Fibra optica.

ING. MECATRONICA

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Fibra óptica

Ricardo Sifuentes Muñoz

SEMESTRE: 2        GRUPO: 11A

CIENCIA E ING. DE MATERIALES

Profesor: Gabriel Armando Palomino Navarro

                                                    Índice

Introducción ----------------------------------------------------------------------------3

Historia-----------------------------------------------------------------------------------3

Funcionamiento------------------------------------------------------------------------4

Método de elaboración--------------------------------------------------------------5

Componentes---------------------------------------------------------------------------5

Tipos de fibras--------------------------------------------------------------------------6

Ventajas----------------------------------------------------------------------------------6

Desventajas-----------------------------------------------------------------------------7

Aplicaciones-----------------------------------------------------------------------------7

Certificación de Cableado-----------------------------------------------------------9

Certificación – Requisitos de proceso y equipamiento---------------11

Unidades de medida-----------------------------------------------------------------11

Diferentes métodos para establecer la referencia----------------------15

Condiciones de emisión-------------------------------------------------------------16

Futuro método de control de la condición de emisión---------------20

Pruebas de verificación de Fibra óptica--------------------------------------20

Fallos comunes de fibra óptica para comunicaciones de datos---22

Conceptos básicos para la solución de problemas-----------------------25

Inspección y limpieza del extremo del cableado de fibra óptica-26

        -Inspección -----------------------------------------------------------------------26

        -Limpieza del cableado de fibra óptica--------------------------------28

Conclusión------------------------------------------------------------------------------30

Imágenes--------------------------------------------------------------------------------31

Ley de Snell*---------------------------------------------------------------------------32

Bibliografía-----------------------------------------------------------------------------41

Es fácil quedar sorprendido por el gran alcance y gran variedad de aplicaciones que tiene la fibra óptica, desde la transmisión de información en redes de datos y otras telecomunicaciones, consiste en un delgado hilo de un material muy fino y transparente que normalmente es vidrio o algún material plástico, por él se envían pulsos de luz que representan los datos transmitidos. La luz queda completamente confinado dentro de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total en función de la ley de Snell*. La fuente de luz puede provenir de un láser o de un diodo led.

Historia

En 1977, se instaló un sistema de prueba en Inglaterra; dos años después, se producían ya cantidades importantes de pedidos de este material. Antes, en 1959, como derivación de los estudios en física enfocados a la óptica, se descubrió una nueva utilización de la luz, a la que se denominó rayo láser, que fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin de que los mensajes se transmitieran a velocidades inusitadas y con amplia cobertura.

Sin embargo esta utilización del láser era muy limitada debido a que no existían los conductos y canales adecuados para hacer viajar las ondas electromagnéticas provocadas por la lluvia de fotones originados en la fuente denominada láser. Fue entonces cuando los científicos y técnicos especializados en óptica dirigieron sus esfuerzos a la producción de la fibra óptica. En 1966 surgió la propuesta de utilizar una guía óptica para la comunicación.

El concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido por muchos años. Sin embargo, no fue hasta mediados de los años setenta que se publicaron los resultados del trabajo teórico. Estos 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 tenía que resolver para el avance de la fibra óptica era en las fibras en sí, que absorbían luz que dificultaba el proceso. Para la comunicación práctica, la fibra óptica debe transmitir señales luminosas detestables por muchos kilómetros. El vidrio ordinario tiene un haz luminoso de pocos metros. Se han desarrollado 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 ayudó a la industria de fibras ópticas. Se usaron láseres o diodos emisores de luz como fuente luminosa en los cables de fibras ópticas. Ambos tenían que 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.

Funcionamiento

Como ya lo mencioné, lo que se transmite por la fibra es luz, que se mantiene dentro de esta gracias a que rebota de la superficie externa hacia el interior hasta el otro extremo.

Notamos que para su funcionamiento lo que se necesita principalmente es un transmisor que es el que se encarga de transformar los datos que recibe en señales luminosas para que estas viajen a través de la fibra y en el otro extremo de ella encontramos un receptor el cual tiene la tarea de interpretar los rayos de luz que recibe y transformarlos nuevamente en las ondas electromagnéticas para que la información siga de forma normal.

Método de elaboración

Para tener la capacidad de transmitir a larga distancia, la fibra debe tener características muy particulares. Es un proceso de alta tecnología, tomando en cuenta que el grosor estándar es de 125 micras (más o menos el doble del grosor de un cabello humano) y un núcleo de unas 8 micras (en fibras monomodo, que son las usadas para las comunicaciones a larga distancia). Sin embargo, el fundamento es sencillo, además de una idea brillante. Se trata de construir grandes tubos de vidrio que reproducen a escala macroscópica la estructura de la fibra. Estos tubos de llaman preformas. Posteriormente, la preforma se va fundiendo y estirando hasta que obtenemos un filamento alargado cuyo fino diámetro reproduce a escala microscópica la preforma original.

El proceso de fabricación de las preformas no es del todo sencillo ya que no estamos hablando de simple vidrio, sino de unas características muy concretas y una extrema pureza.

Componentes de la Fibra Óptica

- Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico - en el cual se propagan las ondas ópticas. Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo.

- Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo.

- Revestimiento de protección: por lo general esta fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra.

Tipos de fibra

Fibras multimodo. El término multimodo indica que pueden ser guiados muchos modos o rayos luminosos, cada uno de los cuales sigue un camino diferente dentro de la fibra óptica. Este efecto hace que su ancho de banda sea inferior al de las fibras monomodo. Por el contrario los dispositivos utilizados con las multimodo tienen un coste inferior (LED). Este tipo de fibras son las preferidas para comunicaciones en pequeñas distancias, hasta 10 Km.

Fibras monomodo. El diámetro del núcleo de la fibra es muy pequeño y sólo permite la propagación de un único modo o rayo (fundamental), el cual se propaga directamente sin reflexión. Este efecto causa que su ancho de banda sea muy elevado, por lo que su utilización se suele reservar a grandes distancias, superiores a 10 Km, junto con dispositivos de elevado coste (LÁSER).

Ventajas

La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones de bps.

Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin congestiones.

Video y sonido en tiempo real.

Fácil de instalar.

Es inmune al ruido y las interferencias, como ocurre cuando un alambre telefónico pierde parte de su señal a otra.

Las fibras no pierden luz, por lo que la transmisión es también segura y no puede ser perturbada.

Carencia de señales eléctricas en la fibra, por lo que no pueden dar sacudidas ni otros peligros. Son convenientes para trabajar en ambientes explosivos.

Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes.

El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, capaz de llevar un gran número de señales.

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