FIBRA OPTICA

CONCEPTO

El concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido por muchos años. Sin embargo, no fue hasta mediado de los años setenta que se publicaron los resultados del trabajo teórico.

Éstos indicaban que era posible confiar un haz luminoso en una fibra transparente flexible y proveer así un análogo óptico de la señalización por alambres electrónicamente.

El problema técnico que se había de resolver para el avance de la fibra óptica residía en las fibras mismas, que absorbían luz que dificultaba el proceso.

Para la comunicación práctica, la fibra óptica debe transmitir señales luminosas detectables por muchos kilómetros.

El vidrio ordinario tiene un haz luminoso de pocos metros.

Se han desollado nuevos vidrios muy puros con transparencias mucho mayores que la del vidrio ordinario.

Estos vidrios empezaron a producirse a principios de los setenta.

Este gran avance dio ímpetu a la industria de fibras ópticas.

Se usaron láseres o diodos emisores de luz como fuente luminosa en los cables de fibras ópticas.

Ambos han de ser miniaturizados para componentes de sistemas fibro-ópticos, lo que ha exigido considerable labor de investigación y desarrollo.

Los láseres generan luz "coherente" intensa que permanece en un camino sumamente estrecho.

Los diodos emiten luz "incoherente" que ni es fuerte ni concentrada.

Lo que se debe usar depende de los requisitos técnicos para diseñar el circuito de fibras ópticas dado.

Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio flexibles, del espesor de un pelo. Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción.

Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas).

La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o sílice, materia prima abundante en comparación con el cobre.

Con unos kilogramos de vidrio pueden fabricarse aproximadamente 43 kilómetros de fibra óptica.

Los dos constituyentes esenciales de las fibras ópticas son el núcleo y el revestimiento.

El núcleo es la parte más interna de la fibra y es la que guía la luz.

Consiste en una o varias hebras delgadas de vidrio o de plástico con diámetro de 50 a 125 micras.

El revestimiento es la parte que rodea y protege al núcleo.

El conjunto de núcleo y revestimiento está a su vez rodeado por un forro o funda de plástico u otros materiales que lo resguardan contra la humedad, el aplastamiento, los roedores, y otros riesgos del entorno.

El despliegue tiene en general tres tipos de trazado fundamentales: ruta carretera, vía ferroviaria o líneas de alta tensión.

TIPOS DE CABLES

Existen dos tipos básicos de fibras: la monomodo y la multimodo.

La fibra multimodo está diseñada para distancias de transmisión corta, y está adaptada para usarla en sistemas LAN y para videos de vigilancia.

La fibra monomodo está diseñada para distancias de transmisión larga, haciéndola apropiada para telefonía a larga distancia y para los sistemas de radiodifusión.

La fibra de multimodo, la primera en ser comercializada y fabricada, es la fibra en la que muchos nodos o rayos de luz son llevados simultáneamente a través de una guía de ondas.

Se dice que son nodos debido a que la luz solo se propagará en el núcleo de la fibra en ángulos que estén dentro del cono de aceptación.

Este tipo de fibra tiene un diámetro nuclear mucho más grande, comparado con las fibras de monomodo, lo que permite una gran cantidad de modos y además son más fáciles de conectar.

Las fibras multimodo pueden clasificarse en fibras de índice escalonado o fibras de índice gradual.

Debido a que el índice de refracción del núcleo es más alto que el índice de refracción del revestimiento, la luz que entra en un ángulo menor que el ángulo límite se refracta a lo largo de la fibra.

Hay tres ondas de luz diferentes viajan a través de la fibra:

• Un modo viaja por el centro del núcleo.

• Un segundo modo viaja en un ángulo agudo y rebota por la reflexión interna total.

• El tercer modo sobrepasa el ángulo límite y se refracta hacia el revestimiento.

El segundo nodo viaja a distancias más largas que el primer nodo, causando que los nodos lleguen en tiempos distintos.

Esta disparidad entre los tiempos de llegada de los diferentes haces de luz se conoce como dispersión y el resultado es una señal confusa en el extremo receptor.

Sin embargo, es importante destacar que la alta dispersión es una característica inevitable de la fibra multimodo de índice escalonado.

En la fibra multimodo de índice gradual, el índice de refracción del núcleo disminuye gradualmente a medida que se aleja del centro del núcleo. La refracción aumentada en el centro del núcleo baja la velocidad de algunos haces de luz, lo que permite que todos los rayos de luz lleguen al otro extremo al mismo tiempo, reduciendo la dispersión.

La fibra de monomodo permite una mayor capacidad para transmitir la información porque puede retener la fidelidad de cada pulso de luz a grandes distancias sin la dispersión causada por los múltiples modos.

Además, la fibra de monomodo presenta menor atenuación de la fibra que la multimodo, por tanto, se puede transmitir más información en menos tiempo.

Una clase importante de fibra monomodo es la fibra con polarización fija (PMF o Polarization-maintaining fiber).

Todas las otras fibras ópticas monomodo que hemos mencionado hasta ahora pueden transportar luz polarizada de forma alterna.

La fibra con polarización fija está diseñada para propagar solo una polarización de la luz de entrada. Esto es relevante si hablamos de componentes como moduladores externos que requieren una entrada de luz polarizada.

Esta fibra tiene una característica no vista en otros tipos de fibra. Además del núcleo, existen 2 círculos adicionales llamadas barras de tensión.

Como su nombre

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