La fibra òptica
37
Fibra òptica Pàgina 1 La fibra òptica Hèctor Bohé Navarrete
description
La fibra òpticaTreball de recerca en llengua catalana sobre la fibra òptica
Transcript of La fibra òptica
Fibra òptica
Pàgina 1
La fibra òptica
Hèctor Bohé Navarrete
Fibra òptica
Pàgina 2
La fibra òptica
Hèctor Bohè Navarrete
2n Batxillerat tecnològic
Tutor: Llorenç Coll
IES Vall d’hebron
Curs 2008 -2009
16 de febrer del 2009
Fibra òptica
Pàgina 3
Índex
Introducció 4
1. Conceptes basics 5
1.1. Que és la llum? 5
1.2. La refracció 6
1.3. La reflexió 8
1.4. Angle límit 10
2. Historia 11
2.1. Primers intents 11
2.2. Evolució 11
3. La fibra 12
3.1. Fabricació 12
3.2. Constitució 13
3.3. Tipus 15
4. Connectors 19
5. Equips 21
5.1. Descripció 21
5.2. Equips de fibra òptica d’Adilec 22
6. Atenuacions 24
7. Avantatges 26
8. Aplicacions 28
Conclusions 30
Agraïments 31
Llistes de referències 32
Annexos 34
A. Presentació 34
B. Informació complementaria 37
Fibra òptica
Pàgina 4
Introducció
Aquest treball el faig amb el objectiu de apropar a tothom al món de la fibra òptica, ja que jo el
trobo un món fascinant i amb una infinitat de possibilitats.
Així que espero poder transmetre aquesta sensació al lector.
Fibra òptica
Pàgina 5
1. Conceptes basics
Primer farem un repàs per els conceptes basics: Que és la llum?, la refracció, la reflexió i
l’angle límit. Per poder entendre el funcionament de la fibra òptica.
1.1. Que és la llum? La llum es un conjunt de ones electromagnètiques, que es propaguen a traves d’un medi.
Segons la longitud d’ona que aquestes tinguin, la llum serà visible o no.
Com mostra el diagrama, la llum visible es una part molt petita de les radiacions
electromagnètiques. En les quals podem trobar des de raigs còsmics passant per infrarojos i
ones de radio, fins a la transmissió de energia elèctrica.
La relació entre la longitud d’ona ( ) i la freqüència ( ), es : . On c es la velocitat de la
llum (3·108 m/s).
Per tant estudiarem i veurem les propietats de les ones.
Fibra òptica
Pàgina 6
1.2. La refracció La refracció és un fenomen que consisteix en que la llum canvia de direcció al travessar una
superfície la qual separa dos medis diferents, amb un índex [n] de refracció diferent.
Això es degut a que la llum viatja en línia recta i a una velocitat (al buit de c= 300000 km/s).
Però al canviar de medi, la seva direcció canvia, a causa de que la llum viatja a diferents
velocitats, depenen del medi per al qual es propaga.
Velocitat de propagació de la llum en
diferents medis [Km/s]
Aigua 225.000
Aire 300.000
Alcohol 220.600
Benzè 200.000
Diamant 124.000
Gel 227.272
Vidre1 214.300 a 153.850
1Segons el tipus
En el procés de refracció es compleixen les següents lleis:
1. El raig d’incidència, la normal i el raig refractat estan en el mateix pla.
2. La llei de Snell.
La llei de Snell
La llei de Snell diu: , On ni es l’índex de refracció del primer medi i nt és
l’índex de refacció. I θ es l’angle de refracció, aquell que forma el raig incident amb la normal.
L’índex de refracció
L’índex de refracció, indica quantes vegades la llum va mes rapida en el buit. Per tant :
on n es l’índex i c la velocitat de la llum al buit, i la v la velocitat de la llum en el medi.
La refracció, també depèn del color de la llum. Per exemple: la llum vermella es refracta menys
que la llum blava.
Fibra òptica
Pàgina 7
Uns del casos de refracció que podem trobar a la vida quotidiana és quan en una peixera o riu
veiem un peix que sembla que estigui lluny de nosaltres, quan en realitat es troba a dos pams
de nosaltres. Tal com mostra el dibuix.
Fibra òptica
Pàgina 8
1.3. La reflexió La reflexió és el que experimenta un raig de llum, al arribar a una superfície, hi rebotar-hi en
una altre direcció.
Lleis de la reflexió
En tots el raigs es pot observa que:
1. El raig incident es troba en el mateix pla que el raig reflectit i que a la recta
perpendicular a la superfícies.
