INSTALACIONES DE CABLES OPTICOS

Acerca de las instalaciones de cables con fibras ópticas en conductos urbanos, directamente

enterrados, aéreos y subacuáticos.

En el presente trabajo se realizan permanentes referencias a cables instalados en los últimos 20 años. Esta es la mejor forma de ilustrar un tema en el cual la experiencia puede tener tanto valor como la teoría.

1- INSTALACIÓN EN CONDUCTOS

GENERALIDADES. Como regla general todos los métodos de instalación deben permitir hacer uso de herramientas convencionales para reducir la necesidad de máquinas y herramientas especiales. Entre los cuidados más importantes en una instalación de fibras ópticas FO se tendrá en cuenta que nunca deberá excederse la carga máxima del cable debido al peligro de rotura de las FO.

Durante la instalación es deseable grandes longitudes de tendido para reducir al mínimo el número de empalmes. La ventaja de los cables con FO es el reducido tamaño y peso, lo cual permite el tendido de entre 2000 y 4000 m de cable haciendo uso de los métodos convencionales. Esta distancia se reduce cuando la canalización está en mal estado, tienen excesivas curvaturas o existen muchos cambios de dirección en las cámaras.

1.1- SUBCONDUCTOS Y LUBRICANTES

SUBCONDUCTOS. Los conductos pueden mejorarse con la colocación de sub-conductos, lo cual incrementa la eficiencia en el uso de la infraestructura existente ya que permite instalar más de un cable por ducto. Además introduce una superficie de alta calidad, limpia y continua. Existen soluciones de compromiso que permiten colocar 3 tubos de 27 mm en el ducto de 100 mm de diámetro. Algunas Administraciones han usado 4 tubos. En la fotografía en la lámina anexa se muestra un rollo de tritubo y las cajas de fibrocemento para registro de empalmes en la instalación de Bariloche-Esquel para Telefónica de Argentina.

Los tubos de plástico corrugados transversalmente tienen la particularidad que los pliegues poseen un elevado grado de elasticidad longitudinal plegándose en la dirección del tendido e incrementando algunas veces la fricción. Existen también subductos con pliegues longitudinales que permiten un menor contacto con el cable y sirven como canal para los lubricantes. Los subductos, que se proveen en bobinas como los cables de grandes longitudes, tienen una cinta de Nylon para el tendido del cable. Esta línea mensajera se coloca mediante aire comprimido.

Los tubos son anclados en el extremo del ducto mayor mediante piezas estancas al agua que impide el acceso de la humedad desde el ducto al subducto. Comercialmente se encuentran conductos de un tubo (ducto) de dos tubos (biducto) y de tres tubos (tritubo). Los elementos que completan los materiales de instalación son: uniones dobles para tritubos, sujetador de ducto a la cámara de inspección y tapón de cierre de tubo.

LUBRICANTES. Para facilitar la instalación, el tendido puede realizarse con la ayuda de lubricantes que disminuyen el rozamiento entre el cable y el conducto. Algunos lubricantes muy viscosos pueden llegar a aumentar la carga de tracción. Cuando el tendido se efectúa a mano el lubricante puede llegar a causar problemas al personal si se lo usa en abundancia. En tal caso es conveniente no usarlo. Desde la primer instalación en Buenos Aires-1981 no se usó lubricante. En otra instalación en Montevideo-1986 se usó en un principio lubricante y se comprobó que incrementaba la resistencia a la tracción por lo que dejó de usarse.

En el proyecto COS-2 (Italia) se usó vaselina líquida al 1% de disulfuro de Molibdeno (lubricante sólido) lo cual permitió reducir en un 20% la carga de tracción. El tendido se completó con poleas intermedias en las cámaras que contenían cambios de nivel o dirección. En el proyecto de Biarritz (Francia) se usaron como lubricante microbolas de Nylon de 0,2 a 0,6 mm mezcladas con parafina. Según Comstock&Co la lubricación con microesferas de polímeros produce una reducción del coeficiente de fricción del 70 %.

