NUTRETE
INGENIERO
La publicación por Kao y Hockman de un
artículo en el cual se señalaba que la
atenuación observada hasta entonces en
las fibras de vidrio, no se debía a
mecanismos intrínsecos sino a impurezas
originadas en el proceso de fabricación.
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ÓPTICAS
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TELECOM
TELing-alltime
SEPT 2021

La fibra óptica
TELing-alltime.com 2
6 September 2021
Fundamentos
¿Uso?
Índice
 La fibra óptica.
 ¿Cómo funciona la comunicación por fibra
óptica?
 ¿Cuáles son los diferentes tipos de cables de
fibra óptica?
 ¿Para qué se usa la red fibra óptica?
 Cómo diseñar y configurar una red de fibra
óptica.
 Ventajas y desventajas de los cables de fibra
óptica.
 Evolución de las Redes Ópticas.
 Fundamentos de Redes Ópticas
 Redes de Fibra Óptica Existentes.
 ¿Qué es una red óptica pasiva?
Contenido

La fibra ÓPTICA Las fibras ópticas se usan
ampliamente en los sistemas de
telecomunicaciones, ya que
permiten enviar gran cantidad de
datos a una gran distancia y a altas
velocidades, y son el medio de
transmisión por excelencia, al ser
inmunes a las interferencias
electromagnéticas. También se
utilizan para redes locales, en
donde se necesite una alta
confiabilidad y fiabilidad.
El funcionamiento de la
comunicación por fibra óptica es
fácil de explicar para su
comprensión. La luz viaja por un
cable de fibra óptica rebotando
repetidamente en las paredes. Cada
pequeño fotón (partícula de luz)
rebota en el tubo como un trineo
deslizando por una pista de hielo.
Por consiguiente, se puede pensar
que un rayo de luz, que viaja en un
tubo de vidrio transparente, podría
tener filtraciones por los bordes.
Pero si la luz golpea el vidrio en un
ángulo realmente poco profundo
(menos de 42 grados), se refleja de
nuevo, como si el vidrio fuera
realmente un espejo. Este
fenómeno se llama reflexión interna
total. Es una de las cosas que
mantiene la luz dentro de la
tubería. Otro motivo que mantiene
la luz en la tubería es la estructura
del cable, que se compone de dos
partes separadas. La parte principal
del cable -en el centro- se llama el
núcleo y esa es la parte por la que
viaja la luz. Envuelto alrededor de
la parte exterior del núcleo hay otra
capa de vidrio llamada el
revestimiento.
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Es un medio de transmisión que
consiste de un hilo muy fino de
material transparente, vidrio o
materiales plásticos, por el cual se
envían pulsos de luz que representan
los datos a transmitir. La fuente de luz
puede ser láser o un diodo emisor de
luz (LED).El haz de luz queda
completamente confinado y
se propaga por el núcleo de la fibra
con un ángulo de reflexión por
encima del ángulo límite de reflexión
total, en función de la ley de Snell:
fórmula simple utilizada para calcular
el ángulo de refracción de la luz al
atravesar la superficie de separación
entre dos medios de propagación de
la luz (o cualquier onda
electromagnética) con índices de
refracción distintos.
¿Cómo funciona la comunicación
por fibra óptica?

