FIBRA PTICA

FIBRA PTICA

Lafibra pticaes un sistema de transmisin de informacin. Est constituida habitualmente por un conjunto de filamentos de vidrio o plstico. Se encarga de llevar mensajes en forma de haces de luz que atraviesan los filamentos sin interrupcin. De esta forma hay mucho menos prdida de informacin que en la transmisin por cobre u otros materiales.

El funcionamiento de la fibra ptica se basa en los aspectos bsicos de laptica. La luz sufre efectos dereflexin cuando rebota y cambia de direccin al incidir en otro medio, como cuando se refleja en un espejo, o derefraccin, al pasar de un medio a otro y continuar su propagacin, producindose un cambio en su velocidad y en su direccin, como cuando vemos una cuchara torcida dentro de un vaso con aguaDependiendo de la velocidad con la que se propaga en cada material, se establece unndice de refraccin n. En el caso de la fibra ptica se produce una reflexin. Se hace incidir la luz con un ngulo superior al ngulo lmite, producindose reflexin total interna y se calcula mediante laLey de SnellLey de SnellDice que la relacin entre los ngulos de incidencia y refraccin estn ligados a los ndices de refraccin de los medios donde se propaga la luz.

Es decir que el ndice de refraccin del primer medio por el seno del ngulo de incidencia, es igual al ndice de refraccin del segundo medio por el ngulo de refraccin.

Tabla de ndices de refraccin

El filamento de vidrio o plstico en el que inciden las ondas luminosas tiene un alto ndice de refraccin y el material que rodea este filamento tiene un ndice de refraccin ligeramente menor. Cuando la luz incide en una superficie de ndice de refraccin menor, se refleja en gran parte y mayor es el ngulo. De esta forma las ondas luminosas se van reflejando contra las paredes con ngulos muy amplios y as avanzan prcticamente por su centro casi sin producir prdidas en largas distancias y aumentando la velocidad de transmisin.

Refraccin

Actualmente la fibra ptica se utiliza para transmisiones a muy largas distancias con bajo costo, elevada velocidad de transmisin y bajo ruido, es decir, no se altera la seal. Aunque la calidad de la seal se mantiene en distancias largas algunas aplicaciones como las lneas de fibra ptica telefnica que unen distintos continentes, precisan de amplificadores de seal para conseguir una seal estable y de calidad.

ComponentesNcleo:Cristal de slice, cuarzo fundido o plstico, en el cual se propagan las ondas pticas. Dimetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo.La Funda ptica:Generalmente de los mismos materiales que el ncleo pero con aditivos que confinan las ondas pticas en el ncleo.El revestimiento de proteccin:por lo general esta fabricado en plstico y asegura la proteccin mecnica de a fibra.

Formas de transmisin

Existen dos modos de transmisin o de sealizacin ptica que podemos utilizar para enviar seales de luz a travs de una fibra ptica: Monomodo y Multimodo.El trmino modo est relacionado con el nmero y variedad de longitudes de onda que pueden ser propagadas a travs del ncleo de la fibra. Describe la ruta de propagacin de un rayo de luz en el ncleo de una fibra ptica.Cuando el ncleo tiene mayor dimetro, los rayos de luz entran en la fibra en diferentes ngulos respecto al eje central del ncleo. Estos rayos de luz son reflejados desde el interface del ncleo y el revestimiento y sus caminos por el ncleo siguen un patrn de zig-zag. Tambin hay rayos de luz que entran en el ncleo paralelos al eje central. Estos rayos siguen un camino recto a travs del ncleo. Tenemos por tanto varios rayos de luz viajando por la fibra ptica en diferentes modos. Esta es la forma de transmisin multimodo. Los ncleos con un dimetro ms pequeo slo permiten que los rayos de luz que son casi paralelos al eje central entren en la fibra. Luego tenemos muy pocos modos viajando por la fibra. Este es el modo de transmisin monomodo, donde nicamente una frecuencia de luz o modo es propagado.Fibras monomodoUna fibra monomodo tiene habitualmente un ncleo de 8/9 micrones y una cubierta de 125/250 micrones de dimetro. La fuente de luz utilizada para las fibras pticas monomodo es un laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Este laser es generado por un diodo laser semiconductor. La distancia mxima para un enlace de fibra ptica monomodo es de 20km.Fibra monomodo

