Download la norma iso 88002.3

 HISTORIA
Las ondas de luz son una forma de energía electromagnética y la idea de transmitir
información por medio de luz, como portadora, tiene más de un siglo de antigüedad. Hacia
1880, Alexander G. Bell construyó el fotófono que enviaba mensajes vocales a corta
distancia por medio de la luz. Sin embargo, resultaba inviable por la falta de fuentes de luz
adecuadas.
Con la invención y construcción del láser en la década de los 60 volvió a tomar idea la
posibilidad de utilizar la luz como soporte de comunicaciones fiables y de alto potencial de
información, debido a su elevada frecuencia portadora (1014 Hz). Por entonces, empezaron
los estudios básicos sobre modulación y detección óptica. Los primeros experimentos sobre
transmisión atmosférica pusieron de manifiesto diversos obstáculos como la escasa
fiabilidad debida a precipitaciones, contaminación o turbulencias atmosféricas.
El empleo de fibras de vidrio como medio guía no tardó en resultar atractivo: tamaño, peso,
facilidad de manejo, flexibilidad y coste. En concreto, las fibras de vidrio permitían guiar la
luz mediante múltiples reflexiones internas de los rayos luminosos, sin embargo, en un
principio presentaban elevadas atenuaciones.
En 1966 se produce un gran hito para los que serán las futuras comunicaciones por fibra
óptica, y es la publicación por Kao y Hockman de un artículo en el cual se señalaba que la
atenuación observada hasta entonces en las fibras de vidrio, no se debía a mecanismos
intrínsecos sino a impurezas originadas en el proceso de fabricación. A partir de esta fecha
empiezan a producirse eventos que darán como resultado final la implantación y utilización
cada vez mayor de la Fibra Óptica como alternativa a los cables de cobre:

1970: Corning obtiene fibras con atenuación 20 dB/km.

1972: Fibra Óptica con núcleo líquido con atenuación 8 dB/km.

1973: Corning obtiene Fibra Óptica de SiO2 de alta pureza con atenuación 4 dB/km
y deja obsoletas a las de núcleo líquido.

1976: NTT y Fujicura obtienen Fibra Óptica con atenuación 0,47, dB/km en 1.300
nm, muy próximo al límite debido a factores intrínsecos (Rayleigh) .

1979: Se alcanzan atenuaciones 0,12 dB/km con fibras monomodo en 1550 nm.
También en 1975 se descubría que las Fibras Ópticas de SiO2 presentan mínima
dispersión en torno a 1300 nm, lo cual suponía disponer de grandes anchuras de
banda para la transmisión, en cuanto a la dispersión del material de la fibra
constituye un factor intrínseco limitativo. Las nuevas posibilidades que ofrecían las
Fibras Ópticas también estimularon la investigación hacia fuentes y detectores
ópticos fiables, de bajo consumo y tamaño reducido.

1970: Primer láser de AIGaAs capaz de operar de forma continua a temperatura
ambiente. Sin embargo, el tiempo de vida medio era de unas pocas horas. Desde
entonces, los proceso han mejorado y hoy es posible encontrar diodos láser con más
de 1.000.000 horas de vida media.

1971: C.A. Burrus desarrolla un nuevo tipo de emisor de luz, el LED, de pequeña
superficie radiante, idóneo para el acoplamiento en Fibra Óptica. Por lo que se
refiere a los fotodetectores, los diodos PIN y los de avalancha a base de silicio,
fueron desarrollados sin dificultades y ofrecían buenas características. Sin embargo,
no podían aplicarse en longitud de onda > 1100 nm. El germanio era un buen
candidato a ser utilizado para trabajar entre 1100 y 1600 nm, y ya en 1966 se
disponía de ellos con elevadas prestaciones eléctricas. Sin embargo, la corriente de
oscuridad (ruido) del germanio es elevada y da motivo a ensayos con fotodiodos
con materiales como InGaAsP. El primer PIN de InGaAs se realiza en 1977.
 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
La fibra es un medio de transmisión de información analógica o digital. Las ondas
electromagnéticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.
Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la cual se efectúa
la propagación, denominada núcleo y de una zona externa al núcleo y coaxial con él,
necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y que se denomina envoltura
o revestimiento.
La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres
características fundamentales:
 Del diseño geométrico de la fibra
 De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración (diseño óptico)
 De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura
menor será la capacidad de información de esa fibra
Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes y el peso del cable de
fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, redundando en su facilidad de
instalación. El sílice tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a
temperatura, pues funde a 600C. La fibra óptica presenta un funcionamiento uniforme
desde -550 C a +125C sin degradación de sus características.
¿DE QUE ESTAN HECHAS?
La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o sílice, materia prima abundante en
comparación con el cobre. Los dos constituyentes esenciales de las fibras ópticas son el
núcleo y el revestimiento. El núcleo es la parte más interna de la fibra y es la que guía la
luz. Consiste en una o varias hebras delgadas de vidrio o plástico con diámetro de 50 a 125
micras. El revestimiento es la parte que rodea y protege al núcleo.
El conjunto de núcleo y revestimiento está a su vez rodeado por un forro o funda de
plástico u otros materiales que lo resguardan contra la humedad, el aplastamiento y otros
riesgos del entorno.
3.1 FUNCIONAMIENTO
El fundamento de la fibra óptica es el siguiente: la luz enviada por el interior de la fibra se
refleja en sus paredes, lo que tiene como consecuencia guiar el haz luminoso a lo largo de
la fibra, incluso cuando ésta está curvada.
Un enlace óptico comprende un foco luminoso láser que funciona en el infrarrojo próximo
(a una longitud de onda de 1,3 o 1,5 µm). La luz emitida es modulada por un transmisor, un
sistema controlado por la señal eléctrica que aporta la información. Los impulsos luminosos
se envían a través de la fibra; en el otro extremo, un fotodiodo (o receptor) reconvierte la
señal óptica en señal eléctrica. Y ésta es transformada finalmente en sonido, imagen o texto
en el teléfono, la televisión o la pantalla del ordenador.
Como en todos los sistemas de comunicación numérica, la información está codificada en
forma de una sucesión de «0» y de «1», en la que cada elemento se llama «bit» (de binary
digit). En una fibra óptica, los «0» y los «1» son transportados físicamente por una onda
luminosa cuya intensidad se modula: el tiempo se divide en almenas de igual duración, y en
cada almena, el «1» se codifica por medio de un impulso luminoso de una cierta intensidad,
mientras que el «0» se representa por una ausencia de luz.
Los impulsos que constituyen las señales están individualizados en una onda luminosa y el
número de informaciones transmitidas por segundo no puede exceder a la frecuencia de la
onda portadora (es decir, como máximo un bit por periodo de la onda). Esta propiedad
muestra el interés de utilizar señales ópticas cuyas frecuencias van de 1014 a 1015 Hz, en
vez de ondas de radio de frecuencias más bajas (del orden de 105 a 1010 Hz): las fibras
ópticas hacen posibles caudales muy elevados, con unas pérdidas mucho menores que en
los cables eléctricos.
3.2 ESTRUCTURA CABLES
La fibra óptica consiste en tres partes: la interior, denominada núcleo, la exterior, llamada
revestimiento y un recubrimiento de protección alrededor del revestimiento. El núcleo
(core) y el recubrimiento (cladding), cada uno de ellos formando por material con distinto
índice de refracción, para conformar así un guía-ondas propagador de las ondas luminosas.
Así cuando hablamos de fibras de 50/125, 62.5/125 o 10/125 m, nos estamos refiriendo a la
relación entre el diámetro del núcleo y el del recubrimiento. El núcleo tiene un índice de
refracción superior al del revestimiento. Debido a esta diferencia de índices, la luz
transmitida se mantiene y propaga a través del núcleo, satisfaciéndose el principio de
reflexión total interna.
Haciendo diferentes combinaciones entre el tamaño del núcleo y la diferencia de índices
entre el núcleo y el revestimiento, se pueden obtener diferentes fibras en las que existe un
único modo de propagación, manteniendo la relación V < 2,405.
La luz que entra en la fibra óptica se propaga a través del núcleo en modos, que representan
a los diferentes caminos posibles de las ondas luminosas.
Las ondas luminosas deben entrar en la fibra dentro de cierto ángulo, llamado ángulo de
aceptación.
Otro parámetro importante en una fibra es su apertura numérica. En los conductores de
fibra óptica se utiliza el efecto de la reflexión total para conducir el rayo luminoso por su
interior. El ángulo necesario para acoplar al núcleo un rayo luminoso desde el exterior
recibe el nombre de ángulo de aceptación. El seno de este ángulo se denomina apertura
numérica.
Un parámetro extrínseco a la fibra óptica es la ventana de trabajo, la longitud de onda
central de la fuente luminosa que utilizamos para transmitir la información a lo largo de la
fibra. La utilización de una ventana u otra determinará la atenuación que sufrirá la señal
transmitida por kilómetro. Las ventanas de trabajo más corrientes son: Primera ventana a
850 nm, segunda ventana a 1300 nm y tercera ventana a 1550 nm. La atenuación es mayor
si trabajamos en primera ventana y menor si lo hacemos en tercera. El hecho de que se
suela utilizar la primera ventana en la transmisión de una señal es debido al menor coste de
las fuentes luminosas utilizadas, al ser tecnológicamente más simple su fabricación.
La atenuación en las fibras es producida por tres causas: Dispersión, debida a defectos
microscópicos de la fibra; absorción, debida a materiales no deseados de la fibra y flexión
debida a las curvaturas.
3.2.1 TIPOS DE CABLES

Patchcord simple CPS
o
Descripción y aplicaciones
- Cable de Interconexión Simple: CPS
- Se utilizan para la confección de cordones y latiguillos así como para la
interconexión de equipos terminales.
o
Construcción
1 - Fibra óptica
2 - Recubrimiento ajustado
3 - Refuerzos de aramida
4 - Cubierta HFLSFR
o
Ventajas
- Multimodo o Monomodo.
- Compacto y ligero.
- Conectorización directa.
- Flexible y resistente.
- Antihumedad.
- Excelente resistencia mecánica.
- Muy fácil de pelar, libre de gel.
- No propagador de la llama, baja emisión de humos y libre de halógenos
HFLSFR).
- Totalmente dieléctrico.
Fibras
Diámetro (mm)
Simple
3,0
Peso (Kg/Km)
10
Tensión máxima en instalación (Kg)
50
Tensión máxima permanente (Kg)
30
Radio de curvatura (cm)
3

Patchcord doble CPD/CIP

Descripción y aplicaciones
-Cable de interconexión dual: CIP
-Se utiliza fundamentalmente para la interconexión de
equipos terminales. Se usa para la transmisión horizontal de
datos y señales en el interior de edificios

Construcción
1 - Fibra óptica
2 - Recubrimiento ajustado
3 - Refuerzos de aramida
4 - Cubierta individual HFLSFR
5 - Cubierta HFLSFR

Ventajas
- Dos fibras ópticas.
- Conexión directa
- Compacto y ligero.
- Flexible y resiliente.
- Muy resistente.
- Antihumedad.
- Dieléctrico.
- Excelente resistencia mecánica.
- Muy fácil de pelar, libre de gel.
- No propagador de la llama, baja emisión de humos y libre
de halógenos (HFLSFR).
CIP
CPD
2
2
Diámetro (mm)
4x7
3,0 x 6,5
Peso (Kg/Km)
25
20
Tensión máxima en instalación (Kg)
100
100
Tensión máxima permanente (Kg)
50
50
Radio de curvatura (cm)
4
3
Número de fibras

Cable de Distribución interior reforzado CDIR

Descripción y aplicaciones
- Cable distribución armadura metálica: CDAM
-Se trata de un cable para instalación interior-exterior muy robusto y
protegido de los roedores con hilos de acero.

Construcción
1 - Fibra óptica
2 - Recubrimiento ajustado
3 - Refuerzos de aramida
4 - Asiento de armadura
5 - Armadura de hilos de acero
6 - Cubierta de Caucho Acrílico-FR

Ventajas
- Construcción muy robusta y resistente.
- Conectorización directa.
- Múltiples fibras ópticas.
- Compacto y ligero.
- Muy resistente.
- Antihumedad.
- Flexible y resiliente, excelente resistencia mecánica.
- Muy fácil de pelar, libre de gel.
- No propagador de la llama.
- Protección antirroedores.
Fibras
Diámetro (mm)
4
8
6
9,5
8
10
12
11
Peso (Kg/Km)
95
120
140
170
Tensión máxima instalación (Kg)
160
200
210
230
Tensión máxima permanente (Kg)
60
70
80
95
Radio de curvatura (cm)
9
10
11
12

Cable interior-exterior armado metálico CDAM

Descripción y aplicaciones
- Cable distribución de armadura dieléctrica: CDAD
-Muy robusto, totalmente dieléctrico y protegido de los roedores, con fibra
de vidrio. Puede ser instalado indistintamente en interiores o exteriores.

Construcción
1 - Fibra óptica
2 - Recubrimiento ajustado
3 - Refuerzos de aramida
4 - Asiento de armadura
5 - Armadura de fibra de vidrio
6 - Cubierta de Caucho Acrílico-FR

Ventajas
- Construcción muy robusta y resistente.
- Conectorización directa.
- Flexible y resiliente.
- Múltiples fibras ópticas.
- Compacto y ligero.
- Excelente resistencia mecánica.
- Muy fácil de pelar, libre de gel.
- No propagador de la llama.
- Totalmente dieléctrico.
- Protección antirroedores.
Fibras
4
6
8
12
Diámetro (mm)
8
9,5
10
11
Peso (Kg/Km)
80
100
110
130
Tensión máxima instalación (Kg)
110
140
160
170
Tensión máxima permanente (Kg)
50
60
65
70
Radio de curvatura (cm)
9
10
11
12
3.3 TIPOS DE FIBRA

Fibra multimodal con índice escalonado
En este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos reflejándose a diferentes
ángulos. Los diferentes rayos ópticos recorren diferentes distancias y se
desfasan al viajar dentro de la fibra. Por esta razón, la distancia a la que se
puede trasmitir está limitada.

Fibra multimodal con índice gradual
En este tipo de fibra óptica el núcleo esta hecho de varias capas concéntricas
de material óptico con diferentes índices de refracción. En estas fibras el
número de rayos ópticos diferentes que viajan es menor y, por lo tanto,
sufren menos el severo problema de las multimodales.

