1

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL

U.N.E.F.A.

CUMANA - NUCLEO SUCRE.

FIBRA OPTICA

Profesor: Carlos Licett.

Integrantes: Ernesto Mejas. 19.893.185

Miguel Len. 11.910.416 Andreina Mundaray. 25.656.087

Liz lvarez. 24.402.770

Cumana, mayo de 2015

2

INDICE

INTRIDUCCION ......................................................................................... 5

HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES POR FIBRAS OPTICAS ......... 7

COMO SE FABRICA LA FIBRA PTICA. .............................................. 11

CONSTRUCCION ................................................................................ 11

PROCESO DE DEPOSICION DE VAPORES .................................. 12

METODO DE FUSION DIRECTA O DE DOBLE CRISOL ............... 12

DEFINICIN DE FIBRA PTICA. ........................................................... 16

TEORIA BASICA DE OPERACION Y DEFINICION ........................... 16

Naturaleza de la luz ........................................................................ 16

Fibra ptica ..................................................................................... 18

ESTRUCTURA DE LA FIBRA PTICA. ............................................. 19

Estructura ........................................................................................ 19

Ncleo (CORE) ................................................................................ 20

Revestimiento (CLADDING) ........................................................... 20

CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA. ............................................. 22

CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA. ............................................ 23

Componentes de una Fibra ptica ............................................... 23

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA OPTICA ..................... 25

VENTAJAS .......................................................................................... 25

Elevado Ancho de Banda ............................................................... 25

Bajas Perdidas ................................................................................ 26

Inmunidad a la Interferencia Electromagntica ........................... 26

3

Tamao y Flexibilidad .................................................................... 26

Aislamiento Elctrico ..................................................................... 26

Seguridad ........................................................................................ 27

Aplicaciones .................................................................................... 27

DESVENTAJAS ................................................................................... 27

ESQUEMA GENERAL DE UN SISTEMA DE TRANSMISIN DE FIBRA

PICA. .................................................................................................... 28

ELEMENTOS DE UN ENLACE ........................................................... 28

DWDM ..................................................................................................... 30

DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING .............................. 30

MULTIPLEXACIN POR DIVISIN EN LONGITUDES DE ONDAS

DENSAS .................................................................................................. 30

QUE ES Y MOTIVOS DE INVENCIN. ............................................... 30

HISTORIA ............................................................................................ 31

COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO ............................................ 32

FUNCIONES DEL SISTEMA ............................................................... 32

FUNCIONAMIENTO DEL EXTREMO-A-EXTREMO DE UN SISTEMA

DE DWDM UNIDIRECCIONAL. ........................................................... 33

TRANSMISORES PTICOS. .................................................................. 34

TIPOS. ................................................................................................. 35

FUNCIONAMIENTO. ........................................................................... 36

CDIGO DE COLORES DEL CABLE DE 144 F.O. EL ESTNDAR TIA-

598-A. ...................................................................................................... 38

OTROS CDIGOS DE COLORES O ESTNDARES. ........................... 39

EL EMPALME DE F.O. ........................................................................... 39

CARACTERISTICAS DE LOS EMPLALMES ..................................... 39

4

GENERALIDADES ........................................................................... 39

PERDIDAS DE INSERCION ............................................................ 40

TIPOS DE EMPALME. ......................................................................... 40

Empalmes por Fusin .................................................................... 40

EMPALMES POR ADHESION ......................................................... 41

EMPALMES MECANICOS ............................................................... 42

MANGAS DE CONEXION ................................................................ 43

EMPALMES DE FUSION CON ARCO ELECTRICO ....................... 44

Empalmes de Fusin con Llama ................................................... 45

Empalmes por Adhesin ................................................................ 45

Empalmes Mecnicos .................................................................... 46

TIPOS DE CONECTORES DE FIBRA PTICA. ..................................... 46

Entre los parmetros que especifican a un conector tenemos: .... 46

Entre los tipos de conectores tenemos dos tipos en base al

acoplamiento: ..................................................................................... 47

Los conectores pueden clasificarse segn el mecanismo de

alineamiento en: ................................................................................. 47

En Telecomunicaciones ................................................................. 47

En Transmisin de datos. .............................................................. 49

CONCLUSION ......................................................................................... 50

5

INTRIDUCCION

Al considerarse la naturaleza, generacin y las aplicaciones de la

luz, tambin debe considerarse la aplicacin de la luz en la transmisin de

informacin de un lugar a otro.

El uso de luz como portadora de informacin tiene varias ventajas

sobre seales portadoras de informacin en R.F., tales como un mayor

ancho de banda y la inmunidad a la interferencia electromagntica.

Las fibras pticas son una solucin a muchos de los problemas que

se presentan en el envo de informacin a travs de los medios de

transmisin atmosfrica.

Los sistemas clsicos de comunicacin utilizan seales elctricas

soportadas por cable coaxial, radio, etc., segn el tipo de aplicacin. Estos

sistemas presentan algunos inconvenientes que hacen necesario buscar

otras vas para la transmisin de datos.

Los sistemas de comunicacin por fibra ptica utilizan la energa

luminosa como soporte. Presentan un conjunto importante de ventajas

sobre otros soportes utilizados en la transmisin de seales analgicas y

digitales.

Conceptualmente, y en determinados aspectos, un sistema por fibra

ptica es similar a un sistema de microondas va radio. Las principales

diferencias son la frecuencia y el medio de transmisin.

La tecnologa actual avanza rpidamente hoy en da de acuerdo a

las necesidades con que se va enfrentando el hombre en su vida cotidiana.

Este es el caso de las telecomunicaciones y concretamente en las

comunicaciones con fibra ptica.

La fibra ptica se encuentra en una etapa de evolucin. Desde su

entrada en el mercado comercial en los aos 70, la fibra ptica se ha

desarrollado y se ha convertido en la protagonista de las

telecomunicaciones, redes de datos y empresas de TV por Cable.

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En poco ms de 10 aos la fibra ptica se ha convertido en una de

las tecnologas ms avanzadas que se utilizan como medio de transmisin

de informacin. Este novedoso material vino a revolucionar los procesos de

las telecomunicaciones en todos los sentidos, desde lograr una mayor

velocidad en la transmisin y disminuir casi en su totalidad los ruidos y las

interferencias, hasta multiplicar las formas de envo en comunicaciones y

recepcin por va telefnica.

Debido a la importancia y repercusin que las telecomunicaciones

tienen hoy en da en nuestras vidas y en especial el descubrimiento de la

fibra ptica dentro de este campo, decid dedicar este trabajo al estudio de

esta nuevo avance y as averiguar todo lo relacionado con la fibra ptica,

no slo su funcionamiento, sino tambin parte de su historia y curiosidades.

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HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES POR FIBRAS OPTICAS

Desde el inicio de los tiempos la comunicacin entre los seres vivos

ha sido indispensable, tanto para la subsistencia individual como para la

propia especie. Hoy en da las telecomunicaciones engloban a todos

aquellos sistemas, equipos y mtodos que facilitan la transmisin de

informacin, generalmente por mtodos electrnicos.

Al igual que las ondas de radio, las ondas de luz son formas de

energa electromagntica que se encuentran gobernadas por las

ecuaciones de Maxwell y la idea de utilizarla para transmitir la informacin

no es reciente. En 1790 Claude Chappe, construye un sistema de

complicados telescopios para establecer un enlace telegrfico ptico entre

Pars y Estrasburgo.

En 1870, Tyndal establece el guiado de luz por un chorro de agua.

