UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA “UNAD” - TUNJA TUTOR: ING. JOSE MIGUEL HERRAN ALVARO F. ROJAS ZAPATA COD. 6771774

INGENIERIA DE LAS TELECOMUNICACIONES FIBRA ÓPTICA

OBJETIVOS Aprender los conceptos fundamentales en lo relacionado con la teoría de la fibra óptica. Distinguir los diversos tipos de fibra óptica, así como sus aplicaciones. Conocer y diferenciar los eventos típicos que puede llegar a poseer la fibra óptica. -Conocer y manejar la diversa instrumentación para medición de parámetros de la fibra óptica, sobre todo el reflectómetro óptico temporal (OTDR).

INICIACION DE LAS COMUNICACIONES ÓPTICAS INTRODUCCION INICIACION DE LAS COMUNICACIONES ÓPTICAS - La invención del LASER y el perfeccionamiento en los materiales vítreos dio un giro total al campo de las comunicaciones al demostrar que podía ser posible enviar señales de información por medio de señales luminosas. - Su justificación principal radica en la cada día más creciente demanda de servicios de comunicaciones, tanto en volumen, como en capacidad de transmisión de información, con costos de instalación y mantenimiento constantes. - Ancho de banda más amplio y, por consiguiente, mayor velocidad de conmutación, con mínima atenuación con respecto a los tradicionales conductores de cobre. Además, por ser una guía de onda, las perturbaciones del medio van a ser casi nulas, lo que no ocurre en otros medios de transmisión como con los radio enlaces en los cuales factores como las precipitaciones atmosféricas, contaminación y otros influyen en la calidad de la transmisión.

EVOLUCIÓN DE LAS COMUNICACIONES AYER 64 kbps equivalente a 1 llamada ALAMBRE DE COBRE 0.4 HOY 2.4 GBits equivalente a 32.000 llamadas FIBRA ÓPTICA MONOMODO MAÑANA 2.4 GBits equivalente a FIBRA ÓPTICA MONOMODO 32.000.000 de llamadas

PROPIEDADES DE LA FIBRA ÓPTICA - Gran ancho de banda. - Atenuación de la fibra independiente de la velocidad de transmisión. - Inmune al ruido y las interferencias. - Imposibilidad de detección. - Dimensiones y peso menor. - Más económica.

FENÓMENOS INTERVINIENTES EN LA ADECUADA PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN LA FIBRA ÓPTICA REFRACCIÓN: Es un fenómeno particular de la luz, el cual radica en que cuando la luz que está en el vacío penetra a un medio diferente, experimentará un cambio tanto en la velocidad como en la dirección. A la relación de este cambio de velocidad se denomina INDICE DE RE- FRACCIÓN Velocidad de la luz en el vacío = c Velocidad de la luz en el medio = v ÍNDICE DE REFRACCIÓN = n = Dirección 1 Velocidad 1 = c MEDIO 1 = VACIO Dirección 2 Velocidad 2 C = 300.000 Km/seg. MEDIO 2

FENÓMENOS INTERVINIENTES EN LA ADECUADA PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN LA FIBRA ÓPTICA REFLEXIÓN: Cuando una onda luminosa incide en la superficie de contacto entre dos materiales con diferentes índices de refracción o plano de separación, ocurrirán dos fenómenos: 1. Parte de la onda luminosa se refleja hacia el medio de donde procede, a esta onda se le denomina onda reflejada. 2. Sufre una desviación de la velocidad y dirección en la trayectoria original o se refracta, a esta onda sele denomina onda refractada. MEDIO 2 Rayo refractado Rayo incidente Rayo reflejado MEDIO 1

CLASES DE FIBRAS ÓPTICAS

TIPOS DE FIBRAS ÓPTICAS MULTIMODO: Son aquellas fibras que permiten múltiples modos de propagación de la luz, entendiendose por modo una posible trayectoria que la luz pueda tomar dentro de la fibra, se caracterizan por tener un núcleo de espesor alto, siendo las dimensiones mas usuales 50/125m, 62,5/125m y 100/125m. Ventajas. - Económica. Desventajas. - No es apta para trayectos largos. - Sus velocidades de conmutación son lentas.

