Fibra Optica
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Aspectos generales sobre Fibra Óptica....
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Fibra Optica
- 1. FIBRA ÓPTICA Ing. Fredy Heric VILLASANTE SARAVIA, M.Sc.
- 2. Fibras Opticas Secuencia de Transmisión de Información Entrada de A n a lo g ic o D ig ita l Información Codificador (Voz,Data, ó Video) Pulsos de Luz Fibr Fuente a de Luz A n a lo g ic o D ig ita l Detector ó Salida de Información (Voz,Data, Decodificador Video) J
- 3. Ventajas de los Cables de Fibra Optica •• Los Cables pueden ser ALL Dielectric Los Cables pueden ser ALL Dielectric •• Tienen gran ancho de banda Tienen gran ancho de banda •• Tienen baja pérdida Tienen baja pérdida •• No hay Interferencia Electromagnética No hay Interferencia Electromagnética •• Los cables son pequeños y de peso ligero Los cables son pequeños y de peso ligero •• Disponible en grandes longitudes Disponible en grandes longitudes •• Conveniente para Data, Voz y Vídeo Conveniente para Data, Voz y Vídeo J
- 4. Las Aplicaciones en las Comunicaciones de Hoy •• Portador común de Redes Nacionales Portador común de Redes Nacionales •• Líneas Troncales Telefónicas entre Oficinas Líneas Troncales Telefónicas entre Oficinas •• Cable Submarino Cable Submarino •• Ambientes Explosivos Ambientes Explosivos •• Comunicaciones Clasificadas (Aseguradas) Comunicaciones Clasificadas (Aseguradas) •• Comunicaciones/Automatización de Fabricas Comunicaciones/Automatización de Fabricas •• Areas de Alta Iluminación Areas de Alta Iluminación J
- 5. Principios de Operación - Teoría Reflexión Total Interna Material B Rayo de Luz Material A NA > NB Material B J
- 6. Principios de Operación - Teoría Cono de Aceptancia Cono de A c e p t a n c ia 2N A C la d d in g Core J
- 7. Principios de Operación - Aplicado C la d d in g Luz Core J
- 8. Principios de Operación - Sumario Cono de Aceptancia B C la d d in g Cono de A c e p t a n c ia N ú c le o C o a t in g A P é r d id a p o r R e f r a c c ió n J
- 9. Parámetros de Desempeño del Sistema 400 nm Ultravioleta 455 nm Violeta 490 nm Azul Longitud de Onda Longitud de Onda Espectro Visible 550 nm 580 nm Verde Amarillo 620 nm Naranja Es una característica Es una característica 750 nm Rojo de la luz que es emitida de la luz que es emitida 800 nm Infrarrojo desde la Fuente de Luz desde la Fuente de Luz 850 nm y es medida en y es medida en Nanometros (nm). 1 Nanometros (nm). 1 nm=1 billonés. 1m nm=1 billonés. 1m 1300 nm 1550 nm J
- 10. Parámetros de Desempeño del Sistema Intensity Anchura Espectral ∆ ∆ λ λ LED Laser 150nm 3 -5 n m J
- 11. Parámetros de Desempeño del Sistema Atenuación Intrínseca •Pérdida debida a rasgos inherentes de la fibra •Absorción: Impurezas naturales en el vidrio que absorben la energía luminosa.(5%) Rayo de Luz J
- 12. Parámetros de Desempeño del Sistema Atenuación Extrínseca • Pérdida debida a Fuentes Externas •Macro bending (Grandes dobleces): pérdida debida a dobleces a gran escala. C la d d in g C o re J
- 13. Parámetros de Desempeño del Sistema Atenuación Extrínseca • Microbending (Microdobleces): Pérdidas debidas a distorsiones de pequeña escala. M ic r o b e n d in g C o re C la d d in g J
- 14. Parámetros de Desempeño del Sistema Dispersión Está definida como la propagación de un pulso de luz cuando viaja en una fibra. P u ls o d e P u ls o d e E n tra d a S a lid a T 1 F ib r a O p tic a T 2 T 2 T 1 J
- 15. Tipos de Fibras Fibras Monomodo y Multimodo J
- 16. Tipos de Fibras Tipos de Fibras Multimodo (Fibra de Indice de Paso) J
- 17. Tipos de Fibras Sistemas de Fibra Multimodo Ventajas: Ventajas: •La gran Apertura Numérica hace que la fibra •La gran Apertura Numérica hace que la fibra sea más fácil de alinear (p.ej: empalmes, sea más fácil de alinear (p.ej: empalmes, conectores apareados). conectores apareados). •Disponibilidad de conectores económicos. •Disponibilidad de conectores económicos. Desventajas Desventajas •Longitudes limitadas (menos de 5 Km.) •Longitudes limitadas (menos de 5 Km.) •Proporción de Datos limitada. •Proporción de Datos limitada. J
- 18. Tipos de Fibras Tipos de Fibra Monomodo J
- 19. Tipos de Fibras Sistemas de Fibra Monomodo Ventajas: Ventajas: •Más bajas celdas de atenuación-Mayores •Más bajas celdas de atenuación-Mayores longitudes de sistema (<100 Km) sin amplificación longitudes de sistema (<100 Km) sin amplificación ó repetidores. ó repetidores. •Mayores ancho de banda (>10 Gb/s) •Mayores ancho de banda (>10 Gb/s) •Mayores longitudes de cable (<=12km) •Mayores longitudes de cable (<=12km) •Desventajas: •Desventajas: •Más cara electrónica, ferretería y conectores. •Más cara electrónica, ferretería y conectores. •Apertura numérica y diámetro de modo de •Apertura numérica y diámetro de modo de campo más pequeños hacen que las fibras sean campo más pequeños hacen que las fibras sean más difíciles de alinear (p.ej: empalmes y más difíciles de alinear (p.ej: empalmes y conectores apareados) conectores apareados) J
- 20. Ing. Fredy Heric VILLASANTE SARAVIA, M.Sc.
