1.Introduccion
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
2. ¿ Que es la fibra optica ?
La fibra óptica es tan sólo una diminuta varilla -que bien puede ser de vidrio o de plástico- con un gran índice de refracción mediante la cual se transmiten haces de luz, que previamente modulados transmiten información de un punto a otro con una calidad de comunicación inimaginable por otros medios. La fibra a marcado un punto de inflexión en el mundo de las telecomunicaciones a parte de otras muchas ramas, las cuales comentaremos posteriormente
3. Propiedades que la caracterizan
- Presenta un gran ancho de banda, lo que supone más información por conductor que con los medios convencionales. Se manejan valores desde cientos de MHz hasta decenas de GHz.
- La atenuación de la fibra óptica es ínfima , lo cual permite recorrer larguísimas distancias sin necesidad de amplificar la señal, cosa que sería impensable en una comunicación estándar.
- La fibra es inmune al ruido y a las interferencias, algo bastante importante sobre todo cuando el cable debe pasar por zonas donde hay instalaciones de alta tensión, o se trabaja con ellas en empresas en las que se trabaja con líneas de alta tensión
- La información que viaja por la fibra no se puede interceptar sin que los usuarios de la comunicación se percaten de ello. Esta es una de las razones de por que la fibra es usada comúnmente en instalaciones militares.
- La fibra presenta unas dimensiones muchísimo más reducidas que los medios preexistentes, lo que se traduce en economía de transporte y una ligereza bastante superior a los otros medios
- Posee una gran resistencia al cambio de temperatura, así como a las corrosiones. Además, la fibra puede ser muy útil en el cambio de temperaturas, ya que, según para que aplicaciones posee una sensibilidad a la presión, ondas de sonido, calor, movimiento, ...
- La materia prima con la que se fabrica, el óxido de silicio, es muy abundante en la naturaleza (30 % de la superficie terrestre), lo cual abarata muchísimo el material. De hecho, el precio de los cables de fibra ha ido disminuyendo progresivamente desde su nacimiento, ya que su coste es casi inversamente proporcional al volumen de producción.
- Gran facilidad para localizar los cortes, gracias a un proceso basado en la telemetría, el cual permite detectar rápidamente el lugar para así poder reparar la avería, simplificando así las labores de reparación.
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
5.¿Cuales son dispositivos implicitos en este proceso?
Los bloques principales de un enlace de comunicacion de fibra optica son:
- El transmisor: consiste de una interface de analogica y digital un conversor de voltaje a corriente una fuente de luz y adaptador de fuente de luz a fibra.
- La guia de fibra: es un vidrio ultra puro o un cable plastico
- 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.
El nucleo: 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 optica: 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
7. Tipos de fibra optica
- Fibra monomodo : Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayo 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 indice 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 indice gradiante 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 indice 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
8. ¿ Que tipos de conectores se 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
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.
10. Forma de emviar la informacion atravez de la fibra optica
La fibra óptica se basa en el principio de la reflexión total. La luz cambia de trayectoria al pasar de un medio a otro, como el aire y el vidrio. A partir de cierto ángulo, la luz no puede abandonar un medio para pasar a otro, y se refleja en la superficie que los separa. De este modo, la luz que viaja por una fibra óptica permanece en su interior, rebotando en las paredes, aunque la fibra se doble
Para enviar la información a través de la fibra óptica, lo primero que hemos de tener en cuenta son tres puntos
El transmisores decir, la unidad que debe generar los rayos de luz, que puede ser conectada y desconectada muy rápidamente y modulada por algún tipo de señales que representen información.
La fibra óptica, el cual debe tener una cubierta y un "encapsulamiento", así como una pureza que le hagan fuerte y transparente a las frecuencias de luz que se van a utilizar. Debe poder ser empalmada y reparada cuando sea necesario y tener capacidad para llevar los rayos de luz a una distancia razonable antes de que una estación repetidora tenga que reamplificar la luz para hacer posible que ésta atraviese la distancia casi total en la cual debe viajar. En algunos casos hay que usar muchas estaciones repetidoras.
El receptor. Debe reconvertir esos rayos de luz en voltajes y corrientes analógicas o digitales de forma que la estación del usuario pueda separar y utilizar las señales de información que se habían transmitido.
La selección de la fibra óptica depende de las características del sistema; las consideraciones más importantes son: tipos de fibra (plástico o silicio), dimensiones del núcleo y recubrimiento, modo de propagación (monomodo o multimodo) tipo de índice (gradual o escalonado) y otros:
- Apertura numérica (NA): Esto depende del tipo de fibra seleccionada
- Longitud de onda: valor nominal de operación.
- Ancho de banda: se especifica en Mhz/km.
- Tiempo de subida: De un pulso óptico desde 20% al 80% de su máxima intensidad, esto lo define e fabricante.
- Pérdida en el cable: la atenuación se da en dB por kilómetro.
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 definitiva, en este proceso de omunicación, la fibra óptica funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado por el transmisor de LED'S (diodos emisores de luz) y lásers. (Los Led´s se usan para distancias cortas, y el láser para distancias largas).
Los diodos emisores de luz y los diodos lásers 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.
El láser, sin embargo, presenta un gran inconveniente, que es la poca durabilidad, por lo que continuamente hay que estar reponiendo.
11. Ventajas y desventajas de la fibra optica
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.
Coberturas mas 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.
Videos de Fibras