2. Tan l’angle d’incidència com l’angle de reflexió són iguals.
En totes les reflexions hi ha pèrdues. Per tant sempre serà més petit el raig reflectit, que el raig
d’incidència.
El color dels materials, també influeix en la reflexió. Per exemple, el color blanc es el que
reflecteix més llum que qualsevol altre color.
Hi ha diferents tipus de reflexió:
La reflexió difusa i la il·luminació
Aquest es un tipus de reflexió, es la que succeeix quan la llum es troba un cos amb una
superfície rugosa.
La reflexió especular i els miralls
Els miralls són cossos opacs, llisos i brillants on la llum reflecteixen de forma regular. De tal
manera que es poden reflectir-hi imatges.
Les superfícies d’aigua, com pot ser un estany o mar, es comporten com a miralls.
Fibra òptica
Pàgina 9
Els miralls, es poden classificar, segons la seva forma, entre miralls plans i miralls corbats.
Els miralls plans, son aquells que com el seu nom indica són plans. I reflecteixen la llum en línia
recta. Per tant les imatges reflectides, són de la mateixa grandària, que les originals.
Els miralls còncaus són aquells que centren els raigs en un punt.
Mirall Còncau Mirall Convex
Fibra òptica
Pàgina 10
1.4. Angle límit Quan un raig de llum passa d’un medi més dens a un altre medi
menys dens, en el qual la velocitat és més ran. Quan això
succeeix el raig refractat s’allunya de la normal i s’apropa a la
superfície de separació.
Hi ha un angle d’incidència pel qual l’angle de refracció és
precisament 90° i aquest angle d’incidència s’anomena angle
límit. Ja per els angles més grans que aquets valor, el raig
refractat desapareix i només es dona l’angle reflectit.
La fibra òptica fa servir aquesta propietat per poder guiar el raig de llum d’un extrem a l’altre
del cable de fibra òptica, reflectint-se infinitat de vegades.
Reflexió total
Refracció normal
Angle crític
Fibra òptica
Pàgina 11
2. Historia
2.1. Primers intents Els primers intents de transmissió de dades a través de ones de llum (energia
electromagnètica), es van començar a fer a 1880 quan Alexander G. Bell, va construir el
fotofon que enviava a curta distancia, petits missatges vocals, per mitja de la llum.
Però no va resultar un proses viable a causa, de que no existien ni fonts de llum adequades en
aquella època ni tampoc cap mitja físic per on transportar la senyal lluminosa.
2.2. Evolució Cap al 1960 l’idea de Bell va tornar a agafar força, ja que van aparèixer els làsers, que si que
eren una bona font de llum. A més era una comunicació fiable i de molt alt potencial, gracies a
la seva alta freqüència (1014 Hz). Però també era molt alterable, per causa meteorològiques,
com pot ser la contaminació, les precipitacions i les turbulències atmosfèriques.
Molt aviat va començar l’ utilització de fibres de vidre com a guia de la llum. Ja que tenia un
pes i una mida molt reduïda, a part de una gran facilitat de manipulació, gracies a la seva
flexibilitat.
I al 1966 Kao y Hockman van fer un gran avanç, recobrin que les atenuacions vistes fins a l’hora
eren provocades per una mala fabricació de les fibres, ja que contenien impureses.
De ara cap endavant es produeixen unes millores constants i en molt poc temps. Que fan que
avui en dia la fibra òptica sigui una bona opció per a una instal·lació fiable i segura, com pot ser
un CCTV, per contra del sistema més utilitzat fins ara una instal·lació de coure.
Fibra òptica
Pàgina 12
3. La fibra
3.1. Fabricació L’explicació de la fabricació de la fibra òptica de la dreta, te la seva imatge a l’esquerra.
Primer s’ha d’escalfar la barra de 1 m de longitud i de un diàmetre de 10cm, per poder assegurar l’homogeneïtat de la barra de vidre. Una barra de 1 m de longitud i de 10 cm de diàmetre, permet obtenir una fibra monomodo de aproximadament 150 Km. La barra es col·locada verticalment dins d’una torre en el primer pis i escalfada mitjançant rampes de gas. El vidre es va estirant, per ser enrotllant en una bobina. La velocitat del motor esta subjecta a la mida del grossor de la fibra, per poder mantenir un diàmetre constant. Cada bobina de fibra òptica, passa un control de qualitat controlada per microscopi. Desprès es revesteix el vidre amb una protecció i s’ha asamblen les fibres per obtenir un cable.
Fibra òptica
Pàgina 13
3.2. Constitució
El conductor de fibra òptica esta compost per dos elements basics: el nucli i el recobriment, i
un tercer que es el revestiment que protegeix el recobriment i el nucli de les condicions
externes (pluja, sol, foc ...).
