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La fibra óptica es una delgada hebra de
vidrio o silicio fundido que conduce la luz. Se requieren dos filamentos para
una comunicación bi-direccional: TX y RX.
El grosor del filamento es comparable al
grosor de un cabello humano, es decir, aproximadamente de 0,1 mm. En cada
filamento de fibra óptica podemos apreciar 3 componentes:
Un cable de fibra óptica está compuesto
por: Núcleo, manto, recubrimiento, tensores y chaqueta.
Las fibras ópticas se pueden utilizar con
LAN, así como para transmisión de largo alcance, aunque derivar en ella es
más complicado que conectarse a una Ethernet. La interfaz en cada computadora
pasa la corriente de pulsos de luz hacia el siguiente enlace y también sirve
como unión T para que la computadora pueda enviar y recibir mensajes.
Convencionalmente, un pulso de luz indica
un bit 1 y la ausencia de luz indica un bit 0. El detector genera un pulso
eléctrico cuando la luz incide en él. Éste sistema de transmisión tendría
fugas de luz y sería inútil en la práctica excepto por un principio
interesante de la física. Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, el
rayo se refracta (se dobla) entre las fronteras de los medios.
El grado de refracción depende de las
propiedades de los dos medios (en particular, de sus índices de refracción).
Para ángulos de incidencia por encima de cierto valor crítico, la luz se
refracta de regreso; ninguna función escapa hacia el otro medio, de esta
forma el rayo queda atrapado dentro de la fibra y se puede propagar por
muchos kilómetros virtualmente sin pérdidas. En la siguiente animación puede
verse la secuencia de transmisión.
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Davis telecomunicaciones
domingo, 20 de mayo de 2012
FIBRA OPTICA
sábado, 14 de abril de 2012
Tipos de fibra optica
Cable de
fibra por su composición hay tres tipos disponibles actualmente:
- Núcleo de plástico y
cubierta plástica
- Núcleo de vidrio con
cubierta de plástico (frecuentemente llamada fibra PCS, El núcleo silicio
cubierta de plástico)
- Núcleo de vidrio y cubierta
de vidrio (frecuentemente llamadas SCS, silicio cubierta de silicio)
Las
fibras de plástico tienen ventajas sobre las fibras de vidrio por ser más
flexibles y más fuertes, fáciles de instalar, pueden resistir mejor la presión,
son menos costosas y pesan aproximadamente 60% menos que el vidrio. La
desventaja es su característica de atenuación alta: no propagan la luz tan
eficientemente como el vidrio. Por tanto las de plástico se limitan a
distancias relativamente cortas, como puede ser dentro de un solo edificio.
Las
fibras con núcleos de vidrio tienen baja atenuación. Sin embargo, las fibras
PCS son un poco mejores que las fibras SCS. Además, las fibras PCS son menos
afectadas por la radiación y, por lo tanto, más atractivas a las aplicaciones
militares. Desafortunadamente, los cables SCS son menos fuertes, y más
sensibles al aumento en atenuación cuando se exponen a la radiación.
Cable de
fibra óptica disponible en construcciones básicas:
- Cable de estructura holgada
y
- Cable de estructura ajustada.
Cable de estructura holgada
Consta de
varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo, y rodeado de una
cubierta protectora. El rasgo distintivo de este tipo de cable son los tubos de
fibra. Cada tubo, de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras
ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o, más
comúnmente estar llenos de un gel resistente al agua que impide que ésta entre
en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores
que se ejerzan sobre el cable.
Cable de tubo Holgado
El centro
del cable contiene un elemento de refuerzo, que puede ser acero, Kevlaro un
material similar. Este miembro proporciona al cable refuerzo y soporte durante
las operaciones de tendido, así corno en las posiciones de instalación
permanente. Debería amarrarse siempre con seguridad a la polea de tendido
durante las operaciones de tendido del cable, y a los anclajes apropiados que
hay en cajas de empalmes o paneles de conexión.
La cubierta o protección exterior de l cable se
puede hacer , entre otros materiales, de polietileno, de armadura o coraza de
acero, goma o hilos y para aplicaciones
tanto exteriores como interiores. Con objeto d e localizar los fallos con e l
OTDR d e un a manera más fácil y precisa, la cubierta está secuencialmente
numerada cada metro (o cada pie) por el fabricante
Tubo holgado de cable de fibra óptica
Los
cables de estructura holgada se usan en la mayoría de las instalaciones exteriores,
incluyendo aplicaciones aéreas, en tubos o conductos y en instalaciones directamente
enterradas. El cable de estructura holgada no es muy adecuado para
instalaciones en recorridos muy verticales, porque existe la posibilidad de que
el gel interno fluya o que las fibras se muevan.
