FIBRA OPTICA
INTRODUCCION
El concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha
sido conocido por muchos años. sin embargo, no fue hasta mediados de
los años setenta que se publicaron los resultados del trabajo teórico.
Estos indicaban que era posible confiar un haz luminoso en una fibra transparente
flexible y proveer así un análogo óptico de la señalización
por alambres electrónicamente.
El problema técnico que se había de resolver para el avance
de la fibra óptica residía en las fibras mismas, que absorbían
luz que dificultaba el proceso. para la comunicación práctica,
la fibra óptica debe transmitir señales luminosas detestables
por muchos kilómetros. El vidrio ordinario tiene un haz luminoso de
pocos metros. Se han desarrollado nuevos vidrios muy puros con transparencias
mucho mayores que la del vidrio ordinario.
Estos vidrios empezaron a producirse a principios de los setenta. Este gran avance dio ímpetu a la industria de fibras ópticas. Se usaron láseres o diodos emisores de luz como fuente luminosa en los cables de fibras ópticas. Ambos han de ser miniaturizados para componentes de sistemas fibro-ópticos, lo que ha exigido considerable labor de investigación y desarrollo. Los láseres generan luz "coherente" intensa que permanece en un camino sumamente estrecho.
Los diodos emiten luz "incoherente" que ni es fuerte ni concentrada. Lo que se debe usar depende de los requisitos técnicos para diseñar el circuito de fibras ópticas dado.
¿QUE ES LA FIBRA OPTICA?
Básicamente se trata de un fino hilo de vidrio o plástico que guía la luz. El sistema de comunicación nace de la unión entre una fuente de luz lo suficientemente pura para no alterarse. Una fibra óptica pura fuera del cable que la protege, tiene el diámetro aproximado de un cabello humano. Está compuesta por dos capas de vidrio. La parte inferior o núcleo es la que tiene mayor índice de refracción, es decir, por donde más fácilmente transcurre la luz.
La pérdidad de potencia óptica de un haz de luz al viajar por la fibra es conocido como "atenuación". Los materiales usados en la fabricación de la fibra óptica son seleccionados para obtener el más bajo índice de atenuación. El parámetro que define la cantidad de información que puede transmitir determinada fibra es el "ancho de banda". Un rayo de luz se ensancha al viajar por la fibra, esta dispersión limita la capacidad de información que se puede transmitir.
La luz es una forma de onda electromagnética, igual que las ondas de radio y como ellas la luz viaja en forma de onda vibratoria. Variando o modulando la intesidad de esta onda, un rayo de luz puede transmitir mensajes tal como lo haría una onda de radio. Pero el potencial de la luz como transmisora de información es mucho mayor. Teóricamente, en una décima de segundo, un solo rayo de luz puede transmitir letra a letra los treinta volúmenes de la Enciclopedia Británica.
El proceso por el cual introducimos la informacion en el rayo de luz es conocido como modulación. Para modular un LED "diodo Emisor de Luz" o un láser, simplemente variamos el flujo de corriente entre ellos. La mayor parte de los sistemas de fibra óptica de larga distancia son digitales. Para algunas aplicaciones la transmisión analógica puede resultar técnicamente mejor y más económica que la digital, pero esta última goza de una gran difusión, especialmente en lo que se refiere a telecomunicaciones.
CARACTERISTICAS
TECNICAS
La fibra es un medio de transmisión de información
analógica o digital. Las ondas electromagnéticas viajan en el
espacio a la velocidad de la luz.
Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región
cilíndrica, por la cual se efectúa la propagación, denominada
núcleo y de una zona externa al núcleo y coaxial con él,
totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación,
y que se denomina envoltura o revestimiento.
La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres características fundamentales:
a) Del diseño geométrico de la fibra.
b) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración.
(diseño óptico)
c) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura, menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra.
Presenta dimensiones más reducidas que los medios
preexistentes. Un cable de 10 fibras tiene un diámetro aproximado de
8 o 10 mm. y proporciona la misma o más información que un coaxial
de 10 tubos.
El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables
metálicos, redundando en su facilidad de instalación.
El sílice tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a temperatura,pues funde a 600C. La F.O. presenta un funcionamiento uniforme desde -550 C a +125C sin degradación de sus características.
CARACTERISTICAS MECANICAS
La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior
de un cable formado por agregación de varias de ellas, no tiene características
adecuadas de tracción que permitan su utilización directa.
Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran
a la intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo.
La investigación sobre componentes optoelectrónicos y fibras ópticas han traído consigo un sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas. Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo hay que tener en cuenta su sensibilidad a la curvatura y microcurvatura, la resistencia mecánica y las características de envejecimiento.
Las microcurvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de:
Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden
causar fuerzas que rebasen el porcentaje de elasticidad de la fibra óptica
y se rompa o formen microcurvaturas.
Compresión: es el esfuerzo transversal.
Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico.
Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura
pero, la existencia del forro impide que se sobrepase.
Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción.
Limitaciones Térmicas: Estas limitaciones difieren en alto grado según se trate de fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintéticos.
Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las variaciones de la atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a diseños calculados a veces para mejorar otras propiedades, como la resistencia mecánica, la calidad de empalme, el coeficiente de relleno (número de fibras por mm2) o el costo de producción.