Fibra óptica

Integrante:Wilmer Herrera 21295995

Cabudare, Septiembre de 2014

Republica Bolivariana de VenezuelaUniversidad Fermín ToroDecanato de Ingeniería

Fibra Óptica

Los sistemas de comunicación por fibra óptica emplean también un medio físico dieléctrico como canal de transmisión. En este tipo de sistemas la información viaja en forma de rayos de luz, o sea en ondas electromagnéticas guiadas; la única diferencia con las ondas electromagnéticas de radio es la frecuencia de operación.

. Como los sistemas de radiocomunicación, estos sistemas requieren de transductores para el acondicionamiento de la señal útil a transmitirse y recibirse.

Las fibras son ampliamente utilizadas en telecomunicaciones a largas distancias, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran velocidad, mayor que las de comunicaciones de radio y de cable, igualmente son usadas para redes locales

Aplicaciones

La fibra óptica es usada como medio para las telecomunicaciones y para redes, ya que la fibra es flexible y puede utilizarse como un paquete de cables, para ello se usan cables de fibra óptica.

Aplicaciones militares. La seguridad (secreto) que ofrecen las comunicaciones por fibra óptica, hace que esta tecnología sea muy apetecible en aplicaciones militares.

• Ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.

Son muy usadas en el campo de la iluminación. Para edificios donde la luz puede ser recogida en la azotea y ser lleva mediante fibra óptica a cualquier parte del edificio. Para hacer productos decorativos, tales como árboles de navidad, lámparas, etc. 

Enlaces de televisión. Esta especialmente indicada la utilización de fibras ópticas en enlaces de televisión para aplicaciones de seguridad

• Mientras que el precio del cable de cobre aumenta año a año, en los sistemas de fibra óptica la tendencia es a la inversa.

 Tipos de fibra óptica.

Fibra multimodo de salto de índice.

• El guiado de la señal luminosa está causado por la reflexión total en la superficie de separación entre el núcleo y el revestimiento. Señales incidentes con un ángulo cuyo seno sea inferior a la apertura numérica, provocan la aparición de multitud de modos (o dicho de forma más intuitiva, de multitud de rayos y ángulos de reflexión) propagándose por el interior de la fibra .

• Este tipo de fibras son las más utilizadas en enlaces de distancias cortas, hasta 1 km, y su aplicación más importante está en las redes local

Fibra multimodo de índice gradual.

• En este caso el cambio de índice de refracción en el interior de la fibra es gradual, lo que provoca una propagación ondulada del rayo de luz (figura b)

• Estas fibras provocan menos modos de propagación que las de salto de índice y son las empleadas hasta 10 Km.

 Tipos de fibra óptica.

Fibras monomodo

• Es el caso conceptualmente más simple, ya que se trata de una fibra de salto de índice pero de un diámetro del núcleo tan pequeño (inferior a 10 micras) que solo permite la propagación de un modo, el fundamental (Figura c). Este tipo de fibra el que permite obtener mayores prestaciones y se usa en enlaces de gran distancia. Estas fibras presentan, no obstante, algunas desventajas, como la mayor dificultad para inyectar la señal luminosa a la fibra ( apertura numérica típica de 0.1 > ángulo de incidencia de 120), mayor sensibilidad a errores mecánicos, malos tratos, empalmes defectuosos, etc.

• Generalmente se utilizan las fibras multimodo en la primera y segunda ventanas, y monomodo en la segunda y tercera ventanas

Fabricación de Cables de Fibra Óptica

Aunque parezca que la fibra óptica es flexible, está hecha de vidrio, que no puede soportar dobleces pronunciados o esfuerzos longitudinales.

Por lo tanto la fibra es colocada dentro de cables con una técnica de construcción que permite que la fibra permanezca libre dentro de un tubo. Usualmente los cables de fibra óptica tienen muchas fibras, un elemento central de refuerzo y una o más capas metálicas para protección mecánica. Algunos cables incluso tienen pares de cobre para aplicaciones auxiliares.

Fuentes de Señal y DetectoresPara usar los cables de fibra óptica para comunicaciones, las señales eléctricas deben de ser convertidas a luz, transmitidas, recibidas y convertidas nuevamente de luz a señales eléctricas. Esto requiere fuentes ópticas y detectores que puedan operar a las tasas de datos de los sistemas de comunicación.

Movible• CONECTORES: Manguitos

centradores (ferrule) con alineamiento central de gran precisión.

• EMPALMES MECÁNICOS: Guías opuestas en forma de V para el alineamiento de las fibras ópticas de dimensiones iguales

Fija

• -EMPALMES POR ADHESIVO: Guía de fibra óptica de gran precisión con elemento de fijación mediante adhesivo transparente.

• -EMPALMES POR FUSIÓN: Unión permanente de ambas fibras ópticas mediante la alineación y fusión controlada de gran precisión, de muy bajas pérdidas.

Técnicas De Conexión De Fibra Óptica

Técnicas De Verificación De Fibra Óptica

Cable de Fibra óptica debería ser verificado en tres etapas:

1ª Etapa: Recepción del suministro.- Localización defectos de fabricación.- Localización defectos por transporte.

