fibra_optica

Con este comienza una serie de artículos que escribiré sobre telecomunicaciones, este primero trata sobre la fibra óptica, más adelante le seguiran artículos sobre cable coaxial, modulaciones de señal, etc. Serán sobre todo divulgativos y sin poner demasiados detalles técnicos. Espero que os gusten.

Bueno vamos a ello.

La configuración más aceptada de la fibra óptica es la formada por un cilindro dieléctrico sólido (núcleo) con un índice de refracción (n1) y un revestimiento sólido, también de material dieléctrico esta vez con un índice de refacción (n2), es importante que el índice de refracción (n1) sea menor que el índice de refracción (n2), ya que de esta manera la onda que circula en el núcleo interior (n1) cuando incida en la discontinuidad (frontera de n1 con n2) se producirá el fenómeno “reflexión total” consiguiendo que la onda circule confinada dentro del núcleo interior, sin que se produzca radiación hacia el exterior y por lo tanto perdidas de señal.

Las fibras ópticas se pueden distinguir en:

  • Fibra monomodo. En este tipo de fibra sólo se puede transmitir a una única frecuencia, una única longitud de onda.
  • Fibra multimodo. En este tipo de fibras se pueden transmitir varias longitudes de onda al mismo tiempo.

A cada frecuencia o longitud de onda que se transmite se le conoce por el nombre de “modo”, más adelante en otros artículos comentaré los distintos modos de transmisión, que significas y como y para que se utilizan.

Hay dos tipos de configuraciones, una que se conoce como “fibra óptica de salto de indice”, llamada así por que existe un salto abrupto entre los valores de índice de refacción en la interfaz entre el núcleo y el revestimiento. A la otra se le conoce como “fibra óptica de índice graduado” , en la cual el índice de refacción varia en el núcleo según una determinada función matemática, y sin discontinuidades.

Las fibras ópticas de índice graduado suelen presentar menor distorsión que las de salto de índice, por lo que se prefieren en aplicaciones de mayor ancho de banda.

Las fibras ópticas pueden operar a frecuencias próximas a 10 GHz y 100 Ghz. En dicha banda del espectro electromagnético es habitual hablar de longitudes de onda en lugar de frecuencias. Por lo tanto, la fibra óptica suele operar en la banda comprendida entre los 800 nanometros (nm) y los 2.55 micrometros (μm), concretamente en las siguientes tres ventanas de transmisión.

  • 1ª Ventana de transmisión: comprendida entre 800 nm y 900 nm
  • 2ª Ventana de transmisión: centrada en 1300 nm
  • 3ª Ventana de transmisión: centrada en 1550 nm

Estas ventanas se determinan por las bajas pérdidas (baja atenuación) que presentan las fibras ópticas a dichas longitudes de onda (frecuencias de operación).

Utilizar la fibra óptica como medio de transmisión tiene las siguientes ventajas.

  1. Gran ancho de banda y baja perdidas de transmisión. Las fibra óptica presenta menores perdidas de transmisión que los demás medios de transmisión formados por conductores de cobre, permite transmitir señales de mayor ancho de banda.
  2. Reducido tamaño y peso. El tamaño y peso de las fibras ópticas es mucho menor que el de los tradicionales cables. Una gran ventaja frente a la congestión de cables en las ciudades, así como en aviones o satélites.
  3. Aislamiento eléctrico. Al estar hechas de vidrio o plásticos, que son materiales aislantes, no presentan problemas típicos de los conductores, tales como las conexiones a masa (cortocircuitos).
  4. Inmunidad frente a interferencias y diafonía. La fibra óptica al estar construida únicamente por materiales dieléctricos, resulta inmune frente a las interferencia electromagnética (EMI), interferencias y acoplo de radiofrecuencia (RFI), o generación de pulsos electromagnéticos (efecto EMP). Es decir la fibra no se ve afectada por ningún tipo de ruido de naturaleza eléctrica. Tampoco se producen interferencias ópticas entre fibras contiguas, es decir no existe diafonía.

Al igual que en otro tipo de guías de onda, como puede ser la guía de onda rectangular o circular, la fibra óptica introduce una atenuación en la señal así como también un efecto de distorsión (se trata también de una línea dispersiva). La atenuación en la fibra óptica está causada por diversos mecanismos o factores, tales como las impurezas debidas a los átomos y moléculas del material de la fibra, imperfecciones en la fabricación de la fibra o incluso curvaturas en la propia fibra.

Por su parte, la distorsión supone que los pulsos de la señal óptica se van ensanchando a medida que viajan por la línea, llegando a provocar que no se puedan distinguir unos pulsos de otros. La distorsión puede ser:

  • Intramodal. Este tipo de distorsión ocurre dentro de cada modo, y esta causada por la variación del índice de refracción (n) con respecto a la longitud de onda (λ).
  • Intermodal. Este segundo tipo de distorsión se debe a que cada modo tiene una velocidad de grupo diferente.

Etiquetado como: | Guardado en: Informática

Otras noticias relacionadas