TIPOS DE FIBRA OPTICA

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TIPOS DE FIBRA OPTICA

Según (Valeria Tapia, agosto 14, 2018) Una fibra óptica es una guía de onda cilíndrica y larga realizada con materiales de cuarzo y silicio que confina y propaga ondas luminosas. Los cables de fibra están formados por muchas fibras ópticas más pequeñas. Estas fibras son extremadamente delgadas, para ser específicos, tienen menos de una décima parte del grosor de un cabello humano. Aunque son delgados, están sucediendo muchas cosas. 

Está compuesta básicamente de 3 capas:

núcleo (core)

manto o revestimiento (cladding)

recubrimiento (coating)

El núcleo y el manto no se pueden separar con herramientas mecánicas.

También, cabe decir, que el núcleo tiene un índice de refracción un poco más alto que el manto.

El recubrimiento entrega protección mecánica contra dobleces y protección contra la humedad.

Construcción de una fibra óptica:

Según el (Ing. Eduardo Morales Cabello, agosto 2011, Pág. 14-18) Existen tres tipos básicos de fibra óptica que son utilizadas en el mercado:

Fibra Monomodo (FIBER SINGLEMODE)

Fibra Multimodo (FIBER MULTIMODE)

Fibra Plástica

Fibra Monomodo:

Este tipo de fibra posee la ventaja de alcanzar grandes distancias, Es utilizada en los enlaces de comunicación de datos para unir continentes, países y ciudades. En la fibra monomodo se propaga un solo modo (camino que sigue un rayo de luz por el núcleo), poseen un diámetro del núcleo muy estrecho, de manera que solo permiten un modo de transmisión. Poseen una atenuación típica de entre 0,1 dB y 0,4 dB por kilómetro. El núcleo mide entre 8 μm y 10 μm, tamaño que sólo permite enviar un modo de propagación. Para poder transmitir un solo modo debemos utilizar una fuente de luz que su espectro de potencia este concentrado mayoritariamente en una sola longitud de onda, para lo cual el láser cumple con este requisito. por lo que requiere un acoplamiento de la luz muy confinado y preciso. Este diámetro tan estrecho causa, además, que el haz se propague siguiendo una trayectoria muy paralela al eje de la fibra por lo que se evita el desfase al final de la transmisión y reduce la dispersión causada. (Ing. Eduardo Morales Cabello, agosto 2011, Pág. 15)

Según el (Ing. Juan Pablo Beltrán C., setiembre - octubre de 2014) Aunque la dispersión modal no tenga sentido en la fibra monomodo, sí que la tiene por contrario, la dispersión cromática. Al disponer de un ancho de banda tan elevado, existe el problema de que no todas las longitudes de onda llegan al mismo tiempo a su destino, por lo que la dispersión cromática tiene un efecto muy considerable sobre el diseño.

El elevado ancho de banda de este tipo de fibras, junto con sus bajas pérdidas y su dispersión modal inexistente, la convierten en una fibra idónea para enlaces de larga distancia. No obstante, a menudo requiere de una minuciosa instalación y mantenimiento, ya que su minúsculo diámetro da lugar a un cono de aceptación sustancialmente menor que el de las fibras multimodo. (Ing. Juan Pablo Beltrán C., setiembre - octubre de 2014)

No fue hasta que se solucionaron los problemas del acoplo de la señal de luz al núcleo de la fibra óptica mediante lentes esféricas, y habiendo perfeccionado las técnicas de empalme y conectorización de fibras, cuando se comenzó a trabajar con fibras monomodo para así poder eliminar el problema de la dispersión intermodal. Fue este tipo de fibra el que permitió las redes de larga distancia mediante comunicaciones ópticas. (Ing. Juan Pablo Beltrán C., setiembre - octubre de 2014)

La fibra de modo gradual provee incrementar la capacidad, pero a un costo de manufactura alto. Tiene que mantener constante 2500 composiciones químicas a lo largo de la longitud del cable. Clave de diseño: Todos los rayos de luz se comportarían como si ellos. estuvieran viajando en paralelo al eje de la fibra. Esto ocurriría si al núcleo se lo hace suficientemente pequeño. La dispersión de ruta seria prácticamente anulada. (Ing. Juan Pablo Beltrán C., setiembre - octubre de 2014)

Las FO mono modo tiene 4 importantes características:

diámetro de núcleo muy pequeño

ancho de banda ilimitado

especificación de taza de dispersión

Diámetro de campo modal. Mi: 1) o 1 11: '"'j' "'' ·- .J-"

• Diámetro del núcleo típico: 8.3 um

• Ancho de banda teórico: 200 Tbps

• Taza de dispersión. = capacidad de la fibra, en unidades de ps/ (nm, km). La taza de dispersión óptima es 2.8ps/(nm.km).

• El diámetro de campo modal (MFD) es el diámetro dentro del cual la mayoría de la energía viaja. Es más largo que el núcleo por apróx. 1um.

Fibra Multimodo

Según el (Ing. Eduardo Morales Cabello, agosto 2011) Este tipo de fibra es utilizada para menores distancias, generalmente menores a 2 Km y su uso es mayor para el cableado vertical en edificios. En las fibras multimodo se engloban todas aquellas en las cuales el diámetro del núcleo de este tipo de fibras es amplio, por lo que es capaz de propagar varios modos de transmisión simultáneamente.

Poseen una atenuación típica de entre 0,3 dB y 1 dB por kilómetro. Su ancho de banda depende mucho de la dispersión producida por los modos que se propagan a través del núcleo, llegando a 500 Mbps en algunas fibras multimodo. En la fibra multimodo se propaga 15 una gran cantidad de modos, debido a que el diámetro del núcleo de la fibra es de 50 o 62.5 µro. Para esta fibra se utiliza una fuente de luz cuyo espectro no está solamente concentrado en la longitud de onda fundamental, sino que también en las longitudes de ondas secundarias, para esto se utiliza un LED ó YCSEL.

Las fibras ópticas multimodo pueden construirse de índice de refracción fijo, o bien de índice gradual. Las fibras de índice de refracción fijo o salto de índice, presentan un salto brusco entre el núcleo y el revestimiento que además, es constante en ambos. En las fibras multimodo de índice gradual el núcleo posee un índice que varía decreciendo según el radio desde el eje hacia el exterior. El hecho de que transmitan varios modos simultáneamente, hace que este tipo de fibras posean una dispersión particular llamada dispersión intermodal. Se produce debido a que los haces de luz recorren distancias diferentes y no llegan a su destino al mismo tiempo. Dentro de las fibras multimodo, las de índice gradual poseen menos dispersión intermodal ya que los haces de luz describen direcciones onduladas, de manera que los más cercanos al eje recorren menos distancia, pero son más lentos. Una dispersión intermodal más baja, permite que este tipo de fibras admitan distancias de propagación mayores que las de índice escalonado.

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