Cable de estructura ajustada
Contiene
varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de
tracción, y todo ello cubierto dc una protección exterior. La protección
secundaria de la fibra consiste en una cubierta plástica de 900 μm de
diámetro que rodea a! recubrimiento de 250 μm de la fibra óptica.
Cable de estructura ajustada
La
protección secundaria proporciona a cada fibra individual una protección adicional
frente al entorno así como un soporte físico. Esto permite a la fibra ser conectada
directamente (conector instalado directamente en el cable de la fibra), sin la
protección que ofrece una bandeja de empalmes. Para algunas instalaciones esto
puede reducir cl coste de la instalación y disminuir el número de empalmes en
un tendido de fibra. Debido al diseño ajustado del cable, es más sensible a las
cargas de estiramiento o tracción y puede ver incrementadas las pérdidas por micro
curvaturas.
Por una
parte, un cable de estructura ajustada es más flexible y tiene un radio de
curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada. En
primer lugar. es un cable que se ha diseñado para instalaciones en el interior
de los edificios. También se puede instalar en tendidos verticales más elevados
que los cables de estructura holgada, debido al soporte individual de que
dispone cada fibra.
Cable blindado
Tienen
tina coraza protectora o armadura de acero debajo de la cubierta de
polietileno. Esto proporciona al cable una resistencia excelente al
aplastamiento y propiedades de protección frente a roedores. Se usa frecuentemente
en aplicaciones de enterramiento directo o para instalaciones en entornos de
industrias pesadas. El cable se encuentra disponible generalmente en estructura
holgada aunque también hay cables de estructura ajustada.
Cable de fibra óptica con armadura
Existen
también otros cables de fibra óptica para las siguientes aplicaciones
especiales:
Cable aéreo auto portante
O auto
soportado es un cable de estructura holgada diseñado para ser utilizado en
estructuras aéreas. No requiere un fijador corno soporte. Para asegurar el
cable directamente a la estructura del poste se utilizan abrazaderas especiales.
El cable se sitúa bajo tensión mecánica a lo largo del tendido.
Cable submarino
Es un cable
de estructura holgada diseñado para permanecer sumergido en el agua.
Actualmente muchos continentes están conectados por cables submarinos de fibra
óptica transoceánicos.
Cable compuesto tierra-óptico (OPGW)
Es un
cable de tierra que tiene fibras ópticas insertadas dentro de un tubo en el
núcleo central del cable. Las fibras ópticas están completamente protegidas y
rodeadas por pesados cables a tierra. Es utilizado por las compañías eléctricas
para suministrar comunicaciones a lo largo de las rutas de las líneas de alta
tensión.
Cables híbridos
Es un
cable que contiene tanto fibras ópticas como pares de cobre.
Cable en abanico
Es un
cable de estructura ajustada con un número pequeño de fibras y diseñado para
una conexión directa y fácil (no se requiere un panel de conexiones).
Clasificación de las fibras ópticas
Las
fibras ópticas utilizadas actualmente en el área de las telecomunicaciones se
clasifican fundamentalmente en dos grupos según el modo de propagación: Fibras
Multimodo y Fibras Monomodo.
Fibras ópticas Multimodo
Son
aquellas que pueden guiar y transmitir varios rayos de luz por sucesivas
reflexiones, (modos de propagación).
Los modos
son formas de ondas admisibles, la palabra modo significa trayectoria.
Fibras ópticas Monomodo
Son
aquellas que por su especial diseño pueden guiar y transmitir un solo rayo de
luz (un modo de propagación) y tiene la particularidad de poseer un ancho de
banda elevadísimo.
En estas
fibras monomodo cuando se aplica el emisor de luz, el aprovechamiento es
mínimo, también el costo es más elevado, la fabricación difícil y los acoples
deben ser perfectos.
sábado, 10 de marzo de 2012
Fibra Óptica
La fibra óptica
es una guía de ondas luminosas, constituidas por dos dieléctricos de sílice
cilíndricos coaxiales de distinto índice de refracción, denominados núcleo y revestimiento.En toda fibra óptica podemos distinguir entre la fibra, propiamente dicha, y las protecciones de ésta.
En cuento a los elementos que constituyen la fibra óptica podemos decir que generalmente son:
- Núcleo
- Revestimiento
- Protección primaria o revestimiento
- Protección secundaria
Núcleo.
