Luz visible e infrarroja
Según el espectro electromagnético, la luz visible se encuentra comprendida en el entorno de los 400 y 750 nm; por encima de estas medidas están las señales infrarrojas, utilizadas como fuentes de energía luminosa, que nocesitaran un soporte para su transmisión. Las señales según su longitud de onda, se clasificaran en ventanas siendo la señal de referencia para primera ventana la de 850nm, 1300nm para la segunda y de 1550nm para la tercera, a medida que aumenta la longitud de onda y disminuye la atenuación por kilómetros. Pero esto exige portadores de características mas exigentes. Se experimentan nuevos emisores y receptores de señales que permitan ampliar los limites hoy establecidos.Constitucion de las fibras opticas. Modos de propagacion.
La fibra óptica es un medio de transmisión capaz de guiar un rayo de luz; esta formada por un núcleo cilíndrico de vidrio, recubierto de una envoltura que tiene valores de indice de refracción ligeramente inferior al del núcleo.El estudio de la propagación de la luz mediante una fibra óptica se realiza a partir de dos teorías diferentes:
- La modal, o del campo magnético. Se estudia la propagación de la luz a través de las ecuaciones de Maxwell, aplicando la teoría general del estudio de los campos electromagnéticos. El inconveniente de esta teoría es el complejo tratamiento matemático y su difícil interpretación física.
- La geométrica, o del rayo de luz. Los rayos de luz que entran en el núcleo de una fibra son constantemente mantenidos en su interior, debido a las reflexiones sucesivas que se originan en la frontera de separación entre el núcleo y la envoltura. Este fenómeno de guiado esta basado en la teoría de la reflexión total, y establece cuando un rayo se propaga en un medio e incide en la superficie de separación con otro medie de indice de refracción diferente, se pueden producir fenómenos de refracción o reflexión, según que el ángulo de incidencia del rayo sea inferior o superior conocido como ángulo limite.
Tipos de fibra optica
Podemos distinguir dos modelos de fibra óptica existentes, atendiendo a estos conceptos:- La distribución del indice de refracción del núcleo
- Las dimensiones y modos de transmisión que son capaces de propagar
- Fibras de salto de indice. Caracterizadas por tener un indice de refracción constante a lo largo del diámetro del núcleo.
- Fibras de indice gradual. En las que el índice de refracción del núcleo no es constante a lo largo del diámetro, con una ley casi parabólica. Se produce el efecto de ecualización de los caminos ópticos de cada uno de los rayos. El retardo entre modos es mucho menor, esto mejora el efecto de dispersión y aumenta el ancho de banda. Es la más utilizada en la actualidad.
- Fibras multimodo Es posible la propagación de diferentes modos simultáneamente, (la misma FO reciben la luz a diferentes ángulos). Se produce un retardo entre ellos, lo que limita el ancho de banda. Aplicaciones locales y menores anchos de Banda. El ancho de Banda es tanto mayor cuanto menor sea el número de modos que se transmiten por ella. Ventanas de trabajo: 850 nm y 1300 nm
- Fibras monomodo. Se reduce el tamaño del núcleo, causando la emisión de la luz en un solo modo. Al enviarse un solo modo, no hay retardo y el ancho de banda es mayor. Para conseguir esto hay que ser muy cuidadoso con la instalación del cableado. Ventanas de trabajo: 1310 nm , 1550 nm, 1625 nm y otras.
Ventajas de la fibra optica.
✓ Gran ancho de banda. Esto hace posible una gran capacidad de transmisión, gracias a lo cal puede ser usada en sistemas con necesidad de gran ancho de banda y jerarquías digitales de alta velocidad.✓ Minima atenuación. Las señales ópticas que se propagan por la fibra se atenúan en menor medida que las señales eléctricas, que se transmiten sobre cables convencionales, esto permite alcanzar mayores distancias de propagación.
✓ Facilidad y menor costo de instalación, debido al pequeño diámetro reducido peso y escaso raid de curvatura.
✓ Inmunidad a las interferencias electromagnéticas e insensibilidad a la diafonia, debido a la naturaleza óptica de las señales transmitidas.
✓ Disponibilidad de materias primas. El 25% de la corteza terrestre serviría como materia prima para su fabricación (sílice).
✓ No existe distorsión en amplitud y prácticamente es inexistente la distorsion en fase.
✓ Mejor estabilidad de los parámetros de transmisión frente a variaciones climáticas.
Emisores opticos.
La elección de un emisor debe de tener en cuenta las características de la fibra portadora. Los emisores de mas interés son:- Emisor diodos LED.
- Emisor diodos láser.
- La intensidad luminosa es modulable
- Poseen una superficie radiante
- Son compactos y robustos
- Reducido tamaño
- Bajo costo
- Ventana de trabajo
- Bajo consumo
- Alta fiabilidad al cambio de temperatura
- Alta potencia de salida y pureza espectral suficiente en los casos de largas secciones de regenaración.
- Modulación a la velocidad de Tx del Sistema
Receptores opticos
Deben ser de rápida respuesta y bajo ruido para que la relación S/N sea adecuada. Los más adecuados son:- Fotodetectores PIN
- Fotodiodos de avalancha ADP
Caracteristicas de los detectores opticos:
- Demodulación de la portadora recibida
- Alta sensibilidad
- Bajo consumo y tamaño
- Baja tasa de errores
- Bajo ruido
- Alto rendimiento a conversión optoeléctrica
Estructura de los cables de fibra optica
En los cables multifibra, las fibras ópticas disponen de una primera protección que no sólo les aporta resistencia mecánica, sino que puede además ser coloreada según el código establecido, lo que permite su fácil identificación. Esta primera protección puede ser:- Ajustada: el espesor de acrilato de la protección primaria suele ser de 187,5nm, con lo que la fibra así reforzada tiene 500 mm de diámetro. Las fibras así preparadas se refuerzan adicionalmente mediante extrusion de una segunda protección coloreada de poligamia, polibuteno o algún otro material plástico, en total obtendremos un diámetro de 0,9 mm.
- Holgada: se estruje una protección plástica holgada, de modo que la fibra pueda moverse libremente dentro de un gel hidrófugo con el que se rellena. El diámetro final es variable ya que una de las ventajas de esta protección es la de poder acomodar en su interior mas de una fibra (Entre 1 y 12) Los tubos de protección holgada estarán dispuestos en una o dos cajas concéntricas, alrededor de un elemento central de refuerzo en paso de hélice, constituyendo el conjunto el núcleo del cable.
Tendido de cables
El tendido del cable es un proecso delicado que exige muchos momentos de coordinación; en este punto, solo se plantean los métodos. El cable de fibra óptica en su instalación subterránea puede presentar 4 opciones:- Canalizacion: Se realiza normalmente en zonas urbanas con infraestructura de canalizaciones (tubos PVC protegidos de hormigón), con acceso a través de cámaras de registro para realizar cambios de dirección y empalmes
- Entrerrado en zanja: Esta modalidad se suele efectuar en rutas donde no hay probabilidad de un nuevo tendido: se realiza en una zanja excava y sobre un lecho de arena, en zonas de fácil acceso, pues suele hacerse con un vehículo que se encarga de la excavación y el tendido.
- En conductos enterrados: son conductos de poliestireno, generalmente 3, que se disponen en bobinas de 500m, uniendo 4 secciones hasta determinar la sección de emplame del cable (2000m)
- En linea de postes: Cables con características especiales,. Las bobinas de transporte suelen ser de 2000m, que deberán instalarse sin cortar. El tendido se realiza mediante colocación de poleas en cada pose y lamentos de tracción para, a continuación, proceder a su fijación.