El nucli (core) i el recobriment (cladding), cada un és d’un material diferent, amb índex de
refracció diferent, per poder conduir els raigs de llum.
Quan parlem de fibres de 50/125 mm, 62.5/125 mm o 10/127 mm ens referim a la relació
entre el diàmetre del nucli i el diàmetre del recobriment.
El nucli: normalment de silici, quars fos o plàstic, per on es propaguen els raigs o els modos. El
nucli te un diàmetre de 50 o 62.5 μm per fibres multimodo i de 9 μm per fibres monomodo.
Recobriment també anomenat funda òptica, generalment dels mateixos materials que el nucli
(silici, quars fos o plàstic), però amb additius, per varia el seu índex de refracció, perquè el raig
de llum continuí en el nucli.
Revestiment generalment de plàstic, assegura la protecció mecànica de la fibra òptica.
Cobertes
La coberta més resistent és pegada a alta pressió (en estat liquid) directament sobre el nucli
del cable i com a resultat la superfície interna de la coberta te arestes helicoidades que
asseguren els subcables.
Fibra òptica
Pàgina 14
Aquesta coberta te un 25 % més de material que les
cobertes tradicionals, a part de garantir una protecció i
estabilitat major. Es fan servir tan en l’exterior com a
interior.
Les cobertes tenen resistència a l’aigua, fongs i emissions ultraviolades, allarguen la seva vida
útil.
Els cables amb estructura folgada amb interior de gel.
El gel de l’interior fa que l’aigua que traspassi la coberta
evacuí, per un dels seus extrems. Ja que sinó l’aigua es pot
acular en petites piscines i afectar a la fibra òptica. De tal
manera que es combateix l’ humitat i augmenta la seva
vida útil.
Cables amb protecció anti-inflamable.
Les noves tecnologies de cables anti-
inflamable, aporten una seguretat tan en
la fibra, com a la resta de d’instal·lació. Ja
que no propaguen el foc fins els equips
de transmissió o receptors, situats als
extrems de la fibra.
Fibra òptica
Pàgina 15
3.3. Tipus
Hi ha diversos tipus de fibres òptica, però principalment es divideixen en fibres multimodo i
fibres monomodo. Considerem com a modo un raig de llum, per tant en una fibra monomodo
només passa un raig o modo i en una fibra multimodo passa més d’un raig o modo.
A més a més dins de les fibres multimodo existeixen dos tipus, segons la construcció del nucli:
fibres multimodo d’índex gradient gradual i fibres multimodo d’índex escalonat.
Fibres monomodo: el nucli té un diàmetre molt petit i com en dit anteriorment, només passa
un sol raig o modo. Aquest és propaga, directament sense reflexió. Això provoca que el seu
ample de banda, sigui molt elevat, per lo qual es fa servir per a distancies grans i els equips
utilitzats per la transmissió fan servir làsers, que tenen un cost bastant elevat. A conseqüència
la instal·lació s’encareix respecte a una de fibra multimodo.
Esquema d’una fibra monomodo
Esquema d’una fibra monomodo amb impuls d’entrada i de sortida
Fibra òptica
Pàgina 16
Fibres multimodo: com en dit anteriorment passen diversos raigs o modos, cada un per un
camí diferent (a diferents freqüències). Al contrari de les fibres monomodo, aquestes són
utilitzats per a distancies curtes ja que tenen un ample de banda inferior. No utilitzen làsers,
sinó que utilitzen LEDs, que el seu cost es bastant inferior.
Esquema d’una fibra multimodo
Dins de les fibres multimodo, es poden fer dos subgrups, fibres multimodo d’índex gradient
gradual i fibres multimodo d’índex escalonat.
Fibres multimodo d’index gradient gradual: són aquelles que el seu nucli, no te un sol índex
de refacció, va decreixen quan s’ha apropa a la coberta. De tal forma que els diferents modos o
raigs, redueixen la dispersió entre ells.
Fibra òptica
Pàgina 17
Fibres multomodo d’index escalonat, al contrari de les altres l nucli solament te un índex de
refracció. I quan els modos o raigs arriben al revestiment es troben en un altre totalment
diferent, provoquen una variació brutal de l’índex.
En el esquema seguen podem veure d’una forma visual la diferencia del diàmetre del nucli
d’una fibra multimodo amb comparació del diàmetre d’una fibra multimodo.
Fibra monomodo
Fibra multimodo
A part de la classificació anterior, segons si passen un o més d’un modo o raig de llum, també
és pot fer una classificació segons la seva estructura.