Fibra monomodal
Esta fibra óptica es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo
óptico central. No sufre del efecto de las otras dos pero es más difícil de
construir y manipular. Es también más costosa pero permite distancias de
transmisión mayores.
3.3.1 COMPARACIÓN ENTRE FIBRAS
Fibras multimodo. El término multimodo indica que pueden ser guiados
muchos modos o rayos luminosos, cada uno de los cuales sigue un camino
diferente dentro de la fibra óptica. Este efecto hace que su ancho de banda
sea inferior al de las fibras monomodo. Por el contrario los dispositivos
utilizados con las multimodo tienen un coste inferior (LED). Este tipo de
fibras son las preferidas para comunicaciones en pequeñas distancias, hasta
10 Km.
Fibras monomodo. El diámetro del núcleo de la fibra es muy pequeño y
sólo permite la propagación de un único modo o rayo (fundamental), el cual
se propaga directamente sin reflexión. Este efecto causa que su ancho de
banda sea muy elevado, por lo que su utilización se suele reservar a grandes
distancias, superiores a 10 Km, junto con dispositivos de elevado coste
(LÁSER).
o
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS
La fibra óptica como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable
formado por agregación de varias de ellas, no tiene características adecuadas
de tracción que permitan su utilización directa.
Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la
intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo.
Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de
proteger a la fibra. Para ello hay que tener en cuenta su sensibilidad a la
curvatura, la resistencia mecánica y las características de envejecimiento.
Las curvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de:

Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas
que rebasen el porcentaje de elasticidad de la fibra óptica y se rompa
o formen microcurvaturas.

Compresión: es el esfuerzo transversal.

Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico.

Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura
pero, la existencia del forro impide que se sobrepase.

Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción.

Limitaciones Térmicas: Estas limitaciones difieren en alto grado
según se trate de fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de
materiales sintéticos.
Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las
variaciones de la atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a
diseños calculados a veces para mejorar otras propiedades, como la
resistencia mecánica, la calidad de empalme, el coeficiente de relleno
(número de fibras por mm2) o el costo de producción.
o
FABRICACIÓN
La deposición de vapor químico (CVD) fue uno de los primeros métodos
para producir fibras de bajas pérdidas. Un segundo método para producir
fibras es aquel que implica la utilización de un doble crisol. El método CVD
se utilizó por Corning Glass para demostrar bajas pérdidas de propagación
en las fibras cuando, en 1970, se realizó la primera fibra con 20Db/Km. Una
versión modificada del CVD (MCVD) se utiliza actualmente en la que la
deposición de vapor químico se realiza en el interior de un tubo de silicio de
alta capacidad.
o
Proceso de deposición de vapor químico modificado (MCVD)
La fabricación de fibras ópticas consta esencialmente de dos etapas: la
fabricación de la preforma y el estirado y recubrimiento de la fibra.
El proceso comienza con un tubo de silicio de unos 2 metros de largo y 4cm
de diámetro. El tubo se hace rotar y se calienta, mientras se hace pasar por él
una mezcla de gases de alta pureza. Cerca de la zona caliente tiene lugar una
reacción química y se deposita un material muy puro. Desplazando dicha
zona a lo largo del tubo, queda adherida una capa uniforme a su superficie
interior. Mediante sucesivos pases se consiguen capas con el espesor y
composición requeridos.
Después de colapsa el tubo a temperatura más elevada en una varilla maciza
o preforma en cuyo centro, la capa de vidrio depositada forma un filamento
con el perfil de índice de refracción que requiere la fibra. Esta preforma se
monta luego en una torre de estirado y se mete en un horno, estirándose la
fibra desde su extremo reblandecido y aplicando sobre su superficie capas de
polímeros que la protegen y hacen más manejable.
En la cadena de vaporizadores para la producción de preformas se incluyen
vaporizadores de fuente líquida, fuentes gaseosas, suministros de gas
portador y una línea de cloro para fabricación de vidrio con bajo contenido
de OH-.
o
Proceso de doble crisol
El material del núcleo, de índice más elevado, se coloca en el crisol interior.
Concéntrico a este crisol se encuentra un segundo, dentro del cual se
introduce el material del revestimiento. Ambos crisoles se calientan por
inducción. Un calibrador permite controlar las dimensiones de la fibra.
Durante un proceso, se aplica un recubrimiento de protección, normalmente
un polímero. La fibra se enrolla sobre un tambor a una velocidad controlada.
Una primera desventaja del método de doble crisol es la presencia de
sustancias contaminantes procedentes de los crisoles, haciendo difícil la
realización de fibras de muy bajas pérdidas.
6. USOS
Los campos de aplicación de las fibras ópticas son numerosos. A
continuación se muestran los principales:
Telefonía:

Enlaces sin repetidora entre centrales telefónicas

Enlaces interurbanos con repetidoras

Enlaces transoceánicos por cable óptico submarino;

Transmisión de datos

Distribución de gran capacidad entre los abonados de servicios
telefónicos, videofónicos y de transmisión de datos
Televisión:

Distribución por cable

Enlaces cámara-estudio

Teleconferencias

Sistemas de seguridad
Informática:

Enlaces entre computadoras

Enlaces entre computadoras y periféricos

Conexión de material de oficina

Enlaces internos de material informático
Control de Procedimientos e Instrumentación:

Trabajo en un medio de flagrante

Controles nucleares

Instrumentación de medida y control
Transportes:

Comunicaciones tácticas

Aviación (helicópteros, interceptores)

Marina (submarino, barcos)

Ferrocarril
Campos de aplicación para las comunicaciones por fibra óptica
7. COMPARACIÓN CON OTRO MEDIOS DE INFORMACIÓN

COMPARACION CON LOS CABLES COAXIALES
Características
Longitud de la Bobina (m)
Fibra óptica
2000
Coaxia
230
Peso (kg/km)
190
7900
Diámetro (mm)
14
58
Radio de Curvatura (cm)
14
55
Distancia entre repetidores (Km)
40
1.5
Atenuación (dB / Km) para un Sistema de 56 Mbps
0.4
40

COMPARACIÓN CON COMUNICACIONES POR
SATÉLITE
Es más económica la fibra óptica para distancias cortas y altos
volúmenes de tráfico. Por ejemplo: para una ruta de 2000 cm, el
satélite no es rentable frente a la solución del cable de fibras hasta
una longitud de la misma igual a unos 2500 Km.
La calidad de la señal por cable es más alta que por satélite, porque
tiene un retardo próximo a 500 m, que introduce eco en la
transmisión, mientras que en los cables este se sitúa por debajo de los
100 m admitidos por el CCITT. La inclusión de supresores de eco
encarece la instalación, disminuye la fiabilidad y resta la calidad al
cortar los comienzos de frase.
El satélite se adapta a la tecnología digital, pero en cambio, las
ventajas en este campo no son tan evidentes en el analógico, al
requerirse un mayor ancho de banda en aquel y ser éste un factor
crítico en el diseño del satélite.
7.1 VENTAJAS E INCONVENIENTES
VENTAJAS

Insensibilidad a la interferencia electromagnética, como
ocurre cuando un alambre telefónico pierde parte de su señal
a otro

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, por lo que no
pueden dar sacudidas ni otros peligros. Reducido tamaño del
cable capaz de llevar un gran número de señales.

Sin puesta a tierra de señales, como ocurre con alambres de
cobre que quedan en contacto con ambientes metálicos

Compatibilidad con la tecnología digital

Fácil de instalar y gran seguridad

Bajas pérdidas y gran ancho de banda

Tamaño y Peso Reducido

No le afecta ningún tipo de interferencia. Puede pasar el cable
de fibra al lado de conductores que transporte grandes
cantidades de energía.

Son fáciles de conseguir en el mercado, material base
abundante (SiO2)

Grandes Velocidades en la transmisión de datos (500 Mhz)

No requieren cañería de protección mecánica y eléctrica
dedicada
INCONVENIENTES

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 mega
bites.

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.
8. NORMATIVAS
Algunas normas propuestas para las redes locales, así como los
trabajos de la ANSI para el FDDI:
LA NORMA ISO 88002.3 (IEEE 802.3).
La norma ISO 8802.3, que deriva de la proposición IEEE 802.3,
describe una red local en banda base a 1 mbit/s o 10 Mbit/s,
utilizando un método de acceso de tipo CSMA/CD. En ella se
definen:

las características mecánicas y eléctricas de la conexión de un
equipo al soporte de comunicación;

la gestión lógica de las tramas;

el control de acceso al soporte de comunicación.
En realidad, no hay una norma única, sino seis normas ISO 8802.3.
Estas seis normas definen las condiciones de uso de la técnica de
acceso, el CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection).
Las diferencias entre las seis normas provienen del cableado
utilizado y, por tanto, de las velocidades que se pueden alcanzar y las
longitudes máximas sin repetidor. Estas seis normas son:

ISO 8802.3 10 base 5

ISO 8802.3 10 base 2

ISO 8802.3 10 broad 36

ISO 8802.3 1 base 5

ISO 8802.3 10 base T

ISO 8802.3 10 base F
Hay otras dos normas en curso:

ISO 8802.3 100 base VG

ISO 8802.3 100 base T
NORMA ISO 8802.3 10 BASE F.
Esta técnica está en trámite de normalización. Afecta a una red de 10
Mbits/s de fibra óptica, con una topología idéntica a la de Starlan
(cuya arquitectura es en estrella alrededor de un nodo llamado hub,
los hubs están conectados entre sí, formando los niveles de una
arquitectura en árbol, y ya no se utiliza el cable coaxial). El cable de
doble fibra puede tener varios diámetros: 50/125, 62,5/125, 100/140.
Los nodos son reemplazados por estrellas pasivas o activas que
difunden las señales. La distancia entre repetidores es de 2,5 km. El
transceptor está adaptado a la fibra óptica y permite detectar
numerosas averías hacia la parte terminal. Su utilización está
recomendada en entornos perturbados y/o para obtener un nivel de
seguridad mayor que en las redes Ethernet.
NORMA IEEE 802.6 (DQDB).
La red DQDB (Distributed Queue Dual Bus) ha sido elegida por la
IEEE en el grupo de trabajo IEEE 802.6 como red básica para las
comunicaciones llamadas metropolitanas, es decir, sobre un gran
campus o en una ciudad. Por tanto, el comité IEEE 802.6 ha
adoptado esta proposición como una red de tipo MAN. En realidad,
la proposición es mucho más amplia y puede llevarse a cabo para
cualquier distancia. Se ha elegido la capacidad útil de 144 Mbits/s
para que se pueda adaptar a las redes digitales de servicios integrados
de banda ancha. La norma DQDB utiliza dos soportes
unidireccionables siguiendo una topología en bus.
Los dos extremos tienen sentidos de transmisión opuestos. Los nodos
están conectados sobre los dos buses para, por un lado, tomar la
información procedente de las estaciones que están por detrás y, por
otro lado, para emitir hacia las estaciones que están por delante. La
comunicación utiliza un único bus, al que el destinatario puede estar
unido, salvo en el caso de difusión de mensajes. Una información
difundida será, por tanto, emitida sobre los dos buses.
El soporte utilizado puede ser fibra óptica o cable coaxial; de
cualquier forma, esta técnica necesita un soporte activo (el medio
debe tener la posibilidad de ser interrumpido para introducir en él un
registro de desplazamiento). La técnica de acceso asociada no es una
disciplina Ethernet, sino un método que evita las colisiones sobre un
soporte en bus.
En cada extremo de los dos cables se sitúa un generador de tramas
cuya finalidad es emitir muy regularmente una estructura de trama,
que sincroniza las diferentes estaciones conectadas. En los elementos
o "slots" de esta trama, los nodos pueden depositar bytes síncronos.
El número y tamaño de los elementos de trama dependen de la
capacidad del soporte. Para obtener un canal síncrono, el usuario
debe reservar un "slot" sabiendo que el flujo obtenido por la reserva
de un byte es de 64 kbits/s.
La técnica propuesta para el acceso al canal asíncrono se llama QP
(Queued Packet); se realiza gracias a un contador que, cuando está a
0, indica que el nodo puede transmitir en el próximo "slot" libre. Los
"slots" que han sido reservados para comunicaciones síncronas en
modo circuito no son contabilizadas y son transparentes para el
método de acceso.
La red DQDB es una buena solución para unir paneles de
distribución. Permite, del mismo modo que el bucle sincronizado o la
estructura FDDI, conectar a la vez vías informáticas y circuitos
telefónicos hacia el autoconmutador (PABX) y los ordenadores
centrales (mainframes) de la empresa.
NORMA FDDI.
Las redes FDDI también forman parte de las redes de tipo MAN.
FDDI: La técnica FDDI (Fiber Distributed Data Interface) propuesta
por el Comité X3 T9.5 del ANSI ha sido normalizada por el ISO.
Esta propuesta, que especifica los niveles físicos y MAC de un bucle
basado en el concepto de testigo sobre fibra óptica, consiste a nivel
MAC en un protocolo de acceso que permite que fuentes síncronas y
asíncronas compartan el soporte. El flujo máximo de una red FDDI
es 100 Mbits/s, su topología es un doble anillo (ver dibujo) que
puede alcanzar 200 km de circunferencia, sobre el cual se pueden
conectar en torno a 500 estaciones (estando cada estación conectada
a cada uno de los anillos).
La norma FDDI se descompone en:

un nivel físico, PL (Physical Layer), dividido en dos
subniveles: el PMD (Physical Medium Dependent) y el PHY
(PHYsical Layer Protocol);

un nivel de enlace de datos, DLL (Data Link Layer), dividido
en dos subniveles: el MAC (Medium Access Control) y el
LLC(Logical Link Control);

un estándar de gestión de estación, SMT (Station
Management), que suministra el control necesario, a nivel de
la estación, para gestionar los procesos situados en los
diversos niveles de FDDI.
a) Nivel Físico
El nivel físico PL (Physical Layer) está constituido por dos
subniveles:

La subnivel PMD (Physical Medium Dependent), que ofrece
todos los servicios necesarios para las comunicaciones
digitales punto a punto entre las estaciones de una red FDDI,
es decir, para la transmisión de oleadas de bits codificadas de
una estación a otra. El PMD define y caracteriza los emisores
y receptores ópticos, los inconvenientes de código impuestos
por el soporte, los cables, los conectores, el balance
energético, los repetidores ópticos y otras características
físicas. El subnivel PMD es objeto de una norma: la ISO
9314.3. En esta norma están definidos el soporte, para el cual
hay dos posibilidades (la fibra óptica multimodo de 62,5/125
m de diámetro y el balance óptico de 11 dB, o bien la fibra
óptica monomodo) y la utilización de la fibra óptica
monomodo:
- la longitud de onda: 1.300 nm;
- el emisor: LED;
- el conector: doble conector ST.

