Cables compuestos de fibra óptica
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:
La fuente de luz: LED o laser.
el medio transmisor : fibra óptica.
el detector de luz: fotodiodo.
Estructura de una fibra óptica
1- Elemento central dieléctrico: este elemento central que no está disponible en todos los tipos de fibra óptica, es un filamento que no conduce la electricidad (dieléctrico), que ayuda a la consistencia del cable entre otras cosas.
2- Hilo de drenaje de humedad: su fin es que la humedad salga a través de el, dejando al resto de los filamentos libres de humedad.
3- Fibras: esto es lo más importante del cable, ya que es el medio por dónde se transmite la información. Puede ser de silicio (vidrio) o plástico muy procesado. Aqui se producen los fenómenos físicos de reflexión y refracción. La pureza de este material es lo que marca la diferencia para saber si es buena para transmitir o no. Una simple impureza puede desviar el haz de luz, haciendo que este se pierda o no llegue a destino. En cuanto al proceso de fabricación es muy interesante y hay muchos vídeos y material en la red, pero básicamente las hebras (micrones de ancho) se obtienen al exponer tubos de vidrio al calor extremo y por medio del goteo que se producen al derretirse, se obtienen cada una de ellas.
4- Loose Buffers: es un pequeño tubo que recubre la fibra y a veces contiene un gel que sirve para el mismo fin haciendo también de capa oscura para que los rayos de luz no se dispersen hacia afuera de la fibra.
5- Cinta de Mylar: es una capa de poliéster fina que hace muchos años se usaba para transmitir programas a PC, pero en este caso sólo cumple el rol de aislante.
6- Cinta antillama: es un cobertor que sirve para proteger al cable del calor y las llamas.
7- Hilos sintéticos de Kevlar: estos hilos ayudan mucho a la consistencia y protección del cable, teniendo en cuenta que el Kevlar es un muy buen ignífugo, además de soportar el estiramiento de sus hilos.
8- Hilo de desgarre: son hilos que ayudan a la consistencia del cable.
9- Vaina: la capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al conjunto que tiene en su interior.
Actualmente, la fibra óptica asegura una velocidad (transmisión de datos por internet) que llega hasta los 100 MB/s y multiplica así por 10 las realizaciones de una red ADSL clásica. De ahora en adelante contemplamos velocidades que van hasta varios TB/s. Pero el problema vendrá de nuestros ordenadores que no sabrán tratar bastante rápido tal velocidad de datos.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA ÓPTICA
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.
- Vídeo 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.
- La materia prima para fabricarla es abundante en la naturaleza.
- Compatibilidad con la tecnología digital.
DESVENTAJAS
- Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de la ciudad por las cuales ya esté instalada la red de fibra óptica.
- El coste es alto en la conexión de fibra óptica, las empresas no cobran por tiempo de utilización sino por cantidad de información transferida al computador, que se mide en megabytes.
- El coste de instalación es elevado.
- Fragilidad de las fibras.
- Disponibilidad limitada de conectores.
- Dificultad de reparar un cable de fibras roto en el campo.
Tipos de fibra optica
Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.
Fibra multimodo
Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico.
El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo:
Fibra monomodo
Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).
De acuerdo a su diseño, existen dos tipos de cable de fibra óptica
Cable de estructura holgada
Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable.
Su núcleo se complementa con un elemento que le brinda resistencia a la tracción que bien puede ser de varilla flexible metálica o dieléctrica como elemento central o de hilaturas de Aramida o fibra de vidrio situadas periféricamente.
Cable de estructura ajustada
Es un cable diseñado para instalaciones en el interior de los edificios, es más flexible y con un radio de curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada.
Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, todo ello cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección plástica extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 µm rodeando al recubrimiento de 250 µm de la fibra óptica. Esta protección plástica además de servir como protección adicional frente al entorno, también provee un soporte físico que serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir las bandejas de empalmes.
Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico.
El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo:
- Índice escalonado: en este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de refracción constante en toda la sección cilíndrica, tiene alta dispersión modal.
- Índice gradual: mientras en este tipo, el índice de refracción no es constante, tiene menor dispersión modal y el núcleo se constituye de distintos materiales.
