados son:
Cintas fundas de polietileno, polipropileno, nylon, celulosa, textiles.
Material gelatinoso, petrolato poliuretano al 65% con aditivos (No degradantes).
-
ARMADURA
Es incluida cuando se requiere dar al cable mayor resistencia a la traccin.
Reduce la ventaja de la ligereza y flexibilidad.
Recomendados para la instalacin en condiciones extremas.
-
ELEMENTOS DE SERVICIO
Conductores de cobre para supervisin, alarma, telealimentacin. Monitoreo y sistemas de presurizacin.
Estructura especial para cables submarinos.
ESTRUCTURAS
Estructuras densas.
Densas en grupos capas
Densas en cintas
Estructuras holgadas
Holgadas en tubos
Holgadas en cilindros acanalados
Holgadas en cintas hexagonales
-
TIPOS DE CABLES
Segn la forma de
instalacin
Cables areos
Cables subterrneos
Cables subacuticos
FUENTES DE PRDIDAS Y
DETERIOROS EN LOS
CABLES
Curvatura del cable
Traccin
Aplastamiento e impactos
Torsin
Generacin de Hidrgeno
Humedad y agua
Roedores y parsitos
Variaciones de temperatura
Vibraciones
Viento
Nieve y Hielo
-
ESPECIFICACIONES DE UN CABLE DE
FIBRAS PTICAS
Especificaciones de la fibra ptica
Atenuacin
Apertura numrica
ndice de refraccin
Dispersin - Ancho de Banda
Caractersticas geomtricas
Dimetro del Campo Modal
Tolerancias
Especificaciones del Cable
Tipo de Cable
Holgado (loose)
Ajustado (tight)
Estructura del Cable
Caractersticas mecnicas
Traccin mecnica de tendido
Esfuerzo mximo de compresin
-
Resistencia al doblado
Radio mnimo de curvatura
Elongacin permitida
Caractersticas ambientales
Temperatura de instalacin, operacin y almacenamiento.
Pruebas de estanqueidad que debe soportar
Agentes externos
Tiempo de vida
Caractersticas
constructivas
Nmero de fibras
Peso unitario
Longitud de los tramos
Elementos de servicio
Identificacin- cdigo de colores
Facilidad de trabajo
-
VENTAJAS Y
DESVENTAJAS DE UNA
INSTALACIN AREA
Mas econmico
Mas flexible
Rpida localizacin de fallas
Es ms vulnerable
Mas afecto a condiciones
climticas
Prohibitivo en algunas zonas.
INSTALACION
SUBTERRNEA
DIRECTAMENTE
ENTERRADA
Mayor seguridad
Menor riesgo de accidentes del personal
Relativamente seguras a agentes externos
Esttica
Implica negociaciones del uso del suelo
Tolerancia en el curvado
-
INSTALACIN
SUBTERRNEA EN
CANALIZACIONES
Mas costosa (obras civiles)
Mayor proteccin al cable
Mas flexible para el incremento de
instalacin
Menor gasto de mantenimiento
Mayor tiempo de vida de los cables
En grandes urbes
No se presentan permisos de
ampliacin de la red
NORMATIVIDAD
RELACIONADA
UIT-T L12 Empalmes de fibra ptica
UIT-T L14 Mtodo de medidas para determinar la resistencia mecnica a la
traccin en cables de fibra ptica
sometidos a cargas mecnicas
UIT-T L26 Cables de fibra ptica para aplicaciones areas
UIT-T L25 Mantenimiento de redes de cable de fibra ptica
UIT-TL34 Instalacin de cables de fibra ptica de hilo de guarda OPGW
UIT-T L43 Cables de fibras pticas para aplicaciones enterradas
UIT-T L46 Proteccin de los cables y plantas de telecomunicaciones contra los
ataques biolgicos
ANSI EIA/TIA 598A Cdigo de colores del cable de fibra ptica
-
CABLES HOLGADOS
TIPOS DE CABLES
-
CABLES BREAKOUT
CABLES AJUSTADOS
-
CABLES BREAKOUT
-
CABLES DE
DISTRIBUCIN
-
CABLES AREOS
-
INSTALACION
EN LINEAS DE
TRANSMISIN
ELCTRICA
El hecho de que la fibras pticas sean dielctricas y por lo tanto
inmunes a las interferencias electromagnticas, fue un factor decisivo
para tornarlas en una solucin adecuada para ambientes con elevadas
corrientes inductoras.
Los cables OPGW en las versiones "ST" (Steel Tube) o "ACST"
(Aluminium Clad Steel Tube), los ADSS, OPCC y MASS estn
diseados en forma tal que la geometra de sus elementos interiores
aseguran la proteccin del ncleo ptico.