Es el elemento interior
y se encarga de conducir la señal óptica.Tiene un diámetro nominal de 10 o 50 micrometros, según se trate de fibras ópticas monomodo o multimodo.
Revestimiento.
Es el elemento
que rodea al núcleo y su misión es la de confinar la señal óptica en le mismo,
por ello su índice de refracción es menor que el del núcleo.Tiene un diámetro nominal de 125 micrometros.
Protección primaria o recubrimiento.
Es un barniz de
acrilato o silicona, que se aplica a la fibra en el proceso de fabricación y
cuya misión consiste en preservar a la fibra de ataques químicos y dotarla de
mayor resistencia mecánica.Tiene un diámetro nominal de 500 micrometros en los cables monofibra y de 250 micrometros en los cables multifibra con protección secundaria holgada.
Según el tipo de cable puede ir coloreada o no. Ver "Identificación de las fibras.".
Protección secundaria.
La primera
protección no es suficiente para que la fibra soporte la manipulación que se
produce en su instalación. Para ello se le dota de una segunda protección
mecánica adicional, ésta es de material plástico.La segunda protección siempre aparece coloreada según un código que se detalla en "Código de colores para fibras multimodo" e "Identificación de los tubos."
Dependiendo del diámetro de la protección secundaria o de la forma de aplicarla, las fibras se clasifican en:
Fibras con protección secundaria ajustada
La protección secundaria ajustada está formada por una o varias capas superpuestas de material plástico que forman una estructura compacta con la protección primaria.
Normalmente se emplea tanto en los monomodo como en los multimodo.
Fibras con protección secundaria holgada.
En estas fibras
la segunda protección no está íntimamente unida a la primera, es decir, la
fibra queda libre en su interior.Cuando la segunda protección es de este tipo también se la conoce como "tubo". Este tubo esta relleno de un compuesto de relleno hidrófugo que , generalmente será silicona líquida.
Normalmente se emplea en las fibras monomodo.
Constitución de los cables de F.O.
En general los
cables de fibra óptica están compuestos de los siguientes elementos:§ Fibras ópticas
§ Elementos de relleno
§ Compuestos de relleno
§ Cintas de envoltura del núcleo
§ Elemento de refuerzo
§ Ligaduras
§ Hilo de rasgado
§ Cubierta
· Fibra óptica.
Las fibras
ópticas con sus protecciones están dispuestas en una o dos capas concéntricas
alrededor de un elemento central en paso de hélice o S-Z( cambia la dirección
del trenzado después de un número determinado de vueltas, cada 90 cm
aproximadamente), constituyendo el conjunto el núcleo del cable.
El número de
fibras ópticas que puede tener el cable( su capacidad), será variable y
dependerá del tipo de cable.Podemos distinguir los siguientes tipos de cables de fibra óptica:
- Cables ópticos multifibras.
- Cables ópticos monofibra.
Cables ópticos multifibra multimodo.
Existen cables
con numeroso número de fibras, pero quizás el que presenta mejores
características desde el punto de vista de atenuación y ancho de banda es el de
16 fibras.
Cables
ópticos multifibra monomodo.En este tipo de cables la protección secundaria es holgada, pudiendo tener cada cable 1, 2, 4 u 8 fibras cada uno. Cabe decir que en la actualidad ya se utilizan cables de 128 fibras.
Cables ópticos monofibra (multimodo y monomodo).
En estos cables
la protección secundaria siempre es ajustada. El elemento de refuerzo está
formado por hilaturas de fibra de aramida dispuestas longitudinalmente sobre la
segunda protección.
Luego se dispone
una cubierta termoplástica compuesta de material ignífugo que suele ser
poliuretano o similar. Destacar que en los cables monofibra multimodo la
cubierta termoplástica es verde, mientras que en los monomodo es amarilla.· Elementos de relleno.
Generalmente son
tubos de material plástico de color negro, similares a los utilizados para
albergar las fibras y que se emplean para rellenar los espacios vacíos del
núcleo.
· Compuestos de relleno.
El cable está
relleno de un compuesto hidrófugo, normalmente petrolato, que se dispondrá en
los espacios vacíos del núcleo y entre éste y la cubierta.
·
Cintas de envoltura del núcleo.
El núcleo del
cable se cubre con una o varias cintas dieléctricas de poliéster o material
similar, de espesor suficiente para garantizar la debida protección térmica del
núcleo durante el proceso de extrusión de la cubierta del cable.
·
Elemento de refuerzo.