Fibra monomodo
Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).
De acuerdo a su diseño, existen dos tipos de cable de fibra óptica
Cable de estructura holgada
Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable.
Su núcleo se complementa con un elemento que le brinda resistencia a la tracción que bien puede ser de varilla flexible metálica o dieléctrica como elemento central o de hilaturas de Aramida o fibra de vidrio situadas periféricamente.
Cable de estructura ajustada
Es un cable diseñado para instalaciones en el interior de los edificios, es más flexible y con un radio de curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada.
Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, todo ello cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección plástica extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 µm rodeando al recubrimiento de 250 µm de la fibra óptica. Esta protección plástica además de servir como protección adicional frente al entorno, también provee un soporte físico que serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir las bandejas de empalmes.
Fibra multimodo con graduación
En estas fibras el número de rayos ópticos diferentes que viajan es menor que en el caso de la fibra multimodo índice escalonado y por lo tanto, su distancia de propagación es mayor. Tiene una banda de transmisión de 100 MHz a 1 GHz.
Formas de construcción
Estructura ajustadaEn los cables de construcción ajustada se deposita directamente sobre la fibra una capa de material termoplástico (buffer). La fibra así recubierta pasa a tener un diámetro de 0,9 mm, en lugar de los 0,25 mm, lo que permite que sea mas fácilmente identificada, manejada, y lo que es mas importante, que pueda ser directamente conectorizada. La capa de material plástico, ajustada a la fibra, la protege mecánicamente y de la humedad. Dado que las fibras ajustadas se usan en muy distintas aplicaciones, hay diferentes variantes en el diseño del cable. La estructura mas simple consta de una o dos fibras dentro del mismo buffer, el cual se rodea de fibras de aramida o vidrio y se protege finalmente con una cubierta de material termoplástico. Otra posibilidad, cuando el cable requiere mayor numero de fibras, consiste en cablear varias unidades como la anterior y protegerlas conjuntamente con una cubierta. De esta manera los cables individuales pueden ser sangrados y conectados a diferentes puntos de una forma muy fácil y sin que las fibras queden desprotegidas. En los cables de distribución los buffers se cablean entre si, se rodean de elementos de tracción y se les dota de una cubierta exterior común.
Estructura holgada
El elemento básico de un cable de estructura holgada es el tubo. En este tipo de cables las fibras van embebidas en el interior de un tubo relleno de gel. El diámetro interior del tubo es sensiblemente mayor que el que se necesitaría para las fibras de forma que éstas puedan moverse con holgura en su interior. Además las fibras tienen una sobre longitud, con respecto al tubo, que varía entre el 0,05 % y el 0,10 %. Los cables pueden fabricarse cableando varios tubos alrededor de un elemento central, construcción multitubo o"stranded loose tube", o partiendo de un único tubo central, construcción monotubo o "central tube".
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Tipos de conectores
- ST (Straight Tip o Punta Recta):
- SC (Subscriber Connector or “Square Connector” o Conector de Suscriptor):
Conector de bajas pérdidas, muy usado en instalaciones de SM y aplicaciones de Redes y CATV.
- LC (Lucent Connector or “Littlie Connector” o Conector pequeño):
Conector más pequeño y sofisticado, usado en Trasceivers y equipos de comunicación de alta densidad de datos.
- FC (Ferule Connector o Conector Férula):
- SMA (Sub Miniature A ó Conector Sub Miniatura A):
Usado en dispositivos electrónicos con algunos acoplamientos ópticos. Además de uso Militar.
Cables submarinos de fibra óptica
Un cable submarino o Interoceánico es aquel cable de cobre o fibra óptica instalado sobre el lecho marino y destinado fundamentalmente a servicios de telecomunicación.
En lo relativo al servicio de telecomunicación los primeros cables, destinados al servicio telegráfico, estaban formados por hilos de cobre recubiertos de un material aislante denominado gutapercha, sistema desarrollado en 1847 por el alemán Werner von Siemens. Con este sistema se logró tender, en 1852, el primer cable submarino que unía el Reino Unido y Francia a través del Canal de la Mancha.
