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Elementos de un sistema de comunicación Transmiso r Destino Recibe informació n Medio de transmisión Recepto r Informaci ón de la fuente

Fibra Optica

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Page 1: Fibra  Optica

Elementos de un sistema de comunicación

TransmisorDestino

Recibe información

Medio de transmisión

ReceptorInformación de la fuente

Page 2: Fibra  Optica

Factores de un sistema de comunicación

– RapidezRapidez

– EficienciaEficiencia

– CostoCosto

– SeguridadSeguridad

Page 3: Fibra  Optica

¡¡¡Telecomunicaciones hoy!!!

@@@@

Comercio Comercio ElectrónicoElectrónico Líneas dedicadasLíneas dedicadas

Tele-educaciónTele-educación

Usuarios móvilesUsuarios móviles

Tele-trabajoTele-trabajo

Internet PhoneInternet PhoneWeb TVWeb TV

VideoconferenciaVideoconferencia

Redes privadasRedes privadas

MilitarMilitar

IndustrialIndustrial

Page 4: Fibra  Optica

¡¡Datos interesantes!!– 500,000 personas contratan

telefonía celular diariamente

– 900 millones de mensajes de voz serán entregados en un día

– 400 millones de personas se conectan a Internet cada 24 horas.

– Mientras leemos esta lámina 50 millones de correos electrónicos han sido enviados. | Fuente: Lucent

Technologies

Page 5: Fibra  Optica

Necesidades....Aumento en la demanda de Aumento en la demanda de

velocidad.velocidad.

Problemas de saturaciónProblemas de saturación

Aumentar el ancho de banda.Aumentar el ancho de banda.

Frecuencia más altas.Frecuencia más altas.

Multicanalización de canales.Multicanalización de canales.

Redes inteligentes.Redes inteligentes.

Reducción de costos, eficiencia y Reducción de costos, eficiencia y

seguridad.seguridad.

Page 6: Fibra  Optica

Comunicaciones Por Cable MétalicoPar trenzado (UTP) para Par trenzado (UTP) para bajas frecuencias, 500 bajas frecuencias, 500 conversaciones (160 mts- 100 conversaciones (160 mts- 100 Mbps).Mbps).

Coaxial para altas Coaxial para altas frecuencias, 10 mil frecuencias, 10 mil conversaciones (100 mts- 500 conversaciones (100 mts- 500 Mbps).Mbps).

Las transmisión puede ser Las transmisión puede ser analógica o digital .analógica o digital .

Pérdidas, atenuación y Pérdidas, atenuación y ruido en función de la ruido en función de la distancia.distancia.

Page 7: Fibra  Optica

Sistemas de RadiocomunicaciónFacil instalación, Facil instalación,

económico.económico.Comunicación móvil.Comunicación móvil.Áreas de difícil acceso.Áreas de difícil acceso.Facilidad de Facilidad de

reconfiguración.reconfiguración.

Ancho de banda Ancho de banda

limitado limitado Poca privacidad.Poca privacidad.Depende de las Depende de las

condiciones ambientalescondiciones ambientales

Page 8: Fibra  Optica

Sistemas de Microondas

Trabaja en frecuencias de 1-18 GHz.Trabaja en frecuencias de 1-18 GHz.

2 mil conversaciones aprox., 2 mil conversaciones aprox.,

90 Mbps.90 Mbps.

Buena recepción.Buena recepción.

Repetidores cada 100 Km.Repetidores cada 100 Km.

Repetidores estrategicos.Repetidores estrategicos.

Utiliza técnica de multiplexaciónUtiliza técnica de multiplexación..

Page 9: Fibra  Optica

Comunicaciones por Fibras Ópticas

Seguridad y alta calidad de Seguridad y alta calidad de trasmisión.trasmisión.Voz, Datos y Video.Voz, Datos y Video.Gran capacidad ( 60 mil Gran capacidad ( 60 mil llamadas por dos fibras) y llamadas por dos fibras) y velocidad aprox. 1 Tbps.velocidad aprox. 1 Tbps.Sin interferencias.Sin interferencias.Conversión electro-óptica.Conversión electro-óptica.

Instalación especial.Instalación especial.No rentable a corta distanciaNo rentable a corta distancia

Page 10: Fibra  Optica

1.1. Gran capacidad.Gran capacidad. 6. Fiabilidad y 6. Fiabilidad y

mantenimiento.mantenimiento.