En 1880 Alexander Graham Bell, experiment con el fotfono donde

la voz poda transmitirse a travs de un rayo de luz. No tuvo aplicacin

prctica ya que se careca de una fuente lumnica adecuada y de un medio

de transmisin de bajas prdidas. Desde 1910 hasta 1934 se estudia la

propagacin en varillas de vidrio.

Desd 1960, a raz de la invencin del lser (amplificador de luz por

emisin estimulada de radiaciones), las investigaciones se han dirigido

hacia la realizacin de un sistema de transmisin por fibras pticas que,

debido a la alta frecuencia del portador utilizado (1014 Hz), podra permitir

la transmisin de una gran cantidad de informacin. De aqu, las

investigaciones se han orientado principalmente a examinar los tres

componentes bsicos de un sistema de transmisin por fibras pticas: el

medio de transmisin, las fuentes pticas (en la zona visible o en el

infrarrojo prximo) moduladas por la seal que lleva la informacin y el

detector ptico, que extrae de la portadora ptica modulada " una seal

prcticamente igual a la seal presente a la entrada.

En lo relativo al medio de transmisin, se estudiaron tres

posibilidades:

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Visibilidad directa a travs del aire (propagacin en el espacio

libre)

Haz de luz guiado por medio de espejo y/o lentes (guas de

tubo metlico). '

Fibras de vidrio.

El primero es decir la transmisin a travs de la atmsfera, se vio

limitado debido a que las prdidas de propagacin se incrementan mucho

debido a las lluvias y la niebla. Adems la transmisin depende de la

visibilidad directa, es decir requiere de una exacta precisin. El segundo, el

haz guiado implica muchas dificultades en su instalacin.

En cuanto a las fibras de vidrio, podemos sealar que la primera fibra

ptica presentaba atenuaciones por encima de 500 dB/Km., lo cual hizo

imposible su utilizacin como medio de transmisin. El punto de partida

para el logro de una solucin se da en 1966 cuando K.C. Kao y G.A.

Hockman, dos ingenieros britnicos, comprobaron en un anlisis

espectroscpico, que el cuarzo fundido, o sea un vidrio "puro" presenta una

atenuacin intrnseca por absorcin de slo 20 dB/Km.

Es en 1970 que en la compaa Corning Giass Works, un grupo de

investigadores dirigidos por R. Maurer, logro procedimientos de fabricacin

de cristales de gran pureza (16 dB/Km).

En la actualidad, la fibra ptica (que es una hebra de vidrio de alta

pureza y del grosor de un cabello) puede enviar una seal de 565

Mbps/seg. (7.680 canales telefnicos) a una distancia de 80 Kms. sin

regeneracin alguna y con una atenuacin media de 0.22 dB/Km.

Con la investigacin de nuevos materiales se permitir aumentar

notablemente el rendimiento de los sistemas. As tenemos ahora en

investigacin fibras sin slice a base de cristales halgenos que podran

reducir tericamente la atenuacin hasta el punto que un slo cable pudiera

atravesar un ocano sin repetidores.

En lo que respecta a las fuentes pticas en 1960 con la inversin del

lser por el Dr. Theodore Maiman se pens en la posibilidad de su empleo

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como portadora de informacin para aplicaciones en enlaces de

telecomunicaciones seguros, de gran velocidad y capacidad.

Por consiguiente durante el perodo 1960-1965 numerosos

investigadores estudiaron como varios tipos de lser podran usarse para

propsitos de comunicacin. As se llega a obtener lseres que permiten la

generacin de luz frecuencia y fase estables y de alta luminosidad.

Es en 1970 que se obtienen los primeros lseres semiconductores

de onda continua trabajando a temperatura ambiente y realizado con capas

alternativas de GaAs y AlGaAs (lser de heterojun- tura).

Tambin como fuente ptica se ha desarrollado el diodo emisor de

luz (LED). Desde 1972, cuando se realiz por primera vez el LED tipo

Burrus, el progreso en este campo ha sido impresionante. A pesar de que

los LED no tienen las mismas caractersticas de funcionamiento de los

lseres, desde los puntos de vista de la velocidad de modulacin y d la

potencia ptica emitida, tiene una vida ms larga y un precio inferior en

comparacin con los lseres.

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Los resultados obtenidos en el campo de las fuentes pticas y de los

medios de transmisin, han estimulado tambin los estudios para el

desarrollo de los correspondientes detectores pticos. Estos dispositivos

pueden clasificarse como fotodiodos PIN, que originan un electrn por casi

cada fotn incidente y fotodiodos de avalancha, que producen de 10 a 100

electrones por cada fotn incidente.

A continuacin trataremos de hacer un resumen cronolgico de cmo ha

sido el desarrollo que se ha obtenido en el campo de las fibras pticas:

-1870 Tyndall demostr que la luz poda ser conducida dentro de

un chorro de agua.

-1880 Alexander Graham Bell estudi la posibilidad de transmitir

la palabra en un rayo de luz.

-1910 Hondros y Debye estudian el aspecto de la gua de onda

dielctrica.

-1920 Shriever experimenta con la gua de onda dielctrica.

-1934 Norman Frech hizo el primer intento de conducir la luz con

fines de aplicacin, en Estados Unidos. Construy un telfono

ptico y logra transmitir audio a distancias muy cortas utilizando

barras de vidrio rgidas.

-1954 Van Heel, Hopking y Kapany desarrollan la gua de onda

dielctrica recubierta.

-1958 A. Schalowy C.H. Towne inventan el rayo lser.

-1959 T. Malman desarrolla la primera aplicacin del lser en

HUGHES RESEARCH LABORATORIES.

-1962 Se desarrollan el LASER semiconductor y fotodiodos

semiconductores.

-1960s Experimentos de ondas de luz para transmisin en

telecomunicaciones.

Charles Kad y G. Hokman sugieren que se utilice la fibra ptica

como medio de comunicacin. Para esto debera de lograrse una

atenuacin de 20 db/Km contra los 1000 db/km que se tenan en

el ao de 1966.

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-1970 La firma Corning Glass Work obtiene una fibra con

atenuaciones de 20 dB/km. -1971 Desarrollo del lser de onda

continua.

-1972 El nivel de atenuacin de la fibra fabricada entonces lleg

a alcanzar valores de 4 dB/km. Desarrollo de fibras con ncleo

lquido.

-1973 Corning desarrolla fibra ptica con atenuacin de 2 dB/km.

-1976 Se instala en Alemania una red de Servicios Integrados

(ISDN), con cobertura de 2.1 km.

-1977 MIT desarrolla una fibra con 0.2 dB/km. Experimentos

prcticos en Canad por Bell-Northem.

-1989 Se ha logrado fabricar Fibra Optica con niveles de

atenuacin muy bajos, del orden de 0.16 dB/km y con perfiles de

ndice de refraccin excelentes, logrndose por consecuencia,

anchos de banda muy grandes.

Todos estos logros se deben al desarrollo acelerado en el rea de

fibras pticas, en el que se encuentran comprometidos los principales

fabricantes de equipos de telecomunicaciones en el mundo.

Las caractersticas de los elementos que forman el sistema de fibras

pticas no solamente han alcanzado valores ptimos de rendimiento

propuestos por laboratorios de investigacin, sino que son capaces de

satisfacer exigentes requisitos fsicos y de confiabilidad para aplicaciones

que soporten el crecimiento de las telecomunicaciones.

COMO SE FABRICA LA FIBRA PTICA.

CONSTRUCCION

Para la fabricacin de la fibra ptica, deben utilizarse materiales que

cumplan con las caractersticas mecnicas y pticas deseadas en la fibra.

