Indice
1.
Introducción
2. ¿Qué es la Fibra
Óptica?
3. ¿Cómo Funciona la Fibra
Óptica?
4. ¿Cuáles son los
dispositivos implícitos en este
proceso?
5. Componentes y Tipos de Fibra
Óptica
6. Ventajas y Desventajas de la Fibra
Óptica
7. Conclusiones
La Historia de la
comunicación por la fibra
óptica es relativamente corta. En 1977, se
instaló un sistema de prueba
en Inglaterra; dos
años después, se producían ya cantidades
importantes de pedidos de este material.
Antes, en 1959, como derivación de los estudios en
física
enfocados a la óptica,
se descubrió una nueva utilización de la luz, a la que se
denominó rayo láser, que
fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin de que los mensajes
se transmitieran a velocidades inusitadas y con amplia
cobertura.
Sin embargo esta utilización del láser era muy
limitada debido a que no existían los conductos y canales
adecuados para hacer viajar las ondas
electromagnéticas provocadas por la lluvia de fotones
originados en la fuente denominada láser.
Fue entonces cuando los científicos y técnicos
especializados en óptica dirigieron sus esfuerzos a la
producción de un ducto o canal, conocido
hoy como la fibra óptica. En 1966 surgió la
propuesta de utilizar una guía óptica para la
comunicación.
Esta forma de usar la luz como portadora de información se puede explicar de la
siguiente manera: Se trata en realidad de una onda
electromagnética de la misma naturaleza que
las ondas de radio, con la
única diferencia que la longitud de las ondas es del orden
de micrómetros en lugar de metros o
centímetros.
Los circuitos de
fibra óptica son filamentos de vidrio
(compuestos de cristales naturales) o plástico
(cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300
micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente
pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera
que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin
interrupción.
Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres
de cobre
convencionales, tanto en pequeños ambientes
autónomos (tales como sistemas de
procesamiento de
datos de aviones), como en grandes redes geográficas
(como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por
compañías telefónicas).
3. ¿Cómo
Funciona la Fibra Óptica?
En un sistema de transmisión por fibra
óptica existe un transmisor que se encarga de transformar
las ondas electromagnéticas en energía
óptica o en luminosa, por ello se le considera el
componente activo de este proceso. Una
vez que es transmitida la señal luminosa por las
minúsculas fibras, en otro extremo del circuito se
encuentra un tercer componente al que se le denomina detector
óptico o receptor, cuya misión
consiste en transformar la señal luminosa en
energía electromagnética, similar a la señal
original. El sistema básico de transmisión se
compone en este orden, de señal de entrada, amplificador,
fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra
óptica (primer tramo ), empalme, línea de fibra
óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor,
amplificador y señal de salida.
En resumen, se puede decir que este proceso de
comunicación, la fibra óptica funciona como medio
de transportación de la señal luminosa, generado
por el transmisor de LED’S (diodos emisores
de luz) y láser.
Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes
adecuadas para la transmisión mediante fibra
óptica, debido a que su salida se puede controlar
rápidamente por medio de una corriente de
polarización. Además su pequeño
tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje
necesario para manejarlos son características atractivas.
4. ¿Cuáles son
los dispositivos implícitos en este
proceso?
Los bloques principales de un enlace de comunicaciones
de fibra óptica son: transmisor, receptor y guía de
fibra. El transmisor consiste de una interfase analógica o
digital, un conversor de voltaje a corriente, una fuente de luz y
un adaptador de fuente de luz a fibra. La guía de fibra es
un vidrio ultra puro o un cable plástico. El receptor
incluye un dispositivo conector detector de fibra a luz, un foto
detector, un conversor de corriente a voltaje un amplificador de
voltaje y una interfase analógica o digital En un
transmisor de fibra óptica la fuente de luz se puede
modular por una señal análoga o digital.
Acoplando impedancias y limitando la amplitud de la señal
o en pulsos digitales.
El conversor de voltaje a corriente sirve como interfase
eléctrica entre los circuitos de entrada y la fuente de
luz.
La fuente de luz puede ser un diodo emisor de luz LED o un diodo
de inyección láser ILD, la cantidad de luz emitida
es proporcional a la corriente de excitación, por lo tanto
el conversor voltaje a corriente convierte el voltaje de la
señal de entrada en una corriente que se usa para dirigir
la fuente de luz.
