Si acabas de adentrarte en el mundo de la fibra óptica, todos los términos técnicos y abreviaturas pueden resultarte abrumadores. Por eso he creado esta serie de glosarios sobre fibra, para ayudarte a entender el significado real de estos términos de la forma más sencilla posible.
ÍNDICE
Introducción
En un artículo anterior: Cómo funciona la fibra óptica: la ciencia sencilla detrás de la luz, explicamos cómo viaja la luz a través de las fibras ópticas y cómo se transmite la información a grandes distancias con increíble rapidez y precisión.
Sin embargo, en los sistemas de fibra óptica del mundo real, la transmisión de luz nunca es perfectamente sin pérdidas. A medida que las señales ópticas viajan a través de las fibras, y especialmente cuando pasan por conectores, empalmes u otros componentes, una pequeña parte de la potencia óptica se pierde inevitablemente.
En este artículo, damos un paso más y nos centramos en uno de los indicadores de rendimiento más fundamentales de la fibra óptica: pérdida por inserción. Explicaremos qué es la pérdida por inserción, por qué se produce y cómo afecta a la fiabilidad y eficacia de las redes de fibra óptica, utilizando un lenguaje sencillo y fácil de entender para los principiantes.
¿Qué es la pérdida de inserción?
Pérdida de inserción (IL) se refiere a la reducción de la potencia óptica que se produce cuando se introduce un componente óptico o una conexión en un enlace de fibra óptica.
En términos sencillos: Cuando la luz se “inserta” a través de un conector, empalme o dispositivo, no toda ella lo consigue. La parte perdida se denomina pérdida de inserción.
La pérdida de inserción se produce comúnmente en:
- Conectores de fibra óptica
- Fusión o empalmes mecánicos
- Cables de conexión y adaptadores
- Divisores y otros componentes pasivos
- Curvas cerradas en fibras ópticas
La pérdida de inserción suele expresarse en decibelios (dB)y los valores más bajos indican un mejor rendimiento.
¿De dónde viene la pérdida de inserción?
La pérdida de inserción no está causada por un único factor. Es el resultado de varias imperfecciones físicas y mecánicas que afectan a la eficacia con la que la luz pasa de una fibra a otra.
A continuación se indican las causas más comunes.
Desalineación del núcleo entre fibras
Cuando se conectan dos fibras, sus núcleos deben estar alineados con precisión. Si la alineación es incorrecta, aunque sólo sea por unas micras, parte de la luz no llegará al núcleo receptor y se filtrará al revestimiento.
Esta es una de las causas más comunes de pérdida de inserción.
Una simple analogía:
Es como conectar dos tuberías de agua que no están perfectamente alineadas: parte del agua se derramará en lugar de fluir.
Diferentes diámetros de núcleo o revestimiento
Aunque las fibras estén bien alineadas, pueden producirse pérdidas de inserción si:
- Los diámetros del núcleo son diferentes
- Los espesores del revestimiento no son los mismos
- Se mezclan fibras de distintos fabricantes o normas
Estos desajustes provocan desajuste modo-campo, lo que significa que la luz no puede transferirse completamente de una fibra a la otra.
Entre los extremos de las fibras
Si los extremos de las fibras no están en contacto físico, puede formarse un pequeño espacio de aire entre ellos.
En esta interfaz:
- La luz se encuentra con una frontera vidrio-aire
- Parte de la luz se refleja hacia atrás
- Menos luz sigue adelante
Esto no sólo aumenta la pérdida de inserción, sino que también puede contribuir a pérdida de retorno, que se trata en otro artículo.
Extremos angulados o mal pulidos
Si las caras de los extremos de las fibras no son perfectamente planas o perpendiculares:
- La luz sale de la fibra en ángulo
- La eficacia del acoplamiento disminuye
- Se pierde más potencia óptica
Por este motivo, la calidad de la cara final del conector (PC, UPC, APC) desempeña un papel importante en el control de la pérdida de inserción.