Fibras multimodoUna fibra multimodo tiene un ncleo de 50 62,5 micrones y una cubierta de 125 micrones de dimetro. La fuente de luz que suele utilizarse con las fibras multimodo es un LED (Light Emitting diode). La distancia mxima para un enlace de fibra ptica multimodo (62.5/125) es de 3 km.Fibra multimodo

La fibra multimodo permite transportar simultneamente haces de luz sobre numerosos modos o caminos. Dependiendo del ndice de refraccin podemos distinguir dos tipos de fibra multimodo:Step Index (Indice Escalonado). En estas fibras el ncleo tiene un ndice uniforme pero hay un cambio abrupto en el ndice de refraccin entre el ncleo y el revestimiento. Este tipo de fibras multimodo que est en desuso tiene una alta atenuacin, alrededor de 30dB/km las fabricadas en vidrio y 100 dB/km las fabricadas en plstico.

Indice escalonado

Indice gradualEl otro tipo de fibra multimodo es la de Graded Index (Indice Gradual). En este tipo de fibras el ndice de refraccin va decreciendo gradualmente desde el centro del ncleo hacia la frontera del revestimiento lo que reduce la dispersin entre los diferentes modos de propagacin.

IdentificacinEl color de la cubierta exterior suele utilizarse para identificar si un cable es monomodo o multimodo, pero este no es un mtodo fiable. El estndar TIA-598C sugiere que la cubierta exterior sea amarilla para la fibra monomodo, y naranja para la fibra multimodo. De todas formas el mtodo ms fiable es leer las especificaciones del cable impresas en la cubierta.Ancho de banda (bandwidth)La luz viaja en el vacio a la velocidad de 300 mil km/s. En cristal la velocidad es menor, 200 mil km/s. Normalmente el ancho de banda para las fibras pticas se expresa en MHz-km. Un ancho de banda de 500MHz-km denota que a 500MHz la seal pude ser transmitida sobre un km de distancia. Este es el ancho de banda comn para fibras multimodo. El ancho de banda de las fibras monomodo est en el rango de los GHz, normalmente 100GHz sobre 1 km de distancia. Utilizando frecuencias ms bajas podemos enviar las seales de luz, o pulsos, sobre distancias mayores.

Ventajas y desventajasVENTAJAS : INSENSIBILIDAD A LA INTERFERENCIA ELECTROMAGNTICA, COMO OCURRE CUANDO UN ALAMBRE TELEFNICO PIERDE PARTE DE SU SEAL A OTRO. LAS FIBRAS NO PIERDEN LUZ, POR LO QUE LA TRANSMISIN ES TAMBIN SEGURA Y NO PUEDE SER PERTURBADA. CARENCIA DE SEALES ELCTRICAS EN LA FIBRA, POR LO QUE NO PUEDEN DAR SACUDIDAS NI OTROS PELIGROS. SON CONVENIENTES POR LO TANTO PARA TRABAJAR EN AMBIENTES EXPLOSIVOS. LIVIANDAD Y REDUCIDO TAMAO DEL CABLE CAPAZ DE LLEVAR UN GRAN NMERO DE SEALES. SIN PUESTA A TIERRA DE SEALES, COMO OCURRE CON ALAMBRES DE COBRE QUE QUEDAN EN CONTACTO CON AMBIENTES METLICOS. COMPATIBILIDAD CON LA TECNOLOGA DIGITAL. FCIL DE INSTALAR.

Desventajas: COSTO. FRAGILIDAD DE LAS FIBRAS. DISPONIBILIDAD LIMITADA DE CONECTORES. DIFICULTAD DE REPARAR UN CABLE DE FIBRAS ROTO EN EL CAMPO.

Aplicaciones comerciales.TELEFONA. TELEVISIN POR CABLE.. AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL.. CONTROL DE PROCESOS.. APLICACIONES DE COMPUTACIN. APLICACIONES MILITARES.. REDES INFORMTICAS.