El subnivel PHY (PHYsical Layer Protocol), que es objeto de
la norma ISO 9313.1. Permite la conexión entre el PMD y el
DDL. El nivel PHY es responsable de la sincronización y de
la codificación y descodificación. Se utilizan dos niveles de
codificación: el PHY convierte los símbolos procedentes del
MAC en bits codificados en NRZ, el código utilizado es un
código de grupo de tipo 4B/5B, un grupo de 4 bits de datos
está codificado en un grupo de 5 bits codificados en NRZ,
que a su vez están codificados en una secuencia de 5 bits
codificados en NRZI.
b) El subnivel MAC (ISO 9314.2)
Este subnivel está destinado a ser utilizado sobre una red de altas
prestaciones. Este protocolo está pensado para ser operativo a 100
Mbits/s sobre un bucle en anillo basado en testigo y un soporte de
fibra óptica, pudiendo cubrir distancias de varias decenas de
kilómetros. El acceso al soporte está controlado por un testigo; una
estación que haya capturado el testigo lo retransmite inmediatamente
por el soporte una vez que haya terminado su transmisión. Se han
diferenciado dos clases de servicios sobre una red FDDI.
·servicio síncrono:
·servicio asíncrono.
La clase de servicio síncrono responde a aplicaciones que necesitan
una banda de paso de alta capacidad y/o un tiempo de propagación
en el encaminamiento determinado, con problemas si varían estos
tiempos.
La clase de servicio asíncrono satisface los inconvenientes de tráfico
de tipo asíncrono, presentando cierta cantidad de banda de paso
compartida por todas las estaciones que utilicen este método.
Con el fin de ofrecer un servicio satisfactorio al tráfico síncrono, el
tiempo de rotación del testigo está controlado. Es decir, que el
tiempo total utilizado por el testigo para recorrer toda la red debe
resultar inferior a un umbral determinado por las aplicaciones que
utilicen la red. Un valor determina el tiempo de rotación del testigo:
el TTRT (Target Token Rotation Time), que se establece durante la
inicialización de la red. El valor TTRT se carga en un temporizador,
llamado TRT (Token Rotation Timer) que controla la adquisición del
testigo para la transmisión de las tramas en espera. El testigo puede
ser capturado para transmitir una trama síncrona independientemente
del valor del TRT, mientras que sólo será código para transmitir una
trama asíncrona si el tiempo del TRT no ha expirado.
Opcionalmente, pueden distinguirse varios niveles de prioridad
dentro del tráfico asíncrono de una estación, lo que permite controlar
la banda de paso ofrecida a estas diferentes fuentes asíncronas.
Cuanto más elevada sea la prioridad de una estación, mayor es la
banda de paso disponible para las fuentes asíncronas de esa
prioridad.
c) El subnivel SMT
Este subnivel todavía no está normalizado. Proporciona servicios
tales como el control de inicialización del sistema, la gestión de la
configuración, la desconexión del nuevo elemento asociado, así
como los procedimientos de planificación.
FDDI-II.
En 1985 surgió la necesidad de una red local capaz de soportar
simultáneamente voz y datos. El protocolo FDDI-I se reveló
inadecuado para este tipo de aplicación, principalmente en redes con
gran número de nodos. Así, pues, se propuso una nueva versión del
bucle FDDI, principalmente a iniciativa de especialistas en
telecomunicaciones, como la British Telecom y AT&T, también
basada sobre bucles de fibra óptica. A fin de ofrecer una calidad de
servicio adecuada para la voz, el protocolo FDDI-II utiliza una
técnica de conmutación híbrida. De esta forma, la norma FDDI-II
ofrece procedimientos de conmutación de circuitos para tráficos de
voz y vídeo y, de conmutación de paquetes, para los datos.
FDDI-II es una propuesta de norma americana de la ANSI (Comité
X3T9.5) para una red local de 100 Mbits/s de capacidad con una
longitud de más de 50 km. Se trata de un doble bucle, con control de
acceso por testigo. FDDI-II es una extensión de la norma FDDI-I,
que añade una trama síncrona. La banda de paso está constituida por
la trama asíncrona y 16 canales síncronos que contienen 96 "cyclic
groups" de 16 bytes cada uno.
8.1 COMPROBACIÓN Y CERTIFICACIÓN
Es necesario para un correcto funcionamiento para el cableado, la
comprobación y certificación de éste. La potencia generada por el
transmisor y la sensibilidad del receptor determinan la cantidad de
potencia disponible. Esta cantidad debe ser mayor que la atenuación
en cualquier conexión entre dos componentes.
La atenuación siempre tendrá lugar en la fibra, los conectores y los
empalmes, pero existen otros factores que pueden causar atenuación
y pueden ser detectados y corregidos. Es el caso, por ejemplo, de un
empalme mal realizado que pase desapercibido y produzca una
atenuación mayor a la prevista.
El cable de fibra óptica es fácil de certificar gracias a su inmunidad a
las interferencias eléctricas. Solo es necesario comprobar una pocas
características:
- Atenuación o perdida de decibelios (dB): se trata de la
disminución de la intensidad de la señal a medida que ésta viaja a
través del cable de fibra óptica.
- Pérdida de retorno: hace referencia a la cantidad de luz reflejada
de vuelta al origen desde el otro extremo del cable. Cuanto menor
sea este valor, mejor. Por ejemplo, una lectura de -60dB es mejor que
una de -20dB.
- Índice de refracción graduado: mide cuanta luz se envía por la
fibra. Normalmente se mide en longitudes de onda de 850 y 1300
nanómetros. Comparado con otras frecuencias de operación, este
intervalo establece la pérdida de intensidad intrínseca más baja.
(Nota: solamente valido para la fibra multimodo)
- Retraso de la propagación: es el tiempo que se toma la señal para
viajar desde un punto a otro sobre un canal de transmisión.
- Reflectometría del dominio de tiempo (TDR): al transmitir
pulsos de alta frecuencia por el cable y examinar sus reflexiones a lo
largo del cable, pueden aislarse los fallos del cable.
El funcionamiento de los testers de fibra óptica en líneas generales es
sencillo. Para conocer la cantidad de luz que llega al final de un
cable, utilizan la emisión de una luz por uno de los extremos de un
cable y un receptor calibrado según la intensidad de la fuente de luz
en el otro extremo. Normalmente, los testers de fibra óptica dan el
resultado en perdidas de dB. Este valor debe compararse con el valor
previsto para el enlace. Si el tester da un valor menor que el
calculado por la previsión, entonces la instalación es correcta.
Algunos testers además de esta función de esta función básica,
ofrecen un amplio rango de capacidades extras. Pueden examinar
tantos señales de 850 nm (multimodo) como 1300 nm (monomodo) a
la vez, y pueden comprobar que el cable cumpla las especificaciones
de determinados estándares.
9. GLOSARIO DE TÉRMINOS

Medio de flagrante: medios sometidos a llamas o altas
temperaturas

Ancho de banda: indicador de la cantidad de datos que
pueden transmitirse en determinado periodo de tiempo por un
canal de transmisión. Por lo general, se expresa en ciclos por
segundo (hercios, Hz) o en bits por segundo (bps).

crisol: objeto de metal fabricado para verter metal fundido
dentro de un molde de manera que adquiera la forma
requerida

Atenuación o pérdida de decibelios (dB): se trata de la
disminución de la intensidad de la señal a medida que ésta
viaja a través del cable de fibra óptica.

Índice de refracción: Es el cociente entre la velocidad en el
vacío y la velocidad en el medio material. Mide cuanta luz se
envía por la fibra. Normalmente se mide en longitudes de
onda de 850 y 1300 nanómetros. Comparado con otras
frecuencias de operación, este intervalo establece la perdida
de intensidad intrínseca más baja.

Modos: son los diferentes caminos posibles que puede seguir
una onda luminosa

estanqueidad: cualidad de no hacer agua

Ángulo de incidencia: es el ángulo entre el rayo incidente y
la normal

Ángulo de aceptación: es el ángulo con el cual entran las
ondas luminosas en la fibra óptica

