El avance de la digitalización trae consigo un enorme incremento de la densidad de las redes de fibra óptica. En vista de ello, los cables de fibra óptica resistentes a la torsión, como la fibra monomodo Draka G.657.A1 atraen cada vez más miradas.

En este artículo, tratamos de describir de una manera muy comprensible cómo una fibra óptica con alta resistencia a la torsión permite sacar el máximo rendimiento a las redes e infraestructuras de fibra óptica. 

Sin lugar a dudas, el mundo se encuentra inmerso en una transformación tecnológica. Nuevas tendencias como el 5G, el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial, la realidad aumentada o la edge computing se desarrollan a ritmo trepidante. La infraestructura de las redes debe adaptarse a las nuevas necesidades mejorando su dinamismo, así como ofreciendo mayores capacidades y menores tiempos de latencia. Al mismo tiempo, aumenta la densidad de fibra óptica que están llegando a sus límites en términos de espacio.

Los estudios realizados por CRU Group en febrero del 2020 sugieren que hay más de 500 millones de kilómetros de fibra óptica instalados en el mundo: un considerable incremento si se comparan con los 200 millones del año 2010. El instituto de estudios de mercado británico pronostica que, a pesar de la crisis actual, a partir del año 2023 se producirá un crecimiento anual de 600 millones de kilómetros. Este exponencial crecimiento del mercado evidencia un fuerte incremento de la demanda digital sin que tenga visos de detenerse. En este contexto, solo en la creación de las redes FTTX y de telefonía móvil se utilizan cientos de millones de kilómetros de fibra óptica al año. Esto solamente se realiza para satisfacer la demanda de ancho de banda de los clientes finales. Una tendencia que se verá reforzada con el lanzamiento del 5G.

La cobertura de tal crecimiento del tráfico de datos y la introducción de nuevas tecnologías pasan inevitablemente por ampliar la capacidad de las redes de fibra óptica.

Los cables de fibra óptica son la mejor solución, pues no tienen parangón en cuanto a rendimiento, fiabilidad, eficiencia de costes y seguridad de la inversión. La creciente implementación de cables de fibra óptica en los inmuebles existentes incrementa la densidad de redes ópticas. Así, la probabilidad de que las fibras se doblen y retuerzan es cada vez mayor. Es por ello que los cables de fibra óptica a prueba de torsión como los de la categoría monomodo G.657.A atraen cada vez más miradas, pues no sufren pérdidas de rendimiento a pesar de ser torcidos. Además, desempeñan un papel determinante en el necesario cambio a una conectividad óptica flexible y fiable.

Se diferencia entre dos tipos de resistencia a la torsión: la resistencia a macro-torsiones (milimétricas) y la resistencia a las micro-torsiones (micras). Las macro-torsiones son reconocibles a simple vista, por ejemplo, en cables de fibra óptica curvados en torno a esquinas, en manguitos de empalme y dispositivos de conexión. Las micro-torsiones presentan tamaños microscópicos y se deben a diámetros de cable reducidos o a aplastamientos del cable. Las micro-torsiones también pueden producirse por oscilaciones térmicas que hacen que el material se contraiga. Tanto las macros como las micro-torsiones son especialmente habituales en redes de alta densidad, pues se cuenta con poco espacio para instalar y alojar las fibras, y estas entran en contacto entre sí por efecto de la contracción del material y otras cargas.

Bajas pérdidas por atenuación

Para garantizar que las redes sigan brindando elevadas capacidades en el futuro, la fibra G.657.A es la única en cubrir todo el espectro de longitudes de onda ópticas: es decir, el rango de longitudes de onda para la transmisión de datos desde 1260 nm –inicio de la banda O (Original)– hasta 1625 nm –final de la banda L– y hasta 1675 nm –final de la banda U– para la transmisión de red ODTR.

Se trata de un aspecto que no debe subestimarse, ya que las redes del futuro utilizarán longitudes de onda que escapan a los rangos estándar de la actualidad.

El gráfico de la página 34 muestra los valores de atenuación que se dan en el tiempo en un tramo de 18 km, empezando el primer día de la instalación y teniendo en cuenta Torsión accidentales durante la vida útil de la red. La conexión se compone tan solo de un splitter 1:8 (9 dB de pérdida). La atenuación por inserción de empalmes, cables Patch y conectores, así como las reservas de seguridad no se han tenido en cuenta.

La inclusión de un sistema PON con un balance de enlace de 28 dB muestra que el balance de atenuación máximo del cable es de 19 dB. La línea negra continua del diagrama representa la atenuación del tramo de 18 km el primer día de uso. La atenuación del cable se sitúa por debajo de 8 dB en el rango de longitud de onda de 1250 a 1650 nm. Cuantos más puntos de acceso se incluyan en el sistema, mayor es la probabilidad de que se produzcan Torsión accidentales. El diagrama muestra la atenuación de cable en tan solo cinco Torsión aleatorias con un radio de 7,5 mm a lo largo de un tramo de 18 km.

Valores de atenuación que se dan en el tiempo en un tramo de 18 km. (Imagen: Prysmian Group, BU Multimedia Solutions).

La línea azul discontinua representa un cable de fibras G.652.D. Presenta un incremento sustancial de la atenuación, y la pérdida total supera el balance asignado al cable de 19 dB para longitudes de onda superiores a 1490 nm. La línea naranja discontinua es un cable de fibras G.657.A1 y supera el balance asignado a partir de longitudes de onda superiores a 1580 nm. La línea azul continua muestra que la atenuación del cable con fibras G.657.A2 se sitúa muy por debajo del balance de 19 dB a lo largo de todo el rango de longitudes de onda de 1250 a 1650 nm.

Si se comparan con las fibras ópticas G.652.D utilizadas hasta ahora, las fibras G.657.A presentan unas pérdidas por atenuación mucho menores. Por ejemplo, en el caso de la fibra resistente a las Torsión Draka-G.657.A1, la pérdida por atenuación es de tan solo 0,2 dB cuando se enrolla dos veces alrededor de un lápiz, mientras que una fibra G.652.D pierde hasta 11 dB.

Tamaño reducido y compatibilidad

Cuando se necesitan cables de fibra óptica con alta densidad de fibras, las fibras con diámetros de revestimiento reducidos permiten disminuir aún más el diámetro. Con diámetros de entre 200 µm y 180 µm, estas fibras exigen una sección transversal del canal del cable notablemente inferior a los 250 µm actuales requeridos por las fibras G.652.D revestidas. Es decir, los diámetros de cable pueden reducirse de forma considerable a la vez que se alcanzan densidades de fibras elevadas. Estas fibras de pequeño diámetro abren la puerta al desarrollo de muchos sistemas de cables nuevos para cubrir gran variedad de aplicaciones de red.

La fibra monomodo G.657.A1 dispone de un perfil de índice gradual estándar que no requiere estructuras adicionales en el revestimiento (cladding). Por tanto, es plenamente compatible con todas las aplicaciones de red instaladas y se puede empalmar con cualquier fibra óptica estándar. La perfecta integración en redes ópticas existentes es posible.

Una fibra mejorada con mucho potencial

La combinación de rendimiento optimizado, conformidad total con fibras G.652.D y revestimientos protectores mejorados hace que las fibras G.657.A sean resistentes a las Torsión. Así, el problema de las micro y macro-torsiones queda prácticamente resuelto, lo que asegura la integridad de la infraestructura de la red, aumenta la estabilidad a lo largo de todas las bandas y brinda nuevas opciones para el desarrollo de sistemas. La resistencia a las torsiones de las fibras ópticas permite a los fabricantes desarrollar soluciones de cableado antes impensables, pero que hoy se hacen indispensables ante el rápido cambio de los entornos.

Las fibras resistentes a las torsiones permiten usar bucles más pequeños durante la instalación y reducir el radio de curvatura de las barras de empalme. Así, los operadores de las redes pueden utilizar equipos de acceso cada vez más pequeños y ahorrar valioso espacio. Otra ventaja: las fibras G.657.A se instalan de manera sencilla y rápida, e incrementan la vida útil de las redes, pues exigen menos reparaciones gracias a su gran resistencia a las Torsión. Dado que las infraestructuras de red de fibra óptica se están utilizando ya desde hace algún tiempo, los aspectos de la compatibilidad retrógrada y la cobertura de un amplio espectro de longitudes de onda representan requisitos importantes.

En vista de esto, las redes de fibra óptica constituyen una inversión a largo plazo. Las soluciones disponibles para su configuración deben sopesarse con detenimiento. La fibra G.657.A1 representa la infraestructura universal de fibra óptica del futuro, pues permite combinar la base instalada de fibras G.652.D y la venidera generación de fibras aún por optimizar.

Gerard Pera

Product Manager de cables de datos de fibra óptica. BU Multimedia Solutions.

Prysmian Group

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