En Suecia se investigaron los coeficientes de fricción entre diferentes conductos (concreto, fibras de vidrio, fibrocemento, plástico y PVC) y lubricantes apropiados. Se obtuvieron mejoras del 50 % con grasa parafinadas y del 75 % con bentonita y glicol etileno. Los valores obtenidos se modifican con la temperatura, cantidad de lubricante, diámetro y material de la cubierta del cable así como su rigidez.

EL TENDIDO. Fundamentalmente el tendido de cables se efectúa a mano, aunque se han diseñado máquinas neumáticas controladas por microprocesador para ayudar al tendido. Ver por ejemplo la fotografía anexa de una máquina Plumett.

Para la instalación se requiere de la comunicación entre cámaras, pudiendo ser realizadas mediante radiocomunicaciones o con un canal auxiliar. El par auxiliar de cobre no se lo utiliza desde mediados de la década de los '80; en los años '90 se introdujo el uso de un teléfono óptico que utiliza una FO vacante del cable para una comunicación vocal analógica. En los primeros años se han hecho pruebas y correcciones en la instalación. Por ejemplo, en 1980 en México D.F. se instaló un cable óptico de 7,6 km de longitud. El cable, que no tenía protección exterior ya que era totalmente dieléctrico, fue atacado por roedores. Se inyectó aire caliente para ahuyentarlos de los conductos y luego se los selló. Ante nuevos ataques en las cámaras en lugar del conducto se reemplazó el cable por otro con una vaina de acero.

Existen diversas opiniones con respecto a la identificación exterior de los cables. Algunos proponen señalarlos con pintura exterior para indicar su importancia, mientras que otros piensan que esto puede facilitar los actos vandálicos o de sabotaje. Téngase presente la costumbre del robo de cables de cobre para recuperación de la materia prima. En la mayoría de los casos se adoptó el criterio de ubicar los cables en lugares aislados de las cámaras, generalmente lo más elevado y sin pintura exterior.

Para los cables instalados en túneles es conveniente suministrarle un soporte plano y continuo al cable de FO para evitar compresiones localizadas o deformaciones en los puntos de soporte. En los edificios el recorrido es más tortuoso que en los conductos, por ello el cable será más flexible y robusto, debiendo estar diseñado para soportar subidas verticales prolongadas sin afectar a las FO. Se prefiere el recubrimiento adherente en este caso. También existe preferencia por la cubierta exterior de PVC o materiales no-alógenos.

TIEMPOS DE INSTALACIÓN. Como ejemplo se realiza una comparación en lo referente a los tiempos de instalación (en

unidades de horas/hombre) de un cable de 10 km de longitud. Se toma un cable multipar de 1200 pares de conductores de

cobre de 0,4 mm, un cable coaxial de 6 tubos de 2,6-9,5 mm de diámetro y un cable con 8 FO. Las hipótesis de tiempo de

trabajo son (Tabla 01):

-Se toman longitudes de tramos de cable típicos;

-Los grupos de instalación son de 6 personas y 7 horas de trabajo (un tramo por turno);

-Los grupos de empalme se consideran de 3 personas y 7 hs de trabajo;

-Luego resulta en, 2 turnos por empalme para multipar y un turno por empalme para coaxial y FO.

DIGRESIÓN: INSTALACIÓN CIDIBA-1980

Tan sólo como ejemplo se dan los datos más importantes del proyecto CIDIBA en Buenos Aires-Argentina en lo que respecta al sistema de transmisión por fibras ópticas. Fue licitado en octubre de 1979 y contratado en marzo de 1980 (el primer gran proyecto con FO en Argentina). Los cables fueron instalados entre octubre de 1980 y noviembre de 1981. La red es una combinación estrella-malla que ocupa 548 sistemas de 34 Mb/s y 340 sistemas de 140 Mb/s. Las longitudes máximas entre repetidores son de 11,9 y 11,5 km respectivamente. Son 64 rutas con 340 km de cable y 7845 km de FO. Los cables tienen entre 8 y 60 FO. Existen 517 cajas de empalme de FO realizada la unión por el método de fusión por arco eléctrico (atenuación media de 0,15 dB y máxima de 0,22 dB). El promedio de longitud entre empalmes es de 770 m.