Este tipo de cables
poseen una amplia
resistencia a condiciones
climticas, comparables
con las mismas que
poseen los cableados
elctricos
OPGW: Doble funcionalidad de cable de tierra y comunicaciones.
OPPC: Doble funcionalidad de conductor de fase y comunicaciones.
ADSS: Cables de fibra ptica autosoportados no metlicos
suspendidos directamente entre dos torres.
MASS: Cables de fibra ptica autosoportados metlicos suspendidos
directamente entre dos torres.
-
OPGW
Es la mejor solucin tcnica para la
transmisin ptica en LAT, dada la buena
proteccin del cable y la alta disponibilidad
del sistema que puede obtenerse.
Se recomienda su utilizacin cuando se trate
de una lnea elctrica nueva, dado que la
diferencia de valor con un cable de guarda
convencional radica solamente en el costo
diferencial de la provisin del material.
-
1 Ncleo de fibras pticas Con tubos en mltiplos de 12 fibras para 12, 24, 36 y 48
hilos de fibra ptica
2 Tubo de PBT Protege las Fibras contra altas temperaturas
3 Fibras de Refuerzo
Usadas como elemento de traccin y proteccin trmica y
que evitan el desplazamiento del ncleo en el tubo de
aluminio
4 Gel Absorbente de
hidrogeno
Se usa para proteger las fibras pticas de la degradacin
ptica por el hidrogeno
5 Tubo de Aluminio
Provee al cable de un nivel adecuado de proteccin al
cortocircuito, mejor solucin para evita corrosin,
perfecta estanqueidad del ncleo, Alta resistencia al
aplastamiento
6 Hilos de acero Acero recubiertos de aluminio
7 Hilos de aluminio Hilos de aleacin de aluminio
-
Tubo de Aluminio Dimetro de 7.3 mm
Armadura
5 hilos de acero recubiertos de aluminio de 3.17 mm carga de rotura de 143 Kg./mm2.
5 hilos de aleacin de aluminio de 3.17 mm
Sentido de cortadura izquierdo ( S)
Caractersticas del
cable (Fsicas y
mecnicas)
Dimetro Aproximado 13.6 mm
Peso Aproximado 453 Kg./Km.
Carga de rotura de acuerdo a CFE E000-21 Abril 2002
Traccin mxima recomendada 24.4 kN/mm2
Seccin 79 mm2
Coeficiente de dilatacin 16.8 x 10-6 C-1
Radio mnimo de
curvatura
En las poleas durante la instalacin 400 mm
En el dispositivo de freno 600 mm 600 mm
En las bajadas despus de la instalacin 300 mm 300 mm
Temperatura de
operacin
Temperatura de operacin De 40 C a 85 C
Elctricas
Resistencia Elctrica ( 20C) 0.42 Ohms/ Km
Corto Circuito desde 50C 68 KA2 S
Corto Circuito en 0.3 s 15 kA
Ensayos de rutina El 100% de las fibras pticas se medirn por medio de la tcnica del ODTR antes de salir de
fabrica
ESPECIFICACIONES
-
El diseo del OPGW integra materiales que por sus caractersticas le dan
propiedades especiales que le permiten tener un alto desempeo:
Fibras pticas protegidas dentro de tubos holgados, que proporcionan una gran
capacidad de transmisin de informacin a alta velocidad.
Tubo de aluminio para aislar el ncleo ptico y protegerlo de la humedad, as
como para proporcionar un medio para la disipacin de corrientes en caso de
cortocircuito.
Corona de alambres de acero que le imprimen una gran resistencia mecnica a la
tensin longitudinal.
La presencia de las fibras pticas en el cable de guarda no slo representa un
aumento en las dimensiones del mismo, sino que implica importantes diferencias
en la forma de planear y ejecutar la instalacin del cable:
En un cable de guarda sin fibras pticas, se empalma un tramo con
el siguiente y puede quedar al medio del vano; en el OPGW, en
cambio, los empalmes tienen que estar en torres y mantener una
reserva de varios metros de cable.
En un cable de guarda sin fibras pticas no importa la temperatura que se alcance en una falla o descarga, mientras no se rompa el cable;
por su parte, en el OPGW debe cuidarse que no se afecten las fibras.
Un maltrato que no afecte al cable de guarda sin fibras pticas puede daar las fibras pticas dentro del OPGW
-
Tubo de Acero Inoxidable con Cubierta de Plstico Interior:
Protege de manera efectiva a las fibras de rebabas y serraduras, controla de manera precisa los excesos de
longitud de las fibras, e incrementa la caracterstica de penetracin de fluidos horizontal del tubo de acero
inoxidable.
Tubo de acero inoxidable recubierto
Mejora de manera efectiva caractersticas elctricas como la intensidad de cortocircuito y el
comportamiento ante rayos, y aumenta de manera evidente la resistencia a la rotura y la corrosin.
