LABERINTOS DE DISCIPLINAS DEL PENTATLÓN OLÍMPICO MODERNO. Por JAVIER SOLIS NO...
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
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
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.
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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
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.