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Si3 fibra optica
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Si3 fibra optica

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    • 1. Línea de Transmisión por Fibra Óptica UBA 1 Ing. Roberto Gómez G.
    • 2. Línea de Transmisión por Fibra Óptica La propuesta fue realizada por Kao Y Hockham en 1966, Con una atenuación de 1000dB /Km En 1966, Charles Kao y George Hockham, de los Laboratorios de Standard Telecommunications en Inglaterra El gran avance se produjo en 1970 en Corning Glass Works, cuando Donald Keck, Peter Schultz y Robert Maurer lograron fabricar con éxito una fibra óptica de cientos de metros de largo con la claridad cristalina que Kao y Hockham habían propuesto. En 1970 la atenuación Bajo a 20 dB/Km En la actualidad existen fibra con una atenuación de < 0,2 dB/Km Sección de regeneración de cientos de kilómetros para una velocidad de Transmisión de 2,5 Gb/s UBA 2 Ing. Roberto Gómez G.
    • 3. Ventajas de la Fibra Óptica Facilidad de instalación  Pequeño diámetro  Peso reducido  Pequeña radio de curvatura mínimo La materia prima para fabricarla es abundante en la naturaleza. : Sílece (SiO2) Atenuación baja. Permite realizar enlaces de mayor longitud sin necesidad de repetidores. La atenuación depende del tipo de fibra óptica y de la longitud de onda utilizada Estabilidad de los parámetros de transmisión frente a la variaciones climáticas UBA Sistemas de Transmisión 3 Ing. Roberto Gómez G.
    • 4. Ventajas de la Fibra Óptica Gran ancho de banda, lo que permite la transmisión de un gran volumen de información. Seguridad y aislamiento eléctrico. En determinadas aplicaciones para ambientes peligrosos (ambientes explosivos o inflamables) o en electromedicina, las fibras ópticas son imprescindibles debido a la imposibilidad de producir descargas eléctricas o chispas. Seguridad frente a posibles intervenciones de la línea. Aunque no es imposible ‘pinchar’ una fibra óptica, esto es más difícil que en otros soportes y normalmente se puede detectar la intervención Inmunidad a interferencias electromagnéticas. presenta un menor índice de errores en la transmisión de señales digitales. (Importante en aplicaciones de control industrial donde se genera gran cantidad de ruido) UBA Sistemas de Transmisión 4 Ing. Roberto Gómez G.
    • 5. Desventajas de la Fibra Óptica No hay una estandarización de los productos, lo que plantea problemas de compatibilidad El coste de instalación es elevado Puede resultar más caro si sus ventajas no son correctamente valuadas Las técnicas de empalme son complejas y necesitan de equipos muy caros y personal muy cualificado La instalación de los conectores es compleja y requiere un personal con formación adecuada La fibra óptica puede ser dañada. Al igual que el cable de cobre, la fibra óptica puede ser deteriorada por excavaciones, corrimiento de tierras, vandalismo y accidentes Algunas fuentes luminosas tienen un vida útil muy limitada, como por ejemplo el Láser UBA Sistemas de Transmisión 5 Ing. Roberto Gómez G.
    • 6. Características Técnicas 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. La capacidad de transmisión de información depende de:   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. UBA Sistemas de Transmisión 6 Ing. Roberto Gómez G.
    • 7. Características Técnicas Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. cable de 10 fibras tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm 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. UBA Sistemas de Transmisión 7 Ing. Roberto Gómez G.
    • 8. Características Mecánica La La F.O. no tiene características adecuadas de tracción que permitan su utilización directa. En la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo. Minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las variaciones de la atenuación con la temperatura. Es necesario que la F.O. 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. UBA Sistemas de Transmisión 8 Ing. Roberto Gómez G.
    • 9. Características Mecánica 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. UBA Sistemas de Transmisión 9 Ing. Roberto Gómez G.
    • 10. Estructura de la Fibra Óptica Formada por 2 dieléctricos cilíndricos coaxiales con distintos índices de refracción n. Revestimiento  Núcleo Núcleo de radio a  Revestimiento Generalmente fabricado de Sílice El índice de refracción del núcleo n1(r) puede ser  Constante  n1 n1 r a n2 n1 > n2  Variable  n1(r) El índice de refracción del revestimiento n2(r) es constante, por lo que se denomina n2 UBA n0 Sistemas de Transmisión n1 > n0 10 Ing. Roberto Gómez G.