Dicho material debe satisfacer los siguientes requisitos:

1. Que pueda ser transformado en fibras largas, delgadas y

flexibles.

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2. Que sea transparente en una longitud de onda particular, para

que la fibra conduzca eficientemente la luz.

3. Se deben escoger materiales fsicamente compatibles entre

s, pero con pequeas diferencias en sus ndices de

refraccin.

Para la fabricacin de las fibras pticas de vidrio se utilizan bsicamente

dos tcnicas:

El proceso de deposicin de vapores,

El mtodo de fusin directa

PROCESO DE DEPOSICION DE VAPORES

Este proceso tiene su aplicacin en la industria de los

semiconductores y del vidrio, se aplica por la pureza y limpieza que logran.

La deposicin de vapores consiste en generar vapores de xido de

metales; estos vapores al ser calentados por un quemador de hidrxido

forman un polvo fino de cuarzo dopado. Podemos mencionar una

clasificacin de dichos mtodos:

1. Mtodo de deposicin modificada de vapores qumicos.

2. Deposicin externa de vapores qumicos.

METODO DE FUSION DIRECTA O DE DOBLE CRISOL

Este mtodo sigue los procedimientos tradicionales de elaboracin

del vidrio, en los cuales la fibra ptica es hecha fundiendo directamente los

componentes del vidrio.

En el mtodo de doble crisol, las varillas de vidrio para los materiales

que forman el ncleo y revestimiento se elaboran por separado. Primero se

procede con la mezcla de polvos de vidrio purificado, los cuales son

fundidos en un crisol y agitados hasta formar una mezcla homognea. Una

varilla de alimentacin se forma de una varilla semilla que se incorpora por

inmersin al vidrio fundido y despus se saca lentamente a travs de un

anillo enfriador. El vidrio sale despus de la varilla semilla solidificndose

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para tomar una forma cilndrica de 5 a 10 mm de dimetro y algunos metros

de largo

Para obtener fibras de ndice gradual se desplaza la boquilla del

crisol externo y as el vidrio del ncleo entra en contacto con el vidrio del

revestimiento un poco antes de que se llegue al final de la boquilla del

revestimiento desde donde se estira la fibra.

Por ltimo la fibra pasa a la cubierta de la cubierta primaria y a su

almacenado. Su produccin alcanza varios cientos de metros por minuto.

Las siguientes figuras nos muestran los mtodos de fabricacin de

la fibra ptica ms comunes.

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DEFINICIN DE FIBRA PTICA.

TEORIA BASICA DE OPERACION Y DEFINICION

Naturaleza de la luz

Lo que llamamos luz slo es una pequea parte del espectro de la

radiacin electromagntica. La radiacin electromagntica puede

ordenarse en un espectro que va desde las ondas de frecuencia

sumamente alta y longitud de onda corta a frecuencia sumamente baja y

longitud de onda larga.

Espectro electromagntico de frecuencias

En un extremo del espectro se ubican las ondas de radio con billones

de longitudes de onda ms largos que aqullos de la luz visible. En el otro

extremo del espectro estn los rayos gamma que tienen millones de

longitudes de onda ms pequeas que aqullas de la luz visible.

La luz es una onda electromagntica, y por ende dicha onda puede

oscilar en diferentes frecuencias, precisamente sta define el color.

Hay algunas propiedades generales de la luz:

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1. La luz puede viajar en el vaco, no as el resto de las ondas

que necesitan de un medio material para hacerlo, por ejemplo

el Sonido.

2. La velocidad de la luz es constante en el vaco, esto incluye a

cualquier frecuencia de la misma, esto es 299 800 Km/s en el

vaco (C).

3. La luz blanca est compuesta por todas las longitudes de

onda, la cual al pasar por un prisma (medio ptico) se difracta

en diferentes ngulos segn su longitud de onda

descomponindose as en colores.

Los colores segn la frecuencia estn dados por la siguiente tabla:

Longitud de onda de cada color componente de la luz blanca con su

respectiva frecuencia

En este trabajo slo se tratar una parte del espectro

electromagntico: La regin ptica, donde la fibra ptica y los elementos

pticos trabajan. Como se puede apreciar en la siguiente las longitudes de

onda normalmente usadas en comunicaciones en las fibras de slice estn

entre los 700mm 1600nm. (0.7mm 1.6mm).

Las fibras plsticas tpicas transmiten mejor una longitud de onda

visible que la del infrarrojo cercano, por lo que las comunicaciones sobre

las fibras plsticas tpicas es con luz visible. Sin embargo la fibra plstica

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no es tan transparente como el vidrio de slice. Las fibras pueden ser

fabricadas con otros materiales diferentes a la slice de tal manera que

pueden transmitir longitudes de ondas mayores que el infrarrojo.

Longitudes de onda utilizadas en comunicaciones pticas

Fibra ptica

La fibra ptica (FO) es un medio fsico que transporta seales sobre

la base de la transmisin de luz, para que esto ocurra, se necesita que a

los extremos de sta existan dispositivos electrnicos que de un lado

enven la informacin en forma de rayos de luz, y del otro lado haya un

interpretador de esta informacin que reciba y decodifique la seal; la FO

se compone frecuentemente de filamentos de vidrio de alta pureza, muy

delgados y flexibles, cuyo grosor es similar al de un cabello humano (de 2

a 125 micras).

La FO es esencialmente un medio transparente para las

radiaciones electromagnticas situadas en la banda visible y en el infrarrojo

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cercano. Esto quiere decir que la atenuacin que sufre la luz al circular

dentro de la fibra es muy baja. Este medio de transmisin ptico se

comporta como una gua de onda, lo cual permite la propagacin de ondas

electromagnticas longitudinalmente. Es decir, una vez que la luz es

insertada por uno de los extremos de la fibra, circula siempre en su interior

reflejndose o rebotando contra las paredes, hasta alcanzar el extremo

opuesto. El cable de Cobre es tambin una gua de onda pero para

frecuencias menores. Aunque pueden ser construidas guas de onda

pticas a partir de diversos materiales, el Dixido de Silicio (SiO2) es

generalmente el elemento constitutivo de las fibras.

Este material lo conocemos en la vida cotidiana con el nombre de

vidrio. Otro material con el que se hacen los filamentos es el plstico

(polmeros artificiales).

A diferencia de lo que sucede con el vidrio en la vida cotidiana, el

Dixido de Silicio se encuentra en un estado de pureza muy alto en la fibra

ptica, lo que hace que la luz tenga atenuaciones mucho menores, y por lo

tanto pueda recorrer distancias mucho ms grandes. Alta pureza equivale

a concentraciones insignificantes de otros tipos de molculas

contaminantes. Para tener una idea sobre la pureza que debe tener el

Dixido de Silicio en la fibra ptica, imaginemos transmitir luz a travs de

un vidrio de 60 Km de espesor.

Las fibras pticas pueden ser definidas como una rama de la ptica

con divisin en la comunicacin, para la transmisin de la luz y frecuencias

infrarrojas generadas por un LASER o LED'S a travs de fibras

transparentes de vidrio o de plstico.

ESTRUCTURA DE LA FIBRA PTICA.

Estructura

La fibra ptica es una hebra muy fina, de un vidrio muy especial, que puede

ser de solamente 125 micras de dimetro. Esta hebra de vidrio tiene

aproximadamente el mismo grosor que un cabello humano.