Hi ha dos classificacions diferents: cables de fibra òptica amb estructura ajustada i cables de
fibra òptica amb estructura folgada.
Fibra òptica
Pàgina 18
Fibres amb estructura ajustada són aquelles que estan formades per una beina on el
seu interior es troba, de forma estable el conductor de fibra òptica. La beina es fàcil de
manipular, més o menys semblant com un cable coaxial. És sol utilitzar per a distancies
curtes, instal·lacions en interior i muntatge de connectors directes.
Fibres amb estructura folgada són aquelles que en contes de introduir un sol
conductor, se introdueixen de dos a dotze conductors de fibra òptica. Té una coberta
més gran que la beina de les fibres amb estructura ajustada, de tal forma que els
conductors no es troben ajustats a la beina. A més a més normalment es sol recobri tot
amb un gel perquè no penetri l’aigua en cas de trencament.
Les aplicacions més comuns són per instal·lacions a llargues distancies i instal·lacions
exteriors.
Fibra òptica
Pàgina 19
4. Connectors
Amb fibra òptica es pot fer servir acobladors o connectors. Per empalmar dos fibres.
Existeixen una gran varietat de connectors, cadascun te unes característiques particulars que
els converteixen en idònies per alguna aplicació en concret.
La taula següent relaciona els més freqüents:
Connectors Acobladors Tipus de fibra òptica Pèrdues per connector
ST Bayoneta SM – MM 0.30 SM – 0.40 MM
SMA Rosca MM 0.60 MM
FC/PC Guía+Rosca SM – MM 0.20 SM – 0.15 MM
SC Push-Pull SM - MM 0.20 SM – 0.15 MM
Aquest són els diferents tipus de
Polits/Contactes que hi ha. Els polits es la
forma que te la part final del connector (la
ferrule).
Els connectors amb polit APC hi ha menys
pèrdues de retorn, rebota menys la senyal
introduïda en la fibra.
Avui en dia la instal·lació de connectors és molt més fàcil que
anys enrere. Fins al punt que moltes empreses venen un kits on
hi ha totes les eines per realitzar el muntatge dels connectors de
fibra òptica ST, SC i FC, en tan sols dos minuts, sense necessitat
de forns de quars o eines especials.
Cada connector esta format per tres parts principals: el mànec (boot), el cos (body) i el cilindre
que envolta la fibra (ferrule).
Fibra òptica
Pàgina 20
Els principals conectors utilitzats són:
Els connectors ST : Utilitzats per fibres multimodo.
Els connectors FC : Utilitzats per fibres monomodo.
Els connectors SC : També utilitzats per a fibres monomodo.
Connectors ST Connectors FC Connectors SC
Fibra òptica
Pàgina 21
5. Equips
5.1. Descripció Els equips són els encarregats de transforma una senyal electrònica en una senyal òptica, per
enviar l’ informació a traves de la fibra òptica fins a un altre equip, que transforma la senyal
òptica en una senyal electrònica. Aquests equips s’anomenen equips optoelectrònics.
Els equips optoelectrònics fan servir LEDs (multimodo) o Làsers (monomodo) com a fon de
llum, ja que es poden modular a gran velocitat, tenen una gran puresa espectral i generen una
gran potencia. I per transformar la senyal òptica en senyal elèctrica fan servir PINs o APDs. A
part d’un circuit integrat que ho fa possible.
LED: té un preu relativament econòmic i es un emissor amb poca potencia. Es fa servir per a
curtes distancies i per a fibres òptiques multimodo.
Laser: es un dispositiu de alta potencia i amb un preu més elevat que el LED. Les seves
aplicacions són tan per curtes com llargues distancies i en fibres òptiques multimodo.
Els PINs i els APDs són detectors òptics i s’encarreguen de convertir la senyal òptica en senyal
elèctrica, per tant actua com un traductor òptic-electrònic. Aquests aparells absorbeixen els
fotons (llum) procedents de la fibra òptica i generen una corrent elèctrica sobre un circuit
exterior.
Pin: es és una versió millorada de una unió PN elemental que treballa polaritzant a l’inversa.
Són utilitzats normalment, tan en fibres òptiques monomodo coma òptiques multimodo.
APD: també es coneix com fotodíode de allau. Es tracta d’una unió PN. Polaritzada fortament a
l’inversa a prop de la regió de trencament, que origina un efecte multiplicador, de la corrent
generada. No es sol utilitzar, degut a les elevades tensions de polarització de centenars de
volts.
Fibra òptica
Pàgina 22
Actualment existeixen una gran gama d’equips optoelectrònic, des de equips minis, de vídeo,
de àudio, de dades, de telemetria, de contacte i per crea xarxes locals de Red.