Flexión de la fibra y pérdida por flexión
Cuando las fibras ópticas se doblan más allá de su radio de curvatura mínimo:
- La luz no puede permanecer totalmente confinada en el núcleo
- Parte de la energía óptica se filtra en el revestimiento
- Aumenta la pérdida de inserción
Este tipo de pérdida se conoce como pérdida por flexión y es especialmente común en instalaciones estrechas y cableado interior.
Las causas menos obvias con las que se topan los ingenieros
Más allá de las causas de los libros de texto, las instalaciones reales introducen riesgos adicionales.
La calidad de los conectores varía considerablemente. Las tolerancias de fabricación, la concentricidad de la virola y la consistencia del pulido afectan a la transferencia de la luz a través de la interfaz.
La manipulación también influye. Los manguitos termorretráctiles que se comprimen antes de enfriarse completamente, una fuerza de tracción excesiva en los cables de conexión o las inserciones repetidas pueden aumentar las pérdidas con el tiempo.
Y luego está la contaminación, probablemente el problema más subestimado de la fibra óptica.
Una sola partícula de polvo en un extremo puede aumentar drásticamente la pérdida de inserción. Por eso, los técnicos experimentados son casi obsesivos con la limpieza. Utilizando toallitas sin pelusa y bolígrafos de limpieza de fibra óptica no es opcional en la práctica. Muchos problemas de pérdidas de inserción elevadas se resuelven simplemente limpiando bien ambos extremos.
¿Cómo se mide la pérdida de inserción?
La pérdida de inserción se calcula comparando la potencia óptica antes y después de un componente o conexión.
La fórmula básica es: IL (dB) = -10 × log₁₀ (Pout / Pin)
Pin = potencia óptica de entrada
Pout = potencia óptica de salida
En la práctica, los ingenieros rara vez calculan logaritmos sobre el terreno. En su lugar, utilizan un atajo:
Pérdida de inserción ≈ Pin (dBm) - Pout (dBm)
Este método de sustracción es intuitivo y rápido. Si su potencia de entrada es de -3 dBm y su potencia de salida es de -3,5 dBm, su pérdida de inserción es de unos 0,5 dB. Para la mayoría de los fines prácticos, eso es todo lo que necesitas saber in situ.
Para los principiantes, la idea clave es sencilla: Cuanto más se acerque la potencia de salida a la de entrada, menor será la pérdida de inserción y mejor será el rendimiento.
¿Qué se considera una “buena” pérdida de inserción?
La pérdida de inserción aceptable depende en gran medida del tipo de fibra y de la aplicación.
Los sistemas de fibra monomodo suelen tener requisitos más estrictos que los multimodo debido a las mayores distancias de transmisión y a los presupuestos de potencia más ajustados. Si eres nuevo en este tema, Fibra óptica: Monomodo y multimodo: ¿cuál es la diferencia? ofrece una útil visión de conjunto.
En el caso de los conectores estándar de una sola fibra, como LC o SC, las conexiones de alta calidad suelen estar en el rango de 0,2-0,3 dB mientras que 0,5 dB suele considerarse aceptable en muchas redes.
Los conectores multifibra introducen una complejidad adicional. Conectores MPO y MTP, que alinean varias fibras a la vez, tienen naturalmente mayores pérdidas de inserción debido a los problemas de alineación entre muchos núcleos. Los valores típicos suelen oscilar entre 0,35 dB a 0,7 dB, según el grado y la aplicación. Para una comparación más detallada, véase MPO vs MTP: ¿Cuál es la diferencia y cuál deberías elegir?.
Dado que las pérdidas por inserción se acumulan en varios puntos de conexión, incluso pequeñas mejoras en cada interfaz pueden suponer una diferencia notable en el rendimiento global del sistema.
Conclusión
La pérdida de inserción no es un parámetro misterioso: es simplemente el resultado visible de cómo se comporta la luz cuando la realidad sustituye a la teoría.
Cada conector, empalme y curva modifica ligeramente la trayectoria de la luz. Entender de dónde proceden esas pérdidas ayuda a los ingenieros a diseñar rutas más limpias, elegir mejores componentes y evitar errores de instalación comunes.
En el próximo artículo veremos pérdida de retorno, que se centra en lo que le ocurre a la luz que no avanza y en por qué la reflexión hacia atrás es tan importante como la pérdida de inserción.
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