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UNIVERSIDAD NACIONAL
ABIERTA Y A DISTANCIA
“UNAD” - TUNJA
TUTOR: ING. JOSE MIGUEL HERRAN
ALVARO F. ROJAS ZAPATA
COD. 6771774
INGENIERIA DE LAS
TELECOMUNICACIONES
FIBRA ÓPTICA
OBJETIVOS
-Aprender los conceptos fundamentales en lo
relacionado con la teoría de la fibra óptica.
-Distinguir los diversos tipos de fibra óptica, así
como sus aplicaciones.
-Conocer y diferenciar los eventos típicos que
puede llegar a poseer la fibra óptica.
-Conocer y manejar la diversa instrumentación
para medición de parámetros de la fibra óptica,
sobre todo el reflectómetro óptico temporal
(OTDR).
INTRODUCCION
INICIACION DE LAS COMUNICACIONES ÓPTICAS
- La invención del LASER y el perfeccionamiento en los materiales vítreos
dio un giro total al campo de las comunicaciones al demostrar que podía
ser posible enviar señales de información por medio de señales
luminosas.
- Su justificación principal radica en la cada día más creciente demanda
de servicios de comunicaciones, tanto en volumen, como en capacidad de
transmisión de información, con costos de instalación y mantenimiento
constantes.
- Ancho de banda más amplio y, por consiguiente, mayor velocidad de
conmutación, con mínima atenuación con respecto a los tradicionales
conductores de cobre. Además, por ser una guía de onda, las
perturbaciones del medio van a ser casi nulas, lo que no ocurre en otros
medios de transmisión como con los radio enlaces en los cuales factores
como las precipitaciones atmosféricas, contaminación y otros influyen en
la calidad de la transmisión.
EVOLUCIÓN DE LAS COMUNICACIONES
AYER 64 kbps equivalente a 1 llamada
HOY
ALAMBRE DE COBRE 0.4
2.4 GBits equivalente a 32.000 llamadas FIBRA ÓPTICA MONOMODO
MAÑANA
2.4 GBits equivalente a
32.000.000 de llamadas
FIBRA ÓPTICA MONOMODO
PROPIEDADES DE LA FIBRA ÓPTICA
- Gran ancho de banda.
- Atenuación de la fibra independiente de la
velocidad de transmisión.
- Inmune al ruido y las interferencias.
- Imposibilidad de detección.
- Dimensiones y peso menor.
- Más económica.
FENÓMENOS INTERVINIENTES EN LA ADECUADA
PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN LA FIBRA ÓPTICA
REFRACCIÓN: Es un fenómeno particular de la luz, el cual radica en
que cuando la luz que está en el vacío penetra a un medio diferente,
experimentará un cambio tanto en la velocidad como en la dirección. A
la relación de este cambio de velocidad se denomina INDICE DE REFRACCIÓN
ÍNDICE DE REFRACCIÓN = n =
Velocidad de la luz en el vacío = c
Velocidad de la luz en el medio = v
Dirección 1
MEDIO 1 = VACIO
Velocidad 1 = c
Dirección 2
MEDIO 2
Velocidad 2
C = 300.000 Km/seg.
FENÓMENOS INTERVINIENTES EN LA ADECUADA
PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN LA FIBRA ÓPTICA
REFLEXIÓN: Cuando una onda luminosa incide en la superficie de contacto entre
dos materiales con diferentes índices de refracción o plano de separación,
ocurrirán dos fenómenos:
1. Parte de la onda luminosa se refleja hacia el medio de donde procede, a esta
onda se le denomina onda reflejada.
2. Sufre una desviación de la velocidad y dirección en la trayectoria original o se
refracta, a esta onda sele denomina onda refractada.
MEDIO 2
Rayo refractado
Rayo incidente
Rayo reflejado
MEDIO 1
CLASES DE FIBRAS
ÓPTICAS
TIPOS DE FIBRAS ÓPTICAS
MULTIMODO:
Son aquellas fibras que permiten múltiples modos de
propagación de la luz, entendiendose por modo una posible trayectoria
que la luz pueda tomar dentro de la fibra, se caracterizan por tener un
núcleo de espesor alto, siendo las dimensiones mas usuales 50/125m,
62,5/125m y 100/125m.
Ventajas.
- Económica.
Desventajas.
- No es apta para trayectos largos.
- Sus velocidades de conmutación son lentas.
CLASES DE FIBRA MULTIMODO.