A part dels grans equips que fan servir els principals proveïdors de telecomunicacions de
banda ample.
5.2. Equips de fibra òptica d’Adilec Adilec és una empresa dedicada al disseny i fabricació de sistemes de comunicació per fibra
òptica.
Tots els equips fabricats per Adilec tenen en comú que:
Porten control automàtic de ganacia, de tal forma que no fa falta cap mena d’ajust en la seva
instal·lació. A més disposen de uns indicadors òptics que permeten veure el funcionament de
l’equip amb un sol cop d’ull.
Equips de vídeo
Amb aquest equips es poden fer enllaços de vídeo utilitzant únicament un equip en el principi i
un altre al final.
Aquest equips són recomanats per a instal·lacions en les que hi hagi una càmera fixa. El enllaç
es pot fer utilitzant una fibra monomodo o multimodo.
La distancia màxima varia segons la longitud d’ona i si és monomodo o és multimodo. Les
distancies són 4 Km, 12 Km o 25 Km.
Es fabriquen en tres formats diferents, Standalone per ser muntats directament a la paret,
miniatura per ser instal·lat just darrera la càmera i un tercer per ser instal·lat en un rac de 19”
3U.
Fibra òptica
Pàgina 23
Equips de vídeo i àudio
Amb aquest equips es poden fer enllaços de vídeo i àudio utilitzant únicament un equip en el
principi i un altre al final.
Aquest equips són recomanats per a instal·lacions en les que hi hagi una càmera fixa i un
altaveu i micròfon. El enllaç es pot fer utilitzant una fibra monomodo o multimodo.
La distancia màxima varia segons la longitud d’ona i si és monomodo o és multimodo. Les
distancies són 4 Km, 12 Km, 25 Km o 50 Km.
Es fabriquen en dos formats diferents, Standalone per ser muntats directament a la paret i per
ser instal·lat en un rac de 19” 3U.
Equips de dades
Amb aquest equips es poden fer enllaços de dades utilitzant únicament un equip en el principi
i un altre al final.
El enllaç es pot fer utilitzant una fibra monomodo o multimodo.
La distancia màxima varia segons la longitud d’ona i si és monomodo o és multimodo. Les
distancies són 4 Km, 12 Km o 25 Km.
Es fabriquen en tres formats diferents, Standalone per ser muntats directament a la paret,
Carril-DIN i un tercer per ser instal·lat en un rac de 19” 3U.
Tots els equips es poden configurar per rebre o transmetre dades en qualsevol format (RS-232,
RS-485, RS-422).
Equips ON/OFF
Amb aquest equips es poden fer enllaços de 16 senyals ON/OFF utilitzant únicament un equip
en el principi i un altre al final.
Aquest equips són recomanats per a instal·lacions en les que hi hagi una càmera fixa. El enllaç
es pot fer utilitzant una fibra monomodo o multimodo.
La distancia màxima varia segons la longitud d’ona i si és monomodo o és multimodo. Les
distancies són 4 Km, 12 Km o 25 Km.
Es fabriquen en dos formats diferents, Standalone per ser muntats directament a la paret i un
altre per ser instal·lat en un rac de 19” 3U.
Fibra òptica
Pàgina 24
6. Atenuacions
Les atenuacions són les pèrdues. La relació que hi ha entre la potencia enviada i la
potencia rebuda.
En el camp de la fibra òptica, les atenuacions es medeixen en decibels (dB) i augmenta
segons la distancia, que es una funció logarítmica. Per tant no augmenta de forma
lineal. Es medeixen en decibels ja que les pèrdues creen sorolls sobre la senyal
transmesa.
La següent taula ens pot ajudar a fer-nos una idea de la variació.
3 dB’s La potencia rebuda és igual a la meitat que l’enviada
6 dB’s La potencia rebuda és igual a una quarta part de l’enviada
10 dB’s La potencia rebuda és igual a una dècima part de l’enviada
20 dB’s La potencia rebuda és igual a una centèsima part de la rebuda
Les pèrdues es generen en els connectors, soldadures, latiguillos i per els km de la
fibra.
