RESUMEN FIBRA OPTICA

La fibra óptica es un hilo súper fino de material transparente, plástico, vidrio o silicio fundido  por donde se envían pulsos de luz, los cuales son los datos que se desean transmitir, entonces se puede decir que la fibra óptica es un medio de transmisión que generalmente se utiliza en redes de datos. El grosor de este hilo, hebra o filamento es tan delgado que puede asemejarse al cabello humano, su grosor es de alrededor 0.1mm.

Se requieren dos filamentos para una comunicación bidireccional: TX y RX.


COMPOSICIÓN


Un cable de fibra óptica está compuesto por un núcleo, manto, tensores, recubrimiento y chaqueta.
Estas son utilizadas en el ámbito de las telecomunicaciones, ya que gracias a ellas pueden ser enviadas grades cantidades de información o datos a distancias considerables, con velocidades a las de radio y superiores a las de los cables corrientes.

En cada filamento de fibra óptica podemos apreciar 3 componentes:

• 
  
• La fuente de luz: LED o laser.
• El medio transmisor: fibra óptica.
• El detector de luz: fotodiodo.

USOS

Las fibras ópticas se pueden utilizar con LAN, así como para transmisión de largo alcance, aunque derivar en ella es más complicado que conectarse a una Ethernet. La interfaz en cada computadora pasa la corriente de pulsos de luz hacia el siguiente enlace y también sirve como unión T para que la computadora pueda enviar y recibir mensajes.

 Las fibras ópticas son inmunes a las interferencias electromagnéticas, por ende son la mejor opción a la hora de transmitir información.

También se puede decir que las fibras ópticas pueden usarse como alambres convencionales, tanto en ambientes de sistemas de procesamiento de datos de aviones como por ejemplo de ambientes autónomos, así como en redes geográficas, ejemplo de ello son los sistemas de extensas líneas urbanas sostenidos por compañías telefónicas.

Redes de computadoras

En redes LAN la utilización del par trenzado tiene gran aceptación, pues es mucho más económico para el cableado horizontal en donde se requieren distancias menores a los 100 m y con lo que se obtienen velocidades en el orden de los  Mbps.  Para el cableado vertical se prefiere la utilización de fibras ópticas.

Aplicaciones médicas

Hoy a través del LASER es posible realizar operaciones que tenían antes demasiado riesgo o en donde los tiempos de recuperación eran demasiado prolongados con el uso de Endoscopios que son dispositivos construidos a base de fibras ópticas.

Aplicaciones Industriales

Las fibras ópticas encuentran aplicación dentro de la industria debido a su característica de inmunidad al ruido, porque en ambientes industriales hay altos niveles de interferencias.

Funcionamiento

Convencionalmente, un pulso de luz indica un bit 1 y la ausencia de luz indica un bit 0. El detector genera un pulso eléctrico cuando la luz incide en él. Éste sistema de transmisión tendría fugas de luz y sería inútil en la práctica excepto por un principio interesante de la física. Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, el rayo se refracta (se dobla) entre las fronteras de los medios.

El grado de refracción depende de las propiedades de los dos medios (en particular, de sus índices de refracción). Para ángulos de incidencia por encima de cierto valor crítico, la luz se refracta de regreso; ninguna función escapa hacia el otro medio, de esta forma el rayo queda atrapado dentro de la fibra y se puede propagar por muchos kilómetros virtualmente sin pérdidas. En la siguiente animación puede verse la secuencia de transmisión.

Fibra Óptica Como Portadora de Información.

En los últimos años la fibra óptica ha tenido un gran crecimiento y sus usos son muy variados pero últimamente siendo que es el medio más moderno y rápido hasta el momento se utiliza en diversas formas como las siguientes.

Una de las características esenciales de la fibra óptica es para la comunicación ya que no conduce señales eléctricas y que son ideales para manejarlas en alta tensión, tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ninguna modificación o circuito adicional. Con un simple canal de 6  fibras o hilos se puede conducir una señal de más de 5 mil canales que a comparación de los cables de cobre donde se necesitan 10 mil pares de cobre para realizar la misma tarea.

Originalmente, la fibra óptica fue propuesta como medio de transmisión debido a su enorme ancho de banda.

Diversos usos como portadora de información.

Central telefónica: Esta comunicación se establece por medio de un plan de marcación donde se establecerá por medio de conexiones de circuitos de 64 Kbps en ambos lados.

Comunicación de circuitos: Esta comunicación es muy similar a la comunicación telefónica solo que tiene la diferencia de ir más rápida a comparación de la primera ya que esta llega a 155 Mbps Y por obvias razones es usada en comunicaciones un poco más complejas del tamaño de una red por ejemplo una red de transporte donde recibe una parte de ancho de banda por renta. Y así tener un costo accesible.

