Empalme de Fibra Óptica en instalaciones FTTH
El futuro de las comunicaciones de gran ancho de banda pasa por la instalación de fibra óptica hasta el abonado. Esta nueva infraestructura plantea nuevos desafíos a los instaladores potenciales de la fibra. Una de las cuestiones más peliagudas es la necesidad de conexiones de acometidas fiables, económicas y fáciles de instalar. Mientras que los clásicos empalmes por fusión han sido ampliamente utilizados en el despliegue de la planta, el empalme mecánico toma la delantera a la hora de conectar al cliente final. ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos? ¿Cuál es el más adecuado para el despliegue FTTH?
Uno de los puntos críticos de la red FTTH es la acometida del cliente, es decir, la conexión final de la red de planta externa al abonado, que debe ser estable e instalarse de forma eficiente. Asimismo, esta acometida deberá ser operacionalmente flexible para poder realizar cambios y actualizaciones de la forma más económica y rápida posible. Existen tres posibilidades a utilizar por los instaladores de acometidas FTTH, cada una con sus pros y contras: El empalme de fusión, la utilización de acometidas preterminadas y los empalmes mecánicos.
Principales opciones para hacer acometidas FTTH
Tradicionalmente, el empalme de fusión, donde los núcleos de las fibras se fusionan juntos, ha sido el método más utilizado para el despliegue de la planta y la distribución de las fibras. En el pasado, las máquinas fusionadoras eran una inversión muy costosa, con elementos muy sofisticados, tales como el alineamiento de los núcleos de la fibra antes de realizar la fusión o la comprobación mecánica y óptica del empalme una vez realizado. Estas máquinas no son la solución más efectiva para el despliegue masivo de acometidas, pero la aparición de nuevas maquinas portátiles mas sencillas y económicas vuelve a dar aire a la idea de fusionar las acometidas.
Sin embargo, las fusionadoras portátiles también tienen sus limitaciones: en raras ocasiones tienen la capacidad de hacer medidas ópticas mediante las que se pueden reducir las pérdidas a la hora de realizar el empalme. Además, al coste típico de una fusionadora manual, unos 5000 euros, hay que añadir el coste de las herramientas de preparación y la cortadora de precisión.
Hay que considerar también que cada equipo de trabajo necesita una fusionadora, por lo que la inversión total puede dispararse.
Otras complicaciones incluyen la necesidad de tener una fuente de energía local, tal como una batería (con costes de mantenimiento asociados y posibles tiempos muertos) y puesto que es un arco voltaico lo que se utiliza para fundir las dos fibras, las fusionadoras trabajan mal en ambientes muy húmedos. Finalmente el tiempo de configuración suele ser largo, aunque solo vayamos a realizar un empalme.
Cordones preterminados
La utilización de cordones preterminados en fábrica para la realización de acometidas de cliente supone una solución rápida y fácil de utilizar, porque elimina la necesidad del equipo de instalación. Sin embargo, la necesidad de diferentes longitudes de cable para llegar al abonado puede suponer una carga para los inventarios del instalador. Además, las cocas de almacenamiento de cable y la necesidad de sustitución del cordón entero en caso de rotura pueden desaconsejar el uso de esta solución. Por último, el despliegue y tendido de este tipo de acometidas, con el conector preinstalado, a través de conducciones y pasamuros no es precisamente sencillo.
El empalme mecánico
Las limitaciones de los empalmes de fusión y de los cordones preterminados están conduciendo a los instaladores – particularmente en Asia donde el despliegue FTTH está más avanzado – a reconsiderar las ventajas del empalme mecánico. En este empalme se alinean y ensamblan las fibras juntas con medios mecánicos, tales como un canal en “v” como el utilizado en las fusionadoras, que es una manera simple de alinear fibras aprovechando su geometría. Tradicionalmente ha habido reservas sobre los empalmes mecánicos respecto a su coste y funcionamiento, al no resultar muy adecuadas para la conexión de grandes cables multifibras en una única operación, sin embargo ahora suponen una alternativa eficaz a las fusionadoras, en términos de económicos y tecnológicos, para la conexión individual de pocas fibras en muchos lugares a la vez, en definitiva en el despliegue de acometidas.
Los dos parámetros ópticos relevantes son la pérdida de la inserción (cuánta luz se pierde al atravesar el empalme) y la pérdida de retorno (cuanta luz se refleja en la transición del empalme).
La mayoría de los empalmes mecánicos y las fusionadoras portátiles más económicas que han sido utilizadas para el despliegue de FTTH tienen pérdidas de inserción comparables, puesto que ambas alinean las fibras usando el diámetro del revestimiento (superficie de cristal externa de la fibra) como referencia (en comparación con la alineación por núcleo antes de empalmar, que ofrecen las fusionadoras más costosas).
