FIBRA ÓPTICA Perfil de Indice de Refracción
Fibra Optica
Fibra Optica Ventajas de la tecnología de la fibra óptica Baja Atenuación Las fibras ópticas son el medio físico con menor atenuación. Por lo tanto se pueden establecer enlaces directos sin repetidores, de 100 a 200 Km. con el consiguiente aumento de la fiabilidad y economía en los equipamientos.
Fibra Optica Gran ancho de banda La capacidad de transmisión es muy elevada, además pueden propagarse simultáneamente ondas ópticas de varias longitudes de onda que se traduce en un mayor rendimiento de los sistemas.
Fibra Optica Peso y tamaño reducidos El diámetro de una fibra óptica es similar al de un cabello humano. Un cable de 64 fibras ópticas, tiene un diámetro total de 15 a 20 mm. y un peso medio de 250 Kg/km. Si comparamos estos valores con los de un cable de 900 pares calibre 0.4 (peso 4,000 Kg/Km y diámetro 40 a 50 mm ) se observan ventajas de facilidad y costo de instalación, siendo ventajoso su uso en sistemas de ductos congestionados, cuartos de computadoras o el interior de aviones.
Fibra Optica Gran flexibilidad y recursos disponibles Los cables de fibra óptica se pueden construir totalmente con materiales dieléctricos, la materia prima utilizada en la fabricación es el dióxido de silicio (Si0 2 ) que es uno de los recursos más abundantes en la superficie terrestre.
Fibra Optica Aislamiento eléctrico entre terminales Al no existir componentes metálicos (conductores de electricidad) no se producen inducciones de corriente en el cable, por tanto pueden ser instalados en lugares donde existen peligros de cortes eléctricos.
Fibra Optica Ausencia de radiación emitida Las fibras ópticas transmiten luz y no emiten radiaciones electromagnéticas que puedan interferir con equipos electrónicos, tampoco se ve afectada por radiaciones emitidas por otros medios, por lo tanto constituyen el medio más seguro para transmitir información de muy alta calidad sin degradación.
Fibra Optica Costo y mantenimiento El costo de los cables de fibra óptica y la tecnología asociada con su instalación ha caído drásticamente en los últimos años. Hoy en día, el costo de construcción de una planta de fibra óptica es comparable con una planta de cobre. Además, los costos de mantenimiento de una planta de fibra óptica son muy inferiores a los de una planta de cobre. Sin embargo si el requerimiento de capacidad de información es bajo la fibra óptica puede ser de mayor costo.
Fibra Optica Las señales se pueden transmitir a través de zonas eléctricamente ruidosas con muy bajo índice de error y sin interferencias eléctricas. Las características de transmisión son prácticamente inalterables debido a los cambios de temperatura, siendo innecesarios y/o simplificadas la ecualización y compensación de las variaciones en tales propiedades. Se mantiene estable entre -40 y 200 ºC.
Fibra Optica Desventajas de la fibra óptica El costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de banda y baja atenuación son requeridos. Para bajo ancho de banda puede ser una solución mucho más costosa que el conductor de cobre.
Fibra Optica La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados.
Fibra Optica Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.
Fibra Optica Perfil de índice de refracción Es la variación índice conforme nos movemos en la sección transversal de la fibra óptica, es decir a lo largo del diámetro.
Fibras Opticas Cubierta Núcleo Aislante Núcleo. Por dónde se propaga la señal.(10 a 300µm) Aislante. Impide que la luz salga del núcleo. Cubierta exterior. Protege del medio y da resistencia. (100 a 500 µm)
Fibras Opticas Fibra multimodo de índice escalonado. Fibra multimodo de índice de gradiente gradual. Fibra monomodo de salto de índice.
Fibras Opticas
Fibra multimodo de índice escalonado. Perfil del índice de refracción Índice refracción núcleo >> Índice refracción cubierta Banda de paso (capacidad de transmisión) hasta 50 MHz / Km El rayo avanza por sucesivas reflexiones
... índice escalonado. Ventaja: precio económico Inconvenientes: No todos los rayos llegan al mismo tiempo al final. Transmisión de información a cortas distancias.
Fibra multimodo de índice de gradiente gradual Perfil del índice de refracción Índice refracción núcleo variable Índice refracción cubierta constante. Los rayos no chocan contra la cubierta Banda de paso hasta 500 MHz / km. Todos los rayos viajan a la misma velocidad dispersión modal.
Fibra monomodo de salto de índice Perfil del índice de refracción Capa absorbente Núcleo núcleo ( λ onda transmitida ) 1 modo: mín reflexiones deformaciones de los impulsos ópticos. y Banda de paso 100 GHz / km.
...monomodo de salto de índice Ventajas: elevados flujos. ensanchamiento de impulsos error de transmisión. Inconvenientes: manejo delicado. difícil conexión.
Pérdidas en la señal Atenuación: principal problema en la transmisión de la señal Pérdidas intrínsecas + extrínsecas. Dispersión temporal.
Atenuación Pérdidas intrínsecas. Debidas a la composición del vidrio. Pueden eliminarse. Pérdidas por absorción infrarroja y ultravioleta debilitación de la señal. Esparcimiento intrínseco o de Rayleigh. Impurezas de la sílice Varia índice refracción.
... atenuación Pérdidas extrínsecas. Debidas al proceso de fabricación. Pueden disminuirse, pero difícilmente eliminarse. Impurezas: Iones metálicos y grupos OH absorción de potencia óptica. Irregularidades periódicas: Curvaturas, núcleo fugas de luz hacia el revestimiento.
... atenuación Instalación: Esfuerzos de tracción rotura o atenuación. Límite de tracción de 100 a 150 kg operaciones de tendido cuidadosas. Una vez instalada... Tensión residual + microfibras Curvatura Rotura mín radio máx tensión
Dispersión temporal Señales digitales transmitidas cadenas 1y 0 Distorsión por atenuación Distorsión temporal Impulsos rectangulares campana de Gauss T T T F.O.
Ventanas de Pérdidas de la Fibra Optica Elegir la ventana de longitud de onda adecuada. Pérdidas (db/km) Bajas pérdidas en fibra óptica 1ª V 2ª V 3ª V 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Longitud de onda (µm) 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3` 10-2 10-1 10 0 10 1 10 2 10 16 10 15 10 14 10 13 10 12 10 11` 10 10 10 9 10 8 10 7 Ultravioleta Infrarrojo mondas µondas Visible
Fibras Opticas Fibras con Perfiles de Indice de Refracción no convencionales.
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Fibra Optica de Núcleos Concéntricos