Notas do Editor
- NOTAS: Secuencia de Transmisión: La Información es Codificada en Señales Eléctricas. Las Señales Eléctricas son convertidas a Señales de Luz Digital o Analógica (frecuencia o amplitud modulada). La Luz viaja a través de la Fibra. Un Detector cambia las señales de Luz en señales eléctricas. Las señales eléctricas son decodificadas en Información.
- NOTAS: Inmunidad a EMI y RFI para cables All Dielectric. La baja pérdida permite grandes enlaces sin un repetidor. Debido al peso y tamaño pequeño de los cables, la instalación y manipulación son fáciles y el espacio es usado eficientemente. Las grandes longitudes de cable requieren pocos puntos de empalme. Las Fibras Opticas pueden ser usadas para aplicaciones de Voz, Data, ó Vídeo.
- NOTAS: Reflexión Total Interna - Es La Reflexión que ocurre cuando un rayo de luz viajando en un material dentro de otro diferente refleja en el material original sin ninguna pérdida de luz. NA - Indice Refractivo del núcleo de fibra. NB - Indice Refractivo del Cladding de fibra.
- NOTAS: La cantidad de luz que puede ser acoplado en una fibra está en función del Indice de Refracción para el Núcleo y el CladdingTotal, el tamaño del núcleo y la forma del perfil del índice refractivo.
- NOTAS: Desde que el Núcleo y el cladding están construidos de diferentes composiciones de Vidrio, teóricamente el ingreso de la luz al Núcleo está confinado a los límites éste porque al llegar al cladding la luz es reflejada de retorno al núcleo. La Luz viaja dentro de la fibra por una ruta llamada “Modo”.
- NOTAS: En el Espectro Visible, la Longitud de Onda puede ser descrita como el color de la Luz. Por ejemplo, la Luz Roja tiene una Longitud de Onda más grande que la Luz Azul. Las Longitudes de Onda para uso de Fibras Opticas son 850 nm, 1300 nm, y 1550 nm, todos de los cuales son invisibles a la vista. Un Nanometro (nm) es equivalente a una billonésima de un metro.
- NOTAS: Todas las Fuentes de Luz emiten un rango de Longitudes de Onda de Luz alrededor de una Longitud de Onda Central. Una Anchura Espectral típica de un Diodo Emisor de Luz (LED) ES 150 nm para la ventana de 1300 nm. Una Anchura Espectral típica de un Laser es de 3 a 5 nm para la ventana de 1300 nm.
- NOTAS: La Atenuación Intrínseca está controlada por el fabricante de la Fibra. Absorción causado por: Impurezas - Iones OH Iones de Metales de Transición (p.ej: Fe, Cu, Co, Cr, Ni, Mn) La Absorción cuenta por 3-5% de Atenuación de Fibra, esto está cerca al límite teórico.
- NOTAS: Atenuación Extrínseca controlada por el cablista de la fibra y el instalador del cable. Atenuación extrínseca ocurre cuando la fibra es doblada. Los doblamientos causan direccionamientos imperfectos (Angulo Crítico). Las pérdidas por grandes doblamientos son a menudo reversibles una vez que el doblamiento es corregido. El Radio al cual el gran doblamiento resulta en pérdidas de potencia óptica depende del tipo y tamaño de fibra así como la Longitud de Onda de Operación.
- NOTAS: El microdoblez podrían no ser visibles a ojo desnudo. El microdoblez causa cambios despreciables en el ángulo crítico.
- NOTAS: A causa del Efecto de Propagación, los pulsos tienden a confundirse haciéndose inteligibles por el Receptor.
- NOTAS: No usado normalmente para telecomunicaciones. Alta Dispersión Modal
- NOTAS: En Fibras Monomodo, hay solo un modo para sistemas típicos de Longitudes de Onda; por consiguiente, no hay dispersión modal. Esto resulta en muy baja dispersión y más capacidad para llevar información.