2.2. Tamaño y peso.Tamaño y peso. 7. Versatilidad.7. Versatilidad.

3.3. Interferencia eléctrica.Interferencia eléctrica. 8. Expansión.8. Expansión.

4.4. Aislamiento.Aislamiento. 9. Regeneración9. Regeneración

5.5. Seguridad.Seguridad.

Ventajas:

Page 11: Fibra  Optica

Desventajas:

1.1. Conversión electro-óptica.Conversión electro-óptica.

2.2. Caminos homogéneos.Caminos homogéneos.

3.3. Instalación especial.Instalación especial.

4.4. Reparaciones.Reparaciones.

Page 12: Fibra  Optica

!!Aplicaciones potenciales¡¡ Redes de ComputadorasRedes de Computadoras

IndustríaIndustría

Aeroplanos, buques y Aeroplanos, buques y Transbordodores.Transbordodores.

TelecomunicacionesTelecomunicacionesMedicina, antropologíaMedicina, antropología.

SeguridadSeguridad

Page 13: Fibra  Optica

Red de Fibra ÓpticaMiles de Kilometros 1992 – 2000Fuente: COFETEL

Page 14: Fibra  Optica

DESCRIPCION GEOMETRICA Y FISICA

• La fibra óptica es una guía de ondas ópticas dieléctrica extremadamente fina.

• La utilizada para telecomunicaciones está hecha de cristales de silicio (SiO2)por considerarse de mejor calidad, además de que es una materia prima abundante, en comparación con el cobre; con unos kilogramos de vidrio pueden fabricarse aproximadamente 43 Km. de fibra óptica.

Page 15: Fibra  Optica

ANATOMIA DE UNA FIBRA

CORE: CORE: Region de Guía de Luz , Vidrio Claro SólidoRegion de Guía de Luz , Vidrio Claro Sólido

CLADDING: CLADDING: Contiene la Luz en el Centro, Vidrio Claro SólidoContiene la Luz en el Centro, Vidrio Claro Sólido

COATING: COATING: Protege el Vidrio Durante el Manejo, AcrilicatoProtege el Vidrio Durante el Manejo, Acrilicato

62.5 62.5 mm

125 125 mm

CORECORE

CLADDINGCLADDING COATINGCOATING

Page 16: Fibra  Optica

Básicamente hay dos tipos de fibra óptica, Multimodo y Monomodo.

La tipo multimodo es más usada en redes de área local “LAN” y cableado

estructurado, y la monomodo en redes de área ancha “WAN” o larga distancia.

Estos dos tipos de fibras son utilizados para integrar los cables de fibra óptica, los

cuales pueden ser para uso en interiores, exteriores o indistintamente

interior/exterior, el tipo de cubierta plástica y las protecciones empleadas les dan

estas caractrísticas.

Al construir los cables de fibras ópticas, se emplean dos técnicas para alojar los

conductores ópticos dentro del cable, éstas son: de Tubo Apretado “Tight Buffer”

o de Tubo Holgado “Loose Buffer”, generalmente los cables de Tubo Apretado se

utilizan para interiores y los de Tubo Holgado, para exteriores

Tight BufferTight Buffer

250 µm 250 µm

Coated Coated

FiberFiber250 µm 250 µm

Coated Coated

FiberFiber

•Rendimiento excelente a bajas excelente a bajas

temperaturastemperaturas

•Aislamiento de presiones externasAislamiento de presiones externas

•A prueba de agua (relleno de gel)A prueba de agua (relleno de gel)

Relleno de GelRelleno de Gel

Page 17: Fibra  Optica

DESCRIPCION GEOMETRICALos rayos cumplen las siguientes reglas:En un medio denso (cualquiera que no sea el vacío)Los rayos viajan a una velocidad Donde

C= Velocidad de la luz en el vacíon= índice de refracción del medio   la definición de índice de refracción esta dada como el cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la

velocidad en dicho material.

n>1      Los rayos viajan en línea recta a menos que exista un cambio en el índice de refracción      Cuando un rayo incide en el plano de separación de 2 medios dieléctricos con diferente índice de

refracción experimenta dos fenómenos: Sufre una desviación hacia el medio del que procede a esta se le denomina onda reflejada

Experimenta una variación en la trayectoria original, de tal modo que atraviesa el plano de separación y

se convierte en una onda reflejada  

nC

vC

n

Page 18: Fibra  Optica

n1<n2

Onda refractadan1

n2

Onda incidente Onda reflejada

θ1

2

3

θ1 3

Onda incidente Onda reflejada

Onda refractada

n1>n2

Page 19: Fibra  Optica

Cualquiera que sea el rayo incidente al cumplir esta condición, se refleja en su totalidad, a este fenómeno se le conoce como “principio de reflexión total”