20

Se ha demostrado que las ondas electromagnticas que conforman la luz

tienden a viajar a travs de una regin que posea un ndice de refraccin

alto. Por tanto, se hace el centro de la hebra de vidrio l ncleo (cristal de

silicio) de esa clase de materiales. Algunas fibras de vidrio tienen un

dimetro de ncleo de nicamente 50 micras, y tiene un ndice de refraccin

de tipo gradual. La importancia de contar con un ncleo de este tipo es

conseguir un ncleo que posea un ancho de banda algo mayor que el que

tendra otro cuyo ndice de refraccin fuera idntico en todas partes.

Ahora que ya tenemos el ncleo y con el fin de retener la luz dentro de l,

necesitamos recubrirlo con alguna clase de material, de un ndice de

refraccin diferente. Si no lo hacemos, no se obtendran las reflexiones

necesarias en la unin de ambos materiales. De este modo, se ha formado

otro revestimiento en el ncleo que se denomina cubierta (silicona) y que

tiene un ndice de refraccin menor que el del propio ncleo. Finalmente,

para hacerlo ms robusto y prevenir daos a la cubierta, se suele formar

una proteccin o envoltura (poliuretano) sobre la cubierta que

generalmente es de algn tipo de material plstico.

Hemos de tener en consideracin la transmisin digital de impulsos de luz

a velocidades muy altas, a travs de esta fibra, y nos gustara conocer de

qu manera, por su conducto y simultneamente, pueden enviarse a travs

de ella mltiples conversaciones, imgenes, etc

Ncleo (CORE)

Es la seccin a travs de la cual viaja el haz de luz.

Revestimiento (CLADDING)

Es la capa que rodea al ncleo. Su funcin principal es reflejar la luz

hacia el centro de la fibra atrapndola en el ncleo.

21

Ncleo y Revestimiento una Fibra ptica

Tanto el ncleo (core) como el revestimiento (cladding) estn

conformados de ambos vidrio o plstico. Con la combinacin de estos

materiales se forman tres tipos de Fibra ptica:

a) Ncleo de plstico con revestimiento de plstico,

b) Ncleo de vidrio con revestimiento de plstico,

c) Ncleo de vidrio con revestimiento de vidrio.

En el caso del plstico, el ncleo puede ser de polietileno o poliometl

metacrlico; es generalmente Silicn o tefln.

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CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA.

Consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de

refuerzo, y rodeado de una cubierta protectora. El rasgo distintivo de este

tipo de cable son los tubos de fibra. Cada tubo, de dos a tres milmetros de

dimetro, lleva varias fibras pticas que descansan holgadamente en l.

Los tubos pueden ser huecos o, ms comnmente estar llenos de un gel

resistente al agua que impide que sta entre en la fibra. El tubo holgado

asla la fibra de las fuerzas mecnicas exteriores que se ejerzan sobre el

cable debido a que el centro del cable contiene un elemento de refuerzo,

que puede ser acero, Kevlar o un material similar. Este miembro

proporciona al cable refuerzo y soporte durante las operaciones de tendido,

as corno en las posiciones de instalacin permanente.

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En cuanto a la cubierta o proteccin exterior del cable se puede

hacer, entre otros materiales, de polietileno, de armadura o coraza de

acero, goma o hilo de aramida, Tubo holgado de cable de fibra ptica.

Los cables de estructura holgada se usan en la mayora de las

instalaciones exteriores, incluyendo aplicaciones areas, en tubos o

conductos y en instalaciones directamente enterradas. El cable de

estructura holgada no es muy adecuado para instalaciones en recorridos

muy verticales, porque existe la posibilidad de que el gel interno fluya o que

las fibras se muevan.

CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA.

Contiene varias fibras con proteccin secundaria que rodean un

miembro central de traccin, y todo ello cubierto de una proteccin exterior.

La proteccin secundaria de la fibra consiste en una cubierta plstica de

900 m de dimetro que rodea al recubrimiento de 250 m de la fibra ptica.

La proteccin secundaria proporciona a cada fibra individual una

proteccin adicional frente al entorno as como un soporte fsico. Esto

permite a la fibra ser conectada directamente, sin la proteccin que ofrece

una bandeja de empalmes. Para algunas instalaciones esto puede reducir

el coste de la instalacin y disminuir el nmero de empalmes en un tendido

de fibra.

Por una parte, un cable de estructura ajustada es ms flexible y tiene

un radio de curvatura ms pequeo que el que tienen los cables de

estructura holgada. En primer lugar. Es un cable que se ha diseado para

instalaciones en el interior de los edificios. Tambin se puede instalar en

tendidos verticales ms elevados que los cables de estructura holgada,

debido al soporte individual de que dispone cada fibra.

Componentes de una Fibra ptica

El vidrio est constituido bsicamente de slica, la cual es encontrada

en arena. Para la fabricacin de la fibra ptica la slica debe ser

extremadamente pura; agregando pequeas cantidades de partculas de

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boro, fsforo y germanio es posible cambiar el ndice de refraccin de la

fibra. El xido de boro se aade a la slica para formar el borosilicato de

vidrio que se utiliza en algunos revestimientos.

En comparacin con el vidrio las fibras de plstico son ms

econmicas y flexibles. Adems son ms fciles de instalar y conectar,

resisten grandes tensiones en comparacin con las fibras de vidrio. Como

desventaja principal est la mala transmisin de la luz, esto ocasiona

grandes prdidas por lo que se recomienda el uso del vidrio para el ncleo

de la fibra.

En un sistema de fibras pticas, se unen tres partes para llevar a

cabo esta tarea de comunicacin: una fuente de luz (transmisor), una fibra

ptica y un detector de luz (receptor). La fuente de luz puede ser de un

diodo semiconductor lser o de un diodo emisor de luz (LED). Las fibras

pticas pueden ser de un tamao corto como 1 mt, o un largo como de 10

km. El detector de luz puede ser un fotodiodo PIN (Positive Instrinsec

Negative) o un APD (Avalanche Photodiode). Cada uno de estos

dispositivos se discutir ms adelante.

Un sistema de Fibras pticas simple, convierte una seal elctrica a

una seal de luz dentro de una fibra ptica o entonces captura la seal en

el final cuando es reconvertida en una seal elctrica.

Son dos los tipos de modulacin de onda posibles: Analgica y

Digital. En la modulacin analgica la intensidad de la luz irradiada por el

lser o el LED es variablemente continua. La modulacin digital es de forma

contraria.

La intensidad es cambiada impulsivamente de un modo ON/OFF, al

transmitir luz ON y OFF es una velocidad extremadamente rpida. El

modelo ms tpico de modulacin de pulsos es el PCM (Pulse Code

Modulation).

La modulacin digital es ms popular ya que permite una transmisin

a una gran distancia con el mismo poder de modulacin analgica.

25

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA OPTICA

VENTAJAS

Las ventajas ms notables son aqullas derivadas del gran ancho

de banda y de las bajas prdidas de la fibra ptica. Existen otras ventajas

motivadas por las propiedades fsicas de la fibra ptica. Por ejemplo, la

inmunidad a la interferencia inductiva o elctrica, la cual la hace idnea para

enlaces de telemetra o de datos en ambientes adversos. La siguiente tabla

nos muestra algunas propiedades y beneficios de la fibra ptica como gua

de onda. A continuacin se detallarn algunas de las cualidades de la fibra

ptica

PROPIEDADES BENEFICIOS

Bajas prdidas Menor nmero de repetidores

Alta anchura de banda Bajo costo por canal

Pequeo tamao, bajo precio y flexibilidad

Facilidad de instalacin y transporte

Resistencia a las radiaciones No precisa apantallamientos

Inmunidad a interferencias electromagnticas y ausencia de radiaciones

Confiabilidad

Alta estabilidad con la temperatura Viabilidad como medio de transmisin en condiciones climticas adversas

Dificultad para captar sus emisiones

Seguridad

Material dialctico Aislamiento elctrico y disponibilidad de materia prima

Tabla 2.1 Propiedades y Beneficios al utilizar una Fibra ptica

Elevado Ancho de Banda

El empleo del lser y de los LEDS en la comunicacin con fibra ptica

abre una ventana del espectro electromagntico en frecuencias 10 mil

veces superiores a las mayores empleadas en las transmisiones de radio,

ya que la capacidad potencial de informacin se incrementa de modo

directamente proporcional a la frecuencia, el lser hace que sea posible

transmitir 1014 bps.

