| Introducción | Tipos de fibra óptica |
| Estructura | Dispersión de la luz |
| Principios de propagacion | Cables ópticos |
| Cono de aceptación | Emisores de luz |
| Longitud de onda | Receptores de luz |
FIBRA ÓPTICA
Sin duda, todos los tipos de redes que emplean algún tipo de cableado,
apuntan hacia la fibra óptica, en cualquiera de sus aplicaciones prácticas,
llámese FDDI, ATM, o inclusive en redes LAN con el estándar 100BaseF,
que emplea un par de fibras ópticas para mover información a lo
largo de toda la red. En la actualidad ya existe gran cantidad de redes en todo
el mundo que emplean la fibra óptica como un elemento importante dentro
de la red, particularmente cubriendo el papel del backbone o medio de transmisión
vertebral, uniendo dos edificios, oficinas de un campus, poblaciones cercanas,
etc.
Este es el medio de transmisión de datos inmune a las interferencias
por excelencia, con seguridad debido a que por su interior dejan de moverse
impulsos eléctricos, proclives a los ruidos del entorno que alteren la
información. Al conducir luz por su interior, la fibra óptica
no es propensa a ningún tipo de interferencia electromagnética
o electrostática.
La fibra es un hilo fino de vidrio generalmente o plástico, cuyo grosor
puede asemejarse al de un cabello, capaz de conducir la luz por su interior.
Generalmente esta luz es de tipo infrarrojo y no es visible al ojo humano. La
modulación de esta luz permite transmitir información tal como
lo hacen los medios eléctricos.
Estructura
La estructura
de la fibra óptica es relativamente sencilla, aunque la mayor complejidad
radica en su fabricación. La fibra óptica está compuesta
por dos capas, una de denominada Núcleo (Core) y la otra denominada Recubrimiento
(Clad). La relación de diámetros es de aproximadamente 1 de recubrimiento
por 3 de núcleo. El extra delgado hilo de vidrio está cubierto
por una capa plástica que le brinda la protección necesaria, aunque
normalmente un gran conjunto de fibras se unen entre sí para obtener
mayor seguridad como veremos un poco más adelante.
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Principios de la propagación
de la luz
La fibra óptica está compuesta por dos capas de vidrio, cada una con distinto índice de refracción. El índice de refracción del núcleo es mayor que el del revestimiento, razón por la cual, y debido a la diferencia de índices la luz introducida al interior de la fibra se mantiene y propaga a través del núcleo. Se produce por ende el efecto denominado de Refracción Total, tal como se ilustra en la figura 2.
Respecto a
atenuaciones producidas dentro de otros medios de transmisión, la fibra
óptica presenta niveles de atenuación realmente bajos que permiten
transmitir luz por varios kilómetros sin necesidad de reconstruir la
señal (regenerar).
Longitud
de onda
Todo rayo de
luz se halla dentro de un espectro posible. El espectro incluye en la parte
más izquierda, los rayos de luz de menor longitud de onda, pero que poseen
más energía, denominados ultravioletas. En el otro extremo, se
halla las luces de mayores longitudes de onda, pero que poseen menor energía,
a las que se denomina infrarrojas. Un intervalo relativamente pequeño
de todo este espectro, que se halla entre los colores violeta y rojo, es el
que el ojo humano puede apreciar. Son precisamente las luces que se hallan dentro
del espectro correspondiente a los infrarrojos los que se emplean para transmitir
información por el interior de las fibras ópticas.
Tipos de fibra óptica
Las fibras ópticas se clasifican de acuerdo al modo de propagación
que dentro de ellas describen los rayos de luz emitidos. En esta clasificación
existen tres tipos. Los tipos de dispersión de cada uno de los modos
pueden ser apreciados en la figura 4.
Este es uno de los fenómenos típicos perjudiciales que se producen dentro de la transmisión por fibra óptica. Por el efecto de la dispersión, todo rayo que viaja por una fibra se va "ensanchando" a medida que avanza por la misma. Los cálculos para la introducción de repetidores regenerativos deben contemplar este fenómeno. Es cierto que la fibra más que ningún otro medio de transmisión es ideal para transmitir a largas distancias, sin embargo el fenómeno de dispersión de la luz se produce y debe ser tenido muy en cuenta.
Para manipular la fibra óptica, esta se incorpora dentro de una estructura mayor que asegura su funcionalidad y conservación. Este grupo de varias fibras ópticas es conocido con el nombre de cable óptico. Un elemento central de tracción con un recubrimiento de polietileno es empleado para evitar tensiones y tracciones que puedan romper una o varias de las fibras contenidas en su interior. Las fibras están recubiertas por una cinta helicoidalmente dispuesta, con una vaina exterior que recubre todo el conjunto.
Se emplean como emisores de luz, tanto diodos LED como diodos LASER. Ambos son semiconductores de estado sólido y emiten espontáneamente luz cuando se los somete a una corriente eléctrica. Sin embargo, la potencia del LED es inferior a la del LASER. El problema es que el LASER requiere de un conjunto de circuitos de enfriamiento, dado el elevado calor generado a partir de su uso. De ambos, el LASER es más caro, aunque evidentemente es el mejor. El ancho espectral del LED y del LASER varían, el LASER particularmente tiene un ancho espectral menor, lo que significa que tiene mayor potencia, dada su baja disipación, como se ilustra en la figura 2. Las fibras ópticas son realmente inmunes a cualquier tipo de ruido, sin embargo, tanto el transmisor como el receptor son sensibles al mismo, razón por la cual deben tener el blindaje adecuado, a fin de introducir la información a la fibra de forma correcta.
Receptores
de luz APD, PIN, PIN-FET
Son dispositivos capaces de convertir las señales fotónicas en señales eléctricas. El diodo PIN tiene una capacidad lo suficientemente buena para trabajar con transmisiones analógicas. La velocidad del APD lo convierten en el ideal para trabajar con transmisiones digitales. El APD requiere adicionalmente de estabilización de tensión y temperatura.