Su misión
fundamental es la de proporcionar al cable un elemento apto para soportar la
tensión de tiro durante la instalación. Su ubicación en el cable y su
composición depende del tipo de cable.
En los cables
metálicos el elemento de refuerzo está constituido por una sirga de acero de 19
hilos. Está situado en la parte central, axial, del cable y está recubierto por
una capa de polietileno negro de baja densidad. Sobre este elemento se
dispondrán las fibras ópticas, en paso de hélice, formando el conjunto del
núcleo del cable.
En los cables no
metálicos o dieléctricos el elemento de refuerzo está constituido por hilaturas
de fibra de aramida dispuestas en hélice sobre la cubierta interior de
polietileno, poliuretano o termoplástico, según el tipo de cable.
Los cables
dieléctricos tienen un elemento central no metálico que sirve de soporte para
posicionar las fibras ópticas y así configurar el núcleo del cable.
· Ligaduras.
Son ataduras
plásticas o hilos de nylon dispuestas en hélice y colocadas debajo y sobre la
envolvente del núcleo.
·
Hilos de rasgado.
Hilos de
poliamida o similar dispuestos longitudinalmente entre el núcleo y la cubierta
interior y entre las dos cubiertas de los cables. Se emplean para facilitar el
rasgado de las cubiertas de los cables para conseguir su eliminación.
· Cubierta.
Es la parte
exterior del cable y sirve para proteger el núcleo del mismo de los agentes
externos.
La cubierta de los cables multifibra monomodo
en función de su aplicación o lugar de instalación, pueden ser de los
siguientes tipos:
- PKP
- PKESP
- PKCP
- PUKPU
- TKT
- KT
La cubierta PEAP
está formada por:
- Polietileno de
baja densidad.- Estanca Aluminio.
- Polietileno de alta densidad.
Este tipo de cable
no se instala actualmente. El elemento de refuerzo está constituido por una
sirga de acero situada en la parte central, axial del cable.
·
Cables con cubierta PESP.
La cubierta está
formada por:
- Polietileno de
baja densidad.- Estanca Acero.
- Polietileno de alta densidad.
Este tipo de
cable tampoco se instala actualmente. El elemento de refuerzo y su disposición
en el cable es igual que en el cable PEAP.
· Cables con cubierta PKP.
La cubierta PKP
está formada por:
- Polietileno de
baja densidad.- Fibras de aramida.
- Polietileno de alta densidad.
Este cable es el
que más se utiliza actualmente. El elemento de refuerzo está constituido por
hilaturas de fibras de aramida dispuestas en hélice sobre la cubierta interior
de polietileno.
· Cables con cubierta PKESP o PKASP.
La cubierta está
formada por:
- Polietileno de
baja densidad.- Fibras de aramida.
- Estanca Acero.
- Polietileno de alta densidad.
En la actualidad
ha sido sustituido por los cables auto soportados PKCP.
El elemento de
refuerzo está constituido por hilaturas de fibra de aramida, distribuidas en
capas y dispuestas en paso de hélice sobre la cubierta interior de polietileno.
Éstas tienen un gran poder de absorción de los impactos por lo que también se
la conoce como "cubierta anti cazadores".
·
Cables con cubierta PKCP.
Está formada
por:
- Polietileno de
baja densidad.- Fibras de aramida.
- Cintas de material antibalístico.
- Polietileno de baja densidad.
El elemento de
refuerzo está constituido por hilaturas de fibra de aramida dispuestas en
hélice sobre la cubierta interior de polietileno, sobre las fibras de aramida
se colocan una o varias cintas de material resistente a impactos balísticos.
Los tubos que
contienen las fibras van en paso S-Z, sustituyendo estos cables a los PKESP.
Este cable es auto soportado.
·
Cables con cubierta PUKPU.
Formada por:
- Poliuretano. - Fibras de aramida.
- Poliuretano.
El elemento de
refuerzo está formado por hilaturas de aramida dispuestas en forma de hélice
sobre la cubierta interior de poliuretano. La cubierta exterior de estos cables
es de color naranja. Este cable sólo se utiliza en labores de conservación.
·
Cables con cubierta TKT.
Formada por:
- Termoplástico.- Fibras de aramida.
- Termoplástico.
El elemento de
refuerzo está formado por hilaturas de aramida dispuestas en forma de hélice
sobre la cubierta interior de termoplástico. El termoplástico será de un
material ignífugo, poliuretano o similar. La cubierta exterior de estos cables
es de color amarillo en los cables de fibra óptica monomodo, y verde en los
multimodo. A estos cables se los denomina cables " para interiores".