Principio de reflexión total interna: es el principio en que
se basa la transmisión de luz por la fibra; la luz que viaja por
el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie
externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma
que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la
fibra.
10. CONCLUSIÓN
Como conclusión, se podría decir que aunque la adaptación de la
fibra óptica ha sido lenta, ya que hizo su tímida aparición a
comienzos de la década de los 70, actualmente, la fibra óptica ha
dejado de ser un mito para convertirse en una tecnología de
vanguardia.
Es cierto que los precios de los cables de fibra óptica compiten muy
de cerca con los de los cables coaxiales, pero la economía y
conveniencia de utilizar fibra óptica en lugar de cable de cobre
todavía es un tema complejo y abierto al debate. Sin embargo,
debido a las innumerables ventajas técnicas que ofrece, la amplia
gama de productos disponible y la importante reducción en los costes
de los mismos, es prácticamente seguro que en el futuro no existirá
sector alguno de la electrónica que pueda escapar a la influencia de
esta tecnología.
De todo lo que se desprende en el estudio descrito, la fibra óptica
supone un avance tecnológico y una reducción de costes que una vez
se haya implementado en el sistema de telecomunicaciones de las
empresas, supondrá un avance en innovación y una apertura de
campos de investigación jamás ocurridos en la historia de la
humanidad que darán a su vez luz verde hacia nuevos
descubrimientos.
INTRODUCCIÓN
Para navegar por la red mundial de redes, Internet, no sólo se necesitan un computador, un
módem y algunos programas, sino también una gran dosis de paciencia. El ciberespacio es
un mundo lento hasta el desespero. Un usuario puede pasar varios minutos esperando a que
se cargue una página o varias horas tratando de bajar un programa de la Red a su PC.
Esto se debe a que las líneas telefónicas, el medio que utiliza la mayoría de los 50 millones
de usuarios para conectarse a Internet, no fueron creadas para transportar vídeos, gráficas,
textos y todos los demás elementos que viajan de un lado a otro en la Red.
Pero las líneas telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio. Recientemente un
servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra óptica.
Origen y Evolución
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.
El concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido por muchos años.
Sin embargo, no fue hasta mediados de los años setenta que se publicaron los resultados del
trabajo teórico. Estos indicaban que era posible confiar un haz luminoso en una fibra
transparente flexible y proveer así un análogo óptico de la señalización por alambres
electrónicamente.
El problema técnico que se había de resolver para el avance de la fibra óptica residía en las
fibras mismas, que absorbían luz que dificultaba el proceso. Para la comunicación práctica,
la fibra óptica debe transmitir señales luminosas detestables por muchos kilómetros. El
vidrio ordinario tiene un haz luminoso de pocos metros. Se han desarrollado nuevos vidrios
muy puros con transparencias mucho mayores que la del vidrio ordinario. Estos vidrios
empezaron a producirse a principios de los setenta. Este gran avance dio ímpetu a la
industria de fibras ópticas. Se usaron láseres o diodos emisores de luz como fuente
luminosa en los cables de fibras ópticas. Ambos han de ser miniaturizados para
componentes de sistemas fibro-ópticos, lo que ha exigido considerable labor de
investigación y desarrollo. Los láseres generan luz "coherente" intensa que permanece en
un camino sumamente estrecho. Los diodos emiten luz "incoherente" que ni es fuerte ni
concentrada. Lo que se debe usar depende de los requisitos técnicos para diseñar el circuito
de fibras ópticas dado.
Qué es Fibra Óptica
Antes de explicar directamente que es la fibra óptica, es conveniente resaltar ciertos
aspectos básicos de óptica. La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, sin
embargo, cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor. Así, cuando
la luz pasa de propagarse por un cierto medio a propagarse por otro determinado medio, su
velocidad cambia, sufriendo además efectos de reflexión (la luz rebota en el cambio de
medio, como la luz reflejada en los cristales) y de refracción (la luz, además de cambiar el
modulo de su velocidad, cambia de dirección de propagación, por eso vemos una cuchara
como doblada cuando está en un vaso de agua, la dirección de donde nos viene la luz en la
parte que está al aire no es la misma que la que está metida en el agua). Esto se ve de mejor
forma en el dibujo que aparece a nuestra derecha.
Dependiendo de la velocidad con que se propague la luz en un medio o material, se le
asigna un Índice de Refracción "n", un número deducido de dividir la velocidad de la luz en
el vacío entre la velocidad de la luz en dicho medio. Los efectos de reflexión y refracción
que se dan en la frontera entre dos medios dependen de sus Índices de Refracción. La ley
más importante que voy a utilizar en este artículo es la siguiente para la refracción:
Para ver la fórmula seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Esta fórmula nos dice que el índice de refracción del primer medio, por el seno del ángulo
con el que incide la luz en el segundo medio, es igual al índice del segundo medio por el
seno del ángulo con el que sale propagada la luz en el segundo medio. ¿Y esto para que
sirve?, lo único que nos interesa aquí de esta ley es que dados dos medios con índices n y
n', si el haz de luz incide con un ángulo mayor que un cierto ángulo límite (que se
determina con la anterior ecuación) el haz siempre se reflejara en la superficie de
separación entre ambos medios. De esta forma se puede guiar la luz de forma controlada tal
y como se ve en el dibujo de abajo (que representa de forma esquemática como es la fibra
óptica).
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Como se ve en el dibujo, tenemos un material envolvente con índice n y un material interior
con índice n'. De forma que se consigue guiar la luz por el cable. La Fibra Óptica consiste
por tanto, en un cable de este tipo en el que los materiales son mucho más económicos que
los convencionales de cobre en telefonía, de hecho son materiales ópticos mucho más
ligeros (fibra óptica, lo dice el nombre), y además los cables son mucho más finos, de modo
que pueden ir muchos más cables en el espacio donde antes solo iba un cable de cobre.
Concepto de Fibra Óptica
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).
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total; la
luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un
ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el
interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de
veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la
fibra, el núcleo de la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de
refracción mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de
vidrio y el recubrimiento.
Concluyo pues diciendo que, la Fibra Óptica consiste en una guía de luz con materiales
mucho mejores que lo anterior en varios aspectos. A esto le podemos añadir que en la fibra
óptica la señal no se atenúa tanto como en el cobre, ya que en las fibras no se pierde
información por refracción o dispersión de luz consiguiéndose así buenos rendimientos, en
el cobre, sin embargo, las señales se ven atenuadas por la resistencia del material a la
propagación de las ondas electromagnéticas de forma mayor. Además, se pueden emitir a la
vez por el cable varias señales diferentes con distintas frecuencias para distinguirlas, lo que
en telefonía se llama unir o multiplexar diferentes conversaciones eléctricas. También se
puede usar la fibra óptica para transmitir luz directamente y otro tipo de ventajas en las que
no entraré en detalle.
Fabricación de la Fibra Óptica
Las imágenes aquí muestran como se fabrica la fibra monomodo. Cada etapa de
fabricación esta ilustrada por una corta secuencia filmada.
La primera etapa consiste en el ensamblado de un tubo y de una barra de vidrio cilíndrico
montados concéntricamente. Se calienta el todo para asegurar la homogeneidad de la barra
de vidrio.
Una barra de vidrio de una longitud de 1 m y de un diámetro de 10 cm permite obtener por
estiramiento una fibra monomodo de una longitud de alrededor de 150 km.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar"
La barra así obtenida será instalada verticalmente en
una torre situada en el primer piso y calentada por las
rampas a gas.
El vidrio se va a estirar y "colar" en dirección de la raiz
para ser enrollado sobre una bobina.
Se mide el espesor de la fibra (~10um) para dominar la
velocidad del motor del enrollador, a fin de asegurar un
diámetro constante.
Cada bobina de fibra hace el objeto de un control de
calidad efectuado al microscopio.
Después se va a envolver el vidrio con un revestimiento
de protección (~230 um) y ensamblar las fibras para
obtener el cable final a una o varias hebras.
¿ De qué están hechas las Fibras Ópticas ?
La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o sílice, materia prima abundante en
comparación con el cobre. con unos kilogramos de vidrio pueden fabricarse
aproximadamente 43 kilómetros de fibra óptica. Los dos constituyentes esenciales de las
fibras ópticas son el núcleo y el revestimiento. el núcleo es la parte más interna de la fibra y
es la que guía la luz.
Consiste en una o varias hebras delgadas de vidrio o de plástico con diámetro de 50 a 125
micras. el revestimiento es la parte que rodea y protege al núcleo.
El conjunto de núcleo y revestimiento está a su vez rodeado por un forro o funda de
plástico u otros materiales que lo resguardan contra la humedad, el aplastamiento, los
roedores, y otros riesgos del entorno.
¿ 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.
¿ 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.
COMPONENTES Y TIPOS DE FIBRA ÓPTICA
Componentes de la 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.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Tipos de Fibra Óptica:
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.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
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.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar"
¿ 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.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar"
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 ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
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.Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
SC conector de Fibra óptica para Monomodo y Multimodo con uso habitual en telefonía en
formato monomodo.
CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS
1401-(9)
simétrico en ambos ejes (un cladding interno oval o dos núcleos adicionales sobre un mismo eje). Se utiliza en
óptica integrada, giróscopos ópticos, sensores y sistemas coherentes. Una FO puede actuar como polarizador debido
a que cada eje tiene una longitud de onda de corte distinta; de forma tal que entre ambas longitudes de onda una
polaridad se atenúa y la otra no. Este efecto se encuentra en un rango de 30 a 40 nm y permite formar polarizadores.
CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS
1401-(10)
4. ATENUACIÓN ESPECTRAL
La estructura básica de la red cristalina de la fibra óptica es el dióxido de silicioSiO2, cuya disposición espacial
responde a un tetraedro regular con el Oxigeno en los vértices y el Silicio en el centro. La elevada pureza del
material contribuye a formar un retículo cristalino que se aleja un tanto de la definición del vidrio (producto
inorgánico de fusión que se ha enfriado sin cristalizar).
Así como el ancho de banda se define como el valor de frecuencia de la modulación para la cual se tiene una
atenuación de 3 dB respecto de la frecuencia cero, se define la atenuación de la fibra óptica como el valor de
atenuación para una frecuencia modulante nula. La atenuación de la fibra óptica difiere de la producida por un par
conductor. Mientras en el par la atenuación se incrementa con la función√f (f es la frecuencia de la señal
transmitida) en la fibra óptica la atenuación permanece constante hasta una frecuencia de corte (ancho de banda).
Existen diversos mecanismos que contribuyen a la atenuación de las fibras ópticas, entre ellos tenemos: las
reflexiones, las
dispersiones y las absorciones.
REFLEXIÓN DE FRESNEL. Se produce en los extremos de las fibras ópticas debido al salto de índice de
refracción entre
el exterior y el núcleo. El valor se escribe como:
Rf % = [(n1-n0)/(n1+n0)]2 . 100
con n1 el índice del núcleo y n0 el del medio exterior. Con n0=1 y n1=1,48 se tiene un valor de Rf= 3,7%, es decir
que la potencia reflejada está 14 dB por debajo de la potencia incidente. La expresión anterior es válida cuando el
corte del extremo de la fibra óptica es perfectamente perpendicular. De lo contrario, la reflexión disminuye casi a
0% cuando el ángulo llega a 6°. Para disminuir esta reflexión se suele colocar un medio adaptador de índice de
refracción. Muchas veces se usan materiales epoxi de idénticas características para unir sólidamente los elementos.
4.1- DISPERSIÓN DE RAYLEIGH
El esparcimiento o dispersión de Rayleigh se debe a fluctuaciones de concentración y densidad, burbujas en el
material,
inhomogeneidades y fisuras o imperfecciones de la guía de ondas por irregularidades interfaciales del núcleo y
revestimiento.
En este caso se produce una dispersión de la onda electromagnética (como en el caso de las ondas de agua
chocando con un
obstáculo) que se traduce en una atenuación de la onda incidente. El valor de la atenuación responde a la ley:
Ar = K/λ4
El valor de K depende de la diferencia relativa del índice de refracción. El valor de Ar en dB/Km se indica en la
Tabla anexa. Estos valores se pueden extraer de la Fig 03 y son los límites teóricos de atenuación ya que las
absorciones son despreciables debajo de 1,55 µm.
Desde principios de la década de los años 80' se han logrado alcanzar estos límites teóricos con fibras ópticas de
laboratorio de muy alta calidad y desde 1985 las fibras ópticas comerciales están muy cerca de dichos valores. No
deben esperarse mejoras de atenuación en el futuro con FO de SiO2. Existen otras dispersiones cuyo valor resulta
ser muy inferior a la de Rayleigh, como ser los esparcimientos de Mie, Raman y Brillouin.
4.2- ABSORCIÓN DEL MATERIAL
En lo que respecta a las absorciones el SiO2 produce una absorción natural con un mínimo en 1,55 µm. Se
diferencian por
ello dos zonas: una hacia el infrarrojo IR y otra ultravioleta UV. Las respectivas atenuaciones se pueden escribir
como:
-Infrarrojo
Air = 7,8.1011.exp(-48,5/λ)
-Ultravioleta
Auv = [(154.x)/(44,6.x+60)].10-2.exp(4,63/λ)
La concentración de GeO2 (componente que se coloca para variar en índice de refracción) se expresa como x.
También se detectan absorciones de los radicales oxidrilo OH (producto del proceso de fabricación), que se muestra
en laF i g
04 en unidades de concentración en ppm (partes por millón). Por razones históricas (hasta 1980, cuando el efecto
del OH se
reduce a valores despreciables) quedan determinadas las denominadas ventanas de baja atenuación en longitudes de
onda de 0,85 µm; 1,3 µm; 1,55 µm. El pico de absorción en 1,39 µm corresponde a la segunda armónica de 2,76
µm debido al Si- OH, mientras que el pico en 1,41 µm corresponde a la segunda armónica de 2,83 µm del Ge-OH.
∆%
0,2
0,5
1
K
0,86
1,02
1,27
λ=0,85µm
1,65
1,95
2,43
λ=1,30µm
0,3
0,36
0,44
λ=1,55µm
0,15
0,18
0,22
CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS
1401-(11)
Los iones metálicos que también quedan como residuo del proceso de fabricación, producen una atenuación casi
plana dentro de las ventanas de transmisión. En la Fig 04 se muestra la absorción espectral en unidades de
concentración en ppb (partes por 1000 millones).
Fig 04. Componentes de atenuación en las fibras ópticas.
4.3- ATENUACIÓN EN CURVATURAS
Una atenuación adicional son los modos fugados cuya conocimiento resulta útil para explicar la atenuación en
curvaturas. En una fibra óptica lineal el campo del modo de propagación principal EH11 (transversal eléctricomagnético) tiene el máximo de energía en el centro del núcleo y decrece hacia la periferia. Fuera del núcleo existe
una pequeña parte del campo que se propaga acoplado al campo del núcleo constituyendo una onda plana. Puede
pensarse que la curva de la Fig 02 muestra la densidad de probabilidad de encontrar un fotón; de forma que lo más
probable es que el fotón se encuentre en el centro del núcleo y la probabilidad que se encuentre fuera es
infinitamente pequeña, pero existente.
En una fibra óptica con curvaturas se produce un desacoplamiento de la energía debido a que para mantener la
propagación de la onda plana deben existir velocidades tangenciales diferenciales. Cuando la velocidad tangencial
supera la velocidad de la luz en el vacío (c), se produce la ruptura de la propagación plana. La energía restante se
pierde y se crea una zona por donde se drena constantemente energía. La densidad de potencia del modo
fundamental se extiende fuera del área del núcleo si la longitud de onda es superior a la longitud de onda de corte lo
cual origina pérdidas por propagación en el revestimiento. Por ello la longitud de onda de aplicación debe
encontrarse entre la longitud de onda de corteλ cutoff y 1,3 de la misma cutoff.
En una fibra óptica multimodo lineal se produce un efecto similar en los modos de propagación de orden superior.
Como la propagación de un modo es a lo largo de la línea helicoidal se tiene una curvatura similar al caso anterior
(ver la Fig 02). Por el punto de desacoplamiento se produce el drenaje de energía que se denomina modos fugados.
CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS
1401-(12)
4.4- ESTABILIDAD A LARGO PLAZO
La estabilidad de la atenuación de las fibras ópticas se ve afectada por la migración de H 2O y H 2 hacia el centro
del núcleo. Sin embargo, la velocidad para el H2O es muy lenta (se estima en 1.300 años desde que ingresa al
revestimiento y llega al núcleo) debido a su tamaño. En cambio, la permeabilidad del H2 es de pocos días. El H2 se
difunde en el interior de la fibra óptica hasta que la concentración está en equilibrio con la presión parcial. El
proceso es reversible; en cambio en el caso de los grupos OH es irreversible. El H2 se orienta en la estructura de
SiO2 debido al campo eléctrico local y causa un centro de absorción con varios picos. La atenuación se incrementa
con la presión de hidrógeno en 0,27 dB/km.atm a 1,55 µm. Por otro lado, el P que se usa como dopante con
valencia 4 tiene también valencia 5 y puede formar grupos P-OH que absorben energía. Se han desarrollado
compuestos que actúan como centros de absorción del hidrógeno para evitar su migración.
El efecto del H2 sobre las FO se descubrió en 1981 cuando empezó a usarse la segunda ventana y hacia 1983 se
encontró la solución. Las fuentes de H2 se deben a la difusión desde los componentes del cable; la reacción
corrosiva de los metales y el H2 del aire en cables presurizados. Se ha fijado un valor límite de incremento en la
atenuación de la fibra óptica de 0,01 dB/km en 20 años debido al H2.
Fig 05. Evolución de la atenuación en las FO
CARACTERÍSTICAS DE LA FIBRA ÓPTICA
Características Generales:
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.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
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.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
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.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Protección Anti-inflamable:
Los nuevos avances en protección anti-inflamable hace que disminuya el riesgo que
suponen las instalaciones antiguas de Fibra Óptica que contenían cubiertas de material
inflamable y relleno de gel que también es inflamable.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Estos materiales no pueden cumplir con los requerimientos de las normas de instalación,
presentan un riesgo adicional, y pueden además crear un reto costoso y difícil en la
restauración después de un incendio. Con los nuevos avances en este campo y en el diseño
de estos cables se eliminan estos riesgos y se cumple con las normas de instalación.
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.
Características Técnicas:
La fibra es un medio de transmisión de información analógica o digital. Las ondas
electromagnéticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.
Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la cual se efectúa
la propagación, denominada núcleo y de una zona externa al núcleo y coaxial con él,
totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y que se
denomina envoltura o revestimiento.
La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres
características fundamentales:
a) Del diseño geométrico de la fibra.
b) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración. (diseño óptico)
c) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura,
menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar"
Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. Un cable de 10 fibras
tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm. y proporciona la misma o más información
que un coaxial de 10 tubos.
El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, redundando en
su facilidad de instalación.
El sílice tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a temperatura, pues
funde a 600C. La F.O. presenta un funcionamiento uniforme desde -550 C a +125C sin
degradación de sus características.
Características Mecánicas:
La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable formado por
agregación de varias de ellas, no tiene características adecuadas de tracción que permitan su
utilización directa.
Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la intemperie o
en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo.
La investigación sobre componentes optoelectrónicos y fibras ópticas han traído consigo un
sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas. Es necesario disponer de
cubiertas y protecciones de calidad capaces de proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo
hay que tener en cuenta su sensibilidad a la curvatura y microcurvatura, la resistencia
mecánica y las características de envejecimiento.
Las microcurvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de:
Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas que rebasen el
porcentaje de elasticidad de la fibra óptica y se rompa o formen microcurvaturas.
Compresión: es el esfuerzo transversal.
Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico.
Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura pero, la existencia del
forro impide que se sobrepase.
Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción.
Limitaciones Térmicas: estas limitaciones difieren en alto grado según se trate de fibras
realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintéticos.
Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las variaciones de la
atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a diseños calculados a veces para
mejorar otras propiedades, como la resistencia mecánica, la calidad de empalme, el
coeficiente de relleno (número de fibras por mm2) o el costo de producción.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA ÓPTICA
VENTAJAS
DESVENTAJAS
La fibra óptica hace posible navegar por
Sólo pueden suscribirse las personas que
Internet a una velocidad de dos millones de viven en las zonas de la ciudad por las cuales
bps.
ya esté instalada la red de fibra óptica.
Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del El coste es alto en la conexión de fibra óptica,
día, sin congestiones.
las empresas no cobran por tiempo de
utilización sino por cantidad de información
Video y sonido en tiempo real.
transferida al computador, que se mide en
megabytes.
Fácil de instalar.
El coste de instalación es elevado.
Es inmune al ruido y las interferencias,
como ocurre cuando un alambre telefónico
pierde parte de su señal a otra.
Fragilidad de las fibras.
Disponibilidad limitada de conectores.
Las fibras no pierden luz, por lo que la
transmisión es también segura y no puede
ser perturbada.
Dificultad de reparar un cable de fibras roto
en el campo.
Carencia de señales eléctricas en la fibra,
por lo que no pueden dar sacudidas ni otros
peligros. Son convenientes para trabajar en
ambientes explosivos.
Presenta dimensiones más reducidas que los
medios preexistentes.
El peso del cable de fibras ópticas es muy
inferior al de los cables metálicos, capaz de
llevar un gran número de señales.
La materia prima para fabricarla es
abundante en la naturaleza.
Compatibilidad con la tecnología digital.
APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA
Internet
El servicio de conexión a Internet por fibra óptica, derriba la mayor limitación del
ciberespacio: su exasperante lentitud. El propósito del siguiente artículo es describir el
mecanismo de acción, las ventajas y sus desventajas.
Para navegar por la red mundial de redes, Internet, no sólo se necesitan un computador, un
módem y algunos programas, sino también una gran dosis de paciencia. El ciberespacio es
un mundo lento hasta el desespero. Un usuario puede pasar varios minutos esperando a que
se cargue una página o varias horas tratando de bajar un programa de la Red a su PC.
Esto se debe a que las líneas telefónicas, el medio que utiliza la mayoría de los 50 millones
de usuarios para conectarse a Internet, no fueron creadas para transportar videos, gráficas,
textos y todos los demás elementos que viajan de un lado a otro en la Red.
Pero las líneas telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio. Recientemente un
servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra óptica.
La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones de bps,
impensable en el sistema convencional, en el que la mayoría de usuarios se conecta a
28.000 0 33.600 bps.
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. En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra
óptica. Hoy funcionan muchas redes de fibra para comunicación a larga distancia, que
proporcionan conexiones transcontinentales y transoceánicas. Una ventaja de los sistemas
de fibra óptica es la gran distancia que puede recorrer una señal antes de necesitar un
repetidor para recuperar su intensidad. 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. Los amplificadores de fibra óptica recientemente desarrollados pueden aumentar
todavía más esta distancia.
Otra aplicación cada vez más extendida de la fibra óptica son las redes de área local. Al
contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de
abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o
impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la
incorporación a la red de nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes
electroópticos y de óptica integrada aumentará aún más la capacidad de los sistemas de
fibra.
Red de área local o LAN, conjunto de ordenadores que pueden compartir datos,
aplicaciones y recursos (por ejemplo impresoras). Las computadoras de una red de área
local (LAN, Local Area Network) están separadas por distancias de hasta unos pocos
kilómetros, y suelen usarse en oficinas o campus universitarios. Una LAN permite la
transferencia rápida y eficaz de información en el seno de un grupo de usuarios y reduce los
costes de explotación.
Otros recursos informáticos conectados son las redes de área amplia (WAN, Wide Area
Network) o las centralitas particulares (PBX). Las WAN son similares a las LAN, pero
conectan entre sí ordenadores separados por distancias mayores, situados en distintos
lugares de un país o en diferentes países; emplean equipo físico especializado y costoso y
arriendan los servicios de comunicaciones. Las PBX proporcionan conexiones informáticas
continuas para la transferencia de datos especializados como transmisiones telefónicas,
pero no resultan adecuadas para emitir y recibir los picos de datos de corta duración
empleados por la mayoría de las aplicaciones informáticas.
Las redes de comunicación públicas están divididas en diferentes niveles; conforme al
funcionamiento, a la capacidad de transmisión, así como al alcance que definen. Por
ejemplo, si está aproximándose desde el exterior hacia el interior de una gran ciudad, se
tiene primeramente la red interurbana y red provicional, a continuación las líneas
prolongadas aportadoras de tráfico de más baja capacidad procedente de áreas alejadas (red
rural), hacia el centro la red urbana y finalmente las líneas de abonado. Los parámetros
dictados por la práctica son el tramo de transmisión que es posible cubrir y la velocidad
binaria específica así como el tipo de fibra óptica apropiado, es decir, cables con fibras
monomodo ó multimodo.
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, contrariamente para sistemas de la red de abonado (línea de
abonado), hay ante todo una serie de consideraciones.
Para la conexión de un teléfono es completamente suficiente con los conductores de cobre
existentes. Precisamente con la implantación de los servicios en banda ancha como la
videoconferencia, la videotelefonía, etc, la fibra óptica se hará imprescindible para el
abonado. Con el BIGFON (red urbana integrada de telecomunicaciones en banda ancha por
fibra óptica) se han recopilado amplias experiencias en este aspecto. Según la estrategia
elaborada, los servicios de banda ancha posteriormente se ampliarán con los servicios de
distribución de radio y de televisión en una red de telecomunicaciones integrada en banda
ancha (IBFN).
Otras aplicaciones
Las fibras ópticas también se emplean en una amplia variedad de sensores, que van desde
termómetros hasta giroscopios. Su potencial de aplicación en este campo casi no tiene
límites, porque la luz transmitida a través de las fibras es sensible a numerosos cambios
ambientales, entre ellos la presión, las ondas de sonido y la deformación, además del calor
y el movimiento. Las fibras pueden resultar especialmente útiles cuando los efectos
eléctricos podrían hacer que un cable convencional resultara inútil, impreciso o incluso
peligroso. También se han desarrollado fibras que transmiten rayos láser de alta potencia
para cortar y taladrar materiales.
La aplicación más sencilla de las fibras ópticas es la transmisión de luz a lugares que serían
difíciles de iluminar de otro modo, como la cavidad perforada por la turbina de un dentista.
También pueden emplearse para transmitir imágenes; en este caso se utilizan haces de
varios miles de fibras muy finas, situadas exactamente una al lado de la otra y ópticamente
pulidas en sus extremos. Cada punto de la imagen proyectada sobre un extremo del haz se
reproduce en el otro extremo, con lo que se reconstruye la imagen, que puede ser observada
a través de una lupa. La transmisión de imágenes se utiliza mucho en instrumentos médicos
para examinar el interior del cuerpo humano y para efectuar cirugía con láser, en sistemas
de reproducción mediante facsímil y fotocomposición, en gráficos de ordenador o
computadora y en muchas otras aplicaciones.
SuperCable : es una empresa transnacional de servicios de telecomunicaciones en voz,
video y data que ha ofrecido televisión por cable en Venezuela desde comienzo de los años
90. Con su tecnología de transmisión de datos en fibra óptica, comunicaciones digitales y
compresión de datos, se encuentra en capacidad de incursionar en el vasto mercado de las
telecomunicaciones.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Son los únicos capaces de brindar tecnología de punta, la cobertura geográfica más amplia,
la mayor eficiencia de la inversión publicitaria, y servicio personalizado.
La totalidad de la red de SuperCable es de fibra óptica que permite la transmisión de banda
ancha. El sector de Banda ancha de Motorola, empresa líder a nivel global en soluciones
integrales de comunicaciones y soluciones embebidas, es el socio tecnológico de
Supercable en el desarrollo de su sistema de televisión por cable, el que será transformado
en un paquete de servicios interactivos en los próximos años. El acuerdo incluye la
implementación de una plataforma de cable digital interactivo en Bogotá y en Caracas.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Motorola socio tecnológico de Supercable
El anuncio ha despertado el interés del sector de negocios de la televisión paga en la región.
Supercable inició operaciones en Ecuador, luego se instaló en Venezuela y el año pasado
los accionistas de la empresa tomaron la determinación de participar a nivel panregional. El
primer paso es el lanzamiento en el mercado colombiano con planes de añadir otro país este
año. Instalaron su casa matriz en el sur de La Florida, en Estados Unidos.
¿De cuánto es la inversión que están haciendo en Colombia?
La primera etapa del proyecto que estamos contemplando, es de 120 millones de dólares.
Nuestros estudios de mercadeo en Bogotá revelaron que hay deficiencias en casi todas las
plataformas de televisión por cable: en calidad de señal y servicios. Necesidades en
aspectos de Internet y sus precios. Supercable tomó esto como una gran oportunidad y por
eso partimos en redes avanzadas, fibra óptica y realización de la convergencia de servicios.
Estamos partiendo de cero para atender a un mercado de gran magnitud y de grandes
carencias. ¿Cómo afrontaran la piratería y los problemas de tarifas?
Supercable está haciendo en Colombia una de las inversiones más importantes en televisión
de pago y la reacción incluso de sus competidores ha sido muy positiva, ya que es un paso
adelante que el país dará, justamente en uno de sus peores momentos. Esa es la esperanza
de empresarios y ejecutivos de esta industria y, principalmente, la de los usuarios.
COMPARACIÓN CON OTROS MEDIOS DE COMUNICACIÓN
Comparación con los cables coaxiales
Características
Fibra Óptica Coaxial
Longitud de la Bobina (mts)
2000
230
Peso (kgs/km)
190
7900
Diámetro (mm)
14
58
Radio de Curvatura (cms)
14
55
Distancia entre repetidores (Kms)
40
1.5
Atenuación (dB / km) para un Sistema de 56 Mbps 0.4
40
Comunicaciones por Satélite vs Fibra Óptica
Es más económica la F.O. para distancias cortas y altos volúmenes de tráfico, por ejemplo,
para una ruta de 2000 ctos., el satélite no es rentable frente a la solución del cable de fibras
hasta una longitud de la misma igual a unos 2500 kms.
La calidad de la señal por cable es por mucho más alta que por satélite, porque en los
geoestacionarios, situados en órbitas de unos 36,000 kms. de altura, y el retardo próximo a
500 mseg. introduce eco en la transmisión, mientras que en los cables este se sitúa por
debajo de los 100 mseg admitidos por el CCITT. La inclusión de supresores de eco
encarece la instalación, disminuye la fiabilidad y resta la calidad al cortar los comienzos de
frase.
El satélite se adapta a la tecnología digital, si bien las ventajas en este campo no son tan
evidentes en el analógico, al requerirse un mayor ancho de banda en aquel y ser éste un
factor crítico en el diseño del satélite.
OPINIONES PERSONALES
En nuestra opinión la F.O. solo es recomendable para Empresas y no para pequeños
usuarios debido a su elevado coste, no solo el coste de instalación sino también por el de las
cuotas, además siempre estas a expensas de que haya una línea de F.O. cerca de tu casa ya
que si no es así la instalación no es factible.
Definitivamente, los pequeños consumidores deberemos de esperar a que la ciencia avance
un poco mas en este campo y sea accesible para todos, solo entonces podremos
beneficiarnos de las ventajas que nos ofrece esta tecnología.
CONCLUSIONES
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.
Fibras ópticas
Busca precios en el mercado del usado:
(Compra-Venta)
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.
Regístrate
gratis
Home FO
Cables
Códigos de colores
Conectores
Splitters
Ventanas y Lasers
Indice de refracción
Cobre vs FO
Ventajas de las FO
Empalmes
Cajas de empalme
Sellado de cables y cajas
Las aplicaciones son muy diversas llendo desde la transmisión de datos
hasta la conducción de la luz solar hacia el interior de edificios, o hacia
donde pudiera ser peligroso utilizar la iluminación convencional por
presencia de gases explosivos. También es utilizada en medicina para
transmitir imágenes desde dentro del cuerpo humano.
Distribuidores
Móvil de empalmes
dB, dBm y dBr
Atenuación
OTDR
Atenuación total
Tipos de cable F.O.
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).
Entonces habrá cables con:



núcleo y revestimiento de plástico
núcleo de vidrio y revestimiento de plástico (PCS=plastic clad
silica)
núcleo y revestimiento de vidrio (SCS=silica clad silica)
Los conductores de fibra óptica comunmente utilizados en transmisión de
datos son de un grosor comparable a un cabello, variando el núcleo entre
los 8 y los 100 m (micrones), y el revestimiento entre 125 y 140 m .
Temas complementarios
Un poco de historia
¿No consigues un CD?
Encuentralo aquí
Adicionalmente, los conductores ópticos tienen un revestimiento de color que sigue un código de
identificación o numeración, el cual varía según el fabricante/norma.
Existe otra clasificación, según la variación del índice de refracción dentro del núcleo, y según la
cantidad de MODOS (haces de luz) :



Multimodo de índice escalonado [Multimode step index] MM
Multimodo de índice gradual [Multimode graded index] MM
Monomodo (índice escalonado) [Single Mode step index] SM
Nota: La cantidad de modos no es infinita y se puede calcular en base al radio del núcleo, la
longitud de onda de la luz que se propaga por la fibra y la diferencia de índices de refracción entre
núcleo y revestimiento.
Menor ancho de
banda
AB = 20 a 200
MHz/Km
Ancho de banda
medio
AB = 500 a 1500
MHz /Km
Diámetros de
núcleo/revestimiento
(en m):
50 / 125
62.5 / 125
100 / 140
Mayor ancho de
banda
AB > 10 GHz/Km
Diámetros de
núcleo/revestimiento
(en m):
8 a 10 / 125
Como se puede observar en la gráfica del centro de la figura anterior, en el núcleo de una fibra
multimodo de índice gradual el índice de refracción es máximo en el centro y va disminuyendo
radialmente hacia afuera hasta llegar a igualarse al índice del revestimiento justo donde éste
comienza. Por esto es que los modos (haces) se van curvando como lo muestra el dibujo. Dado
que la velocidad de propagación de un haz de luz depende del índice de refracción, sucederá
entonces que los modos al alejarse del centro de la fibra por un lado viajarán más rápido y por otro,
al curvarse, recorrerán menor distancia, resultando todo esto en un mejoramiento del ancho de
banda respecto a la deíndice escalonado.
Existe además un tipo de fibra denominada DISPERSION SHIFTED (DS) (dispersión desplazada)
de la cual sólo se dirá aquí que no debe empalmarse con las comunes.
Recientemente ha surgido la fibra del tipo NZD (Non Zero Dispersion) la cual posee un núcleo más
reducido (6) y requiere un cuidado especial al empalmarla.
Otros tipos:
CS (Cut-off shifted), NZ-DS (Non-Zero Dispersion shifted) y ED (Er doped).
Transmisión por Fibras Opticas
La transmisión por FO consiste en convertir una señal eléctrica en una óptica, que puede estar
formada por pulsos de luz (digital) o por un haz de luz modulado (analógica). La señal saliente del
transmisor, se propaga por la fibra hasta llegar al receptor, en el cual se convierte la señal
nuevamente a eléctrica.
Interfaz eléctrico/óptica
E/O
Interfaz óptico/eléctrica
O/E
FUENTE
OPTICA
(Laser)
Tx
(modulador+transmisor)
Medio de Transmisión: F.O.
>>>>
DETECTOR
OPTICO
(Fotodiodo pin)
Rx
(receptor+demodulador)
La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un
hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían
pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente
confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del
ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser
láser o un LED.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran
cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son
el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas,
también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la
fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
Contenido
[ocultar]














