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Redes de Fibra Óptica RFO 4501Clase 1: Origen de las Comunicaciones por Fibra

Óptica.

Objetivos

• Origen de las comunicaciones por fibra óptica• Fundamentos de fibra óptica• Cables de fibra óptica

ORIGEN DE LAS COMUNICACIONES POR FIBRA OPTICA

• Telégrafo óptico Francia: 1790 Claude Chappe• Sistema de semáforos montados en torres, donde operadores

humanos enviaban mensajes, pasándolos de torre en torre


• Teléfono óptico EE.UU: 1880 Alexander Graham Bell

• Llamado Fotófono, precursor de las trasmisiones inalámbricas, pretendía ocupar la luz a través del aire como medio de transmisión,

• Aplicación en señalización entre barcos


• Reflexión interna total: capacidad de un medio para confinar la luz al estar rodeado por otro material con un índice de refracción menor, como es el caso del vidrio y el aire

• En 1840 científicos europeos demuestran que la luz puede ser guiada a través de chorros de agua, como el que dispersa una fuente

• En 1900 se reemplaza el chorro de agua por varillas de cuarzo, hallando aplicación en la medicina dental


• En 1940 y años posteriores se cambia el cuarzo por el Plexiglás por mayor flexibilidad y se intenta con el realizar la toma de imágenes de partes internas del cuerpo de un paciente


• En 1960 la fibra de núcleo de vidrio se fabrica con pérdidas de un decibel por metro, ideal para la obtención de imágenes médicas, pero impensable para comunicaciones

• En esta época, comienza la guerra por el uso del espectro radioeléctrico al buscar y utilizar frecuencias más altas para llevar trasmisiones de gran ancho de banda como son la televisión y las tramas telefónicas

• También en esta década se inventa el LASER que en sus comienzos es utilizado para hacer trasmisiones por el espacio libre.


• Las interferencias de la niebla, lluvia, nubes y otras alteraciones atmosféricas prioriza la necesidad de un medio guía para encauzar la emisión del rayo, creándose las primeras guías de onda óptica, a partir de fibras de fibra de vidrio mejoradas

• La fibra original tenía un núcleo de 3 a 4 micrones y un revestimiento de índice refractivo un 1% menor que el núcleo pero de grosor de 300 a 400 micrones


• Permitía, una capacidad de información de 1 GHz, el equivalente de 200 canales de TV o 200.000 conversaciones telefónicas

• A través de perfeccionamientos en el modelado del diseño de la fibra a partir de la experiencia con las guías de onda para RF se logra reducir las perdidas de 1000 dB/Km a 20 dB/Km lo que logra interesar en una primera instancia la Post Office Británica


• Una vez obtenido un cliente de esta envergadura, en los años de 1970 comienza una acelerada carrera de compañías que compiten por la fabricación de fibras, diodos láser, blindaje para tendido de la fibra, amplificadores ópticos, etc.


• En 1970 se trabaja con fibras de núcleo de 50 a 62,5 micrómetros, portadoras asociados a la longitud de onda de 850 nanómetros y atenuaciones de 2 dB/Km.

• Hoy una nueva generación de fibras con núcleos de 1,55 nanómetros y atenuaciones de 0,2 a 0,3 dB/Km permiten velocidades de 5 Gbps por segundo

FUNDAMENTOS DE FIBRA OPTICA

• La fibra óptica es el medio por el cual las señales de comunicación son transmitidas en forma de luz guiada por delgadas varillas de vidrio o plástico

• Las señales pueden ser pulsos digitales o ráfagas continuas de luz modificada por alguna modulación

• La luz representa la información en este medio y su ventaja con respecto a otros medios es poder transportar la mayor cantidad de información a distancias más lejanas

FUNDAMENTOS DE FIBRA OPTICA• Es inmune a la interferencia

electromagnética, y con sistemas de repetidores transmite con el mínimo ruido y margen de error

• Una fibra óptica se compone de tres elementos:– Una fuente de luz– Puede ser un diodo LASER o LED;

convierte la información eléctrica en óptica

– Los jack de conectores sirven de mecanismo de alineación del haz de luz


• Una fibra óptica se compone de tres elementos:• La fibra• Puede ser de vidrio o de plástico• Incluye a los conectores, al cable y a los empalmes


• Una fibra óptica se compone de tres elementos:• El detector de luz• Puede ser semiconductora; convierte la información de luz en

electricidad


• En sistemas de larga distancia el uso de amplificadores intermedios es necesario para compensar la perdida de señal a lo largo de la fibra repitiendo también el modelo de receptor, transmisor, y electrónica de soporte.

FUNDAMENTOS DE FIBRA OPTICA• La fibra es una varilla que transporta la luz (core)

rodeada de un revestimiento (cladding)

CABLES DE FIBRA OPTICA

• Debido a la gran cantidad de condiciones a la que se expone, la fibra óptica debe ser encapsulada en diversas capas de protección

• La primera es una delgada capa de plástico que recubre a al varilla de fibra y la protege de la humedad a demás de darle resistencia mecánica

• La siguiente capa de protección se reconoce como “buffer” y por extrusión da forma de cable a las varillas revestidas permitiendo incrementar su resistencia mecánica.

• Se clasifica como protección de tubo suelto o tubo apretado

CABLES DE FIBRA OPTICA• El diseño de tubo apretado “tight-buffered cable” es una buena

elección al momento de requerir flexibilidad y fácil disposición del cableado como puede ser el cubrir distancias cortas como las de los equipos terminales al rack de distribución

CABLES DE FIBRA OPTICA• El diseño de tubo holgado “loose-tube cable” es una buena

elección al momento de requerir una aislación completa del medio exterior y soportar grandes tensiones de tracción como puede ser el tendido en postes o la disposición en sistemas de tuberías subterráneas

CABLES DE FIBRA OPTICA• El cable encintado consiste en 12 o mas varillas de fibra

revestidas agrupadas con una cinta que las envuelve. • Un ejemplo de esto es que sobre 100 fibras pueden ser

dispuestas en la sección de 1,27 centímetros cuadrados con cable encintado


• Enchaquetado del cable– De acuerdo con las normas NEC NPFA y UL Laboratories.

• Factores Ambientales y Mecánicos– Teniendo en cuenta que también es un cable que será

hecho pasar por tracción por ductos o conduits, debe presentar un numero considerable de elementos que ofrezcan rigidez y fuerza contra las tensiones que pudiesen crear curvaturas o dañar las fibras

CABLES DE FIBRA OPTICA• Estándares de la industria:– Cable Zipcord o simplex

CABLES DE FIBRA OPTICA• Estándares de la industria:– Cable de distribución, “tightpack cables”

CABLES DE FIBRA OPTICA• Estándares de la industria:– Cable reforzado o “breakout cables”

CABLES DE FIBRA OPTICA• Estándares de la industria:– Cables de tubo holgado

CABLES DE FIBRA OPTICA• Estándares de la industria:– Cable híbridos o compuestos

Resumen

• Revisión de la reseña histórica al pasar de las comunicaciones ópticas y el encauce de la luz por medios físicos a la fibra óptica en la industria de las telecomunicaciones

• Revisión de la confección y parametrizacion de la fibra óptica• Clasificación de los cables de fibra óptica según estándares de

la industria

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