FIBRA OPTICA PARTE - I

Transcripción

1 FIBRA OPTICA PARTE - I Ing. Daniel Rojas Registro CIP N Experiencia profesional: Networking, Radiofrecuencia, Espectro Radioeléctrico y Administración Pública MTC Situación Actual: Encargado de Radiofrecuencia y Planta Externa WI-NET PERU SAC (Portador Local y Valor Añadido) Octubre 2009

2 FIBRA OPTICA - Envío de señales vocales a corta distancia por medio de ondas de luz (Fotófono ). - Con la invención y construcción del LASER en los 60, volvió a tomar idea la posibilidad de utilizar las ondas de luz como soporte de comunicaciones ópticas fiables y de alta potenciabilidad de transmisión de información, debido a su elevada frecuencia de portadora.

3 FIBRA OPTICA - Publicaciones en 1966 por KAO y HOCKMAN, referente a impurezas. - Material SiO 2 (Dióxido de Silicio). - Normas: G.650, G.651, G.652, G.653, G.654, G.655 de la UIT T. - Materiales adicionales: Dióxido de Germanío, Dióxido de Boro, Dióxido de Fósforo, Fluoruro de Silicio, entre otros.

4 FIBRA OPTICA Espectro de Frecuencias - Espectro Radioeléctrico Hasta 300 GHz - Región Submilimétrica GHz - IR (Infrarrojos) 800 GHz 400 THz

5 FIBRA OPTICA - Espectro Óptico Visible 400 THz 750 THz - UV (Ultravioleta) 750 THz THz - Rayos X,.

6 Longitud de Onda

7 FIBRA OPTICA MM: Multimodo SM: Monomodo -A principios, operación en las 3 (tres) ventanas. -Frecuencia de operación, sobre los 300 THz.

8 Sistema Básico Comunicaciones Ópticas

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10 FIBRA OPTICA - Fuentes Ópticas (LED y LASER) - Detectores Ópticas (Fotodiodo PIN y de Avalancha) - Repetidores - AO (Amplificar Óptico) - ETLO (Equipo Terminal de Línea Óptico)

11 FIBRA OPTICA SDH Jerarquía Digital Síncrona, forma de encapsular la Jerarquía Digital Síncrona, forma de encapsular la información para la transferencia de datos.

12 FIBRA OPTICA Definición: La fibra óptica es un filamento de vidrio (compuesto por cristales natulares) ó plástico (cristales artificiales), por la cual viaja una onda de luz, la cual contiene la información. Análisis vía ecuaciones de Maxwell ó leyes de la Óptica Geométrica.

13 FIBRA OPTICA Índice de Refracción de un medio (n) Es el cociente de la velocidad de la onda de luz en el vacío y la velocidad de dicha onda en el medio dado. n = C V

14 Leyes Ópticas

15 FIBRA OPTICA Ley de Reflexión: Los ángulos formados por las ondas: incidente y reflejada con respecto al plano normal de una superficie que separa los medios, son iguales.

16 FIBRA OPTICA Ley de Refracción (Ley de Snell): Los índices de refracción de los Los índices de refracción de los medios están en razón inversa a la función seno de los ángulos que forman la normal a la superficie de separación con las respectivas ondas.

17 Análisis de la Propagación en la Fibra Óptica Sea α 0 el ángulo del rayo de luz que viene del exterior con el eje de la fibra óptica y α E el ángulo del rayo de luz con el eje del núcleo en el interior. El ángulo de entrada α 0L será el que permita que todo rayo que incida desde el exterior con un valor menor o igual que el, experimente una reflexión total y se propague por el núcleo de la fibra con una ángulo α ol

18 Análisis de la Propagación en la Fibra Óptica

19 Análisis de la Propagación en la Fibra Óptica 1.- En el caso de que un rayo incida en el núcleo de la fibra óptica con un ángulo superior al ángulo límite α 1L, entonces ocurrirá que no existe rayo refractado y toda la señal se reflejará hacia el medio incidente, impidiendo así la propagación por la fibra. 2.- El mismo fenómeno se repetirá dentro de la fibra en la siguiente reflexión, si el índice de refracción es el mismo en todo el núcleo de la fibra, el rayo que se propaga llegará al final de la fibra con el mismo ángulo que incidió en ella.

