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FIBRA ÓPTICA: LA TECNOLOGIA MAS AVANZADA PARA HACER
VIAJAR LA INFORMACIÓN
Todos sabemos, lo complejo que es realizar grandes redes de CATV, utilizando cable coaxial, ya sea tanto por
las dificultades de instalación, debidas a la obra civil necesaria, etc.., como por las dificultades técnicas a la hora
de dimensionamiento y cálculo de la instalación. Por ello, Fracarro desde hace mas de dos años ha apostado y ha
decidido dirigir sus esfuerzos en desarrollar tecnologías de transmisión , recepción y distribución de señales TV
y datos, usando la potencialidad de la fibra óptica, sobre todo, en aquellas aplicaciones donde la tecnología
convencional resulta ineficaz. El uso de la fibra óptica en las redes de CATV, nos va a proporcionar una serie de
ventajas impensables con una instalación convencional de coaxial.
1. Aplicaciones
coaxial, pudiéndose distribuir por una misma fibra
servicios como:
- Urbanizaciones y adosados horizontales de hasta
10Km, donde el sistema SMATV permite cubrir
grandes distancias, garantizando calidad en el
servicio.
Telefonía básica y RDSI, GSM y LMDS,
Datos
Televisión analógica, digital, terrestre y por satélite
Servicios Multimedia: bajo demanda, etc.
- Edificios verticales de gran altura, como puedan ser
Hoteles, torres de oficinas... donde el sistema
S/MATV-PON evita ampliaciones intermedias que
empeoran la calidad y encarecen la solución
- Aplicaciones dentro del marco de la normativa ICT
(RD279/99). La ICT de fibra óptica habilita un
acceso universal y de calidad a los novedosos
servicios de telecomunicación presentes y futuros.
- Polígonos industriales, parques temáticos y
tecnológicos, estadios de fútbol...
Otra de las ventajas de la fibra, es que posee una
atenuación muy baja y constante con la frecuencia,
(valor típico para fibras monomodo es de 0.4 dB/Km
a 1550 nm mientras que el coaxial tiene entre 40 a 80
dB/Km a 1 GHZ y 20ºC), lo que nos permite cubrir
grandes distancias, de alrededor de 10-20 Km sin
necesidad de amplificación intermedia.
TV satélite
TV terrestre
CABECERA
Red de distribución
óptica pasiva
TX óptico
Otras ventajas a destacar, son la facilidad de
instalación: ya que una FO es mucho menor que un
coaxial (en un cable coaxial de 5 mm cabe 4 fibras)
por lo que se puede ahorrar en tubos y obra civil; y el
mantenimiento: Una instalación de FO va a requerir
de un menor mantenimiento que una instalación en
coaxial, ya que se evita el mantenimiento de
amplificadores intermedios y el cambio de
componentes y cables obsoletos ante nuevos
servicios.
Otras ventajas son:



2. Ventajas
La Fibra presenta grandes ventajas frente al coaxial,
destacando principalmente, la cantidad de
información que podemos transmitir por una sola
fibra y las distancias que podemos cubrir sin
necesidad de amplificación intermedia.
Con respecto a la capacidad de la FO, ésta, tiene un
ancho de banda casi “infinito” (THz) (la utilización
del ancho de banda de una fibra viene limitado por
los equipos ópticos utilizados), por lo que la cantidad
de servicios que se pueden distribuir aumentan
considerablemente, respecto a una distribución en


Excelente flexibilidad
Inmunidad a los ruidos eléctricos
(interferencias)
No existe diafonía (no hay inducción entre
una fibra y otra)
Estabilidad frente a variaciones de
temperatura
Al no conducir electricidad no existe riesgo
de incendios por arcos eléctricos No puede
captarse información desde el exterior de la
fibra (seguridad de la información) El
Dióxido de Silicio, materia prima para la
fabricación de F.O., es uno de los recursos
más abundantes del planeta (tendencia a
abaratarse los precios de la fibra).
3. Componentes básicos de la distribución
Además de la a fibra óptica, que es el medio físico
por el cual vamos a transmitir la información, un
enlace de fibra necesita de otros componentes, que
nos permitan enviar, recibir y procesar la
información. Entre ellos están:
se utiliza fibra multimodo, mientras que para redes de
CATV se emplea la monomodo)
- Transmisor láser: El transmisor óptico convierte la
señal eléctrica al dominio óptico. Está formado por:
Chip del láser. Controladores de corriente y
temperatura.
- Fotorreceptor: Convierte la señal óptica en
eléctrica. Está formado por:
Fotodiodo. Amplificadores de RF.
- Otros componentes ópticos: Acopladores, filtros,
divisores...
Fibras ópticas : Las fibras ópticas son conductos,
rígidos o flexibles, de plástico o de vidrio (sílice), que
son capaces de conducir un haz de luz inyectado en
uno de sus extremos, mediante sucesivas reflexiones
que lo mantienen dentro de sí para salir por el otro.
Es decir, es una guía de onda y en este caso la onda
es de luz.
Fracarro ha escogido y desarrollado sus equipos
ópticos para monomodo en 2ª ventana
4. La fibra óptica
CATV/SMATV
en
aplicaciones
El objetivo de una red de distribución en fibra óptica
no es otro que el de transferir las señales
analógicas/digitales de las cabeceras S/MATV a las
subcentrales
o
puntos
de
recepción,
en
configuraciones Punto-Punto o Punto-Multipunto
evitando los equipos que necesitaríamos en el caso
del cable coaxial:
El cable de fibra óptica se constituye principalmente
de un núcleo rodeado de un revestimiento. La
diferencia entre sus índices de refracción (indicados
con n) es lo que hace que el haz de luz se mantenga
dentro del núcleo (siempre que el haz haya entrado
con el ángulo apropiado y el “n” del núcleo sea
mayor que el del revestimiento).