El manipuleo e instalación de cables con FO para el Cidiba sufrió pocas modificaciones con respecto al método empleado en cables convencionales. Las pocas diferencias incluyen el uso de tracción manual aprovechando el bajo peso del cable y la reserva de algunos metros de cable en las cámaras intermedias.

En los preparativos previos para la instalación del cable por los conductos urbanos se realizaron las siguientes acciones:

-Inspección de cámaras y conductos para comprobar la presencia de gases nocivos y aguas estancadas.

-Se ventilan los gases y se drenan las aguas.

-Verificación de la presión del gas dentro del cable antes del tendido con lo que se comprueban daños en la cubierta.

-Implementación de medidas de seguridad como ser las señales de precaución.

-Instalación de un alambre de acero galvanizado de 4 mm de diámetro como elemento de tracción.

-Se efectúa la limpieza del interior del conducto con un cepillo de alambre y trapos unidos al alambre.

-Inspección del interior de los conductos mediante la introducción de un tramo de 2 m de cable como muestra testigo. -Una capa de esmalte puede facilitar la inspección de la cubierta del cable.

Para el tendido se coloca la bobina del lado de la cámara donde se encuentra la boca del conducto para desenrollar con una curvatura amplia. El cable se guía a mano o mediante un tubo flexible hasta el conducto. En la cámara terminal se instala mediante un juego de poleas el cabrestante deslizante recolector. Debe cuidarse de hacer coincidir el sentido helicoidal interno de torsión entre cables a empalmar. El cable se provee con un extremo para unir el alambre de tracción. Cuando se usan cables de rezago se usarán métodos iguales a los de los cables de Cu, por ejemplo, doblando el extremo del cable en una U cerrada para formar un anillo de enganche.

Durante el tendido se recurrió al método de tracción con ayuda en las cámaras de registro intermedias para reducir a cero la carga de tracción posterior, resultando en una alternativa económica frente al uso de capstan mecánicos. Puede usarse la tracción bidireccional comenzando el recorrido en un punto intermedio cuando el tramo es muy largo. También es útil la tracción progresiva consistente en el tendido total del tramo en dos o más partes. Siempre que el cable se extrae de la cámara se coloca en forma de ocho sobre la superficie del pavimento para no alterar la helicoicidad interna de los componentes del cable.

Las pruebas posteriores a la instalación del cable incluyen la verificación de la presión del gas seco en el interior del cable 2 (inferior a 1 kg/cm ) y la variación de la atenuación de las FO. Se encontró una reducción entre 0,01 y 0,26 dB/km

atribuibles a la eliminación de la curvatura en los carretes de embalaje. En las cámaras donde se realizan los empalmes se

dejaron varios metros adicionales con el objeto de efectuar el empalme fuera de la cámara, en una carpa.

Aquellos cables que cruzan puentes se colocan con cierta holgura para absorber los movimientos de contracción y expansión térmica. Según los datos de instalación, el promedio del cable es de 770 m y el tendido fue de un tramo por jornada por equipo de trabajo. La tracción máxima aplicada es de 200 kg y la velocidad de tendido máxima de 15 m/min. El radio de curvatura mínimo durante el tendido es de 20 diámetros del cable (500 mm).

LAMINA INSTALACION DE CABLES OPTICOS. Arriba se muestra la instalación de un cable en conducto, mediante un arado junto a las vías del ferrocarril y en una instalación aérea. Debajo se muestra un rollo de tritubo para instalaciones interurbanas junto a las cámaras de fibrocemento (para Telefónica de Argentina en Bariloche). Más abajo dos tipos de empalmes para enlaces ópticos (a la izquierda el modelo de la red interurbana de Telecom de Argentina) y una medición mediante OTDR.