26

Bajas Perdidas

Puesto que intrnsecamente las prdidas de las fibras pticas son

bajas (menos de 2.5 dB/Km. a 0.85 micrmetros y 0.5 dB/Km. a 1.3

micrmetros en las disponibles en el mercado) el distanciamiento entre

repetidores resulta multiplicado en comparacin con el exigido por los

cables metlicos en condiciones de trfico anlogas. En la actualidad se

han superado los 200 Km. entre los puntos de repeticin en condiciones

experimentales a velocidades de hasta 90 Mb/seg., y se han alcanzado

ms de 161 Km. para 480 Mb/seg.

Inmunidad a la Interferencia Electromagntica

La configuracin de los campos electromagnticos que se propagan

en la fibra ptica es tal que, en la prctica, se produce un completo

aislamiento con el exterior. As pues, las fibras pticas no contribuyen a

interferir en otros sistemas, y a la inversa, son inmunes a las interferencias

originadas por otros portadores.

Tamao y Flexibilidad

Un cable de diez fibras pticas puede tener un dimetro exterior de

8 a 10 mm y ofrecer la misma capacidad de informacin (aunque con menos

repetidores) que un cable coaxial de 10 tubos y 8 cm de dimetro, o de 5 o

10 cables de 2000 pares de 0.8 mm. La diferencia de tamao repercute en

el peso y la flexibilidad del cable. Dado que el material de la fibra ptica es

ms ligero el ahorro econmico, de instalacin, y transporte es mucho

mayor.

Aislamiento Elctrico

Las fibras proporcionan un total aislamiento elctrico entre el

transmisor y el receptor. Esto proporciona ciertas ventajas: no se precisa

una tierra comn para el transmisor y el receptor; puede repararse la fibra

aunque los equipos no estn apagados; los cables de fibra pueden

atravesar zonas con fuertes inducciones sin peligro de descarga elctrica

ni riesgo de que se originen corto circuitos.

27

Seguridad

Puesto que las fibras pticas no radian energa electromagntica la

seal transmitida por ellas no puede ser captada desde el exterior. Algunas

aplicaciones militares se basan en esta propiedad.

Aplicaciones

En la actualidad las fibras pticas tienen toda una gama de aplicaciones. A

continuacin se mencionarn las ms importantes.

CAMPOS DE APLICACIN CARACTERSTICAS

- Red de T.V. por cable. Gran ancho de banda.

- Comunicaciones en instalaciones de energa elctrica.

No hay interferencia electromagntica.

- Control de plantas nucleares. Gran ancho de banda sin peligro de incendio y de interferencias electromagnticas.

- Enlaces entre computadoras. No existe interferencia electromagntica.

- Armas dirigidas. Peso pequeo y de ancho de banda grande.

- Transmisiones secretas. Sin radiacin electromagntica.

- Sensores (Presin/Temperatura). Alta sensibilidad.

- Medicina. Perfeccion el endoscopio, aparato que permite explorar el cuerpo humano.

- Redes telefnicas pblicas. Gran ancho de banda.

- Conexin telefnica entre islas por medio de cable submarino.

Gran ancho de banda y garantiza la comunicacin an en condiciones atmosfricas adversas.

- Automviles. Decrece el peso del cable e incrementa la velocidad de transmisin de signos al tablero.

Campos de Aplicacin y Caractersticas de las Fibras pticas

DESVENTAJAS

A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra ptica presenta

una serie de desventajas frente a otros medios de transmisin, siendo las

ms relevantes las siguientes:

La fragilidad de las fibras.

Necesidad de usar transmisores y receptores ms caros

28

Los empalmes entre fibras son difciles de realizar,

especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones

en caso de rotura del cable.

No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores

intermedios.

La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de

conversin elctrica-ptica.

La fibra ptica convencional no puede transmitir potencias

elevadas.

No existen memorias pticas.

ESQUEMA GENERAL DE UN SISTEMA DE TRANSMISIN DE FIBRA

PICA.

ELEMENTOS DE UN ENLACE

Un enlace bsico de Comunicaciones pticas consta de tres bloques

funcionales fundamentales:

1. Emisor. La fuente productora de luz, generalmente un diodo

lser (LD) o diodo emisor de luz (LED). El bloque emisor (Fig.

Fund.1) contiene adems una serie de circuitos electrnicos

destinados a generar las seales a transmitir, y a

suministrarlas al dispositivo optoelectrnico. Las longitudes

de onda ms apropiadas para Comunicaciones pticas estn

en la regin del infrarrojo prximo.

2. Medio. Aunque existen Comunicaciones pticas

atmosfricas, espaciales o submarinas no guiadas, la gran

mayora de realizan a travs de un medio dielctrico (Fig.

Fund.2). El medio por excelencia es la fibra ptica. El material

empleado ms comn, por su extraordinaria transparencia, es

la slice (SiO2). Este material bsico va dopado con otros

componentes para modificar sus propiedades, en especial su

ndice de refraccin. En Comunicaciones pticas a muy corta

29

distancia (algunos metros) estn tomando auge las fibras de

plstico (POF).

3. Receptor. El circuito de recepcin (Fig. Fund.1) es el elemento

ms complejo del sistema de Comunicaciones pticas.

Consta de un detector generalmente optoelectrnico, ya sea

un fotodiodo p-I-n (PIN) o un diodo de avalancha (APD) y de

una serie de circuitos recuperadores de las seales:

amplificador, filtro, comparador, etc.

30

DWDM

DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING

MULTIPLEXACIN POR DIVISIN EN LONGITUDES DE ONDAS

DENSAS

QUE ES Y MOTIVOS DE INVENCIN.

Es un mtodo de multiplexacin muy similar a la multiplexacin por

divisin de frecuencias, que se utiliza en medios de transmisin

electromagnticos. Varias seales portadoras (pticas) se transmiten por

una nica fibra ptica utilizando distintas longitudes de onda de un haz de

luz para cada una de ellas. Cada portadora ptica forma un canal ptico

que podr ser tratado independientemente del resto de canales que

comparten el medio (fibra ptica) y contener diferente tipo de trfico. De

esta manera se puede multiplicar el ancho de banda efectivo de la fibra

ptica, as como facilitar comunicaciones bidireccionales. Se trata de una

tcnica de transmisin muy atractiva para los operadores de

31

telecomunicaciones ya que les permite aumentar su capacidad sin tener

ms cables.

Para transmitir mediante DWDM es necesario dos dispositivos

complementarios: un multiplexor en lado del transmisor y un demultiplexor

en el lado del receptor. A diferencia del CWDM, en DWDM se consigue

mayor nmeros de canales pticos reduciendo la dispersin cromtica de

cada canal mediante el uso de un lser de mayor calidad, fibras de baja

dispersin o mediante el uso de mdulos DCM. De esta manera es posible

combinar ms canales reduciendo el espacio entre ellos.

