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COMUNICACIONES ÓPTICAS
TIPOS DE FIBRA ÓPTICA
Básicamente, existen dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.
La fibra óptica multimodo es adecuada para distancias cortas, como por ejemplo redes LAN o
sistemas de videovigilancia, mientras que la fibra óptica monomodo está
diseñada para sistemas de comunicaciones ópticas de larga
distancia.
Fibra óptica multimodo
Fibra óptica monomodo
FIBRA ÓPTICA MULTIMODO
Este tipo de fibra fue el primero en fabricarse y comercializarse.
Su nombre proviene del hecho de quetransporta múltiples modos de formasimultánea, ya que este tipo de fibra secaracteriza por tener un diámetro del núcleomucho mayor que las fibras monomodo.
FIBRA ÓPTICA MULTIMODO
El número de modos que se propagan por una fibra óptica depende de su apertura numérica o
cono de aceptación de rayos de luz a la entrada.
El mayor diámetro del núcleo facilita elacoplamiento de la fibra, pero su principalinconveniente es que tiene un ancho de bandareducido como consecuencia de la dispersiónmodal.
FIBRA ÓPTICA MULTIMODO
Existe una discontinuidad de índices de refracción entre el núcleo (n1=cte) y el revestimiento de la fibra (n2= cte).
Salto de
índiceLa variación de índice es gradual.
Esto permite que los rayos de luz viajen a distinta velocidad.
Entonces los que recorran mayor distancia se propagan más rápido, reduciéndose la dispersión temporal a la salida de la fibra.
Índice gradual
FIBRA ÓPTICA MULTIMODO
Salto de
índice
Índice gradual
FIBRA ÓPTICA MONOMODO
Las fibras ópticas monomodo tienen un diámetro del núcleo mucho menor, lo que permite que se transmita un único modo y se evite la dispersión multimodal.
Los diámetros de núcleo y cubierta típicos para estas fibras son de 9/125 μm.
FIBRA ÓPTICA MONOMODO
Las primeras fibras monomodo eran de salto de índice.
Las fibras monomodo también se caracterizan por una menor atenuación que las fibras
multimodo, aunque como desventaja resulta más complicado el acoplamiento de la luz y
las tolerancias de los conectores y empalmes son más estrictas.
FIBRA ÓPTICA MONOMODO
A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias y
transmitir elevadas tasas de bit, las cuales vienen limitadas principalmente
por la dispersión cromática y los efectos no lineales.
FIBRA ÓPTICA MONOMODO
Fibra Monomodo
FIBRA ÓPTICA MONOMODO ESTÁNDAR
(STANDARD SINGLE-MODE FIBER,
SSMF)
Se caracteriza por una atenuación en torno a
los 0,2 dB/km.
Dispersión cromática de unos 16 ps/km-nm en tercera ventana (1550
nm).
La longitud de onda de dispersión nula se sitúa en
torno a los 1310 nm
(segunda ventana) donde su atenuación aumenta
ligeramente.
Existen millones de km de este tipo de fibra instalados en redes ópticas de todo el
mundo.
Sus ventajas son las bajas pérdidas a 1550nm y la
utilización de los
amplificadores ópticos de fibra dopada con erbio
(EDFA).
Ejemplos
de este tipo de fibra serían: SMF-28
(Corning) y AllWave(Lucent).
FIBRA ÓPTICA DE DISPERSIÓN DESPLAZADA
(DISPERSION-SHIFTED FIBER,
DSF)
Con la modificación geométrica del perfil de índice de refracción, se
puede conseguir desplazar la longitud de onda de
dispersión nula a tercera ventana
Sus pérdidas son ligeramente
superiores (0,25 dB/km a 1550 nm).
Su principal inconveniente
proviene de los efectos no lineales.
Su área efectiva es bastante más pequeña que
en el caso de la fibra monomodo estándar.
No son adecuadas para
sistemas DWDM, ya que el fenómeno (FWM) produce
degradaciones significativas.