La conexión de fuente a fibra es una interfase mecánica cuya función es
acoplar la fuente de luz al cable.
La fibra óptica consiste de un núcleo de fibra de
vidrio o plástico, una cubierta y una capa protectora. El
dispositivo de acoplamiento del detector de fibra a luz
también es un acoplador mecánico.
El detector de luz generalmente es un diodo PIN o un APD
(fotodiodo de avalancha). Ambos convierten la energía de
luz en corriente. En consecuencia, se requiere un conversor
corriente a voltaje que transforme los cambios en la corriente
del detector a cambios de voltaje en la señal de
salida.
5. Componentes y Tipos de
Fibra Óptica
El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o
plástico – en el cual se propagan las ondas
ópticas. Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra
multimodo y 9um para la fibra monomodo.
La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que
el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas
ópticas en el núcleo.
El revestimiento de protección: por lo general esta
fabricado en plástico y asegura la protección
mecánica de la fibra.
Los tipos de Fibra Óptica son:
Fibra Monomodo:
Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de
transporte de
información. Tiene una banda de paso del orden de los 100
GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero
también es la más compleja de implantar. El
dibujo
muestra que
sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una
trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado
el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del
haz luminoso, único). Son fibras que tienen el
diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud
que la longitud de onda de las señales ópticas que
transmiten, es decir, de unos 5 a 8 m m. Si el núcleo
está constituido de un material cuyo índice de
refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces se
habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los
elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal
ventaja de las fibras monomodo, ya que sus pequeñas
dimensiones implican un manejo delicado y entrañan
dificultades de conexión que aún se dominan
mal.
Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual:
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen
una banda de paso que llega hasta los 500MHz por
kilómetro. Su principio se basa en que el índice de
refracción en el interior del núcleo no es
único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia
la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el
eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras
permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos
de propagación a través del núcleo de la
fibra.
La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de
tamaño 62,5/125 m (diámetro del
núcleo/diámetro de la cubierta) está
normalizado, pero se pueden encontrar otros tipos de fibras:-
Multimodo de índice escalonado 100/140 mm.
– Multimodo de índice de gradiente gradual 50/125 m
m.
Fibra Multimodo de índice escalonado:
Las fibras multimodo de índice escalonado están
fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30
dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km.
Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por
kilómetro. En estas fibras, el núcleo está
constituido por un material uniforme cuyo índice de
refracción es claramente superior al de la cubierta que lo
rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva
por tanto una variación brutal del índice, de
ahí su nombre de índice escalonado.
¿Qué tipo de conectores usa?
Con la Fibra Óptica se puede usar Acopladores y
Conectores:
Acopladores:
Un acoplador 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.
Pueden ser provistos también acopladores de tipo
"Híbridos", que permiten acoplar dos diseños
distintos de conector, uno de cada lado, condicionado a la
coincidencia del perfil del pulido.
Conectores:
1.- Se recomienda el conector 568SC pues este mantiene la
polaridad.
La posición correspondiente a los dos conectores del 568SC
en su adaptador, se denominan como A y B. Esto ayuda a mantener
la polaridad correcta en el sistema de cableado y permite al
adaptador a implementar polaridad inversa acertada de pares entre
los conectores
2.- Sistemas con conectores BFOC/2.5 y adaptadores (Tipo ST)
instalados pueden seguir siendo utilizados en plataformas
actuales y futuras.
Identificación: Conectores y adaptadores Multimodo se
representan por el color marfil
Conectores y adaptadores Monomodo se representan por el color
azul.
Para la terminación de una fibra óptica es
necesario utilizar conectores o empalmar Pigtails (cables armados
con conector) por medio de fusión.
Para el caso de conectorización se encuentran distintos
tipos de conectores dependiendo el uso y l normativa mundial
usada y sus Características.-
ST conector de Fibra para Monomodo o Multimodo con uso habitual
en Redes de Datos y equipos
de Networking locales en forma Multimodo.-
FC conector de Fibra Óptica para Monomodo o
Multimodo con uso habitual en telefonía y CATV en formato Monomodo y
Monomodo Angular.-
SC conector de Fibra óptica para Monomodo y
Multimodo con uso habitual en telefonía en formato
monomodo.