El comportamiento de propagación de la luz es posible obtenerlo cubriendo un material con índice de refracción n1 con otro e índice de refracción n2, si estos tienen una geometría cilíndrica, donde el material de n1 es de un diámetro menor que n2 se tiene la estructura e las fibras ópticas.En la fibra óptica el cilindro interno es el core y el externo el clad a las cuales se les cubre con un recubrimiento plástico como protección

protección

núcleon1

n2

Page 20: Fibra  Optica

TIPOS DE FIBRA INSTALACION Y CONEXIÓN

Las fibras se clasifican en monomodo y multimodo debido a la forma de transmisión que tiene, esto basado en un parámetro V llamado frecuencia de corte normalizada, relacionado con el número de veces que el radio de la fibra contiene a la longitud de onda , el parámetro V es utilizado para identificar el número de modos de transmisión en una guía de ondas, para valores de V< 2405 existe un modo de propagación único y para valores superiores es posible que existan varios modos de propagación, si la fibra transmite en un solo modo se le denomina fibra monomodo, a medida que el valor de V se incrementa aumenta el número de modos transmitidos: esta es la llamada fibra multimodo esto indica que para valores de n1/n2 que hacen que el valor de V>2405 es posible más de un solo modo de propagación.

 

Page 21: Fibra  Optica

FIBRA MULTIMODOCuando la apertura numérica es superior a 2,405 se

transmiten varios modos electromagnéticos por la fibra, denominándose por esto fibra multimodo, las distancias de transmisión de estos tipos de fibra están alrededor de los 2.4 Km. Existen 2 tipos de fibra multimodo de índice escalón y de índice gradual.

Es una fibra óptica que tiene varios modos de propagación.

Cuenta con una alta apertura numérica y permite una fácil conectorizacion debido al ancho de su núcleo, en esta fibra el ancho espectral del emisor puede ser mayor que en la fibra monomodo, el diámetro más frecuente es de 62.2/125

Page 22: Fibra  Optica

• Ventajas: Circuitos electrónicos de menor complejidad que traen aparejado bajo costo de interconexión. 

• Desventaja: Distancia limitada < a 2.0 Km. y baja capacidad de transmisión < 300 Mbit/seg.

• Usos: Redes LAN, sistemas de seguridad y señalización

• Existen 2 tipos de fibras multimodo

• Salto de indice

• Gradiente gradual

Page 23: Fibra  Optica
Page 24: Fibra  Optica

Radio de Curvatura

R

Tensión de Jalado

Max. 600 lb (2,669 N)Interior o Exterior

AtenuaciónPérdida Máxima3.4 dB/km @ 850 nm1.0 dB/km @ 1,300 nmMínimo Ancho de Banda200 Mhz-km 850 nm500 Mhz-km 1,300 nm

20 veces el diametro externo del cable (Durante la Instalación)Para cable exterior = 10” a 12”Para cable interior = 4” a 6”

10 veces el diametro externo del cable (Después de la Instalación)Para cable exterior = 5” a 6”Para cable interior = 2” a 3”

Page 25: Fibra  Optica

Inmersión de cable en corridas largas

1.- Inicia la inmersión por el registro central hacia un extremo del recorrido. Desenrrollar el resto del cable sobre el suelo en figura 8.

2.- Inicia la inmersión por el registro central hacia el extremo opuesto.

3.- Extraer el cable restante de un registro en la sección final sobre el suelo en figura 8.

4.- Terminar la inmersión del cable de la sección final.

Page 26: Fibra  Optica

ST

SC

LCFérula de 1.25 mm

Férula de 2.5 mmla mayoria de los conectores

de fibra óptica para teleocmunicacionestienen férula de 2.5 mm

El objetivo de un conector de fibra óptica es el de poder manipular el hilo de cristal con los dedos y presentarlo de forma alineada y precisa al emisor o receptor óptico.La férula de los conectores, debe ser muy precisa en su diámetro exterior, interior, longitud y su concentricidad.Básicamente, hay que sujetatar el hilo de cristal dentro de la férula de forma permanente, cortar el excedente al raz y pulirlo en acabado espejo, de esta forma se obtiene la máxima transferencia de energía lumínica desde o hacia el conductor óptico y el dispositivo receptor o emisor

2.5 mm

125 m

Page 27: Fibra  Optica

•Más comúnmente usadoMás comúnmente usado

ST CompatibleST Compatible

•Fácil de terminarFácil de terminar

Casquillo de Interconexión o AcoplamientoCasquillo de Interconexión o Acoplamiento•Permite acoplamiento de Permite acoplamiento de conectores compatiblesconectores compatibles

Page 28: Fibra  Optica

• Conector Duplex SC

AB

PatchPanel

ConectorConectorSimplexSimplex

ConectorConectorDuplexDuplex

Lado delLado delusuariousuario

Lado delLado delusuariousuario

Lado del Lado del CableadoCableadoLado del Lado del CableadoCableado

Page 29: Fibra  Optica

Fibra de seguridadFibra de seguridad

Almacenaje Almacenaje de 3.28 ft.de 3.28 ft.

Asegura 1.18 in. min.Asegura 1.18 in. min.radio de curvaturaradio de curvatura

2 conexiones 2 conexiones de fibrade fibra

Page 30: Fibra  Optica