Tubo de acero inoxidable recubierto de aluminio
Mejora de manera efectiva caractersticas elctricas como la intensidad de cortocircuito y el
comportamiento ante rayos, y aumenta de manera evidente la resistencia a la rotura y la corrosin.
-
Condiciones
operativas
Riesgos
para la fibra
ptica Soluciones adoptadas
-
Cables Compuestos MONOCORONA
Los cables OPGW MONOCORONA, son los ms comnmente
utilizados. Su diseo se adapta perfectamente a las necesidades
ms habituales de instalacin consiguiendo una ptima relacin
calidad-precio
DOBLE CORONA
Los cables OPGW DOBLE CORONA, se aplican cuando los
requisitos especifican una elevada carga de rotura y/o una
elevada corriente de cortocircuito.
Los cables OPGW MONOTUBOCENTRAL estn
especialmente diseados para aplicaciones donde se requiere
un cable con un dimetro y un peso reducidos.
Las fibras pticas del OPGW inicialmente se usaron para control y proteccin de las
lneas elctricas o para comunicaciones a nivel local. Para estos fines era necesario un
bajo nmero de fibras (6u8). Sin embargo, hoy en da se instalan cables de 36 fibras o
ms debido a que el objetivo ha cambiado: ahora es el transporte masivo de informacin
aprovechando la tecnologa de comunicaciones pticas y el derecho de va de las lneas
elctricas a lo largo y ancho del pas. La combinacin de ambos elementos da muy
importantes beneficios a las compaas elctricas.
-
Herraje de Suspensin OPGW
Es destinado para conectar cable OPGW en de postes en lnea recta, la varilla
preformada no concentra la tensin, evitando la tensin por curvaturas y
juega un rol de proteger el cable y ayuda a reducir la vibracin. Todo el
conjunto del herraje contiene: la varilla preformada, la abrazadera de
suspensin, y los accesorios de conexin y acoplamiento.
Herraje de Tensin OPGW
Es una terminacin completa de cable de fibra ptica con alambre de tierra
OPGW. Pernos de cabeza anti choques son usados para las fuerzas de agarre
precisas hacia ambos lados de la torre sin afectar el funcionamiento de la fibra
ptica.
Amortiguador
El amortiguador de vibracin reduce efectivamente los niveles de
vibracin producidas por el aire sobre el cable OPGW.
Cada amortiguador de vibracin tiene una seccin de amortiguador y
cable interactuando para proveer una accin/reaccin de movimiento
que se opone a la onda de vibracin natural.
Una pequea seccin absorbente frena delicadamente el cable,
haciendo que la fibra no sufra daos o distorsione la seal y haya
prdidas de informacin.
El grado de proteccin necesario para una aplicacin especial depende
de varios factores como el tipo de cable, diseo de lnea, temperatura,
tensin y exposicin al viento.
Accesorios - ferretera
-
Grapas de suspensin
Las grapas de suspensin proporcionan un punto de soporte del
cable OPGW a lo largo de la instalacin (varios kilmetros)
Proporciona seguridad en condiciones climticas adversas,
minimizando vibraciones debidas a corrientes de aire y lluvias
que se puedan presentar en el sitio de instalacin.
Todos los cables OPGW o ADSS requieren una suspensin
especial debido a sus caractersticas de construccin.
Se han diseado grapas para todos los diferentes tipos de cables
que hay en el mercado.
Cajas de empalme
Gran resistencia,
hermeticidad.
El sistema de
almacenamiento permite una
gran radio de curvatura,
minimizando riesgos de
dao o prdida de seal en la
fibra.
Grapas
de
bajada
-
Caracterstica fsicas (armadura)
-
ESTRUCTURA DEL CABLE OPGW
-
Manejo y pruebas iniciales
-
Caractersticas tcnicas
-
ALL-DIELECTRIC SELF-
SUPPORTING
Este tipo de cable es ms econmico que el OPWG y
posee la ventaja de permitir
su mantenimiento sin
desenergizar el sistema de
transporte elctrico.
Especialmente recomendable cuando se
trata de instalaciones
elctricas existentes, donde
ya se encuentre tendido el
hilo de guarda.
-
Especificaciones tcnicas - Cable ADSS
-
Herraje de Suspensin ADSS
El herraje de suspensin tangente ADSS es
destinado para conectar con postes en lnea recta.
Que no tienen tensin concentrada evitando la
tensin por curvaturas donde el herraje puede
jugar el rol de proteger al cable y asistir en
reducir la vibracin. El conjunto completo
comprende herraje de suspensin y accesorios de
conexin y acoplamiento.