Est definido para la banda de 1530 1610nm, espaciado entre

canales de 0.8nm y 1.6nm.

HISTORIA

El primer sistema WDMen combinar dos seales portadoras hizo su

aparicin alrededor de 1985. A principios del sigloXXI la tecnologa permite

combinar hasta 160 seales con un ancho de banda efectivo de unos 10

gbt/s por segundo. Ya las operadoras estn probando los 40 gbt/s. No

obstante la capacidad terica de una sola fibra ptica se estima en 1600

Gbit/s. De manera que es posible alcanzar mayores capacidades en el

futuro, a medida que avance la tecnologa.

Los tempranos aos 90 consideraron una segunda generacin del

WDM, a veces llamada narrowband WDM, en cules dos canales de ocho

fueron utilizados. Estos canales ahora fueron espaciados en un intervalo

cerca de 400 GH en la ventana 1550-nm. A mediados de los 1990s, los

sistemas densos del WDM (DWDM) emergan con 16 a 40 canales y

espaciaban a partir 100 a 200 GH. Por los ltimos aos 90 los sistemas

DWDM se haban desarrollado a tal punto donde eran capaces de soportar

de 64 a 160 canales paralelos, embalado denso en los intervalos de 50 o

an 25 GH.

La progresin de la tecnologa se puede considerar como aumento

en el nmero de las longitudes de onda acompaadas por una disminucin

del espacio de las longitudes de onda. Junto con la densidad creciente de

32

longitudes de onda, los sistemas tambin avanzaron en su flexibilidad de

configuracin, con funciones de agregar-gota, y capacidades de la

administracin. Los aumentos en la densidad del canal resultado de la

tecnologa DWDM han tenido un impacto dramtico en la capacidad de

carga de la fibra. En 1995, cuando los primeros sistemas 10 de Gbps fueron

demostrados, el coeficiente de incremento en capacidad fue de un mltiplo

linear de cuatro cada cuatro aos a cada cuatro aos.

COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO

- DWDM es la base de la tecnologa en una red de transporte ptica. Los componentes esenciales de DWDM se pueden

clasificar por su lugar en el sistema como sigue:

- En el lado de la transmisin, lseres con precisin, longitudes de onda estables

- En el enlace, fibra ptica que exhibe bajas prdida y funcionamiento de transmisin en los espectros relevantes de

la longitud de onda, adems de plano-gane los amplificadores

pticos para alzar la seal en palmos ms largos

- En el lado de la recepcin, fotodetectores y demultiplexores pticos usando los filtros de pelcula fina o los elementos

difrangentes

- Multiplexores pticos add/drop y componentes cross conectores pticos

FUNCIONES DEL SISTEMA

- Generacin de la seal - La fuente, un lser de estado slido, debe proporcionar la luz estable dentro de un especfico,

estrecha ancho de banda que transporta los datos digitales,

modulado como una seal anloga.

- Combinando las seales Los sistemas Modernos de DWDM emplean los multiplexores para combinar las seales. Hay

33

una cierta prdida inherente asociada a la multiplexacin y la

demultiplexacin. Esta prdida es dependiente sobre el

nmero de canales pero se puede ser mitigada con

amplificadores pticos, los cules alzan todas las longitudes

de onda inmediatamente sin la conversin elctrica.

- Transmitiendo las seales Los efectos de las de la interferencia y de la degradacin o de la prdida de la seal

ptica se debe contar con en la transmisin por fibra ptica.

Estos efectos pueden ser reducidos al mnimo controlando

variables tales como espaciamientos de canal, tolerancia de

la longitud de onda, y niveles de la energa del laser. Sobre

un enlace de transmisin, la seal puede necesitar ser

amplificada pticamente.

- Separando las seales recibidas Al trmino de la recepcin, las seales multiplexadas se deben separar hacia fuera.

Aunque esta tarea parecera ser simplemente lo contrario de

combinar las seales, es tcnicamente ms difcil en la

actualidad.

- Recibiendo las seales - La demultiplexacin de la seal es recibida por un fotodetector.

- Adems de estas funciones, un sistema de DWDM se debe tambin equipar de los interfaces del cliente-lado para recibir

la seal de entrada. Esta funcin es realizada por los

transponders.

FUNCIONAMIENTO DEL EXTREMO-A-EXTREMO DE UN SISTEMA DE

DWDM UNIDIRECCIONAL.

1. El transponder acepta la entrada en la forma estndar de

monomodo o lser del multimodo. La entrada

2. Puede venir de los diferentes medios de comunicacin fsicos

y protocolos diferentes y tipos de trfico.

34

3. la longitud de onda de cada seal de entrada se traza a una

longitud de onda de DWDM.

4. las longitudes de onda de DWDM del transponder son

multiplexados en una sola seal ptica y lanzada en la fibra.

El sistema tambin podra incluir la habilidad de aceptar los

signos pticos directos al el multiplexor; por ejemplo, los tales

signos podran venir de un nodo del satlite.

5. un poste-amplificador empuja la fuerza de la seal ptica tan

pronto deja el sistema (optativo).

6. se usan los amplificadores pticos a lo largo del palmo de fibra

como es necesitado (optativo).

7. un pre-amplificador empuja el signo antes de que entre en el

sistema del extremo (optativo).

8. la seal entrante es demultiplexada en el lambdas de DWDM

individual (o longitudes de onda).

9. las lambdas de DWDM individuales se trazan al tipo del

rendimiento requerido (por ejemplo, OC-48 fibra del solo-

modo) y mand a travs del transponder.

Funcionamiento de un Transponder Basado en el Sistema DWDM

TRANSMISORES PTICOS.

Los transmisores pticos son elementos que dentro del diseo de un

sistema de transmisin de fibra ptica que cumplen la funcin de convertir

las seales elctricas en seales pticas (en formas de pulsos de luz) para

35

ser transmitidas por la fibra, para enviar los rayos de luz se utilizan

principalmente los diodos LED y los diodos Lser, los cuales se utilizan

segn los requerimientos tcnicos, dependiendo de sus fortalezas y

debilidades y la forma como se realice el diseo del sistema.

TIPOS.

Las fuentes utilizadas para transmisores pticos deben cumplir con

varios criterios: operar en la longitud de onda adecuada, ser pasibles de

modularse lo suficientemente rpido para transmitir datos y poder acoplarse

de forma eficiente a la fibra.

Comnmente se utilizan cuatro tipos de fuentes: LED, lser fabry-

perot (FP), lser de retroalimentacin distribuida (DFB) y lser de cavidad

vertical y emisin supercial (VCSEL). Todos ellos convierten las seales

elctricas en seales pticas, pero son muy diferentes entre s. Los tres son

minsculos dispositivos semiconductores (chips). Los LED y VCSEL se

fabrican sobre pastillas de material semiconductor para que puedan emitir

luz desde la superficie del chip, mientras que los lseres F-P y DFB emiten

luz desde el lateral del chip, desde una cavidad del lser creada en el medio

del chip.

36

Especificaciones estndar de fuentes de fibra ptica

Tipo de

dispositivo

Longitud de

onda (nm)

Potencia dentro

de la fibra (dBm)

Ancho de

banda

Tipo de fibra

LED 850, 1300 -30 a -10 10 GHz multimodo,

monomodo

Lser DFB 1550 (1480-

1650)

0 a + 13

(+25 con

amplificador

ptico)

>10 GHz monomodo

VCSEL 850 -10 a 0 >10 GHz multimodo

FUNCIONAMIENTO.