¿Cuáles son los diferentes tipos
de cables de fibra óptica?
La fibra monomodo se utiliza para
distancias más largas debido al
diámetro más pequeño del núcleo
de fibra de vidrio, lo que disminuye
la posibilidad de atenuación, es
decir, la reducción de la intensidad
de la señal. La abertura más
pequeña aísla la luz en un solo haz,
lo que ofrece una ruta más directa
y permite que la señal viaje a una
distancia más larga. También tiene
un ancho de banda
considerablemente mayor que la
fibra multimodo. La fuente de luz
utilizada para este tipo de fibra es
normalmente un láser. De hecho,
suele ser más cara porque requiere
cálculos precisos para producir la
luz láser en una abertura más
pequeña.
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Dentro de un cable de fibra
monomodo típico (Véase el dibujo
de arriba), el núcleo delgado está
rodeado por un revestimiento
aproximadamente diez veces mayor
de diámetro, una capa exterior de
plástico (aproximadamente el doble
del diámetro del revestimiento),
algunas fibras de refuerzo hechas
de un material resistente, con una
cubierta exterior protectora en el
exterior.
La fibra multimodo se utiliza
para distancias más cortas porque
la mayor abertura del núcleo
permite que las señales de luz
reboten y se reflejen más a lo largo
del camino. El diámetro mayor
permite enviar múltiples pulsos de
luz a través del cable de una sola
vez, lo que resulta en una mayor
transmisión de datos. Esto también
significa que hay más posibilidades
de pérdida, reducción o
interferencia de la señal. Este tipo
de fibras por su parte suelen utilizar
un LED para crear el pulso de luz.
Mientras que los cables de cobre
fueron la opción tradicional para
telecomunicaciones, redes y
conexiones de cable durante años,
la fibra óptica se ha convertido la
alternativa utilizada actualmente. La
mayoría de las líneas de larga
distancia de las compañías
telefónicas están hechas de cables
de fibra óptica.

¿Para qué se usa la red fibra
óptica?
A pesar del conocimiento que tiene la gente en general de este tipo de
redes, aún no somos conscientes de lo omnipresentes que se han vuelto los
cables de fibra óptica. Las señales impulsadas por láser que se transmiten
por estos cables están enterradas bajo el pavimento e incluso bajo el fondo
del océano.
Las industrias militar y espacial utilizan la fibra óptica como medio de
comunicación y transferencia de señales, debido a su capacidad para
proporcionar detección de temperatura. Además de ser beneficiosos debido a
su menor peso y tamaño. Los cables de fibra óptica son baratos, ligeros, de
alta capacidad, delgados, robustos contra ataques y muy seguros.
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Algunas de las causas de su
frecuente uso son:
• Menor pérdida de señal: la
información viaja 10 veces más
lejos antes de necesitar
amplificación.
• No producen interferencias: los
cables de fibra óptica son menos
susceptibles a las interferencias
electromagnéticas.
• Mayor ancho de banda: los
cables de fibra óptica
transportan muchos más datos
que los cables más antiguos del
mismo tamaño.
La fibra óptica se utiliza
frecuentemente en una variedad de
instrumentos médicos para
proporcionar una iluminación
precisa. También, permite cada vez
más la utilización de sensores
biomédicos que ayudan en
procedimientos médicos
mínimamente invasivos. Debido a
que la fibra óptica no está sujeta a
interferencia electromagnética, es
ideal para varias pruebas como las
de resonancia magnética. Otras
aplicaciones médicas de la fibra
óptica son la radiografía, la
endoscopia, la fototerapia y la
microscopia quirúrgica.
Otro uso frecuente de este tipo de
redes se produce en las
telecomunicaciones debido a sus
enormes ventajas de ancho de
banda y distancia sobre los cables
de cobre. Los sistemas comerciales
de hoy en día producen más
conversaciones telefónicas sobre un
par de fibras que las que podrían
llevar miles de pares de cobre y
pueden llegar a cientos de
kilómetros entre repetidores
totalmente ópticos.