20 Parámetros Características de las Fibras Ópticas

21 Parámetros Características de las Fibras Ópticas 1.- Estáticos.- Son constantes a lo largo de la fibra. -Apertura Numérica.- Determina la cantidad de ondas de luz que puede aceptar una fibra y consecuentemente es la energía que puede transportar (no está ligado a la cantidad de información que se transporta). -Perfil del índice de Refracción.- Denife como varia el índice de refracción en el núcleo de la fibra en sentido radial. -Parámetros Geométricos.- Depende exclusivamente de la tecnología utilizada en la fabricación de la fibra (diámetros y excentricidad).

22 Parámetros Características de las Fibras Ópticas 2.- Dinámicos.- Son características de la fibra, afectan la progresión de la señal a través de ella. -Atenuación.- Depende de la longitud de onda (λ), impurezas, factores externos como envejecimiento, tendido, etc. -Dispersión Temporal.- Causadas por las características dispersivas de la fibra sobre la señal en el transcurso del tiempo, provoca ensanchamiento de los pulsos en el tiempo a medida que se propaga, deformándolo y limitando la capacidad de la fibra.

23 APERTURA NUMERICA (AN) - Es equivalente al porcentaje (%) de potencia de la onda de luz, que ingresa a la fibra óptica, desde una fuente de luz. - Habilidad para recolectar las ondas de luz incidentes en diferentes ángulos (AN).

24 APERTURA NUMERICA (AN)

25 ESTRUCTURA DE LA FIBRA OPTICA

26 TIPOS DE FIBRA ÓPTICA 1.- Por el tipo de perfil: -Núcleo -Revestimiento 2.- Por el comportamiento de propagación: -Multimodo (MM) -Monomodo (SM)

27 TIPOS DE FIBRA OPTICA Perfil (g).- g es el parámetro del perfil, nos da la forma exacta del perfil (siempre 1), depende de la longitud de onda de trabajo y de la velocidad en el núcleo de la fibra.

28 TIPOS DE FIBRA OPTICA -Encontrándose habitualmente g = 2 (MM), lo que resulta un perfil parabólico. -En fibras MM, los valores de los parámetros señalados en el gráfico con los números: 1, 2 y 3; tienen un 90% de relevancia (empalme).

29 TIPOS DE FIBRA OPTICA - La diferencia de los perfiles hace que la atenuación se incremente, tiene que ver con el ancho de banda. - A mejor perfil (g), mayor ancho de banda. - En fibras MM, g tiene un valor teórico = 2. - En fibras SM, existen diversidad de perfiles.

30 TIPOS DE FIBRA OPTICA - Para estudiar con rigor la propagación de la onda de luz en el interior de una fibra, es preciso trabajar con las ecuaciones de Maxwell. - Resolviendo varias soluciones de propagación en función del diámetro de la fibra, cada solución llamada modo, equivale a un modo ó forma diferente de propagación de la onda de luz

31 TIPOS DE FIBRA OPTICA - Al resolver, aparece un parámetro V (frecuencia de corte normalizada), relacionado con el radio del núcleo conteniendo a la longitud de onda (λ).

32 TIPOS DE FIBRA OPTICA - El parámetro V se utiliza para identificar el número posible de modos de propagación que se trasmite por la fibra. - Se demuestra que si V 2,4 existe un modo único de propagación llamado TEM 11, mientras que para valores superiores, es posible la existencia de más modos de propagación.

33 TIPOS DE FIBRA OPTICA Definición.- Se llama longitud de onda de corte, a aquella longitud de onda para la cual, un modo deja de ser transmitido y en particular, a aquel valor de longitud de onda por debajo del cual la fibra óptica, comienza a guiar más de un modo de transmisión (λ c ). Nota.- λ c es un dato proporcionado por el fabricante y es aplicable sólo a fibras ópticas del tipo monomodo.

34 FIBRA OPTICA PARTE - I FIN