Per saber quans decibels es perden per cada quilòmetre de fibra existeixen unes taules
facilitades per els fabricants. Com la taula següent:
Atenuacions per Km de fibra
Tipus de Fibra Multimodo Monomodo
850 nm 3 dB/km __________
1310 nm 1 dB/km 0.5 dB/km
1550 nm ______________ 0.3 db
Fibra òptica
Pàgina 25
Un exemple de com es calcularien les atenuacions seria aquest:
Atenuacions totals: 1 dB + 0.5 dB + (2.5kmx3dB) + 0.7 dB = 11.7 dB
Fibra òptica
Pàgina 26
7. Avantatges
La fibra òptica, en una de les seves principals aplicacions, la transmissió de dades, mostra
diversos avantatges, respecte amb els mètodes tradicionals de transmissió d’informació, com
pot ser el coure. Un exemple seria que podem afirmar sense cap mena de dubte que “Si la
instal·lació es pot fer amb coure també es pot fer amb fibra, però si la instal·lació es pot fer
amb fibra, no te perquè poder se fer amb coure”.
Aquest es un dels punt pel qual esta fent que grans empreses, proveïdores de serveis de
telecomunicacions, estiguin fent grans renovacions en les xarxes, per introduir la fibra òptica.
La qual, en un futur, no molt llunya serà una de les opcions més escollides, desprès de les
comunicacions que transmeten per satèl·lit, com poden ser els mòbils.
Els principals avantatges, són: l’ instal·lació, interferències i atenuacions, capacitats, seguretat
(tant física, com de dades) i ambientals.
La fibra òptica facilita la seva instal·lació, ja que tan el pes, com les seves dimensions, són molt
reduïdes.
Cable de coure Fibra òptica
200 parells (0,5 – EAP) 12 fibres (CDI)
Diàmetre exterior: 30 mm Diàmetre exterior: 6.5 mm
Pes: 1000Kg per Km Pes 37 Kg per Km
La taula anterior, mostra les diferencies entre un cable de coure i un de fibra òptica, amb la
mateixa capacitat de transmissió de dades.
Però a part de les seves dimensions, la fibra òptica, també te molta flexibilitat, la qual cosa
també facilita la seva instal·lació, en llocs complicats o on ja es troben instal·lacions anteriors.
Una altre avantatge es la seguretat, la fibra òptica , es impossible de ser intervinguda i/o
alterada, sense ser detectada. De tal manera que no es pot captar informació de cap manera
des de l’exterior, sense ser detectat, això per el que fa respecte la seguretat de les dades, però
també es molt segura amb l’àmbit físic.
Fibra òptica
Pàgina 27
La fibra òptica, no s’ha altera per radiacions electromagnètiques, ni en irradia, a part de no
conduir electricitat. Per tant l’ informació conduïda a traves de ella tampoc es sotmès a cap
alteració i a més no és pot incendiar per arcs elèctrics ni provocar electrocucions.
Un altre punt, són les interferències i les atenuacions,la fibra òptica és immune als sorolls
elèctrics, a part de no existir diafonia (transmissió no desitjada d’un punt a un altre). Les
pèrdues són molt baixes i no depenen de la freqüència, al contrari de les transmissions de
cable de coure.
I les seus avantatges ambientals, són que la seva matèria prima (diòxid de silici) és molt
abundant en la natura. A part d’això, com en dit anteriorment, no irradia radiacions
electromagnètiques, per tan no varia ella ni el seu entorn.
I una de les més important, la gran capacitat de transmissió de dades. Les fibres òptiques ,
poden arribar gairebé fins a un ample de banda de 1 THz, però aquest, encara esta molt lluny
de ser explotat avui en dia. Amb això vull dir que la fibra òptica excedeix molt més el ample de
banda respecte el ample de banda de coure que es del voltant de 550 MHz.
Fibra òptica
Pàgina 28
8. Aplicacions
La fibra Óptica te una infinitats de aplicacions. Qualsevol tipus d’informació es pot fer a traves
de fibra òptica. Ara repassarem les principals aplicacions.
Internet
Els darrers avenços tecnològics fan que les xarxes de connexió a Internet heguin quedat
petites. Ja que fan servir les xarxes telefòniques per connectar-s’hi. Les quals no van ser
creades per transporta aquesta quantitat d’informació. Però ara alguns proveïdors d’aquest
sistema de comunicació, posant a l’abast navegar per Internet mitjançant xarxes creades amb
fibra òptica. Això permet navegar a una velocitat de dos milions de Kb/s, que es una velocitat
que seria impensable en el sistema convencional que es de 28 mil Kb/s i com a màxim de
33 mil Kb/s
Xarxes
A part de les xarxes que ens permeten connectar-nos a Internet també tenim xarxes locals,
com pot ser la xarxa interna d’un edifici (telèfon, càmeres, control de portes, distribució
d’Internet dins l’edifici o connexió dels ordinadors amb el servidor...). En les noves
construccions ja es sol fer la instal·lació amb fibra. Ja que els cables són més petits, es pot
transportar més informació. I una altra es que no es conductor d’electricitat, per tan si hi ha
una part de la instal·lació que rep una sobre carrega no la transmet ni malmet la resta de la
instal·lació. L’únic inconvenient és que en aquest moment l’ inversió inicial es superior a la que
s’hauria de fer per una instal·lació amb cable de coure.