A la FO desnuda (núcleo+revestimiento+color) se le
agregan protecciones adicionales contra esfuerzos de
tracción, aplastamiento y humedad.
n
n
2
1
Sin entrar mucho en detalle podemos clasificar las
fibras en dos tipos: monomodo (SM) y multimodo
(MM). Las principales diferencias entre unas y otras,
radican en el ancho de banda y distancias a cubrir
(mayor en las fibras monomodo) y las dimensiones
del núcleo. El utilizar un tipo de fibra u otro
dependerá del tipo de instalación a realizar y de los
equipos utilizados (normalmente para redes de datos
300mt
300mt
300mt
coaxial
RX
TX
1000mt
fibra
El link óptico a utilizar en aplicaciones
CATV/SMATV, nos debe permitir trabajar en la
banda de 1-2 GHZ, cubrir distancias de 10-20 KM y
asegurarnos una C/N> 50 dB, para ello el tipo de
fibra que utilizaremos será monomodo (nos permite
un ancho de banda mayor y alcanzar las distancias
deseadas), trabajando en 2ª ventana (donde tenemos
mínima dispersión, baja atenuación y los equipos
ópticos que trabajan en dicha ventana son de menor
coste que los de 3ª ventana) y utilizando una fuente
láser ( mas estrechas y de mayores potencias de
transmisión).
En todo sistema de transmisión por fibra, tenemos
una serie de componentes básicos, uno de ellos era la
fibra, de la cual ya hemos visto sus características y
parámetros principales, otros son los transmisores y
receptores, de los cuales hablaremos a continuación y
veremos las características de los equipos ya
desarrollados por Fracarro:
Transmisor óptico: El transmisor óptico convierte la
señal eléctrica de entrada en señal óptica a la salida.
Los valores típicos de la señal óptica de salida son:
Potencia de Salida: 3 a 12 dBm (2 - 16 mW)
(valor fijado en producción) y una ganancia de -20 dB.
Hay que tener especial cuidado con el máximo nivel
de la señal de entrada que viene fijado para un
determinado nº de canales con el fin de reducir el
nivel de intermodulación. Para el caso del TX óptico
de Fracarro este nivel esta alrededor de los 93 dBV
para 42 canales analógicos, pudiendo aumentar en 3
dB el nivel de entrada cada vez que reduzcamos a la
mitad el nº de canales analógicos de entrada (96
dBV para 21 canales, 99 dBV para 10...)
Otros parámetros a tener en cuenta son: la longitud de
onda de trabajo, el tipo de conector...
deberíamos hacer si se tratara de una instalación en
coaxial.
En rasgos generales, para diseñar un enlace óptico
solamente es necesario realizar dos tipos de cálculos;
uno en el dominio óptico, que nos permitirá saber si a
nuestro receptor llega la suficiente potencia óptica,
como para poder entregar una señal eléctrica a la
salida con cierta calidad; y uno en el dominio
eléctrico, que nos permitirá saber que nivel de señal
tendremos a la salida del receptor.
Así las dos formulas que nos van a permitir realizar
los cálculos son:
RX
TX
1000mt
VinRF  Ptxopt  Network attenuation  Prxopt
1
|
PoptRX
= Ptxopt
dB
|
dB
- Attopt
 VoutRF
|
dB
Al RX OPTICO debo de llegar con la
suficiente potencia óptica
2
Receptor óptico: En el receptor óptico la señal
eléctrica de salida está controlada por la potencia
óptica de entrada. El Nivel de Potencia Óptica
Mínima de entrada está relacionado con la relación
S/N (Sistemas analógicos >50dB), es decir, para que
se cumpla una C/N superior a 50 dB debemos llegar
al receptor óptico con un nivel de potencia óptica que
esté dentro de los márgenes fijados para dicho
receptor. Los Valores Típicos del Rango de entrada
de Potencia Ópt.: 0  3 dBm y una ganancia de +20
dB. Al igual que en el transmisor, otros parámetros a
tener en cuenta son: la longitud de onda de trabajo, el
tipo de conector...
Splitters: Los splitters nos van a permitir dividir la
señal óptica con el fin de poder realizar varios
ramales de distribución óptica. Los splitters vienen
caracterizados principalmente, por el nº de salidas y
las perdidas de inserción, y al igual que el resto de
equipos ópticos por la longitud de onda de trabajo,
tipo de conectores...
5. Cálculo de un link
aplicaciones CATV/SMATV
óptico
en
Aunque pueda parecer lo contrario, el diseño de un
enlace con fibra óptica, simplifica enormemente los
cálculos a realizar en comparación con los que
Vout
|
= Vin
dB
|
dB
+ G*db - 2xAttopt
|
dB
La ATENUACIÓN ÓPTICA equivale
al DOBLE en RF => AttRF = 2x Attopt
G* es la suma de la ganancia del TX óptico y la del
RX óptico
Como conclusión:
Una instalación de una red de distribución en F.O.
simplifica notablemente las fases de proyectación,
instalación, cálculo y comprobación.
Ventajas vs. cable: banda y cobertura, fiabilidad en el
tiempo, flexibilidad .............. y en muchos casos en
costes
Dpto. Ingeniería e instalaciones Fracarro Ibérica.
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