    • 11. Estructura de la Fibra Óptica El Núcleo - En sílice, cuarzo fundido o plástico - en el cual se propagan las ondas ópticas. Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo La Funda Óptica - Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo. El revestimiento de protección - por lo general esta fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra UBA Sistemas de Transmisión 11 Ing. Roberto Gómez G.
    • 12. Tipo de Fibra Óptica Fibra Monomodo Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Proporciona un gran ancho de banda, pero está sujeto a una mayor atenuación Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. Sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único ). UBA Sistemas de Transmisión 12 Ing. Roberto Gómez G.
    • 13. Tipo de Fibra Óptica Fibra Monomodo Se suele utilizar para conectar enlaces de larga distancia ó que necesiten una gran velocidad de flujo Fibras Monomodo de índice escalonado : el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta UBA Sistemas de Transmisión 13 Ing. Roberto Gómez G.
    • 14. Tipo de Fibra Óptica Fibra Multimodo Se propagan varios modos que llegan al otro extremo de la fibra en tiempo distintos, produciéndose un retardo relativo. Al aplicar un impulso óptico a la fibra, la propagación de varios modos provoca el ensanchamiento del mismo Los modos recorren caminos distinto y los de trayectoria más larga llegarán más tarde.  Provocando el ensanchamiento en el tiempo de los puso.  Genera interferencia entre pulso  Limita la velocidad binaria que se puede transmitir UBA Sistemas de Transmisión 14 Ing. Roberto Gómez G.
    • 15. Tipo de Fibra Óptica Fibra Multimodo Se emplean como enlaces entre centrales telefónicas urbanas que no requieran excesiva capacidad del medio, ni utilización de repetidores. UBA Sistemas de Transmisión 15 Ing. Roberto Gómez G.
    • 16. Comparación de Fibras Ópticas Fibra óptica SI:(Fibra óptica de índice escalonado o salto de índice) El índice de refracción es constante en el núcleo y en el revestimiento La Velocidad de propagación es constante Monomodo: no existe dispersión modal al transmitir un único modo Multimodo: hay dispersión modal por retraso relativo entre los modos UBA Sistemas de Transmisión 16 Ing. Roberto Gómez G.
    • 17. Comparación de Fibras Ópticas Fibra óptica IG:(Fibra óptica de índice gradual)  El índice de refracción del núcleo es variable, siendo máximo en el centro y mínimo en el borde  n1(r) disminuye desde el eje hasta el revestimiento por lo que los rayos que se propagan más próximo al eje, son los más lentos que los rayos más alejados. Multimodo: la dispersión modal es mucho menor debido a que el retardo relativo entre nodos es menor UBA Sistemas de Transmisión 17 Ing. Roberto Gómez G.
    • 18. Atenuación Óptica La causa fundamental de la perdida de la potencia óptica según progresa la señal por la fibra es la interferencia moléculas, Esta es la razón de la existencia de la Atenuación óptica α (f) La Atenuación es idéntica para todos los posibles modos de propagación Intrínsecas: Relacionada con la composición y naturaleza del vidrio Extrínsecas: Las ajenas a la fibra en si misma considerada como ideal Por impurezas en la fibra Por defectos Físicos UBA Sistemas de Transmisión 18 Ing. Roberto Gómez G.
    • 19. Ventanas Ventana Tipo de Fibra Referencia Primera Multimodo 850 Segunda Multimodo 1300 Segunda Monomodo 1310 Tercera Monomodo Atenuación (dB/Km) Zona de espectro donde la atenuación alcanza valores inferiores a los de la zonas adyacentes del espectro, permitiendo la transmisión de señal 1550 Longitud de onda (micras) UBA Sistemas de Transmisión 19 Ing. Roberto Gómez G.
    • 20. Utilización de la fibra Monomodo : Opera en la segunda y tercera ventana y se emplea en comunicaciones de larga distancia •Diámetro del núcleo: 8um – 10um •Diámetro del revestimiento: 125um •Atenuación: Típica 1,0 dB/Km ( 2da Ventana) Mejor 0,3 dB/Km ( 2da Ventana) 0,5d B/Km (3ra Ventana) 0,15 dB/Km (3ra Ventana) Multimodo de índice gradual : Opera en la primera y segunda ventana , se emplea en comunicaciones de larga distancia y actualmente se empela exclusivamente en redes de área local. •Diámetro del núcleo: 50um – 100um •Diámetro del revestimiento: 125um •Atenuación: Típica 4,0 dB/Km ( 1era Ventana) Mejor 2,0 dB/Km ( 1era Ventana) UBA 2,0 d B/Km (2da Ventana) 0,5 dB/Km (2da Ventana) Sistemas de Transmisión 20 Ing. Roberto Gómez G.
