Fibra Optica

INTRODUCCIÓN

La fibra óptica es una guía de onda en forma de hilo de material altamente transparente diseñado para transmitir información a grandes distancias utilizando señales ópticas. La fibra óptica es el medio de transmisión preponderante en las redes de comunicación óptica. La fibra se utiliza en lugar de los cables metálicos convencionales con la ventaja de que tiene un ancho de banda notablemente superior, menores atenuaciones y mayor inmunidad al ruido electromagnético.

Principios básicos

La fibra se fabrica a partir de sílice de muy alta pureza. El fabricante parte de lingotes cilíndricos de sílice que se convierten en hilos mediante un proceso de fusión controlada; posteriormente los hilos se recubren de una capa protectora [1]
Una vez obtenida la fibra básica, se empaquetan una o varias fibras formando cables bajo distintas configuraciones y con fundas diferentes en función si son para uso interior o exterior. Aunque hay muchos tipos de fibra, en este artículo solamente se trata de la fibra adecuada para aplicaciones FTTH.

La fibra está compuesta por un núcleo (core), un revestimiento (cladding) y una capa o funda exterior (buffer + jacket). Los pulsos de luz se emiten iluminando el núcleo. La capa de revestimiento ayuda al proceso de transmisión, guiando que la luz vaya por el núcleo y no salga de él. La capa o funda exterior sirve para dar suficientes propiedades mecánicas a la manguera y se suele fabricar con polímeros. El núcleo puede ser de diferente geometría y diámetro, lo cual proporciona las distintas prestaciones ópticas.

Los cables de fibra óptica se fabrican en diferentes longitudes que generalmente son inferiores a 3.000 metros. Para obtener cables de mayor distancia, las fibras se empalman mediante alguna de las técnicas siguientes:

  • mediante soldadura por fusión con máquinas especiales (los extremos se alinean con un microscopio incorporado a la máquina de soldar y se sueldan calentando los extermos de las dos fibras).
  • empalmes mecánicos realizados con conectores ópticos de precisión (los extremos de ambas fibras han de estar pulidos) o con empalmes mecánicos comerciales.

Las fibras ópticas se catalogan según distintos parámetros. Los dos principales son atenuación y dispersión.

'''Atenuación''' es la reducción de potencia luminosa con la distancia, que puede ser debida a fenómenos de dispersión y de absorción que afectan incluso a los materiales más puros. La atenuación pone un límite a la distancia máxima que pueden detectarse los pulsos luminososo. La atenuación se expresa en decibelios por kilómetro (dB/km) para una determinada longitud de onda o para un rango de longitudes de onda.

La '''Dispersión''' tiene una relación inversa con el ancho de banda, que es la capacidad de transportater información que tiene una fibra. A grandes rasgos también se puede decir que es la cantidad de distorsión de un pulso en la transmisión. Si los pulsos se distorsionan demasiado, el detector no podrá distinguir un pulso del anterior y del siguiente, con lo que se pierde información. En todos los tipos de fibra hay dispersión cromática debida a que los diferentes colores (que componen un pulso de luz) van a diferentes velocidades por la fibra. Las caracteristicas de transmisión de una fibra depende también de otros parámetros. Los especificaciones IEC 60793 tratan sobre ellos.

Tipos de Fibra

En comunicaciones óptica se emplean dos tipor de fibra: monomodo y multimodo.

Fibras Monomodo

Las fibras monomodo están compuestas de un hilo de núcleo de muy pequeño diámetro (<10um) que soporta un solo modo de transmisión luminosa.

La fibra monomodo tiene la menor atenuación y el mayor ancho de banda de todos los tipos de fibra óptica. La electrónica de transmisión, recepción y repetición también es más cara que la de los sistemas multimodo. En las aplicaciones FTTH con fibra monomodo la Recomendación UIT-T G.652 cubra la mayoría de los casos.

Recientemente se ha empezado a comercializar un nuevo tipo de fibra monomodo que tiene menores pérdicas cuando la curvaturas de la manguera es baja. Esta fibra está normalizada por UIT-T G.657. Este tipo de fibra es muy interesante cuando hay que instalarla en lugares donde los cables tendrán curvas más cerradas, como en los cableados de edificios y en el interior de viviendas.

Fibra Multimodo

Las fibras multimodo están formadas por un núcleo de mayor diámetro que las monomodo (50 o 62.5 micras) y en consecuencia los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino (diferentes trayectorias de luz en el núcleo). Dependiendo de las características del emisor y el medio, la potencia luminosa del pulso se divide sobre todos o parte de los modos.

La distinta velocidad de propagación de cada modo (dispersión modal) se puede optimizar con un diseño adecuado. La fibra multimodo precisa una electrónica y conectores más baratos, si bien el coste de la fibra suele ser superior a la monomodo. Las fibras multimodo se utilizan en redes a distancias cortas , p. ej. campus y edificios. La Norma ISO/IEC11801 determina la velocidad de datos y alcance de cada uno de los grados de fibra multimodo, que se conocen como OM1, OM2 y OM3.

Redes de transporte con Fibra Optica

En las redes de comunicaciones de transporte basadas en fibra óptica se utilizan los términos de fibra iluminada y fibra oscura siendo ambos un tipo de servicio y no un tipo de fibra óptica.

La tecnica ultilizada en las redes ópticas de gran capacidad se denomina WDM. La multiplexación en longitud de onda (WDMA) utiliza la propiedad de la diferente propagación de las ondas de luz en una fibra óptica para separar las diferentes informaciones.

Del mismo modo existen [[Redes de acceso | redes de acceso]] mediante fibra denominados [[FTTx| Fibra hasta el … o FTTx ]].

Para saber más

Normas técnicas

American National Standards Institute / Electronic Industries Association / Telecommunications Industry Association (ANSI/EIA/TIA) Specifications:

  • ANSI/EIA/TIA-472, Generic Specification of Fiber Optic Cables
  • ANSl/EIA-472DA00-1992, Sectional Specification for Fiber Optic Communication Cable for Outside Aerial Use.
  • ANSI/EIA-472D000-A, Sectional Specification for Fiber Optic Communication Cable for Underground and Buried Use.
  • ANSI/EIAfT'IA-526-07, Optical Fiber Systems Test Procedures - Optical Power Loss Measurements of Installed Single Mode Fiber Optic Plant
  • ANSl/EIA/TIA-475-AAAA, Detail Specification for Fiber Optic Connector Set; Type SC, Singlemode, Simplex and Duplex Versions.
  • ANSI/EIA/TIA-455-8, Measurement of Splice or Connector Loss in Reflectance Using OTDR.
  • ANSI/EIA/TIA-609AA00, Blank Detail Specification for Conventional, Permanent, Optical Fiber Splices.
  • ANSI/EIA/TIA-598-A, Color Coding of Fiber Optic Cables
  • ANSI/EIAFI'IA-455, Generic Fiber Optic Test Procedures.
  • ANSI/EIA/'I'!A-568, Commercial Building Telecommunications Wiring Standard
Bibliography

Esta entrada ha sido elaborada a partir del material libre publicado en la wiki de la Comisión del Mercado de las Telecomunicaciones (wikitel).

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