Seguretat
La seguretat és un dels sectors que fa servir més la fibra òptica. Ja que és totalment
impenetrable, sense ser detectat. La majoria de aeroports fan servir la fibra òptica per el seu
CCTV (circuit tancat de televisió). Un altre exemple seria els horts solars que solen ser víctimes
de robatoris de panells fotovoltaics, fan passar un cable de fibra òptica entre les plaques de tal
forma que si vols extreure un panell has de trencar la fibra. I quan això succeeix
immediatament el de centre de control rep una senyal.
Fibra òptica
Pàgina 29
Transit
Per al control de transit també es fa servir fibra òptica, ja que els centres de control es troben a
llargues distancies. Perquè si fessin servir coure haurien de col·locar repetidors. A part la fibra
garanteix una seguretat total en les dades, ja que no poden ser modificades de cap manera i si
ho són al centre de control li queda enregistrat.
Il·luminació
Ara hi ha empreses que es dediquen a instal·lar il·luminació mitjançant fibra òptica, ja per
esdeveniments especials o com il·luminació fixa.
Decoracions nadalenques
En els últims anys en les festes nadalenques, el típic arbre a sigut substituït per un de fibra
sintètica on del tronc surten un filaments de fibra òptica simple (de plàstic i sense
recobriment) que transmeten la llum que emet una bombeta que esta situada en el peu, fins a
les fulles. Creant així una il·luminació, sense instal·lacions i sense el problema de que es
trenquin les bombetes.
Fibra òptica
Pàgina 30
Conclusions
Ho més sorprenent d’aquest tema és la quantitat de possibilitats que té la fibra òptica. Ja que
des de el punt de vista material és simplement un tros de vidre per on passa un ó més d’un
raig de llum.
De tal forma que ho complicat i allò en el que s’ha d’investigar des d’ara fins endavant és la
manera de saber aprofitar aquesta tecnologia.
Fibra òptica
Pàgina 31
Agraïments
Vull donar les gracies a Adilec enginyeria SL, per deixar-me el material necessari per fer una
demostració de transmissió d’una senyal de vídeo mitjançant fibra òptica, a part de solucionar-
me algunes dubtes que tenia. També haig de donar les gracies al taller Hns Alonso per deixar-
me una bateria de cotxe. I al professorat de l’àrea de tecnologia del institut (Toni i Nuria) per
donar-me idees i prestar-me material per fer la presentació. A part dels meus pares.
Fibra òptica
Pàgina 32
Llistes de referències
Llibres
ABAD i ROSES, M. L.; VENTURA i PAGÀ, T. Natura i ciència: Iniciació a l’òptica.6a ed. Barcelona:
Editorial Claret, 2004.
ISBN: 84-8297-147-6
DONALD J. STERLING, JR. Technician’s guide to fiber optics. United States of America: Delmar
publishers INC, 1987.
ISBN: 0-8273-2612-2
MERCADÉ i CAPELLADES, J. M.; SERRA i ESTRADA, S.; ARMENGOL i SOLÉ, M. Física 2 ·
Batxillerat. Espanya: McGraw-Hill, 2007.
ISBN: 978-84-481-5822-4
Revistes
GONZÁLEZ LÓPEZ, D. “¿Miedo a la fibra óptica?”. Seguritecnia Junio 2006 p 124 – 131.