·
Cables con cubierta KT.
Formados por:
- Fibras de
aramida.- Termoplástico.
El elemento de
refuerzo está formado por hilaturas de fibra de aramida dispuestas en forma de
hélice sobre el núcleo. La cubierta exterior de éstos es de color negro.
También son denominados "cables de acometida".
Los cables
monofibra también tienen este tipo de cubierta, dependiendo de si son monomodo
o multimodo la cubierta exterior ignífuga será amarilla o verde. Estos cables
monofibra se utilizan en las centrales, en los puntos de red, y en general, en
aquellos lugares que donde se requiera disponer de conectores para efectuar
medidas o tener flexibilidad en la red.
La segunda
protección de las fibras ópticas de los cables de acometida es holgada,
mientras que la de los cables monofibra es ajustada.
· Identificación de las fibras.
Después de
identificar los tubos es necesario identificar las fibras que contiene cada
uno. Éstas se identifican por el color de su protección primaria y por la
posición que ocupan en el cable, que viene dada por el tubo en el que se
encuentra.
Los códigos de
colores que se emplean en la primera protección dependen del número de fibras
que albergue cada tubo, y son:
§ Cables con 1 fibra por tubo:
La primera
protección presentará un color transparente.
§ Cables con 2 fibras por tubo:
Fibra: 1
----> color: verde
Fibra: 2
----> color: rojo
En algunos
cables instalados, la fibra 1 puede presentar color transparente.
§ Cables con 4 fibras por tubo: Fibra: 1 ----> color: verde
Fibra: 2 ----> color: rojo
Fibra: 3 ----> color: azul
Fibra: 4 ----> color: amarillo
Algunos cables
instalados pueden presentar la siguiente coloración:
- transparente, - rojo,
-azul
-verde.
§ Cables con 8 fibras por tubo:
Fibra: 1
----> color: verde
Fibra: 2
----> color: rojoFibra: 3 ----> color: azul
Fibra: 4 ----> color: amarillo
Fibra: 5 ----> color: gris
Fibra: 6 ----> color: violeta
Fibra: 7 ----> color: marrón
Fibra: 8 ----> color: naranja
En algunos
cables instalados, la fibra 8 puede presentar color transparente.
Identificación de los tubos.
Los códigos de
colores que se emplean en la 2ª protección o tubo, independientemente del
número de fibras que contenga, son:
§ Cables
con 4 tubos:
Tubo: 1 ---->
color: blanco
Tubo: 2 ---->
color: rojoTubo: 3 ----> color: azul
Tubo: 4 ----> color: verde
§ Cables con 6 tubos:
Tubos: 1, 2
----> color: blanco
Tubos: 3, 4
----> color: rojoTubos: 5, 6 ----> color: azul
§ Cables con 8 tubos:
Tubos: 1, 2 ---->
color: blanco
Tubos: 3, 4
----> color: rojoTubos: 5, 6 ----> color: azul
Tubos: 7, 8 ----> color: verde
§ Cables con 12 tubos:
Tubos: 1, 2, 3
----> color: blanco
Tubos: 4, 5, 6
----> color: rojoTubos: 7, 8, 9 ----> color: azul
Tubos: 10, 11, 12 ----> color: verde
§ Cables con 16 tubos ( 1 capa):
Tubos: 1, 2, 3,
4 ----> color: blanco
Tubos: 5, 6, 7,
8 ----> color: rojoTubos: 9, 10, 11, 12 ----> color: azul
Tubos: 13, 14, 15, 16 ----> color: verde
§ Cables con 16 tubos ( 2 capas):
Capa: 1; tubo: 1
----> color: blanco
Capa: 1; tubo: 2
----> color: rojoCapa: 1; tubo: 3 ----> color: azul
Capa: 1; tubo: 4 ----> color: verde
Capa: 2; tubos: 5, 6, 7 ----> color: blanco
Capa: 2; tubos: 8, 9, 10 ----> color: rojo
Capa: 2; tubos: 11, 12, 13 ----> color: azul
Capa: 2; tubos: 14, 15, 16 ----> color: verde
Identificación del cable de F.O.
Los cables
multifibra presentarán en el exterior de la cubierta la siguiente
identificación:
§ Nombre
del fabricante (siglas). § Año de fabricación (últimas 2 cifras).
§ Número de fibras ópticas (p .e.: 2 F.O.).
§ Tipo de fibra:
§ Monomodo (número 10).
§ Multimodo (número 50).
§ Monomodo en cinta (10/CINTA).
§ Metraje (excepto en el cable de acometida).
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