Conmutador de paquetes: Prácticamente esta comunicación fue construida con el mismo principio de las primeras 2 pero pronto tuvo que ser modificada ya que esta se utiliza más para el tráfico de datos y es muy cara construir una.

BENEFICIOS

Incremento de la confiabilidad

Es muy importante hablar sobre este tema ya que empresas grandes se basan en eso para poder realizar un proyecto nuevo y puedan rentar un servicio conveniente y no sufrir pérdidas millonarias.

Por ejemplo ahora por suerte las empresas prestadoras de servicios ofrecen una confiabilidad del casi 100  por ciento  (99.9999).

Promocional de Telmex sobre fibra óptica

Mayor cobertura

La globalización de la economía  y la ausencia de fronteras entre los países exigen servicios de telecomunicaciones acordes. Esto hace que las redes tengan que expandir sus servicios a distancias cada vez mayores (incluso entre continentes) pero esta expansión de cobertura no debe de disminuir la calidad de los servicios prestados.

Actualmente existe un fuerte movimiento  en materia de alianzas de empresas de telecomunicaciones  con el fin de consolidar una mayor cobertura, al mismo tiempo se encuentran realizando alianzas con empresa de otros sectores para aumentar la cartera de servicios. La meta de una empresa de telecomunicaciones se encuentra en contar con la mayor cobertura y  la mayor cantidad de servicios.

VENTAJAS  DE LAS FIBRAS ÓPTICAS

• Muy altas capacidades, en el orden de los  Tbps.
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• Calidad en transmisión, en el orden de BER=10-12
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• Niveles bajos de atenuación, en el orden de 0.2 dB/km.
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• Distancia grande entre repetidores, entre 150 y 600 km/s.
• Inmunidad a ruidos e interferencias.
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• Cables más ligeros, pequeños y flexibles.
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• No generan interferencia y por lo tanto no existe la diafonía.

DESVENTAJAS DE LAS FIBRAS ÓPTICAS

• Atenuación
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• Dispersión
• 
  
• Polarización
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• No linealidad
• 
  
• Dispersión

ATENUACIÓN Y DISPERSIÓN

Al propagarse la luz a lo largo de la fibra va a sufrir algunos fenómenos o cambios debidos a características de la fibra óptica los cuales son:

La Atenuación:

Es la pérdida de potencia conforme la luz se propaga, entre más camino recorra la luz, mayor será la atenuación y por lo tanto menor será la potencia de luz a su llegada al otro extremo del enlace.

La Dispersión: 

Consiste en el retardo que toma parte de la luz al viajar a lo largo de la fibra óptica. Por ejemplo si un pulso de segundo de duración y ese pulso lo hacemos entrar a un extremo de la fibra, del otro extremo obtendremos ese pulso con menor potencia, debido a la atenuación. La dispersión es el ensanchamiento en el tiempo de la luz.

Entre más camino recorra la luz, mayor será el ensanchamiento y por lo tanto mayor será la duración del pulso de la luz a su llegada al otro extremo del enlace.

Coeficientes de Atenuación y Dispersión

En cualquier segmento de fibra es posible medir cuánta potencia se pierde en el trayecto,recordemos que esas pérdidas son debidas a diferentes causas.

En la dispersión es posible medir cuánto tiempo de más tiene un pulso dado al recorrer un trayecto. Para medir la duración a la salida y la diferencia entre ambas equivaldría al ensanchamiento sufrido por el pulso. La letra con que se simboliza este ensanchamiento es la letra t.

Otro parámetro independiente de la longitud de la fibra y que expresa el ensanchamiento,se ha definido el coeficiente de dispersión s,que indica cuanto tiempo se ensancha un pulso por cada kilómetro recorrido y la formula del valor del coeficiente es t/L.

Factores que propician la atenuación

Existen tres causas de perdida de potencia en un enlace óptico, que son por absorción, por empalmes y por curvaturas.

Perdida por absorción:

Es por el simple hecho de propagarse la luz por un medio se perderá potencia irremediablemente .Hay absorción intrínseca y extrínseca.,la primera no se puede evitar y la otra se debe a que la naturaleza del vidrio sino a la forma en que fueron fabricadas.

Perdidas en un enlace óptico: 

Son los elementos de unión que pueden ser los conectores o los empalmes. Los conectores son empleados para unir una fibra con un equipo, y los empalmes son usados para unir dos fibras y hacer una más grande. La causa de porque los conectores o empalmes introducen perdidas es que para la luz esto significa pasar por una frontera y recordando la ley de Snell, de reflexiones y refracciones.

Perdidas por curvaturas: 

Siempre que haya una curvatura en un cable de fibra óptica habrán perdidas. Hay dos tipos de curvaturas, las macro curvaturas y el micro curvaturas. Las primeras son apreciadas a simple vista y pueden despreciarse si no se excede un radio de curvatura igual a 20 veces el diámetro del cable