En 1855 se aprobó el proyecto para tender el primer cable trasatlántico que quedó fuera de servicio en poco tiempo. En 1865 se puso en marcha el segundo proyecto, empleándose para ello el mayor barco existente en ese entonces, el Great Eastern. Este cable no llegaría a funcionar hasta el año 1866 y unía Irlanda y Terranova.
Las dificultades de tendido fueron considerables, así como las de explotación, debido a las elevadas atenuaciones que sufrían las señales como consecuencia de la capacitancia entre el conductor activo y tierra, así como por los problemas de aislamiento. Muchos de estos problemas eran ocasionados por los accionistas de las compañías marítimas, introduciendo clavos y perforando así, la capa aislante del cable, se tuvieron que emplear muchos hombres y un trabajo minucioso y a conciencia para poder repararlos. El progreso de éste, era perjudicial económicamente para las compañías navieras.
El descubrimiento de aislantes plásticos posibilitó la construcción de cables submarinos para telefonía, dotados de repetidores amplificadores sumergidos, con suministro de energía a través de los propios conductores por los que se transmitía la conversación.
Posteriormente, en la década de los 60, se instalaron cables submarinos formados por pares coaxiales, que permitían un elevado número de canales telefónicos analógicos, del orden de 120 a 1800, lo que para la época era mucho. Finalmente, los cables submarinos de fibra óptica han posibilitado la transmisión de señales digitales portadoras de voz, datos, televisión, etc. con velocidades de transmisión de hasta 2,5 Gbit/s, lo que equivale a más de 30 000 canales telefónicos de 64 kbit/s.
Aunque los satélites de comunicaciones cubren una parte de la demanda de transmisión, especialmente para televisión e Internet, los cables submarinos de fibra óptica siguen siendo la base de la red mundial de telecomunicaciones.
En lo relativo al servicio de telecomunicación los primeros cables, destinados al servicio telegráfico, estaban formados por hilos de cobre recubiertos de un material aislante denominado gutapercha, sistema desarrollado en 1847 por el alemán Werner von Siemens. Con este sistema se logró tender, en 1852, el primer cable submarino que unía el Reino Unido y Francia a través del Canal de la Mancha.
En 1855 se aprobó el proyecto para tender el primer cable trasatlántico que quedó fuera de servicio en poco tiempo. En 1865 se puso en marcha el segundo proyecto, empleándose para ello el mayor barco existente en ese entonces, el Great Eastern. Este cable no llegaría a funcionar hasta el año 1866 y unía Irlanda y Terranova.
Las dificultades de tendido fueron considerables, así como las de explotación, debido a las elevadas atenuaciones que sufrían las señales como consecuencia de la capacitancia entre el conductor activo y tierra, así como por los problemas de aislamiento. Muchos de estos problemas eran ocasionados por los accionistas de las compañías marítimas, introduciendo clavos y perforando así, la capa aislante del cable, se tuvieron que emplear muchos hombres y un trabajo minucioso y a conciencia para poder repararlos. El progreso de éste, era perjudicial económicamente para las compañías navieras.
El descubrimiento de aislantes plásticos posibilitó la construcción de cables submarinos para telefonía, dotados de repetidores amplificadores sumergidos, con suministro de energía a través de los propios conductores por los que se transmitía la conversación.
Posteriormente, en la década de los 60, se instalaron cables submarinos formados por pares coaxiales, que permitían un elevado número de canales telefónicos analógicos, del orden de 120 a 1800, lo que para la época era mucho. Finalmente, los cables submarinos de fibra óptica han posibilitado la transmisión de señales digitales portadoras de voz, datos, televisión, etc. con velocidades de transmisión de hasta 2,5 Gbit/s, lo que equivale a más de 30 000 canales telefónicos de 64 kbit/s.
Aunque los satélites de comunicaciones cubren una parte de la demanda de transmisión, especialmente para televisión e Internet, los cables submarinos de fibra óptica siguen siendo la base de la red mundial de telecomunicaciones.
espectacular!
ResponderEliminarIncreible, gracias por tu aporte, siempre piden lo mismo los del Krause <3
ResponderEliminarMuy escueto
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