Documents en línia
<http://www.adilec.com >[Consulta: 4 octubre 2008]
<http://www.optral.es/infotecnica/generalidadesfibra/es/0001.PDF >[Consulta: 4 octubre
2008]
<http://www.fibraopticahoy.com/conectores-para-fibra-optica-un-poco-de-historia-2
>[Consulta: 18 octubre 2008]
<http://www.monografias.com/trabajos13/fibropt/fibropt.shtml >[Consulta: 18 octubre 2008]
<http://www.borrmart.es/articulo_seguritecnia.php?id=1080&numero=320 >[Consulta: 19
octubre 2008]
<http://www.arturosoria.com/fisica/art/fibra.asp >[Consulta: 19 octubre 2008]
Fibra òptica
Pàgina 33
<http://www.elektor.es/noticias/familia-de-convertidores-fibra-cobre-para-
redes.352843.lynkx >[Consulta: 19 octubre 2008]
<http://baldufa.upc.es/baldufa/lbindex/lbindex.htm?url2=http://baldufa.upc.es/baldufa/partii
/f1/f1b011/f1b011.htm >[Consulta: 19 octubre 2008]
<http://phobos.xtec.cat/mmodol2/lvt/2teoria.htm >[Consulta: 19 octubre 2008]
<http://edison.upc.es/curs/llum/luz_vision/luz.html >[Consulta: 19 octubre 2008]
<http://images.google.es/imgres?imgurl=http://html.rincondelvago.com/000154696.jpg&imgr
efurl=http://html.rincondelvago.com/miralls.html&usg=__XNJxl9_Nl2tIRQHDAoVwf8f045Q=&
h=266&w=442&sz=11&hl=es&start=16&sig2=oYyc30JjFEiXJDiViTJuXQ&um=1&tbnid=Q8TyBzQj
9XZxlM:&tbnh=76&tbnw=127&ei=J1osSbnPKoKKxAGh0uW6Ag&prev=/images%3Fq%3Dmiralls
%2Boptica%26um%3D1%26hl%3Des%26rls%3Dcom.microsoft:es%26sa%3DG >[Consulta: 1
novembre 2008]
Programari
Microsoft office 2007
AutoCAD 2007
Picasa2
Paint
Fibra òptica
Pàgina 34
Annexos
A. Presentació Havia pensat fer una presentació de com es pot transmetre informació a través de la fibra
òptica.
Vídeo
Instal·laré una càmera que enviarà la senyal a traves d’una fibra òptica fins a un monitor i una
altre càmera que enviarà la senyal mitjançant un cable de coure. Per veure com el cable de
coure s’altera quan el posem al costat d’un camp magnètic i que a la fibra òptica no li passa
res.
Faré servir:
Per la instal·lació de fibra:
Una càmera
Latiguillo de cable coaxial fins l’equip
Equip transmissor (TVI4)
Latiguillo de fibra òptica des de l’equip fins a la bobina
Bobina d’un quilòmetre
Latiguillo de fibra òptica des de la bobina a l’equip
Equip receptor (RVI1)
Latiguillo de cable coaxial fins al monitor
Tres alimentadors (càmera, transmissor i receptor)
Per la instal·lació amb cable de coure
Una càmera
Bobina de 100 metres
Latiguillo de cable coaxial fins al monitor
Un alimentador (càmera)
Fibra òptica
Pàgina 35
La càmera es situarà a una banda i connectaré l’alimentació i un cable coaxial fins al
transmissor. El transmissor serà l’encarregat de transformar la senyal elèctrica en una senyal
òptica. La senyal òptica serà enviada fins el receptor mitjançant una fibra. El receptor
transformarà la senyal òptica en una altre vegada en una senyal elèctrica. Desprès mitjançant
un cable coaxial la senyal elèctrica serà enviada al monitor.
Esquemes
Esquema de la instal·lació amb fibra òptica
Esquema de la instal·lació amb cable
Senyal On/Off
Instal·laré un panell amb setze interruptors On/Off on la senyal serà enviada a traves d’una
fibra òptica fins a un panell amb setze LED’s on es controlaran a traves del primer panell.
Faré servir:
Un panell amb 16 interruptors
Latiguillo del panell d’interruptors fins al l’equip (TOF)
Equip transmissor (TOF)
Latiguillo de fibra òptica des de l’equip (TOF) fins a la bobina
Bobina d’un quilòmetre
Latiguillo de fibra de la bobina a l’equip (ROF)
Equip receptor (ROF)
Latiguillo del equip (ROF) fins el panell lluminós
Fibra òptica
Pàgina 36
Panell lluminós amb 16 indicadors lluminosos (LEDs)
Tres alimentadors (panell amb indicadors, transmissor i receptor)
El panell amb setze interruptors serà situat a una banda on sortirà un latigullo, que anirà a
parar al transmissor (TOF) que s’encarregarà de transformar la senyal elèctrica en senyal
òptica. Aquesta senyal serà transmesa a traves d’una fibra fins al receptor (ROF) on la tornarà a
transformar la senyal òptica en una senyal elèctrica i utilitzant una altre latiguilloper arribar
fins al panell amb els indicadors lluminósos.
Així veurem com les setze senyals es transmeten per una fibra òptica molt més petita que si
haguessin de fer servir setze fils de coure.
Esquema
Fibra òptica
Pàgina 37
B. Informació complementaria
En el CD adjunt es pot trobar:
El treball sencer en format PDF
Fotografies addicionals a part de les utilitzades al treball
Fitxa tècnica del fabricant dels equips utilitzats en format PDF
Pàgina web on hi ha vídeos explicatius de la fibra òptica