6. Ventajas y Desventajas de
la Fibra Óptica
Ventajas
– La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de
dos millones de bps.
– Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin
congestiones.
– Video y
sonido en
tiempo
real.
– Es inmune al ruido y las
interferencias.
– Las fibras no pierden luz, por lo que la transmisión es
también segura y no puede ser perturbada.
– Carencia de señales eléctricas en la fibra.
– Presenta dimensiones más reducidas que los medios
pre-existentes.
– El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al
de los cables metálicos.
– La materia prima
para fabricarla es abundante en la naturaleza.
– Compatibilidad con la tecnología
digital.
Desventajas
– Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las
zonas de la ciudad por las cuales ya esté instalada la
red de fibra
óptica.
– El coste es alto en la conexión de fibra óptica,
las empresas no
cobran por tiempo de utilización sino por cantidad de
información transferida al computador,
que se mide en megabytes.
– El coste de instalación es elevado.
– Fragilidad de las fibras.
– Disponibilidad limitada de conectores.
– Dificultad de reparar un cable de fibras roto en el
campo.
Nuevas Características de la Fibra
Óptica.
Coberturas más resistentes:
La cubierta especial es extruida a alta presión
directamente sobre el mismo núcleo del cable, resultando
en que la superficie interna de la cubierta del cable tenga
arista helicoidales que se aseguran con los subcables.
La cubierta contiene 25% más material que las cubiertas
convencionales.
Uso Dual (interior y exterior):
La resistencia al
agua, hongos y
emisiones ultra violeta; la cubierta resistente; buffer de 900
µm; fibras ópticas probadas bajo 100 kpsi; y
funcionamiento ambiental extendida; contribuyen a una mayor
confiabilidad durante el tiempo de vida.
Mayor protección en lugares húmedos:
En cables de tubo holgado rellenos de gel, el gel dentro de la
cubierta se asienta dejando canales que permitan que el agua migre
hacia los puntos de terminación. El agua puede acumularse
en pequeñas piscinas en los vacíos, y cuando la
delicada fibra óptica es expuesta, la vida útil es
recortada por los efectos dañinos del agua en contacto.
combaten la intrusión de humedad con múltiples
capas de protección alrededor de la fibra óptica.
El resultado es una mayor vida útil, mayor confiabilidad
especialmente ambientes húmedos.
Empaquetado de alta densidad:
Con el máximo número de fibras en el menor
diámetro posible se consigue una más rápida
y más fácil instalación, donde el cable debe
enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a
conseguir un cable con 72 fibras de construcción súper densa cuyo
diámetro es un 50% menor al de los cables
convencionales.
Después de efectuada la presente investigación se obtienen las siguientes
conclusiones:
1.- La historia de la comunicación a través de la
Fibra Óptica revolucionó el mundo de la
información, con aplicaciones, en todos los órdenes
de la vida moderna, lo que constituyó un adelanto
tecnológico altamente efectivo.
2.- El funcionamiento de la Fibra Óptica es un complejo
proceso con diversas operaciones
interconectadas que logran que la Fibra Óptica funcione
como medio de transportación de la señal luminosa,
generando todo ello por el transmisor LED’S y
láser.
3.- Los dispositivos implícitos en este complejo proceso
son: transmisor, receptor y guía de fibra, los cuales
realizan una importante función técnica, integrados
como un todo a la eficaz realización del proceso.
4.- La Fibra Óptica tiene como ventajas indiscutibles, la
alta velocidad al navegar por internet, así como su
inmunidad al ruido e interferencia, reducidas dimensiones y peso,
y sobre todo su compatibilidad con la tecnología
digital.
Sin embargo tiene como desventajas: el ser accesible solamente
para las ciudades cuyas zonas posean tal instalación,
así como su elevado costo, la
fragilidad de sus fibras y la dificultad para reparar cables de
fibras rotos en el campo.
5.- Actualmente se han modernizado mucho las
características de la Fibra Óptica, en cuanto a
coberturas más resistentes, mayor protección contra
la humedad y un empaquetado de alta densidad, lo que constituye
un adelanto significativo en el uso de la Fibra Óptica, al
servicio del
progreso tecnológico en el mundo.
Autor:
Gregorio Rodriguez