2ª Etapa: Realización del conexionado.- Localización defectos de instalación.- Localización defectos en el montaje de conectores en campo.- Localización defectos en el proceso de empalmes de las fibras ópticas.

3ª Etapa: Ensayo de aceptación.- Certificación de la red.- Cumplimiento con especificaciones de servicio.

Inspección Visual: - Microscopios (inspección del

conexionado en campo y taller).

Procedimiento:Limpiar la superficie a

inspeccionar.Seleccionar el tipo de adaptador

en el microscopio.Ajustar el enfoque.

Verificar estado.

- Identificador de fibras.Identificar disposición de la fibra

óptica.Localización de empalmes en cajas.

Localización de roturas de fibra óptica en cordones y cables.

Comprobador de continuidad óptica

Técnicas De Verificación De Fibra Óptica

Medida de potencia opticaAdaptadores para fibra desnuda

(conexionado de cable de fibra óptica).Medidor de potencia (Selector de

longitud de onda adecuada).Fuente de emisión (Led o laser

adecuado a la longitud de onda).

- ProcedimientoPuesta en marcha de los equipos (para

su estabilidad).Seleccionar longitud de onda en ambos

equipos.Calibrar el equipo mediante cordones

de parcheo y adaptador.Puesta a "0 dBr" o anotar valor de

potencia (dB) de la fuente.

Conectar cordón "A" en adaptador del tramo a comprobar.

Conectar cordón "B" en adaptador del tramo a comprobar.

Registrar valor obtenido, repetir procedimiento o con el resto.

Técnicas De Verificación De Fibra Óptica

Medida de Retroesparcimiento (O.T.D.R.)Reflectrómetro óptico con base de dominio en el tiempo, envío de cortos impulsos de luz para determinar características (longitud, pérdidas, etc).Longitud de onda adecuada λ.Conexionado apropiado.Rango dinámico suficiente (según longitud de onda).Uso del eliminador de zona muerta (fibra de lanzamiento).

- PROCEDIMIENTOPuesta en marcha del equipo (para su estabilidad).Seleccionar longitud de onda λ.Comprobación del rango dinámico para la medida total de eventos.Conectar al equipo la fibra de lanzamiento (200-500 mts para MM / 1000 mts para SM).Realizar primer barrido para determinar fibra de lanzamiento.

Introducir parámetros de identificación y medidas (λ, IR (índice de refracción), longitud, origen, final, etc).Realizar primera medida en una fibra óptica del cable o tramo a medir.Tomando la primera como referencia, realizar el resto de medidas.Analizar eventos y determinar final del tramo.Realizar la misma operación en el sentido contrario.

Tecnologías asociadas

La alineación del núcleo de una fibra óptica con las zonas activas tanto del emisor como del receptor, es un factor muy importante para maximizar la potencia

acoplada. Lo mismo vale en el caso de una interconexión entre fibras.

Los núcleos deben estar perfectamente alineados entre sí para minimizar las pérdidas. El pequeño diámetro de las fibras hace de este factor un elemento critico.

Se habla de empalmes en el caso de una interconexión permanente, mientras que los conectores son conexiones temporales (desconectables).

La mayor parte de la pérdidas en las interconexiones son debidas a desplazamientos laterales de los ejes de las fibras, mala terminación de los extremos,

desalineamientos angulares y reflexiones.

En la técnica de empalme por fusión las fibras se juntan y se calientan hasta el punto de elasticidad, produciendo la fusión. Las pérdidas en un empalme mecánico son de

unos 0.5 dB mientras que los empalmes por fusión tienen pérdidas de aproximadamente unos 0.2 dB.

La aplicación principal de Los conectores es la conexión de la fibra a un transmisor o a un receptor.

Los empalmes y conectores se usan para enlaces punto a punto. Cuando hay que distribuir luz entre varias fibras se usan los acopladores.

VENTAJAS DESVENTAJAS

Reducido tamaño y peso

(facilidad de instalación).

Gran capacidad.

Versatilidad (Adecuada a

formatos de comunicaciones

de datos, voz y video).

No interferencia eléctrica

(comunicación limpia libre de

EMI o RFI, descargas de

rayos, etc).

Reparaciones (Adiestramiento

técnico específico del

personal).

Instalación especial (Equipos

y herramientas específicos

para su manipulación).

Conversión Opto-Electrica.

- Gran abundancia de la materia prima SiO2. 

- Interferencia pequeñas entre fibras. 

- Cableado de muchas fibras en un solo ducto. 

Se facilita la movilidad en áreas reducidas (gracias a su peso y dimensiones menores en comparación con el peso y

dimensiones de los conductores eléctricos). 

- Alta privacidad de la transmisión. 

- Sensibilidad limitada por el ruido quántico. 

- Niveles pequeños de potencia eléctrica en el

transmisor.

Otras características adicionales:

Técnicas:• La fibra es un medio de

transmisión de información analógica o digital. Las ondas electromagnéticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.

• Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la cual se efectúa la propagación, denominada núcleo y de una zona externa al núcleo y coaxial con él, totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y que se denomina envoltura o revestimiento.

La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres características fundamentales:a) Del diseño geométrico de la fibra.• b) De las propiedades de

los materiales empleados en su elaboración. (diseño óptico)

• c) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura, menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra.