1. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
EL3003 – LABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Profesor: Nelson Morales
Integrantes: Emilio Moreno
Tomás Lavados
Felipe Gana
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2. MOTIVACIÓN
"En los 30 años desde que nuestro descubrimiento de la fibra con baja-
pérdida, más de 300 millones de km de fibra óptica se ha desplegado a
nivel mundial. Estas fibras solas pueden manejar más información que
todo los miles de millones de kilómetros de cables de cobre instalados
durante el último siglo. Sería necesario 2 toneladas de alambre de cobre
para transmitir la información que se puede con un poco más de 1 libra
de fibra. En laboratorio hoy, una sola fibra puede transmitir el
equivalente de 60 millones de llamadas telefónicas simultáneas...”
Dr Donald Keck, investigador que desarrolla en 1970 la fibra
óptica de bajas pérdidas junto con Robert Maurier en los
Laboratorios Corning. (1999)
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3. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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4. ¿QUÉ ES LA FIBRA ÓPTICA?
• Medio de Transmisión de Información
• Material muy fino: Vidrio o Plástico.
• Cilindro de Dióxido de Silicio (Cuarzo)
• Usa Pulsos de Luz para representar Datos
• Se basa en el Principio de Reflexión Total
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5. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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6. HITOS EN LA HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• 1790: Claude Chappe idea el telégrafo óptico
• 1880: Graham Bell crea un sistema de teléfono
óptico (Photophone) pero no es producido.
• 1900: Se crean los iluminadores dentales a
través de varillas de cuarzo dobladas.
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7. HITOS EN LA HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• 1961: Elias Snitzer realiza un estudio en el cual
demuestra su similitud de la Fibra Óptica con la
Guía de Onda Dieléctrica.
• 1966: Charles Kao, publica avances notables que
ha logrado con el Cable de Fibra Óptica: Gran
ancho de Banda pero muchas pérdidas (2000
dB/Km).
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8. HITOS EN LA HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• 1970: Robert Maurer y Donald Keck, logra
alcanzar la meta propuesta inicialmente por Kao
de 20 dB/Km para un cable de Fibra óptica.
• 1977: Los cables de fibra óptica alcanzan un
nivel de pérdidas menores a los 2 dB/Km.
• 1983: Se construye la primera red nacional de
Fibra óptica en Estados Unidos
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9. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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10. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
Se realiza en tres etapas:
• Fabricación de la Preforma
• Estirado de la Preforma
• Pruebas y Mediciones
Para la Fabricación de la Preforma existen diversos
métodos tales como: MCVD, VAD, OVD y PCVD
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11. FABRICACIÓN DE LA PREFORMA: MCVD
MCVD: Modified Chemical Vapor Deposition
• Un tubo de cuarzo se deposita en un torno
giratorio que se calienta a través de un quemador.
(1600 °C)
• Este quemador comienza a desplazarse a lo largo
del tubo. Se agregan aditivos.
• Resultado: Cilindro de Dióxido de Silicio Macizo
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12. FABRICACIÓN DE LA PREFORMA: MCVD
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13. FABRICACIÓN DE LA PREFORMA: VAD
VAD: Vapor Axial Deposition
• A diferencia del MCVD, no solamente
deposita el núcleo sino que también se
deposita el revestimiento del cable, lo que
hace necesario un cilindro auxiliar de vidrio.
• Resultado: Se obtiene cable de interior
hueco con bordes macizos y transparentes.
Más eficiente energéticamente y cable más
largo.
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14. FABRICACIÓN DE LA PREFORMA: OVD
OVD: Outside Vapor Deposition
• En la llama del quemador son
introducidos cloruros vaporosos que
permiten secar la preforma.
• Resultado: Más homogeneidad para
el cable, lo que permite reducir las
pérdidas y conseguir una fibra de
muy bajas atenuaciones.
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15. FABRICACIÓN DE LA PREFORMA: PCVD
PCVD: Plasma Chemical Vapor
Deposition
• Se basa en el principio de
oxidación del cloruro de
silicio y germanio, que
permiten crear un plasma a
través del cual se puede
elaborar la preforma.
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16. ESTIRADO DE LA PREFORMA
Se utiliza un horno tubular abierto, a una
temperatura cercana a los 2000 °C, que
permite reblandecer el cuarzo y forzando que
el diámetro de la fibra óptica se mantenga
constante mediante una tensión sobre la
preforma, se puede estirar el cable.
Requiere de delicadeza para no causar
contaminación con materiales o fisuras en el
cable.
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17. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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18. CARACTERÍSTICAS DE LA FIBRA ÓPTICA
Principio de Transmisión: Reflexión Total Interna
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19. VENTAJAS DE SU USO
• Medio de transmisión confiable y de mayor vida útil
• Mayor protección contra humedad que otros cables
• Es más fácil de Instalar, debido a su ductilidad y flexibilidad
• Ancho de Banda mucho mayor: multiplexación por división de frecuencias
• Inmunidad a Interferencias Electromagnéticas
• Seguro: No se puede acceder a los datos sin tener que destruir la fibra óptica
• No transmite electricidad, aplicación en sustancias altamente conductoras
• Materiales para Construcción de F.O. son abundantes en la Naturaleza
• Baja atenuación
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20. DESVENTAJAS DE SU USO
• Las fibras son frágiles
• Se requiere transmisores y receptores mucho más caros
• Muy difícil reparación ante una ruptura.
• No se puede transmitir electricidad
• No permite alimentar a los repetidores con el mismo cable.
• Necesidad de efectuar conversión electro-óptica
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21. COMPARACIÓN CON CABLE COAXIAL
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22. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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23. COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
Receptor:
Emisor Conversión
de Luz Conector LT de Fibra Óptica Conector Opto-
Eléctrica
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24. CONECTORES
Nombre Uso
FC (Fiber Conector) Telecomunicaciones y transferencia de datos
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Redes de fibra óptica
LC – MT Array Transmisión de alta densidad de datos
SC Transmisión de datos
ST Redes para edificios y sistemas de seguridad
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25. EMISORES DE LUZ
Diodo LED Diodo Laser
Eficiencia Energética Menor Vida Útil
Multi-Modo Mono-Modo
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26. CONVERSIÓN ELECTRO-ÓPTICA
• Transforman las señales ópticas de la fibra
a señales eléctricas. La corriente se obtiene
a partir de la luz, y es proporcional a la
potencia recibida.
• Generalmente se utilizan circuitos Foto-
detectores que utilizan uniones
semiconductoras PN, que en general están
conformados por silicio o germanio.
• Detectores APD y PIN
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27. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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28. APLICACIONES: COMUNICACIONES
• Transmisión de Internet : Mayor ancho de
banda permite mayores velocidades
• Redes de Área Local (LAN)
• Telefonía de Banda Ancha, que incluso
permiten Video-Conferencia y Video-
Telefonía.
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29. APLICACIONES: SENSORES
• Hidrófonos: Transductores de Sonido a
Electricidad que se usan en agua.
• Sonares: Recepción y Generación de Sonido
a través del agua
• Sensores de Temperatura y Presión
• Giroscopios Ópticos para Aviones
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30. MÁS APLICACIONES
• Endoscopios: Guían un haz de luz a
través de zonas que no tienen líneas de
visión. Se utilizan tanto en medicina,
como en industria (permiten inspección
de turbinas)
• Iluminación
• Hormigón translucido
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31. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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32. EXPERIENCIA EN LABORATORIO
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33. MODULACIÓN EN LÍNEAS DE FIBRA ÓPTICA
Modulación de Pulso con Corriente Modulación de Intensidad Directa
de Polarización
Alimentar al Diodo Laser o LED Señal que se modula
con una corriente que represente directamente en proporción a la
un estado ON y un estado OFF. potencia o intensidad óptica
entregada por la fuente.
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34. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA
• INTRODUCCIÓN
• HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA
• MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• CARACTERÍSTICAS
• COMPONENTES DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA
• APLICACIONES PRINCIPALES
• EXPERIENCIA DE LABORATORIO
• CONCLUSIONES
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35. RESUMEN Y CONCLUSIONES
• Conceptos Clave Fibra Óptica
– Características: Pocas Pérdidas, Ancho de Banda.
– Modo de Transmisión: Reflexión Total Interna
– Construcción: Formación de la Preforma y Estiramiento
• Aplicaciones Fibra Óptica
– Comunicaciones
– Sensores
– Endoscopios: Guía de Onda
– Hormigón Traslucido
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