FIBRA ÓPTICA DE DISPERSIÓN DESPLAZADA
NO NULA
(NON-ZERO DISPERSION-SHIFTED
FIBER,NZDSF)
Resuelve los problemas de no linealidades de la fibra de dispersión desplazada
Se caracterizan por valores de
dispersión cromática reducidos pero no nulos
Se pueden
encontrar fibras con valores de dispersión tanto positivos (NZDSF+) como
negativos (NZDSF-)
Son utilizadas en sistemas de gestión de
dispersión
Ejemplos:
LEAF (Corning)
True-Wave (Lucent) y Teralight (Alcatel).
FIBRA ÓPTICA COMPENSADORA DE
DISPERSIÓN
(DISPERSION COMPENSATING FIBER,DCF)
Se caracteriza por un valor de dispersión cromática
elevado y de signo contrario al de la fibra
estándar.
Se utiliza en sistemas
de compensación de dispersión.
Coloca un pequeño tramo de DCF para
compensar la dispersión cromática acumulada en
el enlace óptico.
Tiene una mayor atenuación que la fibra
estándar (0,5
dB/km aprox.)
Tienen una menor área efectiva
FIBRA ÓPTICA MANTENEDORA DE
POLARIZACIÓN
(POLARIZATION- MAINTAINING FIBER, PMF)
Permite la propagación
de una única polarización de la señal óptica de
entrada
Se utiliza en el caso
de dispositivos sensibles a la polarización.
Se utiliza en moduladores
externos de tipo Mach-Zehnder
Su principio de funcionamiento se basa en introducir deformaciones geométricas en el núcleo
de la fibra.
Con esto se logra conseguir un
comportamiento birrefringente.
FIBRA ÓPTICA DE PLÁSTICO
(PLASTIC OPTICAL FIBER, POF)
Constituyen una solución de bajo costo
Se utiliza para realizar conexiones ópticas en
distancias cortas
Ejemplo: en el interior de dispositivos, automóviles,
redes en el hogar, etc.
FIBRA ÓPTICA DE PLÁSTICO
(PLASTIC OPTICAL FIBER, POF)
Tienen pérdidas de 0,15-0,2 dB/m a 650 nm (se suele emplear como
transmisor un LED rojo)
Tienen un ancho de banda reducido como consecuencia de su gran
apertura numérica (diámetros del núcleo del orden de 1 mm)
Como ventajas ofrecen un manejo e instalación sencillos y una mayor
robustez.
FIBRA ÓPTICA DE PLÁSTICO
(PLASTIC OPTICAL FIBER, POF)
Las pérdidas que se producen son muy bajas con radios de curvatura de
hasta 25 mm
Esto facilita su instalación en paredes y lugares estrechos.
Avances recientes están propiciando mayores anchos de banda y
distancias.
FIBRA ÓPTICA DE CRISTAL FOTÓNICO
Fibras de sílice caracterizadas
por una microestructurade agujeros de
aire.
Tienen un inusual mecanismo de
guiado, basado en el denominado
guiado intrabanda, hace que presenten
toda una serie de propiedades únicas
Existe la posibilidad de
construirlas con núcleos de
tamaño muy pequeño para acrecentar los
efectos no lineales
FIBRA ÓPTICA DE CRISTAL FOTÓNICO
Se las puede construir con bandas de
propagación
monomodo muy extensas.
La dispersión cromática de estas
fibras
puede ajustarse mediante el diseño
adecuado de su geometría.
Se puede obtener valores
inalcanzables con la tecnología
de fibra óptica convencional.
USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
Aplicaciones
Internet
Telefonía
OtrasSensores
Redes
USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
INTERNET
El servicio de conexión a Internet
por fibra óptica, derriba la mayor
limitación del ciberespacio:
Velocidad.
Es posible navegar por Internet a una
velocidad de 2 millones de bps, impensable en el
sistema convencional (28.000
0 33.600 bps).
USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
REDES
La fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para
transportar información aumenta con la frecuencia.
Funcionan muchas redes para comunicación a larga
distancia, que proporcionan conexiones transcontinentales
y transoceánicas.
En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra
óptica.
Una ventaja de estos sistemas es la gran distancia que puede
recorrer una señal antes de necesitar un repetidor para
recuperar su intensidad.
USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
REDES
En la actualidad, los repetidores de fibra óptica están separados entre sí
unos 100 km, frente a aproximadamente 1,5 km en los sistemas eléctricos.
La fibra óptica se utiliza también en redes de área
local (LAN) y redes de área amplia (WAN).
USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
TELEFONÍA
Con motivo de la normalización de
interfaces existentes, se dispone de los sistemas de transmisión por fibra óptica para los niveles de la red de telecomunicaciones públicas en una amplia
aplicación.
Con la implantación de los servicios en banda ancha como la videoconferencia, la videotelefonía, etc. La
fibra óptica se hará imprescindible para el
abonado.
USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
SENSORES
Sensores para medir la tensión, la temperatura, la
presión y otros parámetros.
El tamaño y la ausencia de corriente eléctrica da ciertas ventajas respecto
al sensor eléctrico.
Estos sensores se han desarrollado para pozos
petrolíferos, pueden trabajar a mayores
temperaturas que los sensores de
semiconductores.
Se han desarrollado sistemas hidrofónicos(sismos), se usan en
petroleras y marinas de guerra.
Sensor giroscopio óptico que se usa en el Boeing
767.
USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
OTRAS
TELEVISIÓN POR CABLE
AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
CONTROL DE PROCESOS
APLICACIONES MILITARES
APLICACIONES MEDICAS
USOS DECORATIVOS
LUMINOSOS
VENTAJAS DEL USO DE LA FIBRA ÓPTICA
• La fibra óptica puede doblarse a pequeños ángulos sin romperse y también puede ser expuesta a grandes tensiones.
• Permite la transmisión de un gran volumen de información, un canal de seis fibras puede transportar alrededor de cinco mil señales.
• Son inmunes a las ondas electromagnéticas que puede haber en el ambiente por lo que la transmisión se hace muy confiable.
INSTALACIÓN AÉREA DE FIBRA
ÓPTICALa instalación de cable aérea se realiza sobre postes y torres que, permiten
el enrutamiento del camino de transmisión óptico sobre el terreno.
El método más común es usar un cable metálico guía entre los postes o
torres que servirá de soporte duradero de las fibras que son mucho
más delicadas
INSTALACIÓN AÉREA DE FIBRA ÓPTICA
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA EN EL
TERRENO
Cuando se trata de instalaciones nuevas o rehabilitadas son más utilizados los soterramientos
ya sea canalizados o directamente el cable bajo el suelo.
Se deja la instalación aérea para las infraestructuras cuyas conducciones ya están saturadas y sería costosa su ampliación.
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA EN EL
TERRENO
Para el soterramiento directo, donde el cable de fibra va sin protección, y por tanto en contacto directo con el suelo, es necesario el uso de maquinaria pesada.
El cable es introducido en el terreno creando una zanja (que ha de ser recubierta posteriormente
o simultáneamente excavando e insertando el cable con máquinas especializadas.
Es el sistema más costoso inicialmente de los tres.
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA EN EL
TERRENO
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA EN EL
TERRENO
Las instalaciones canalizadas requieren la colocación previa de un conducto que conducirá uno o varios cables entre dos puntos de acceso.
Los puntos de acceso son registros de manipulación que pueden ser tan grandes como para la entrada de una persona o tan solo como una mano.
Este tipo de instalación requiere:
-un dispositivo de introducción del cable dentro de la canalización .
-un instrumento de medida de tensión
-un lubricante compatible con la fibra óptica que reduzca la fricción en la canaleta.
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA EN EL
TERRENO
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA
INSTALACIÓN DE FIBRA ÓPTICA
TIPOS DE CONECTORES
ACOPLADORES
Es básicamente la transición mecánica
Necesaria para poder dar
continuidad al paso de luz del extremo conectorizado de un cable de fibra
óptica a otro.
Conectores
Se recomienda el conector 568SC
pues este mantiene la polaridad.
Sistemas con conectores BFOC/2.5 y
adaptadores (Tipo ST) instalados pueden seguir
siendo utilizados en plataformas
actuales y futuras.
Acopladores Conectores
TIPOS DE CONECTORES
ST conector de Fibra
para Monomodo o
Multimodo con uso
habitual en Redes de
Datos y equipos de
Networking locales
en forma Multimodo
SC conector de Fibra
óptica para
Monomodo y
Multimodo con uso
habitual en telefonía
en formato
monomodo.
TIPOS DE CONECTORES