Herraje de Tensin ADSS
El herraje de tensin es destinado para ngulos
con curvatura , continuo y la terminal de
conexin. La barra de acero cubierta de
aluminio helicoidal tiene la fuerza de
resistencia, para no concentra la tensin y juega
un rol para proteger el cable y adems ayuda a
reducir la vibracin.
-
OPPC
-
TERMINACIN
DE UN OPPC
-
MASS
-
Metallic Aerial Self-Supporting (MASS)
Metallic Aerial Self-Supporting (MASS). Es una alternativa de
solucin usados para instalar cables de fibra ptica en media y alta
tensin. Tpicamente se usa cuando existe el cable OPGW y su
reemplazo no es posible o es antieconmico. El cable MASS es
compacto y de peso liviano sin funcin elctrica y completamente
autosoportado.
-
CARACTERSTICAS
DE UN CABLE
MASS
-
CABLE
SUBMARINO
-
Cable hbrido (fibra
ptica - elctrico)
-
CORDONES PTICOS
-
CORDN PTICO SIMPLE SM FC-FC
-
COMPARACIN DE LOS PRINCIPALES
TIPOS DE CABLES PTICOS
-
Inspeccin y recepcin de
los cables de fibra ptica Cuando llegue el envo, asegrese
que los tipos y cantidades de cables
coincidan con el conocimiento de
embarque. Si hubiera una
discrepancia, comunquese con el
representante de Servicio al Cliente
de la empresa.
Inspeccione cada carrete y paleta de
material para detectar cualquier tipo
de dao durante la descarga. Si
sospecha que algn material est
daado, colquelo a un lado para
inspeccionarlo ms detalladamente
antes de firmar los documentos del
envo.
-
Los carretes de cables de fibra ptica se envan
colocados sobre sus lados rodantes, no se
apilan sobre sus bases. Asegrese de observar
la orientacin y condicin del carrete durante
su inspeccin.
Si detecta o sospecha que el cable est daado
y si decide aceptar el envo, registre el tipo de
dao y el nmero de carrete en TODAS las
copias de conocimiento de embarque.
Si el dao es demasiado extenso como para
aceptar el conocimiento de embarque, indique
al conductor del transporte el rechazo del envo
debido al dao detectado. Notifique de
inmediato al Departamento
de Servicio al Cliente de la empresa para que se
puedan hacer arreglos para reemplazar el envo.
-
Prueba de cables de fibra ptica Aunque no se requiere la prueba de los cables de fibra ptica
durante la entrega, la prueba antes de, durante y despus de la
instalacin es esencial para identificar cualquier degradacin en
el rendimiento del cable causada durante la instalacin.
Hay cuatro fases en la prueba del cable de fibra ptica:
1) Inspeccin visual para detectar daos durante el envo
2) Prueba de preinstalacin, que ocurre inmediatamente despus
de la entrega de los cables,
3) Prueba de instalacin, que medidas se obtiene despus de
colocar el cable y en cada punto de empalme (pruebas parciales)
y,
4) Prueba de aceptacin final, que ocurre inmediatamente antes
de la activacin (entrega de la obra).
-
Prueba de preinstalacin La prueba de preinstalacin por lo general
consiste de una prueba con el
Reflectmetro ptico en el dominio de
tiempo (OTDR) realizada a 1550 nm.
Todos los cables de fibra ptica pasan
por la prueba OTDR antes de su envo y
el informe de la prueba se adjunta al
carrete.
Una prueba de preinstalacin verificar
las caractersticas del cable y comprobar
si hay daos de envo. El operador del
sistema y el grupo de construccin pueden
llevar a cabo las pruebas al mismo tiempo
para anticipar dificultades futuras si
un cable se daara durante la
construccin.
-
Prueba de instalacin El cable debera probarse despus de
haberse colocado en la planta y antes del
empalme para asegurarse que no se hayan
producido daos de instalacin. La
prueba de instalacin por lo general se
hace con un reflectmetro ptico en el
dominio tiempo (OTDR).
La prueba de empalme se lleva a cabo
despus de cada empalme para asegurarse
de haber hecho una conexin ntida y de
baja prdida. OTDR, la deteccin de
inyeccin local y/o la alineacin de
configuracin se pueden usar solas o en
combinacin para la prueba de empalme.
-
Postinstalacin - Prueba
de aceptacin final El mtodo de prueba de
postinstalacin normal es realizar
una prueba de reflectmetro
(OTDR) de punta a punta.
Tambin, puedes realizarse las
pruebas por el mtodo de
insercin, usando fuente y
medidor de potencia ptica.
Los resultados deberan
compararse con la prueba de
preinstalacin.
Se recomienda seriamente
establecer un programa de prueba
continua despus de haberse
activado el sistema
-
TERMINACIONES
DE LOS CABLES
-
BASTIDORES PTICOS