1 Historia
2 Proceso de fabricación
o 2.1 La etapa de estirado de la preforma
3 Aplicaciones
o 3.1 Comunicaciones con fibra óptica
o 3.2 Sensores de fibra óptica
o 3.3 Iluminación
o 3.4 Más usos de la fibra óptica
4 Características
o 4.1 Funcionamiento
o 4.2 Ventajas
o 4.3 Desventajas
5 Tipos
o 5.1 Fibra multimodo
o 5.2 Fibra monomodo
6 Tipos según su diseño
o 6.1 Cable de estructura holgada
o 6.2 Cable de estructura ajustada
7 Componentes de la fibra óptica
o 7.1 Tipos de conectores
o 7.2 Emisores del haz de luz
o 7.3 Conversores luz-corriente eléctrica
8 Cables de fibra óptica
o 8.1 Las funciones del cable
o 8.2 Instalación y explotación
o 8.3 Elementos y diseño del cable de fibra óptica
o 8.4 Elementos estructurales
o 8.5 Elementos de refuerzo
o 8.6 Funda
o 8.7 Pérdida en los cables de Fibra Óptica
9 Conectores
10 Estándar y protocolo de canal de fibra
o 10.1 Estándar
o 10.2 Protocolo
11 Tipos de dispersión
12 Véase también
13 Referencias
14 Enlaces externos
[editar] Historia
Daniel Colladon fue el primero en describir la "fuente de luz" en el artículo que en 1842 tituló On
the reflections of a ray of light inside a parabolic liquid stream. Ilustración de este último artículo
de Colladon, en 1884.
El uso de la luz para la codificación de señales no es nuevo, los antiguos griegos usaban
espejos para transmitir información, de modo rudimentario, usando luz solar. En 1792,
Claude Chappe diseñó un sistema de telegrafía óptica, que mediante el uso de un código y
torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200 km que separan Lille y París, conseguía
transmitir un mensaje en tan sólo 16 minutos.
La gran novedad aportada en nuestra época es la de haber conseguido “domar” la luz, de
modo que sea posible que se propague dentro de un cable tendido por el hombre. El uso de
la luz guiada, de modo que no expanda en todas direcciones, sino en una muy concreta y
predefinida se ha conseguido mediante la fibra óptica, que podemos pensar como un
conducto de vidrio -fibra de vidrio ultra delgada- protegida por un material aislante que
sirve para transportar la señal lumínica de un punto a otro.
Además tiene muchas otras ventajas, como bajas pérdidas de señal, tamaño y peso
reducido, inmunidad frente a emisiones electromagnéticas y de radiofrecuencia y seguridad.
Como resultado de estudios en física enfocados de la óptica, se descubrió un nuevo modo
de empleo para la luz llamado rayo láser. Este último es usado con mayor vigor en el área
de las telecomunicaciones, debido a lo factible que es enviar mensajes con altas velocidades
y con una amplia cobertura. Sin embargo, no existía un conducto para hacer viajar los
fotones originados por el láser.
La posibilidad de controlar un rayo de luz, dirigiéndolo en una trayectoria recta, se conoce
desde hace mucho tiempo. En 1820, Augustin-Jean Fresnel ya conocía las ecuaciones por
las que rige la captura de la luz dentro de una placa de cristal lisa. Su ampliación a lo que
entonces se conocía como cables de vidrio fue obra de D. Hondros y Peter Debye en 1910.
El confinamiento de la luz por refracción, el principio de que posibilita la fibra óptica, fue
demostrado por Daniel Colladon y Jacques Babinet en París en los comienzos de la década
de 1840. El físico irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía viajar dentro de un
material (agua), curvándose por reflexión interna, y en 1870 presentó sus estudios ante los
miembros de la Real Sociedad.1 A partir de este principio se llevaron a cabo una serie de
estudios, en los que demostraron el potencial del cristal como medio eficaz de transmisión a
larga distancia. Además, se desarrollaron una serie de aplicaciones basadas en dicho
principio para iluminar corrientes de agua en fuentes públicas. Más tarde, J. L. Baird
registró patentes que describían la utilización de bastones sólidos de vidrio en la
transmisión de luz, para su empleo en un primitivo sistema de televisión de colores. El gran
problema, sin embargo, era que las técnicas y los materiales usados no permitían la
transmisión de la luz con buen rendimiento. Las pérdidas eran grandes y no había
dispositivos de acoplamiento óptico.
Solamente en 1950 las fibras ópticas comenzaron a interesar a los investigadores, con
muchas aplicaciones prácticas que estaban siendo desarrolladas. En 1952, el físico Narinder
Singh Kapany, apoyándose en los estudios de John Tyndall, realizó experimentos que
condujeron a la invención de la fibra óptica.
Uno de los primeros usos de la fibra óptica fue emplear un haz de fibras para la transmisión
de imágenes, que se usó en el endoscopio médico. Usando la fibra óptica, se consiguió un
endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad de Míchigan en 1956. En
este invento se usaron unas nuevas fibras forradas con un material de bajo índice de
refracción, ya que antes se impregnaban con aceites o ceras. En esta misma época, se
empezaron a utilizar filamentos delgados como el pelo que transportaban luz a distancias
cortas, tanto en la industria como en la medicina, de forma que la luz podía llegar a lugares
que de otra forma serían inaccesibles. El único problema era que esta luz perdía hasta el
99% de su intensidad al atravesar distancias de hasta 9 metros de fibra.
Charles K. Kao, en su tesis doctoral de 1956, estimó que las máximas pérdidas que debería
tener la fibra óptica, para que resultara práctica en enlaces de comunicaciones, eran de 20
dB/km.
En 1966, en un comunicado dirigido a la Asociación Británica para el Avance de la
Ciencia, los investigadores Charles K. Kao y G. A. Hockham, de los laboratorios de
Standard Telecommunications, en Inglaterra, afirmaron que se podía disponer de fibras de
una transparencia mayor y propusieron el uso de fibras de vidrio y luz, en lugar de
electricidad y conductores metálicos, en la transmisión de mensajes telefónicos. La
obtención de tales fibras exigió grandes esfuerzos de los investigadores, ya que las fibras
hasta entonces presentaban pérdidas del orden de 100 dB por kilómetro, además de una
banda pasante estrecha y una enorme fragilidad mecánica. Este estudio constituyó la base
para mejorar las pérdidas de las señales ópticas que hasta el momento eran muy
significativas y no permitían el aprovechamiento de esta tecnología. En un artículo teórico,
demostraron que las grandes pérdidas características de las fibras existentes se debían a
impurezas diminutas intrínsecas del cristal. Mientras tanto, como resultado de los esfuerzos,
se hicieron nuevas fibras con atenuación de 20 dB por kilómetro y una banda pasante de 1
GHz para un largo de 1 km, con la perspectiva de sustituir los cables coaxiales. La
utilización de fibras de 100 µm de diámetro, envueltas en nylon resistente, permitirían la
construcción de hilos tan fuertes que no podían romperse con las manos. Hoy ya existen
fibras ópticas con atenuaciones tan pequeñas de hasta 1 dB por kilómetro, lo que es
muchísimo menor a las pérdidas de un cable coaxial.
El artículo de Kao-Hockman estimuló a algunos investigadores a producir dichas fibras con
bajas pérdidas. El gran avance se produjo en 1970, cuando los investigadores Maurer,
Keck, Schultz y Zimar que trabajaban para Corning Glass, fabricaron la primera fibra
óptica aplicando impurezas de titanio en sílice, con cientos de metros de largo con la
claridad cristalina que Kao y Hockman habían propuesto. Las pérdidas eran de 17 dB/km.
Durante esta década las técnicas de fabricación se mejoraron, consiguiendo pérdidas de tan
solo 0,5 dB/km.
Poco después, Panish y Hayashi, de los laboratorios Bell, mostraron un láser de
semiconductores que podía funcionar continuamente a temperatura ambiente. En 1978 ya
se transmitía a 10 Gb km/segundos. Además, John MacChesney y sus colaboradores,
también de los laboratorios Bell, desarrollaron independientemente métodos de preparación
de fibras. Todas estas actividades marcaron un punto decisivo ya que ahora, existían los
medios para llevar las comunicaciones de fibra óptica fuera de los laboratorios, al campo de
la ingeniería habitual. Durante la siguiente década, a medida que continuaban las
investigaciones, las fibras ópticas mejoraron constantemente su transparencia.
El 22 de abril de 1977, General Telephone and Electronics envió la primera transmisión
telefónica a través de fibra óptica, en 6 Mbit/s, en Long Beach, California.
El amplificador que marcó un antes y un después en el uso de la fibra óptica en conexiones
interurbanas, reduciendo el coste de ellas, fue el amplificador óptico inventado por David
Payne, de la Universidad de Southampton, y por Emmanuel Desurvire en los Laboratorios
Bell. A ambos se les concedió la medalla Benjamin Franklin en 1988.
Cable submarino de fibra óptica.
En 1980, las mejores fibras eran tan transparentes que una señal podía atravesar 240
kilómetros de fibra antes de debilitarse hasta ser indetectable. Pero las fibras ópticas con
este grado de transparencia no se podían fabricar usando métodos tradicionales. El gran
avance se produjo cuando se dieron cuenta de que el cristal de sílice puro, sin ninguna
impureza de metal que absorbiese luz, solamente se podía fabricar directamente a partir de
componentes de vapor, evitando de esta forma la contaminación que inevitablemente
resultaba del uso convencional de los crisoles de fundición. El progreso se centraba ahora
en seleccionar el equilibrio correcto de componentes del vapor y optimizar sus reacciones.
La tecnología en desarrollo se basaba principalmente en el conocimiento de la
termodinámica química, una ciencia perfeccionada por tres generaciones de químicos desde
su adopción original por parte de Willard Gibbs, en el siglo XIX.
También en 1980, AT&T presentó a la Comisión Federal de Comunicaciones de los
Estados Unidos un proyecto de un sistema de 978 kilómetros que conectaría las principales
ciudades del corredor que iba de Boston a Washington D. C.. Cuatro años después, cuando
el sistema comenzó a funcionar, su cable, de menos de 25 centímetros de diámetro,
proporcionaba 80.000 canales de voz para conversaciones telefónicas simultáneas. Para
entonces, la longitud total de los cables de fibra únicamente en los Estados Unidos
alcanzaba 400.000 kilómetros (suficiente para llegar a la luna).
Pronto, cables similares atravesaron los océanos del mundo. El primer enlace transoceánico
con fibra óptica fue el TAT-8 que comenzó a operar en 1988, usando un cristal tan
transparente que los amplificadores para regenerar las señales débiles se podían colocar a
distancias de más de 64 kilómetros. Tres años después, otro cable transatlántico duplicó la
capacidad del primero. Los cables que cruzan el Pacífico también han entrado en
funcionamiento. Desde entonces, se ha empleado fibra óptica en multitud de enlaces
transoceánicos o entre ciudades, y paulatinamente se va extendiendo su uso desde las redes
troncales de las operadoras hacia los usuarios finales.
Hoy en día, debido a sus mínimas pérdidas de señal y a sus óptimas propiedades de ancho
de banda, la fibra óptica puede ser usada a distancias más largas que el cable de cobre.
Además, las fibras por su peso y tamaño reducido, hace que sea muy útil en entornos donde
el cable de cobre sería impracticable.
[editar] Proceso de fabricación
Artículo principal: Fabricación de la fibra óptica
Una vez obtenida mediante procesos químicos la materia de la fibra óptica, se pasa a su
fabricación. Proceso continuo en el tiempo que básicamente se puede describir a través de
tres etapas; la fabricación de la preforma, el estirado de esta y por último las pruebas y
mediciones. Para la creación de la preforma existen cuatro procesos que son principalmente
utilizados.
La etapa de fabricación de la preforma puede ser a través de alguno de los siguientes
métodos:

M.C.V.D Modified Chemical Vapor Deposition
Fue desarrollado originalmente por Corning Glass y modificado por los Laboratorios Bell
Telephone para su uso industrial. Utiliza un tubo de cuarzo puro de donde se parte y es
depositado en su interior la mezcla de dióxido de silicio y aditivos de dopado en forma de
capas concéntricas. A continuación en el proceso industrial se instala el tubo en un torno
giratorio. El tubo es calentado hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 1.400 °C
y 1.600 °C mediante un quemador de hidrógeno y oxígeno. Al girar el torno el quemador
comienza a desplazarse a lo largo del tubo. Por un extremo del tubo se introducen los
aditivos de dopado, parte fundamental del proceso, ya que de la proporción de estos
aditivos dependerá el perfil final del índice de refracción del núcleo. La deposición de las
sucesivas capas se obtienen de las sucesivas pasadas del quemador, mientras el torno gira;
quedando de esta forma sintezado el núcleo de la fibra óptica. La operación que resta es el
colapso, se logra igualmente con el continuo desplazamiento del quemador, solo que ahora
a una temperatura comprendida entre 1.700 °C y 1.800 °C. Precisamente es esta
temperatura la que garantiza el ablandamiento del cuarzo, convirtiéndose así el tubo en el
cilindro macizo que constituye la preforma. Las dimensiones de la preforma suelen ser de
un metro de longitud útil y de un centímetro de diámetro exterior.

V.A.D Vapor Axial Deposition
Su funcionamiento se basa en la técnica desarrollada por la Nippon Telephone and
Telegraph (N.T.T), muy utilizado en Japón por compañías dedicadas a la fabricación de
fibras ópticas. La materia prima que utiliza es la misma que el metodo M.C.V.D, su
diferencia con este radica, que en este último solamente se depositaba el núcleo, mientras
que en este además del núcleo de la FO se deposita el revestimiento. Por esta razón debe
cuidarse que en la zona de deposición axial o núcleo, se deposite más dióxido de germanio
que en la periferia, lo que se logran a través de la introducción de los parámetros de diseño
en el software que sirve de apoyo en el proceso de fabricación. A partir de un cilindro de
vidrio auxiliar que sirve de soporte para la preforma, se inicia el proceso de creación de
esta, depositándose ordenadamente los materiales, a partir del extremo del cilindro
quedando así conformada la llamada "preforma porosa". Conforme su tasa de crecimiento
se va desprendiendo del cilindro auxiliar de vidrio. El siguiente paso consiste en el
colapsado, donde se somete la preforma porosa a una temperatura comprendida entre los
1.500 °C y 1.700 °C, lográndose así el reblandamiento del cuarzo. Quedando convertida la
preforma porosa hueca en su interior en el cilindro macizo y transparente, mediante el cual
se suele describir la preforma.
Entre sus ventajas, comparado con el método anterior (M.C.V.D) permite obtener
preformas con mayor diámetro y mayor longitud a la vez que precisa un menor aporte
energético. Como inconveniente se destaca como uno el de mayor cognotación, la
sofisticación que requiere en equipo necesarios para su realización.

O.V.D Outside Vapor Deposition
Desarrollado por Corning Glass Work. Parte de una varilla de substrato cerámica y un
quemador. En la llama del quemador son introducidos los cloruros vaporosos y esta caldea
la varilla. A continuación se realiza el proceso denominado síntesis de la preforma, que
consiste en el secado de la misma mediante cloro gaseoso y el correspondiente colapsado
de forma análoga a los realizados con el método V.A.D, quedando así sintetizados el núcleo
y revestimiento de la preforma.
Entre las Ventajas, es de citar que las tasas de deposición que se alcanzan son del orden de
4.3g / min, lo que representa una tasa de fabricación de FO de 5km / h, habiendo sido
eliminadas las pérdidas iniciales en el paso de estirado de la preforma. También es posible
la fabricación de fibras de muy baja atenuación y de gran calidad mediante la optimización
en el proceso de secado, porque los perfiles así obtenidos son lisos y sin estructura anular
reconocible.

P.C.V.D Plasma Chemical Vapor Deposition
Es desarrollado por Philips, se caracteriza por la obtención de perfiles lisos sin estructura
anular reconocible. Su principio se basa en la oxidación de los cloruros de silicio y
germanio, creando en estos un estado de plasma, seguido del proceso de deposición
interior.
[editar] La etapa de estirado de la preforma
Sea cualquiera que se utilice de las técnicas que permiten la construcción de la preforma es
de común a todas el proceso de estirado de esta. Consiste básicamente en la existencia de
un horno tubular abierto, en cuyo interior se somete la preforma a una temperatura de
2.000 °C, logrando así el reblandamiento del cuarzo y quedando fijado el diámetro exterior
de la FO. Este diámetro se ha de mantener constante mientras se aplica una tensión sobre la
preforma, para lograr esto precisamente la constancia y uniformidad en la tensión de
tracción y la ausencia de corrientes de convección en el interior del horno, son los factores
que lo permiten. En este proceso se ha de cuidar que en la atmósfera interior del horno esté
aislada de partículas provenientes del exterior para evitar que la superficie reblandecida de
la FO pueda ser contaminada, o se puedan crear microfisuras, con la consecuente e
inevitable rotura de la fibra. También es aquí donde se aplica a la fibra un material
sintético, que generalmente es un polimerizado viscoso, el cual posibilita las elevadas
velocidades de estirado, comprendidas entre 1m / sg y 3m / sg, conformándose así una capa
uniforme sobre la fibra totalmente libre de burbujas e impurezas. Posteriormente se pasa al
endurecimiento de la protección antes descrita quedando así la capa definitiva de polímero
elástico. Esto se realiza habitualmente mediante procesos térmicos o a través de procesos de
reacciones químicas mediante el empleo de radiaciones ultravioletas.
[editar] Aplicaciones
Su uso es muy variado: desde comunicaciones digitales, pasando por sensores y llegando a
usos decorativos, como árboles de Navidad, veladores y otros elementos similares.
Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables submarinos, cables interurbanos, etc.
[editar] Comunicaciones con fibra óptica
La fibra óptica se emplea como medio de transmisión para las redes de telecomunicaciones,
ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden agruparse formando cables. Las
fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio, y algunas veces de los dos tipos.
Para usos interurbanos son de vidrio, por la baja atenuación que tienen.
El FTP
La fibra óptica posee una variante llamada FTP (No confundir con el protocolo FTP)
El FTP , o Par trenzado de fibra óptica en español, es la combinación de la fiabilidad del
par trenzado y la velocidad de la fibra óptica, se emplea solo en instalaciones científicomilitares gracias a la velocidad de transmisión 10gb/s, no está disponible para el mercado
civil actualmente, su costo es 3 veces mayor al de la fibra óptica.
Para las comunicaciones se emplean fibras multimodo y monomodo, usando las multimodo
para distancias cortas (hasta 5000 m) y las monomodo para acoplamientos de larga
distancia. Debido a que las fibras monomodo son más sensibles a los empalmes, soldaduras
y conectores, las fibras y los componentes de éstas son de mayor costo que los de las fibras
multimodo.
[editar] Sensores de fibra óptica
Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la
presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula
corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.
Las fibras ópticas se utilizan como hidrófonos para los sismos o aplicaciones de sónar. Se
ha desarrollado sistemas hidrofónicos con más de 100 sensores usando la fibra óptica. Los
hidrófonos son usados por la industria de petróleo así como las marinas de guerra de
algunos países. La compañía alemana Sennheiser desarrolló un micrófono que trabajaba
con un láser y las fibras ópticas.
Los sensores de fibra óptica para la temperatura y la presión se han desarrollado para pozos
petrolíferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de
semiconductores.
Otro uso de la fibra óptica como un sensor es el giroscopio óptico que usa el Boeing 767 y
el uso en microsensores del hidrógeno.
[editar] Iluminación
Otro uso que le podemos dar a la fibra óptica es el de iluminar cualquier espacio. Debido a
las ventajas que este tipo de iluminación representa en los últimos años ha empezado a ser
muy utilizado.
Entre las ventajas de la iluminación por fibra podemos mencionar:



Ausencia de electricidad y calor: Esto se debe a que la fibra sólo tiene la capacidad de
transmitir los haces de luz además de que la lámpara que ilumina la fibra no está en
contacto directo con la misma.
Se puede cambiar de color la iluminación sin necesidad de cambiar la lámpara: Esto se
debe a que la fibra puede transportar el haz de luz de cualquier color sin importar el color
de la fibra.
Con una lámpara se puede hacer una iluminación más amplia por medio de fibra: Esto es
debido a que con una lámpara se puede iluminar varias fibras y colocarlas en diferentes
lugares.
[editar] Más usos de la fibra óptica





Se puede usar como una guía de onda en aplicaciones médicas o industriales en las que es
necesario guiar un haz de luz hasta un blanco que no se encuentra en la línea de visión.
La fibra óptica se puede emplear como sensor para medir tensiones, temperatura, presión
así como otros parámetros.
Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar instrumentos de
visualización largos y delgados llamados endoscopios. Los endoscopios se usan en
medicina para visualizar objetos a través de un agujero pequeño. Los endoscopios
industriales se usan para propósitos similares, como por ejemplo, para inspeccionar el
interior de turbinas.
Las fibras ópticas se han empleado también para usos decorativos incluyendo iluminación,
árboles de Navidad.
Líneas de abonado



Las fibras ópticas son muy usadas en el campo de la iluminación. Para edificios donde la
luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra óptica a cualquier parte
del edificio.
También es utilizada para trucar el sistema sensorial de los taxis provocando que el
taxímetro (algunos le llaman cuentafichas) no marque el costo real del viaje.
Se emplea como componente en la confección del hormigón translúcido, invención creada
por el arquitecto húngaro Ron Losonczi, que consiste en una mezcla de hormigón y fibra
óptica formando un nuevo material que ofrece la resistencia del hormigón pero
adicionalmente, presenta la particularidad de dejar traspasar la luz de par en par.
[editar] Características
La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que opera a frecuencias ópticas.
Núcleo y revestimiento de la fibra óptica.
Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y
germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con
un índice de refracción ligeramente menor. Cuando la luz llega a una superficie que limita
con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia
de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.
En el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy
abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden
guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.
A lo largo de toda la creación y desarrollo de la fibra óptica, algunas de sus características
han ido cambiando para mejorarla. Las características más destacables de la fibra óptica en
la actualidad son:


Cobertura más resistente: La cubierta contiene un 25% más material que las cubiertas
convencionales.
Uso dual (interior y exterior): La resistencia al agua y emisiones ultravioleta, la cubierta
resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra óptica contribuyen a una
mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la fibra.


Mayor protección en lugares húmedos: Se combate la intrusión de la humedad en el
interior de la fibra con múltiples capas de protección alrededor de ésta, lo que
proporciona a la fibra, una mayor vida útil y confiabilidad en lugares 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.
[editar] Funcionamiento
Los principios básicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la óptica
geométrica, principalmente, la ley de la refracción (principio de reflexión interna total) y la
ley de Snell.
Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este
no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si
el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y
también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo limite.
[editar] Ventajas

Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz).

Pequeño tamaño, por tanto ocupa poco espacio.

Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la
instalación enormemente.

Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas
nueve veces menos que el de un cable convencional.

Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una
calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas,
chisporroteo...

Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el
debilitamiento de la energía luminosa en recepción, además, no radia nada, lo que es
particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de
confidencialidad.

No produce interferencias.

Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los
medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro). Esta
propiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de cables ópticos no
metálicos con los cables de energía eléctrica.

Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias
importantes sin elementos activos intermedios.

Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación).

Resistencia al calor, frío, corrosión.

Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que
permite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería, simplificando la
labor de mantenimiento.
[editar] Desventajas
A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de desventajas
frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las siguientes:







La alta fragilidad de las fibras.
Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.
Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que
dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.
No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.
La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.2
No existen memorias ópticas.
Así mismo, el costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de
banda y baja atenuación son requeridos. Para bajo ancho de banda puede ser una solución
mucho más costosa que el conductor de cobre.
La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de
recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por
conductores separados.
Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en
la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más
importante para el envejecimiento de la fibra óptica.
Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los
componentes, calidad de la transmisión y pruebas.
[editar] Tipos
Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se
denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos tipos
de fibra óptica: multimodo y monomodo.
Tipos de fibra óptica.
[editar] Fibra multimodo
Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un
modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener
más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en
aplicaciones de corta distancia, menores a 1 km; es simple de diseñar y económico.
El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo
orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra
multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor
precisión.
Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra
multimodo:


Índice escalonado: en este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de refracción constante
en toda la sección cilíndrica, tiene alta dispersión modal.
Índice gradual: mientras en este tipo, el índice de refracción no es constante, tiene menor
dispersión modal y el núcleo se constituye de distintos materiales.
Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibras multimodo según su
ancho de banda se incluye el formato OM3 (monomodo sobre láser) a los ya existentes
OM1 y OM2 (monomodos sobre LED).



OM1: Fibra 62.5/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como
emisores
OM2: Fibra 50/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores
OM3: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300 m), usan láser (VCSEL)
como emisores.
Bajo OM3 se han conseguido hasta 2000 MHz·Km (10 Gbps), es decir, una velocidades 10
veces mayores que con OM1.
[editar] Fibra monomodo
Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra
reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo
permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia
de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta
400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de
información (decenas de Gb/s).
[editar] Tipos según su diseño
De acuerdo a su diseño, existen dos tipos de cable de fibra óptica
[editar] Cable de estructura holgada
Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios tubos
de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta protectora.
Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras ópticas que
descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel
hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra.
El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el
cable.
Su núcleo se complementa con un elemento que le brinda resistencia a la tracción que bien
puede ser de varilla flexible metálica o dieléctrica como elemento central o de hilaturas de
Aramida o fibra de vidrio situadas periféricamente.
[editar] Cable de estructura ajustada
Es un cable diseñado para instalaciones en el interior de los edificios, es más flexible y con
un radio de curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada.
Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de
tracción, todo ello cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección
plástica extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 µm
rodeando al recubrimiento de 250 µm de la fibra óptica. Esta protección plástica además de
servir como protección adicional frente al entorno, también provee un soporte físico que
serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir las bandejas de empalmes.
[editar] Componentes de la fibra óptica
Dentro de los componentes que se usan en la fibra óptica caben destacar los siguientes: los
conectores, el tipo de emisor del haz de luz, los conversores de luz, etc.
Transmisor de energía óptica. Lleva un modulador para transformar la señal electrónica
entrante a la frecuencia aceptada por la fuente luminosa, la cual convierte la señal
electrónica (electrones) en una señal óptica (fotones) que se emite a través de la fibra
óptica.
Detector de energía óptica. Normalmente es un fotodiodo que convierte la señal óptica
recibida en electrones (es necesario también un amplificador para generar la señal)
Su componente es el silicio y se conecta a la fuente luminosa y al detector de energía
óptica. Dichas conexiones requieren una tecnología compleja.
[editar] Tipos de conectores
Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya puede ser un
transmisor o un receptor. Los tipos de conectores disponibles son muy variados, entre los
que podemos encontrar se hallan los siguientes:
Tipos de conectores de la fibra óptica.





FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.
FDDI, se usa para redes de fibra óptica.
LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.
SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.
ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.
[editar] Emisores del haz de luz
Estos dispositivos se encargan de convertir la señal eléctrica en señal luminosa, emitiendo
el haz de luz que permite la transmisión de datos, estos emisores pueden ser de dos tipos:

LEDs. Utilizan una corriente de 50 a 100 mA, su velocidad es lenta, solo se puede usar en
fibras multimodo, pero su uso es fácil y su tiempo de vida es muy grande, además de ser
económicos.

Lasers. Este tipo de emisor usa una corriente de 5 a 40 mA, son muy rápidos, se puede
usar con los dos tipos de fibra, monomodo y multimodo, pero por el contrario su uso es
difícil, su tiempo de vida es largo pero menor que el de los LEDs y también son mucho más
costosos.
[editar] Conversores luz-corriente eléctrica
Este tipo de dispositivos convierten las señales luminosas que proceden de la fibra óptica en
señales eléctricas. Se limitan a obtener una corriente a partir de la luz modulada incidente,
esta corriente es proporcional a la potencia recibida, y por tanto, a la forma de onda de la
señal moduladora.
Se fundamenta en el fenómeno opuesto a la recombinación, es decir, en la generación de
pares electrón-hueco a partir de los fotones. El tipo más sencillo de detector corresponde a
una unión semiconductora P-N.
Las condiciones que debe cumplir un fotodetector para su utilización en el campo de las
comunicaciones, son las siguientes:



La corriente inversa (en ausencia de luz) debe ser muy pequeña, para así poder detectar
señales ópticas muy débiles (alta sensibilidad).
Rapidez de respuesta (gran ancho de banda).
El nivel de ruido generado por el propio dispositivo ha de ser mínimo.
Hay dos tipos de detectores: los fotodiodos PIN y los de avalancha APD.

Detectores PIN: Su nombre viene de que se componen de una unión P-N y entre esa unión
se intercala una nueva zona de material intrínseco (I), la cual mejora la eficacia del
detector.
Se utiliza principalmente en sistemas que permiten una fácil discriminación entre posibles
niveles de luz y en distancias cortas.