Los LED tienen una potencia disponible mucho menor que el lser y

su patrn divergente y amplio de salida de la luz hace que sea ms difcil

que se acoplen a las fibras, por lo que se pueden utilizar slo con fibras

multimodo.

Los lser tienen un patrn de salida de la luz menor y ms estrecho,

por lo que se pueden acoplar fcilmente a fibras monomodo, lo que los hace

ideales para transmisiones de alta velocidad en larga distancia.Los LED

tienen un ancho de banda menor que los lser y su uso se limita a sistemas

que operan a 250 MHz o 200 Mb/s aproximadamente. Por otro lado, los

lseres tienen una capacidad de ancho banda muy elevada, por lo que

pueden ser tiles en 10 GHz o 10 Gb/s.

Debido al mtodo en el que son fabricados, los LED y VCSEL son

ms econmicos. Los lseres son ms costosos porque es ms difcil crear

la cavidad del lser dentro del dispositivo, y recin se podr probar si el

37

lser funciona correctamente cuando el chip est separado de la pastilla

del material semiconductor y tenga cada extremo revestido.

Los LED tienen un ancho de banda limitado mientras que todos los

tipos de lser son muy rpidos. Otra gran diferencia entre los LED y ambos

tipos de lser es el espectro de emisin. Los LED tienen un espectro de

emisin muy ancho, lo que provoca dispersin cromtica en la fibra,

mientras que los lseres tienen un espectro de emisin angosto que causa

muy poca dispersin cromtica. El lser DFB, que se utilizan en largas

distancias y en los sistemas DWDM, tienen los anchos espectrales ms

angostos, lo que disminuye la dispersin cromtica en las transmisiones de

mayor distancia.

Los lser DFB tambin son altamente lineales (es decir que la salida

de la luz contina directamente a la entrada elctrica) por lo que pueden

utilizarse como fuentes en sistemas CATV AM.

La eleccin de estos dispositivos depende principalmente de la velocidad y

de cuestiones de compatibilidad. Dado que muchos sistemas de planta

interna que utilizan fibra multimodo han superado la velocidad de

transmisin de bits de 1 Gb/s, los lser (mayormente los VCSEL) han

reemplazado los LED. La salida de luz de los LED es muy dispersa; sin

embargo, la del lser es muy localizada, y las fuentes llenan la fibra de

forma diferente. El lanzamiento restringido del VCSEL o de cualquier otro

lser proporciona un mayor ancho de banda efectivo de la fibra; sin

38

embargo, la fibra optimizada para lser, generalmente la OM3, es la ideal

para los lser.

La electrnica de un transmisor es simple: convierten un pulso de entrada

(voltaje) en un pulso de corriente preciso para dirigir la fuente de luz.

Generalmente, los lseres se polarizan con una corriente continua baja y

se modulan por encima de tal polarizacin corriente para maximizar la

velocidad.

CDIGO DE COLORES DEL CABLE DE 144 F.O. EL ESTNDAR TIA-

598-A.

39

OTROS CDIGOS DE COLORES O ESTNDARES.

EL EMPALME DE F.O.

CARACTERISTICAS DE LOS EMPLALMES

GENERALIDADES

Sus prdidas pueden contribuir en forma considerable con el

balance de potencia del sistema (menor alcance)

Deben realizarse en el campo, no han de incluir partes

delicadas difciles de manejar o procedimientos complejos

(Empalmes econmicos confiables y de calidad)

Las prdidas se clasifican en intrnsecas (homogeneidad y

composicin de la fibra) y extrnsecas (proceso de empalme,

desalineacin)

Se pueden clasificar en:

Empalmes por fusin

Empalmes adhesivos

Empalmes mecnicos

Factores claves en empalmes sobre el terreno:

Prdidas por insercin

Resistencia mecnica

Estabilidad trmica

40

PERDIDAS DE INSERCION

Sus prdidas pueden contribuir en forma considerable con el

balance de potencia del sistema (menor alcance)

Los parmetros que deben considerarse con respecto al

proceso de empalme de los cuales depende la prdida media

de los empalmes:

- Prdida mxima permitida

- Nmero mximo de intentos Secuencia a seguir en empalmes sobre el terreno:

- Fijar prdida mxima permitida.

- Fijar nmero mximo de intentos.

- Realizar el empalme.

- Si la prdida es inferior a la prdida mxima, mantenerlo.

- Si la prdida es superior a la prdida mxima, repetir hasta que la prdida sea inferior a la mxima o se

llegue al nmero mximo de intentos.

Si el nmero mximo de intentos es grande se bajar la

prdida media (tendiendo a la intrnseca) pero aumenta el

costo de instalacin

TIPOS DE EMPALME.

Empalmes por Fusin

Consiste en la unin permanente de las fibras mediante la

fusin y unin de las mismas

Anterior a la fusin las fibras se calientan previamente para

eliminar ciertas impurezas, evitar la formacin de burbujas

El empalme se realiza cuando las fibras a unir llegan a una

temperatura suficientemente alta como para fundirse

41

Duracin del proceso puede estar en 1 minuto. Luego se

protege la zona del empalme con manguito (termocontractil)

el cual se le recubre con un tubito de acero (rigidez)

Tcnica de muy altas prestaciones, se logran atenuaciones

de 0.03 - 0.05 dB (fibras monomodo)

Tambin existen empalmadoras por fusin para multifibras las

cuales reducen el tiempo de empalme por fibra. Tienen el

mismo principio descrito, pero las fibras a empalmar se

alinean con un elemento alineador multifibra de ranuras

Empalmes por fusin: Esquema y equipo automtico

EMPALMES POR ADHESION

Las fibras son insertadas en un mecanismo de alineacin y

luego unidas con un adhesivo epxico

Mecanismos de Alineacin:

42

- Ranura en V: Tallada en un substrato metlico, cermico o plstico

- Base tres cilindros: El empalme es hecho introduciendo la fibra dentro de tres tubos de alineacin

- Base tubo ajustado: Se introduce la fibra dentro de un tubo o manguito de vidrio agujereado perfectamente

circular (3 pm mayor que el dimetro de la fibra)

- Base tipo cuadrado: Se introduce la fibra dentro de un tubo de seccin cuadrada, haciendo ngulo de modo

de orientarlas hacia la esquina

El adhesivo epxico adems de servir como elemento de

unin es adaptador de ndices de refraccin

Puede optimizarse mediante rotacin de una de las fibras

Se logran prdidas de insercin de 0.1-0.5 dB

Empalmes por adhesin: Esquema y equipo

EMPALMES MECANICOS

Consiste en un tubo dividido horizontalmente, la parte de

abajo es una base tipo V y la de arriba una tapa plana

43

El espacio entre ambas se llena de un gel adaptador, se

insertan las fibras cortadas (de longitud determinada) y luego

se cierran con unas grapas de presin que empujan las fibras

hasta juntarlas

Existen versiones para conexiones multifibras planares

MANGAS DE CONEXION

Los empalmes se alojan en mangas de conexin, similares a

las utilizadas para los cables de cobre

Poseen bandejas especiales que sirven para acumular

longitudes adicionales de fibra (1-2 mts). Las bandejas se

colocan en un organizador

Deben soportar esfuerzos de traccin, compresin, flexin,

torsin, deben ser hermticos y reabribles

Manga de empalme

44

EMPALMES DE FUSION CON ARCO ELECTRICO

Limpieza: Debe retirarse todas las protecciones de la fibra

(desnudarla) a empalmar. Se utilizan pinzas de corte lateral.