En los empalmes de fusión, la fibra se funde, de modo que no hay superficies en las que la luz se puede reflejar. En los empalmes mecánicos hay dos extremos de la fibra enfrentados. El empalme se rodea de un gel adaptador de índices de refracción que protege el empalme y reduce las reflexiones.
Hasta hace poco tiempo, este gel daba sus mejores prestaciones en gamas medias de temperatura de funcionamiento y era menos eficaz en los extremos altos y bajos de la temperatura, pero las nuevas mejoras técnicas, tales como el empalme mecánico angular, han resuelto este problema, haciendo otra vez al empalme mecánico la opción más viable para la instalación de FTTH.
Además, las herramientas para empalme mecánico se han convertido en una opción rentable, con kits de herramientas por debajo de 1000 Euros, incluyendo los útiles de pelado de la fibra y la cortadora de precisión. Esto hace factible equipar a muchos equipos de instaladores de acometidas de forma más económica comparado con los costes de fusionadoras portátiles.
La rapidez de la instalación es otra ventaja: para la utilización en acometidas, la terminación de un empalme mecánico y el conector se pueden hacer generalmente en cerca de la mitad del tiempo requerido por el empalme de fusión. Cuando se trata de realizar miles de empalmes rápidamente, con solo dos o tres uniones por localización, el empalme mecánico es más eficiente que la fusión. Además, puesto que el empalme mecánico es un proceso más simple que la fusión, los técnicos tienen menos ocasión de cometer errores o dañar componentes sensibles y requieren de un entrenamiento más sencillo.
Por todas estas razones la gran mayoría de los proveedores de servicio asiáticos han optado por los empalmes mecánicos en las acometidas de abonado FTTH.
El concepto del empalme mecánico
Un empalme mecánico de fibra óptica típico consiste en una cubierta plástica pequeña con un elemento de la aleación de aluminio que sirve a la ver para alinear y para retener las fibras de forma precisa. Según explicamos anteriormente, un gel de adaptación de índices de refracción en el interior del empalme se encarga de reducir las perdidas de inserción, con un promedio por empalme de menos de 0.1dB, comparable al empalme de fusión. Tanto con la fusión como con el empalme mecánico, el proceso depende de la calidad de las fibras. Si las fibras o su corte son de baja calidad las pérdidas serán mayores.
El proceso del empalme mecánico implica cuatro pasos: pelado de la fibra y su limpieza, corte de la fibra, inserción en el elemento mecánico, y activación de empalme con la herramienta. Esta herramienta sostiene el empalme mecánico y conserva las fibras de modo que sus extremos estén en contacto durante la activación del empalme.
Artículo técnico escrito por Fernando Heras, Dpto. Telecomunicación de 3M España.
Conector NPC
Al terminar el empalme, el elemento de aluminio presiona las fibras alineándolas mecánicamente en el interior del empalme. Los conectores de montaje en campo utilizan el mismo concepto (una pieza de metal doblada en la que se asientan las fibras) y la misma secuencia de montaje y activación, pero limitada a una única fibra, pues la otra se encuentra preterminada en el interior del conector.
La experiencia asiática y las implicaciones para Europa
La experiencia en los principales usuarios de empalmes mecánicos y su derivados, los conectores de montaje en campo con empalme mecánico, confirma que cuando se utilizan las herramientas y componentes adecuados las acometidas FTTH “mecánicas” alcanzan los objetivos presupuestarios y las prestaciones adecuadas. Países como Japón, Corea o China poseen la mayor experiencia con este tipo de acometidas, y actualmente tienen desplegadas más de 15 millones de líneas con terminación mecánica y, lo que es más, se añaden a la cuenta más de 200.000 conexiones mensuales.
Soluciones de empalme mecánico con más de 20 años de presencia en el mercado y más de 6 años de despliegue masivo garantizan una fiabilidad de más del 99,9 % en los empalmes y tanto la experiencia en planta como las exhaustivas pruebas demuestra estabilidad de las conexiones durante décadas en las condiciones ambientales y mecánicas más agresivas.
Desde el punto de vista del despliegue esta tecnología ha demostrado la posibilidad de acometer una altísima tasa de instalación diaria de una forma rápida y flexible, manteniendo acotados los costes derivados de la inversión en equipo y formación de instaladores.
En el caso europeo, las experiencias piloto indican que se esta considerando de manera cada vez mayor la utilización del empalme mecánico como medio para asegurar el despliegue de acometidas de forma rápida, fiable y económica, más aún cuando, una vez alcanzada la madurez de los proyectos piloto, se da el paso a la comercialización masiva de las conexiones en fibra que obligan a una respuesta intensiva en capital y mano de obra de las operadoras y sus instaladoras.