Detectores APD: Los fotodiodos de avalancha son fotodetectores que muestran, aplicando
un alto voltaje en inversa, un efecto interno de ganancia de corriente (aproximadamente
100), debido a la ionización de impacto (efecto avalancha). El mecanismo de estos
detectores consiste en lanzar un electrón a gran velocidad (con la energía suficiente),
contra un átomo para que sea capaz de arrancarle otro electrón.
Estos detectores se pueden clasificar en tres tipos:



de silicio: presentan un bajo nivel de ruido y un rendimiento de hasta el 90% trabajando
en primera ventana. Requieren alta tensión de alimentación (200-300V).
de germanio: aptos para trabajar con longitudes de onda comprendidas entre 1000 y 1300
nm y con un rendimiento del 70%.
de compuestos de los grupos III y V.
[editar] Cables de fibra óptica
Sección de un cable de fibra óptica.
Conectores de cable de fibra óptica.
Un cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras ópticas por el cual se
transmiten señales luminosas. Las fibras ópticas comparten su espacio con hiladuras de
aramida que le confieren la necesaria resistencia a la tracción.
Los cables de fibra óptica proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en la industria
de la electrónica y las telecomunicaciones. Así, un cable con 8 fibras ópticas tiene un
tamaño bastante más pequeño que los utilizados habitualmente, puede soportar las mismas
comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo
ello con una distancia entre repetidores mucho mayor.
Por otro lado, el peso del cable de fibra óptica es muchísimo menor que el de los coaxiales,
ya que una bobina del cable de 8 fibras antes citado puede pesar del orden de 30 kg/km, lo
que permite efectuar tendidos de 2 a 4 km de una sola vez, mientras que en el caso de los
cables de cobre no son prácticas distancias superiores a 250 - 300 m.
La “fibra óptica” no se suele emplear tal y como se obtiene tras su proceso de creación (tan
sólo con el revestimiento primario), sino que hay que dotarla de más elementos de refuerzo
que permitan su instalación sin poner en riesgo al vidrio que la conforma. Es un proceso
difícil de llevar a cabo, ya que el vidrio es quebradizo y poco dúctil. Además, la sección de
la fibra es muy pequeña, por lo que la resistencia que ofrece a romperse es prácticamente
nula. Es por tanto necesario protegerla mediante la estructura que denominamos cable.
[editar] Las funciones del cable
Las funciones del cable de fibra óptica son varias. Actúa como elemento de protección de
la(s) fibra(s) óptica(s) que hay en su interior frente a daños y fracturas que puedan
producirse tanto en el momento de su instalación como a lo largo de la vida útil de ésta.
Además, proporciona suficiente consistencia mecánica para que pueda manejarse en las
mismas condiciones de tracción, compresión, torsión y medioambientales que los cables de
conductores. Para ello incorporan elementos de refuerzo y aislamiento frente al exterior.
[editar] Instalación y explotación
Referente a la instalación y explotación del cable, nos encontramos frente a la cuestión
esencial de qué tensión es la máxima que debe admitirse durante el tendido para que el
cable no se rompa y se garantice una vida media de unos 20 años.
Técnicas de empalme: Los tipos de empalmes pueden ser:



Empalme mecánico con el cual se pueden provocar pérdidas del orden de 0.5 dB.
Empalme con pegamentos con el cual se pueden provocar pérdidas del orden de 0.2 dB.
Empalme por fusión de arco eléctrico con el cual se logran pérdidas del orden de 0.02 dB.
[editar] Elementos y diseño del cable de fibra óptica
La estructura de un cable de fibra óptica dependerá en gran medida de la función que deba
desempeñar esa fibra. A pesar de esto, todos los cables tienen unos elementos comunes que
deben ser considerados y que comprenden: el revestimiento secundario de la fibra o fibras
que contiene; los elementos estructurales y de refuerzo; la funda exterior del cable, y las
protecciones contra el agua. Existen tres tipos de “revestimiento secundario”:

“Revestimiento ceñido”: Consiste en un material (generalmente plástico duro como el
nylon o el poliéster) que forma una corona anular maciza situada en contacto directo con
el revestimiento primario. Esto genera un diámetro externo final que oscila entre 0’5 y 1
mm. Esto proporciona a la fibra una protección contra microcurvaturas, con la salvedad
del momento de su montaje, que hay que vigilar que no las produzca ella misma.

“Revestimiento holgado hueco”: Proporciona una cavidad sobredimensionada. Se emplea
un tubo hueco extruido (construido pasando un metal candente por el plástico) de
material duro, pero flexible, con un diámetro variable de 1 a 2 mm. El tubo aísla a la fibra
de vibraciones y variaciones mecánicas y de temperatura externas.

“Revestimiento holgado con relleno”: El revestimiento holgado anterior se puede rellenar
de un compuesto resistente a la humedad, con el objetivo de impedir el paso del agua a la
fibra. Además ha de ser suave, dermatológicamente inocuo, fácil de extraer,
autorregenerativo y estable para un rango de temperaturas que oscila entre los ¬ 55 y los
85 °C Es frecuente el empleo de derivados del petróleo y compuestos de silicona para este
cometido.
[editar] Elementos estructurales
Los elementos estructurales del cable tienen como misión proporcionar el núcleo alrededor
del cual se sustentan las fibras, ya sean trenzadas alrededor de él o dispersándose de forma
paralela a él en ranuras practicadas sobre el elemento a tal efecto.
[editar] Elementos de refuerzo
Tienen por misión soportar la tracción a la que éste se ve sometido para que ninguna de sus
fibras sufra una elongación superior a la permitida. También debe evitar posibles torsiones.
Han de ser materiales flexibles y, ya que se emplearán kilómetros de ellos han de tener un
coste asequible. Se suelen utilizar materiales como el acero, Kevlar y la fibra de vidrio.
[editar] Funda
Por último, todo cable posee una funda, generalmente de plástico cuyo objetivo es proteger
el núcleo que contiene el medio de transmisión frente a fenómenos externos a éste como
son la temperatura, la humedad, el fuego, los golpes externos, etc. Dependiendo de para qué
sea destinada la fibra, la composición de la funda variará. Por ejemplo, si va a ser instalada
en canalizaciones de planta exterior, debido al peso y a la tracción bastará con un
revestimiento de polietileno extruido. Si el cable va a ser aéreo, donde sólo importa la
tracción en el momento de la instalación nos preocupará más que la funda ofrezca
resistencia a las heladas y al viento. Si va a ser enterrado, querremos una funda que, aunque
sea más pesada, soporte golpes y aplastamientos externos. En el caso de las fibras
submarinas la funda será una compleja superposición de varias capas con diversas
funciones aislantes.
[editar] Pérdida en los cables de Fibra Óptica
A la pérdida de potencia a través del medio se conoce como Atenuación, es expresada en
decibelios, con un valor positivo en dB, es causada por distintos motivos, como la
disminución en el ancho de banda del sistema, velocidad, eficiencia. La fibra de tipo
multimodal, tiene mayor pérdida debido a que la onda luminosa se dispersa originada por
las impurezas. Las principales causas de pérdida en el medio son:






Pérdidas por absorción
Pérdida de Rayleigh
Dispersión cromática
Pérdidas por radiación
Dispersión modal
Pérdidas por acoplamiento
Pérdidas por absorción. Ocurre cuando las impurezas en la fibra absorben la luz, y esta se
convierte en energía calorífica; las pérdidas normales van de 1 a 1000 dB/Km.
Pérdida de Rayleigh. En el momento de la manufactura de la fibra, existe un momento
donde no es líquida ni sólida y la tensión aplicada durante el enfriamiento puede provocar
microscópicas irregularidades que se quedan permanentemente; cuando los rayos de luz
pasan por la fibra, estos se difractan haciendo que la luz vaya en diferentes direcciones.
Dispersión cromática. Esta dispersión sólo se observa en las fibras tipo unimodal, ocurre
cuando los rayos de luz emitidos por la fuente y se propagan sobre el medio, no llegan al
extremo opuesto en el mismo tiempo; esto se puede solucionar cambiando el emisor fuente.
Pérdidas por radiación. Estas pérdidas se presentan cuando la fibra sufre de dobleces, esto
puede ocurrir en la instalación y variación en la trayectoria, cuando se presenta
discontinuidad en el medio.
Dispersión modal. Es la diferencia en los tiempos de propagación de los rayos de luz.
Pérdidas por acoplamiento. Las pérdidas por acoplamiento se dan cuando existen uniones
de fibra, se deben a problemas de alineamiento.
[editar] Conectores
Los conectores más comunes usados en la fibra óptica para redes de área local son los
conectores ST,LC,FC Y SC.
El conector SC (Set and Connect) es un conector de inserción directa que suele utilizarse en
conmutadores Ethernet de tipo Gigabit. El conector ST (Set and Twist) es un conector
similar al SC, pero requiere un giro del conector para su inserción, de modo similar a los
conectores coaxiales.
[editar] Estándar y protocolo de canal de fibra
[editar] Estándar
El estándar Fibre Channel FCS por sus siglas en inglés, define un mecanismo de
transferencia de datos de alta velocidad, que puede ser usado para conectar estaciones de
trabajo, mainframes, supercomputadoras, dispositivos de almacenamiento, por ejemplo.
FCS está dirigido a la necesidad de transferir a muy alta velocidad un gran volumen de
información y puede reducir a los sistemas de manufactura, de la carga de soportar una gran
variedad de canales y redes, así mismo provee de un solo estándar para las redes,
almacenamiento y la transferencia de datos.
[editar] Protocolo
Es la interfaz entre el protocolo SCSI y el canal de fibra.
Las principales características son las siguientes:




Lleva a cabo de 266 megabits/seg. a 4 gigabits/seg.
Soporta tanto medios ópticos como eléctricos, trabajando de 133 Megabits/seg a 1062
Megabits con distancias de arriba de 10 km.
Soporte para múltiples niveles de costo y performance.
Habilidad para transmitir múltiples juegos de comandos, incluidos IP, SCSI, IPI, HIPPI-FP,
audio y video.
El canal de fibra consiste en las siguientes capas:





FC-0 – La interface hacia la capa física
FC-1- La codificación y decodificación de los datos capa de enlace.
FC-2- La transferencia de tramas, secuencias e intercambio, comprende el protocolo de
unidad de información (PDU´s).
FC-3- Servicios comunes requeridos para las características avanzadas como el desarmado
de tramas y multicast.
FC-4- Interface de aplicación que puede ejecutarse sobre el canal de fibra como el
protocolo de canal de fibra para SCSI (FCP)
[editar] Tipos de dispersión
La dispersión es la propiedad física inherente de las fibras ópticas, que define el ancho de
banda y la interferencia ínter simbólica (ISI).

Dispersión intermodal: también conocida como dispersión modal, es causada por la
diferencia en los tiempos de propagación de los rayos de luz que toman diferentes
trayectorias por una fibra. Este tipo de dispersión solo afecta a las fibras multimodo.

Dispersión intramodal del material: esto es el resultado de las diferentes longitudes de
onda de la luz que se propagan a distintas velocidades a través de un medio dado.

Dispersión intramodal de la guía de onda: Es función del ancho de banda de la señal de
información y la configuración de la guía generalmente es más pequeña que la dispersión
anterior y por lo cual se puede despreciar.
Conectores para fibra óptica (un poco de
historia)
8 octubre, 2009
Dentro de una gama de conectores ópticos
que cubre todas las posibilidades, C3 Comunicaciones ha suministrado hasta la fecha los
de tipo LC en pulidos PC, SPC y UPC. Ahora también lo hace con pulido APC.
Los conectores ópticos
Los conectores ópticos constituyen, quizás, uno de los elementos más importantes dentro de
la gama de dispositivos pasivos necesarios para establecer un enlace óptico, siendo su
misión, junto con el adaptador, la de permitir el alineamiento y unión temporal y repetitivo,
de dos o más fibras ópticas entre sí y en las mejores condiciones ópticas posibles.
El adaptador es dispositivo mecánico que hace posible el correcto enfrentamiento de dos
conectores de idéntico o distinto tipo.
La Figura 1 nos muestra los componentes principales de un conector óptico, cuyos
diferentes diseños y materiales dan lugar a los diversos tipos presentes en el mercado.
Fig. 1: Esquema de un conector tipo SC
Las diferentes aplicaciones de fibra requieren conectores para fibra monomodo (SM) o
multimodo (MM).
Los primeros diseñados para enfrentar núcleos de 9 µm, y los segundos para 50 o 62,5 µm.
Esto dará lugar a mecanizados interiores de la ferrule de menor o mayor diámetro (125 +
0,5 µm para SM y 128 µm para MM), lo que origina gamas especiales de conectores para
cada tipo de fibra, incluso dentro de los mismos modelos; y a tecnologías específicas de
montaje en cada caso.
Los primeros modelos de conector (SMA, Bicónico) fueron reemplazados por los modelos
Standard ST (Straight Tip) para MM y FC (Ferrule Connector) para fibra SM, el primero
con cuerpo y ferrule de diversos materiales (plásticos, polímeros, etc., si bien los de
mejores prestaciones con cuerpo metálicos y ferrule cerámica) y los segundos con cuerpo
metálico y ferrule de zirconio, para garantizar una mayor durabilidad y repetitividad.
Fig. 2: Diversos modelos de
conectores ópticos
Posteriormente, y para conseguir una mayor densidad de fibras en los repartidores, se
desarrolló el conector SC (Subscriber Connector o Standard Connector), con cuerpo
plástico con mecanismo Push-Pull para proteger la ferrule cerámica. La fijación al
adaptador tiene lugar mediante un sistema de clip, y su perfil cuadrado puede tener tamaño
doble del de RJ 45 (SC Standard EIA/TIA 568) o ser similar a RJ 45 (SC-DC/SC-QC).
Presenta idénticas dimensiones externas para SM o MM, diferenciándose en función de un
código de colores.
Por último, y principalmente por razones de densidad, contamos con los conectores ópticos
de tipo SFFC (Small Form Factor Connectors), comprendidos en dos grupos:
* Los de tipo LC (Lucent Connector o Local Connector), SC/DC, E-2000, MU… de
tamaño similar a RJ-45.
* Los de tipo ferrule multifibra: MT-RJ, Volition (3M), Fiber Jack (Panduit) MPO… que
permiten alojar dos o más fibras en una ferrule única.
El pulido de las ferrules
El acabado de las ferrules de los conectores ópticos se realiza aplicando diversas
tecnologías de pulido, denominadas habitualmente como “pulidos”.
Fig. 3: Diferentes tecnologías de pulido
En los modelos iniciales, de ferrule no fija, que podía girar dentro de los acopladores, se
preveía un espacio libre entre sus extremos (cámara de aire o Air Gap) para evitar marcas o
desperfectos como consecuencia de estos movimientos.
Al contar los ST y FC con ferrules de posición fija, se procede a montar conectores de tipo
PC (Physical Contact) para minimizar la atenuación, normalmente de pulido plano para
MM y esférico para SM.
Al aparecer en el mercado los sistemas de alta sensibilidad a la reflexión de señal (CATV o
sistemas Telecom de alta velocidad), y con el fin de maximizar las pérdidas de retorno, se
perfeccionan los sistemas de pulido, desarrollando las tecnologías SPC y UPC (con
pérdidas de retorno > 45 dB y >55 dB respectivamente), mejorando los sistemas de pulido
y APC (> 65 dB) que consiste en dotar al extremo esférico de la ferrule de un ángulo de 8º
que desviará al revestimiento todas aquellas reflexiones que no coincidan con el modo
principal.
Los conectores LC
Desarrollados en 1997 por Lucent Technologies, los conectores LC pertenecen a la familia
de los Small Form Factor Connectors, tienen un aspecto exterior similar a un pequeño SC,
con el tamaño de un RJ 45 y se presentan en formato sencillo o Duplex, diferenciándose
externamente los de tipo SM de los de tipo MM por un código de colores, que se
corresponde con un diámetro interno de la ferrule de 125,5 o 128 µm.
Fig. 4: Conectores LC
El conector LC suministrado por C3 Comunicaciones, con ferrule de 1,25 mm., puede ser
suministrado en SM con pulido PC o APC, y proporciona unas pérdidas de inserción (<0,10
dB) y retorno (> 65 dB en APC) optimizadas.
Puede ser montado sobre cordones de reducido diámetro (1,6 o 2,1 mm.) o cordón Standard
(3 mm.)
El conector LC puede ser suministrado asimismo en versiones diversas, como son el
modelo Hot Melt, (3M) para montaje en campo y en formato industrial, para entornos
adversos.