Cómo diseñar y configurar una red de
fibra óptica
Para el diseño de una red de fibra óptica existen varios métodos o formas de
llevar a cabo su configuración. En esta ocasión detallaremos algunas
consideraciones y consejos de los más utilizados que espero te puedan servir
de ayuda para comprender el proceso.
1. Seleccionar un módulo de comunicaciones o convertidor que se ajuste al
formato de datos que desea transmitir.
El primer paso es elegir el tipo de sistema necesario. Los productos de
comunicaciones de fibra óptica existen para casi todos los tipos de sistemas
de comunicaciones, desde sistemas de telefonía de alta velocidad y hasta
otros más simples tipos RS-232 de baja velocidad o enlaces de cierre de
relés.
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2. Seleccionar un producto de fibra
óptica que se especifique para
trabajar en el rango de su
aplicación.
Tener en cuenta el tipo de fibra y
otros componentes, como los
conectores necesarios para este
producto.
3. Seleccionar un tipo de cable de
fibra óptica apropiado para la
aplicación.
Todos los cables para exteriores
requieren protección contra la
entrada de agua y cualquier otro
factor ambiental específico de la
instalación.
4. Planificar con anticipación los
requisitos de los empalmes.
Si las fibras necesitan empalme,
determinar cómo empalmar las
fibras
5. Elegir conectores de un estilo y
tipo de terminación adecuados para
la aplicación.
Consultar los conectores adecuados
con los fabricantes e instaladores
antes de tomar esta decisión.
6. Asegurar de que la pérdida de
enlace calculada es sustancialmente
menor que el margen de enlace de
los productos de comunicaciones.
Utilizando las especificaciones de
los componentes típicos y el diseño
de la red (tipo de fibra, longitud,
longitud de onda del transceptor,
número de conectores y empalmes)
se puede calcular la pérdida óptica
aproximada de la red.
7. Instalar la red de cables.
Los instaladores o contratistas
deben estar capacitados y tener
experiencia en el tipo de instalación
que se está realizando, tener
referencias de trabajos anteriores y
estar certificados por las
organizaciones competentes en
cada país, región o comunidad.

Ventajas y desventajas de los cables
de fibra óptica.
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Ventajas:
• Los cables de fibra son mucho
más ligeros.
• La capacidad de una fibra para
la transmisión de datos es de
magnitud más alta.
• La atenuación de una fibra
puede ser muy baja.
• Un gran número de canales
pueden ser re-amplificados en
un solo amplificador de fibra.
• La transmisión óptica de datos a
través de fibras es difícil de
interceptar y manipular,
proporcionando una mayor
ciberseguridad.
• Las conexiones de fibra son
inmunes a los EMPs.
• Las fibras no son un peligro de
incendio.
• La fibra óptica permite la
implementación de variados
tipos de redes
Desventajas:
• Las conexiones de fibra son
sensibles y difíciles de manejar,
especialmente en modo simple.
• La alineación debe ser precisa y
se requiere una limpieza óptima.
• Las fibras de vidrio deben
permanecer relativamente rectas
para evitar pérdidas o roturas.

Evolución de las Redes Ópticas.
Redes ópticas de primera generación: Las redes de esta generación se
caracterizan por emplear la fibra óptica únicamente como medio de
transmisión de alta capacidad, en sustitución del cobre. Su implantación es
muy extensa en las redes públicas de telecomunicación (con la excepción
de la red de acceso) y en su mayoría transportan casi exclusivamente
señales de tipo SDH o su equivalente norteamericano, SONET.
La tecnología de multiplexación utilizadas en las redes de primera
generación es la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), la
cual proporciona la obtención, a partir de una única fibra, de muchas fibras
virtuales, transmitiendo cada señal sobre una portadora óptica con una
longitud de onda diferente.
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Redes ópticas de segunda
generación:
Pretenden realizar funciones
adicionales en el dominio óptico
(además de la simple transmisión
punto a punto) tales como: tareas
de enrutamiento, conmutación,
además de ciertas funciones
relacionadas con el control, gestión
y protección de la red, proveyendo
al sistema de un considerable
ahorro en equipos y procesado
electrónico en los nodos.
Redes ópticas de tercera
generación:
Con el fin de hacer realidad el
concepto de red "toda óptica", se
han hecho avances significativos
con la invención de amplificadores,
conmutadores y multiplexores
ópticos. La Figura muestra los
elementos de una red "toda
óptica": OADM (Optical Add/Drop
Multiplexers), amplificadores
ópticos EDFA (Erbium-Doped Fiber
Amplifiers) y OXC (Optical Cross-
Connect.)
Red óptica de nueva
generación:
Se ha evolucionado hacia un nuevo
modelo de red basado en una
estructura de dos niveles: IP
directamente sobre DWDM (capa
óptica), eliminando las capas ATM y
SDH.