FIBRA MULTIMODO DE INDICE GRADUAL
n2
n1
n2
MONOMODO: Son aquellas fibras que permiten únicamente
un solo modo de propagación de la luz, es decir, la luz se verá
“forzada” a tomar una sola trayectoria, debido a su núcleo tan
estrecho (8,3 micrones). Su dimensión única es de 9/125 m.
Este
tipo de fibra
es el más utilizado actualmente para
trayectos largos, debido a que la forma de onda no se deforma al
final de
su
trayectoria, permitiendo hacer conmutación de
señales a alta velocidad.
PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA
OPTICA
1. Pérdidas
Las pérdidas son definidas como aquellas circunstancias de tipo físico que hacen que la
señal luminosa de entrada se vaya degradando a medida de que vaya recorriendo la
fibra.
Matemáticamente se define como la relación entre las potencias luminosas tanto de
salida como de entrada.
Potencia de salida
Potencia de entrada
Pérdida = 10 log
dB
La fibra en si por estar construida con materiales no ideales, también posee su
coeficiente de atenuación el cual está expresado en dB/Km.
Coeficiente de pérdida =
1
Longitud de la fibra
10 log
Potencia de salida
Potencia de entrada
PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA
ÓPTICA
MECANISMOS INDUCTORES DE PÉRDIDAS
- Composición física del material del núcleo
- Impurezas en la fibra.
- Defectos en el modo de cableado.
- Geometría de la fibra.
Es necesario destacar que la atenuación no depende de la frecuencia
de transmisión de la señal que se está enviando, como ocurre en el
cable de cobre, si-no que depende de la longitud de onda a la cual se
está transmitiendo.
PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA
A medida de que la longitud de onda aumenta, la atenuación tiende a
disminuir, sin embargo existen tres longitudes de ondas especiales en las
cuales la atenuación es especialmente baja, a estas longitudes de onda
especiales se les da el nombre de VENTANAS, y son utilizadas como
portadoras en la gran mayoría de sistemas de comunicaciones por fibra
óptica, estas ventanas están en las longitudes de onda de 850, 1300 y
1550 nm.
Las ventanas se clasifican de acuerdo al tipo de fibra óptica a trabajar, así:
- Para fibra óptica MULTIMODO: 850 y 1300 nm.
- Para fibra óptica MONOMODO: 1310 y 1550 nm.
PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA
2. Dispersión
Se entiende como dispersión el efecto de deformación del pulso de salida recibido en
un extremo de la fibra con respecto al pulso de entrada transmitido en el otro
extremo.
Pulso
transmitido
Pulso recibido
La dispersión es causada por la naturaleza misma de la fibra, tal como su
constitución (Monomodo o Multimodo), la calidad de la fibra y la cantidad de señal
perdida por unidad de longitud.
PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA
CLASES DE DISPERSIÓN
- Dispersión modal, generada por la misma naturaleza de la fibra
multimodo.
- Dispersión espectral, intramodal o del material, relacionada con el hecho
de que a
cada
longitud de onda, le corresponde una velocidad de
propagación, dependiendo del índice de refracción correspondiente.
LA SUMA CUADRÁTICA DE LAS DOS ANTERIORES NOS DA UNA
DISPERSIÓN DENOMINADA DISPERSIÓN CROMÁTICA, DENOMINADA
ASI POR LAS DIVERSAS LONGITUDES DE ONDA ASOCIADAS A LA
LONGITUD DE ONDA CENTRAL.
- Dispersión por efecto guía ondas: Dispersión debida a los parámetros
geométricos y ópticos de la fibra.
PERDIDAS POR REFLEXIÓN
Se denomina reflexión a la cantidad de potencia que se devuelve hacia la
fuente de origen, esto debido a que en el el punto de terminación de la fibra
existe una superficie lisa reflejante, la cual es generada al cambiar
bruscamente el índice de refracción del material del núcleo de la fibra hacia
el aire.
Potencia reflejada
Potencia incidente
Potencia reflejada
Reflexión = 10 log
Potencia incidente
CABLES DE
FIBRAS ÓPTICAS
CABLES
•USO INTERIOR
•USO EXTERIOR
•AÉREOS
•SUBMARINOS
•DUCTOS
•DIELÉCTRICOS
CABLES
DISTRIBUCIÓN - INTERIOR
ARMADO
LOOSE TUBE
BREAKOUT
AÉREO