Luego con solvente (normalmente acetona) se limpia la fibra

cuidadosamente

Corte: Con una herramienta de corte especial (con cuchilla de

diamante) hace una incisin en el plano perpendicular al eje

longitudinal y se completa el corte con un doblez de la fibra

Alineacin: Se realiza sobre la empalmadora, enfrenta las dos

fibras, preparndolas para la fusin. Puede realizarse por

varios mtodos segn el tipo de empalmadora:

- Empalmadoras de alineacin fija: empleadas para empalmar fibra multimodo. Poseen un par de mordazas

sobre las cuales se colocan las fibras. Dichas

mordazas estn cuidadosamente alineadas de modo

que las fibras queden perfectamente enfrentadas

- Empalmadoras con inyeccin y deteccin local de luz: empleadas para empalmar fibra monomodo. Poseen

un dispositivo que inyecta luz en una de las fibras y otro

que detecta luz en la otra, esto permite el

posicionamiento, buscando el punto de mximo

acople.

- Empalmadoras con alineamiento ptico: Empleadas para empalmar fibra monomodo. y multimodo (aunque

fue diseado para stas ltimas). La mquina realiza

un anlisis ptico de la fibra a empalmar, determinando

as la ubicacin de los ncleos de la fibra, permitiendo

alinear automticamente, hasta obtener el punto

ptimo de empalme.

Prefusin: Breve calentamiento (por arco elctrico) de los

extremos de la fibra situada entre dos electrodos, sin que se

toquen. Redondea las puntas y evita formacin de burbujas

en el empalme

45

Fusin: Las fibras se enfrentan haciendo contacto y se aplica

un arco elctrico ms largo (algunos segundos) ejerciendo

una presin axial en las fibras, para evitar el estrangulamiento

de la zona de empalme

Proteccin y verificacin del empalme: se protege la zona del

empalme con manguito (termocontractil) de poliestireno

(restituyendo el recubrimiento primario) y se le recubre con un

tubito de acero lo que evita posibles flexiones (rigidez)

El proceso completo tiene duracin de 1 a 2 min y se logran

atenuaciones de 0.01 a 0.07 dB

Empalmes de Fusin con Llama

Sigue el mismo proceso del mtodo por fusin de arco

elctrico hasta el momento de la prefusin

La fuente de calor en los procesos de prefusin y fusin la

suministra un mechero de acetileno, el cual lleva a las fibras

a la temperatura requerida por el proceso de fusin

Al igual que con los empalmes por fusin de arco elctrico es

posible realizar empalmes multifibras donde se alinean varias

fibras en unas guas ranuradas

Empalmes por Adhesin

Se debe realizar el proceso de limpieza y corte, tal como se

explica en el mtodo de fusin por arco elctrico

Pulido: En varias de las tcnicas se recomienda luego del

corte (sobre todo si ste no es muy confiable) realizar un

pulido de las caras de las fibras, el cual se realiza sobre una

superficie devastadora, y con la ayuda de manguitos guas

(para asegurar caras perpendiculares al eje axial)

Alineacin: se realiza manualmente en base al mecanismo de

alineacin del empalme (ranura en V, tres cilindros, tubo

ajustado, tubo cuadrado, etc.)

46

Unin: se realiza con a utilizacin de una sustancia epxica

que adems sirve de adaptador de impedancia, disminuyendo

la reflexin entre las fibras

Optimizacin: Puede optimizarse el empalme rotando una de

las puntas de las fibras a empalmar, antes que el lquido

adhesivo se solidifique, entonces con la ayuda de un medidor

de potencia se ajusta a mnimas prdidas.

Proteccin: En la mayora de los casos el mismo mecanismo

de alineacin sirve de elemento de proteccin, puede

revestirse de un elemento rgido

Empalmes Mecnicos

Se caracterizan por ser empalmes de muy rpida realizacin

para restablecer el servicio en corto tiempo. Son empalmes

temporales

Se debe realizar el proceso de limpieza y corte, tal como se

explica en el mtodo de fusin por arco elctrico

Pulido: Se realiza un pulido de las caras de las fibras, sobre

una superficie devastadora, y con la ayuda de manguitos

guas (para asegurar que las caras de las fibras estn

perpendiculares al eje axial del empalme)

Unin: Se llena el espacio entre las fibras a unir de un gel

adaptador y luego se cierran los elementos de gua con

grapas de presin

Proteccin: El mecanismo de alineacin sirve de elemento de

proteccin

TIPOS DE CONECTORES DE FIBRA PTICA.

Entre los parmetros que especifican a un conector tenemos:

Prdidas de insercin, PI: debidas a lo descrito en la seccin

anterior.

47

Prdidas de Retorno, PR: debido a la reflexin en el punto de

empalme.

Estabilidad a la temperatura (-20 + 70C).

Nmero de conexiones (Mayor de 500): especifica el nmero

de acoples que es capaz de realizar el conector manteniendo

sus caractersticas segn las especificaciones.

Entre los tipos de conectores tenemos dos tipos en base al

acoplamiento:

De acoplamientos por lentes.

De acoplamiento por tope.

Los conectores pueden clasificarse segn el mecanismo de

alineamiento en:

Bicnicos.

De tres bolas.

Capilar cermico.

De manguito o frula.

En Telecomunicaciones

Conector Bicnico: Utilizado extensamente por AT&T y Bell,

origin los ST, FC/PC, FC y D4.

Conector D4(NEC): Precursor del FC es de tipo roscado y

tiene una frula de 2 mm. Su uso en telecomunicaciones va

disminuyendo, paso a frulas de 2.5 mm.

48

Conector FC(NTT): tipo roscado, introducido al mercado en

los 80, usado por algunas de las Bell y compaas de CATV.

Adoptado por las PTT de Japn y Europa. Hay Versiones

FC/PC y FC/APC. Se vende en grandes cantidades, pero las

PTT han comenzado a comprar SC.

Conector SC: Seccin cuadrada. Tipo push pull es soportado

or IBM, Alcoa-Fujicura y AMP. Cuatro de las Bell han pasado

a SC. Estndar de facto (2 millones instalados).

Conector EC: Desarrollado por un proyecto Panaeuropeo,

soportado por la administracin francesa. Es del tipo push

pull. Alto rendimiento PI34dB

49

En Transmisin de datos.

Mini BNC y SMA (905 y 906) desaparecen rpidamente por el

ST. SMA de los primeros desarrollados, tipo roscado

Conector ST(AT&T): Muy utilizado en transmisin de datos,

su uso se extiende a telecomunicaciones, se han instalados

25 millones ST multimodos

50

CONCLUSION

Los dispositivos implcitos en este complejo proceso son: transmisor,

receptor y gua de fibra, los cuales realizan una Importante funcin tcnica,

integrados como un todo a la eficaz realizacin del proceso.

La Fibra ptica tiene como ventajas indiscutibles, la alta velocidad

al navegar por internet, as como su inmunidad al ruido e interferencia,

reducida dimensiones y peso, y sobre todo su compatibilidad con la

tecnologa digital.

Actualmente se han modernizado mucho las caractersticas de la

Fibra ptica, en cuanto a coberturas ms resistentes, mayor proteccin

contra la humedad y un empaquetado de alta densidad, lo que constituye

un adelanto significativo en el uso de la Fibra ptica, al servicio del

progreso tecnolgico en el mundo.

El uso de fibra ptica puede revolucionar el mercado y proporcionar

distintas facilidades para la vida cotidiana, as como tambin aprovechar la

tecnologa al mximo.