CLASES DE FIBRA MULTIMODO. FIBRA MULTIMODO DE INDICE GRADUAL n2 n1 n2

MONOMODO: Son aquellas fibras que permiten únicamente un solo modo de propagación de la luz, es decir, la luz se verá “forzada” a tomar una sola trayectoria, debido a su núcleo tan estrecho (8,3 micrones). Su dimensión única es de 9/125 m. Este tipo de fibra es el más utilizado actualmente para trayectos largos, debido a que la forma de onda no se deforma al final de su trayectoria, permitiendo hacer conmutación de señales a alta velocidad.

PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA OPTICA 1. Pérdidas Las pérdidas son definidas como aquellas circunstancias de tipo físico que hacen que la señal luminosa de entrada se vaya degradando a medida de que vaya recorriendo la fibra. Matemáticamente se define como la relación entre las potencias luminosas tanto de salida como de entrada. Pérdida = 10 log dB Potencia de salida Potencia de entrada La fibra en si por estar construida con materiales no ideales, también posee su coeficiente de atenuación el cual está expresado en dB/Km. 1 Longitud de la fibra Potencia de salida Potencia de entrada Coeficiente de pérdida = 10 log

PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA MECANISMOS INDUCTORES DE PÉRDIDAS - Composición física del material del núcleo - Impurezas en la fibra. - Defectos en el modo de cableado. - Geometría de la fibra. Es necesario destacar que la atenuación no depende de la frecuencia de transmisión de la señal que se está enviando, como ocurre en el cable de cobre, si-no que depende de la longitud de onda a la cual se está transmitiendo.

PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA A medida de que la longitud de onda aumenta, la atenuación tiende a disminuir, sin embargo existen tres longitudes de ondas especiales en las cuales la atenuación es especialmente baja, a estas longitudes de onda especiales se les da el nombre de VENTANAS, y son utilizadas como portadoras en la gran mayoría de sistemas de comunicaciones por fibra óptica, estas ventanas están en las longitudes de onda de 850, 1300 y 1550 nm. Las ventanas se clasifican de acuerdo al tipo de fibra óptica a trabajar, así: - Para fibra óptica MULTIMODO: 850 y 1300 nm. - Para fibra óptica MONOMODO: 1310 y 1550 nm.

PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA 2. Dispersión Se entiende como dispersión el efecto de deformación del pulso de salida recibido en un extremo de la fibra con respecto al pulso de entrada transmitido en el otro extremo. Pulso recibido Pulso transmitido La dispersión es causada por la naturaleza misma de la fibra, tal como su constitución (Monomodo o Multimodo), la calidad de la fibra y la cantidad de señal perdida por unidad de longitud.

PROBLEMAS DE ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA CLASES DE DISPERSIÓN - Dispersión modal, generada por la misma naturaleza de la fibra multimodo. - Dispersión espectral, intramodal o del material, relacionada con el hecho de que a cada longitud de onda, le corresponde una velocidad de propagación, dependiendo del índice de refracción correspondiente. LA SUMA CUADRÁTICA DE LAS DOS ANTERIORES NOS DA UNA DISPERSIÓN DENOMINADA DISPERSIÓN CROMÁTICA, DENOMINADA ASI POR LAS DIVERSAS LONGITUDES DE ONDA ASOCIADAS A LA LONGITUD DE ONDA CENTRAL. - Dispersión por efecto guía ondas: Dispersión debida a los parámetros geométricos y ópticos de la fibra.

PERDIDAS POR REFLEXIÓN Se denomina reflexión a la cantidad de potencia que se devuelve hacia la fuente de origen, esto debido a que en el el punto de terminación de la fibra existe una superficie lisa reflejante, la cual es generada al cambiar bruscamente el índice de refracción del material del núcleo de la fibra hacia el aire. Potencia reflejada Potencia incidente Reflexión = 10 log Potencia reflejada Potencia incidente

CABLES DE FIBRAS ÓPTICAS

CABLES USO INTERIOR USO EXTERIOR AÉREOS SUBMARINOS DUCTOS DIELÉCTRICOS

CABLES DISTRIBUCIÓN - INTERIOR LOOSE TUBE BREAKOUT ARMADO AÉREO

GRACIAS