Fundamentos de Redes
Ópticas
Atenuación: Se denomina
atenuación de una señal, sea esta
de cualquier indonele (ej. acústica,
eléctrica u óptica) a la pérdida de
potencia que esta sufre al
propagarse por un medio de
transmisión (cobre, vidrio, etc.).
Dispersión Rayleigh: Este
efecto se produce a lo largo de toda
la fibra óptica (niveles de potencia
muy pequeños) como resultado de
fluctuaciones microscópicas del
índice de refracción (intrínseco).
Dispersión en una fibra óptica.
La dispersión en fibra óptica
produce distorsión de la señal
transmitida y limita la velocidad
de tx del enlace.
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¿Se pueden combinar las
tecnologías de fibras?
Se puede entrar a un OLM con
fibra plástica y salir con PCF. La
utilización de dos tipos de fibra de
vidrio Multimode en una misma
aplicación puede funcionar, pero
debe ser evitada. No se puede
entrar al OLM con fibra de vidrio
y salir con plástico o viceversa.
Propagación: La luz queda
atrapada en este conducto y se
propaga a la máxima velocidad
posible a lo largo del mismo. La
velocidad de propagación de la
luz depende del tipo de material
transparente empleado.

Redes de Fibra Óptica
Existentes
Entre las redes de comunicación de
datos que existen en la actualidad se
encuentran:
Redes FDDI: Surgen a mediados de
los años ochenta, para dar soporte a
las estaciones de trabajo de alta
velocidad. Están implementadas
mediante una configuración de
estrella y una lógica de anillo
doble token, y se componen de dos o
más conexiones punto a punto entre
estaciones.
Redes 10Base F: Son redes de 10
Mbps cuyo cableado típico está
compuesto por segmentos de fibra
óptica multimodo, los cuales
necesitan 2 canales, uno para
transmitir datos y otro para recibirlos.
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Redes de alta velocidad
SONET/SDH: Son un conjunto
de estándares para la transmisión
o transporte de datos síncronos a
través de redes de fibra óptica.
Redes HFC (Hybrid/Fiber
Coax): Es una red de
telecomunicaciones, híbrida, de
alta velocidad por cable que
combina fibra óptica y cable
coaxial. Se componen,
básicamente, de cuatro partes
claramente diferenciadas. la
cabecera, la red troncal, la red
de distribución y la red de
usuarios (abonados a algún
servicio, generalmente televisión
digital).
Redes DWDM: La principal
ventaja de la tecnología DWDM
es el gran ancho de banda que
ofrece, ya que los sistemas para
largas distancias comercialmente
disponibles en la actualidad
soportan hasta 1,6 Tbps

¿Qué es una red óptica
pasiva?
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Arquitectura de la red óptica
pasiva
Las redes PON adoptan una
arquitectura de punto a
multipunto (P2MP) que emplea
splitters ópticos para dividir la
señal descendente de un OLT
único en varias rutas
descendentes hasta los usuarios
finales, de modo que estos
mismos splitters combinan las
diversas rutas ascendentes
desde los usuarios finales de
nuevo hasta el OLT.
La arquitectura de punto a
multipunto se eligió como la
arquitectura de red PON más
viable para las redes de acceso
óptico por sus ventajas
inherentes de compartir la
fibra óptica y de bajo consumo
eléctrico.
Componentes y dispositivos
de las redes ópticas pasivas
El terminal de línea óptica (OLT)
es el punto de partida de la red
óptica pasiva. Se conecta a un
núcleo de conmutación a través
de dispositivos enchufables
Ethernet. La función principal del
OLT es convertir, entramar y
transmitir señales para la red
PON.
El ONT es el dispositivo eléctrico
del sistema de red óptica pasiva
en el lado opuesto (el del
usuario) de la red e incluye
puertos Ethernet para
conectividad de red o dispositivos
domésticos.
Una red óptica pasiva (PON) es una red de fibra óptica que emplea una
topología de punto a multipunto y splitters ópticos para transmitir datos
de un punto único de transmisión a varios puntos finales de usuario. En
este contexto, “pasiva” se refiere a la ausencia de alimentación de la
fibra y los componentes divisores y combinadores.
En comparación con una red óptica activa, se requiere suministro
eléctrico únicamente en los puntos de envío y recepción, de modo que
la red PON ofrece una gran eficiencia desde el punto de vista de los
costes operativos.

EDITORES
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Luisana Pino 29654296
Jorge Rojas 23364369
Javier Villegas 27198438
Diego Viguez 25134034
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