    • 21. Utilización de la fibra Multimodo de salto de índice : Opera en la primera y segunda ventana , se emplea en distancias cortas y aplicaciones de costo bajo •Diámetro del núcleo: 50um – 400um •Diámetro del revestimiento: 125um – 500um •Atenuación: 2,5 – 20 dB/Km La fibras monomodo tienen un núcleo estrecho y requiere empalmes por fusión y emisores de luz con un haz muy concentrado (diodo láser) La fibras multimodo tiene un núcleo mas ancho, permite el uso de conectores y el empleo de emisores de luz con haces menos concentrado. UBA Sistemas de Transmisión 21 Ing. Roberto Gómez G.
    • 22. Utilización de la fibra Tipos De Fibra B (Mhz,Km) Aplicaciones Monomodo > 10 000 Cables submarinos, cables interurbanos a 140 y 565 Mb/s Multimodo I.G. 400 - 1500 Rutas urbanas o provinciales hasta 140 Mb/s, transmisiones de TV digital Multimodo S.I con revestimiento de vidrio 100 - 400 Redes de abonado distribución de TV, redes locales 15-20 / 5-10 Transmisión de datos, redes locales y punto a punto, aplicaciones militares Multimodo S.I con revestimiento plástico UBA Sistemas de Transmisión 22 Ing. Roberto Gómez G.
    • 23. Unión de las fibras Empalmes : unión permanente de fibra (en el tendido) Conectores: dispositivos desmontables (en los equipos) Perdidas Ocasionada por la Unión Debido a los factores extrínsecos a la fibra  Desplazamiento transversal de los núcleos  Separación longitudinal entre extremos  Desviación de los ejes Debido a los factores intrínsecos a la fibra  variación de los diámetros del núcleo y revestimiento  Variación del perfil de índice de refracción  Elipticidad UBA Sistemas de Transmisión 23 Ing. Roberto Gómez G.
    • 24. Unión de las fibras UBA Sistemas de Transmisión 24 Ing. Roberto Gómez G.
    • 25. Caracterización del medio de transmisión por cable Comparación con los cables coaxiales Características Fibra Óptica Coaxial 2000 230 190 7900 Diámetro (mm) 14 58 Radio de Curvatura (cms) 14 55 40 1.5 0.4 40 Longitud de la Bobina (mts) Peso (kgs/km) Distancia entre repetidores (Kms)  Atenuación (dB / km) para un Sistema de 56 Mbps UBA Sistemas de Transmisión 25 Ing. Roberto Gómez G.
    • 26. Caracterización del medio de transmisión por cable Comparación de los distintos tipos de cables COAXIAL UTP STP FIBRA ÓPTICA Ancho de banda Alto Medio Medio Muy Alto Hasta 10 MHz Si Si Si Si Cat=5* Si Si Hasta 100 MHz Si Canales de Video Si No No Si Distancias Máxima 500 Mts. 100 Mts. 100 Mts. Limitada Media 2 Kms (multimodo) 100 Kms (monomodo ) Alta Inmunidad Interferencias Media Seguridad Baja Baja Alta Coste UBA Media Medio Bajo Medio Alto Sistemas de Transmisión 26 Ing. Roberto Gómez G.
    • 27. Caracterización del medio de transmisión por cable Característica Coaxial Fino Coaxial Grueso Fibra Óptica 4-100 Mbps 100 Mbps a varios Gbps velocidad de transmisión 4-100 Mbps Flexibilidad Bastante flexible Menos que el Más coaxial fino Flexible Facilidad de Transmisión Sencillo Medianamente Comportamiento frente a interferencia s Buena resistenci a 4-100 Mbps UTP Buena resistencia Muy Sencillo Muy Menos que el coaxial fino Difícil Nada susceptible Suscep- tible UBA Sistemas de Transmisión 27 Ing. Roberto Gómez G.

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