COMUNICACIONES CON FIBRA OPTICA

Sistema Óptico de Comunicaciones

Usa luz como portador de información

Usan fibras de luz o plástico

Para propagar las ondas luminosas

Capacidad de Conducción de Información

Directamente proporcional a su amplitud de banda

A mayor frecuencia de la portadora, el ancho de banda es mayor

y la capacidad de conducción de información es mayor

Las frecuencias de esto sistemas están entre 100000 a 400000 GHz

Relación de utilización de ancho de banda del 10% significa un ancho de banda de 10000 a 40000 GHz

En 1880 Alexander Graham Bell, invento un aparato llamado "fotófono"

Transmitía ondas sonoras por medio de rayos de luz

Este fue el primer intento de transportar información por medio de rayos de luz

En 1951 Heel, Hopkins y Kapany, desarrollaron el "fibroscopio flexible"

Se utiliza en el campo de la medicina

Experimentaron transmisión de luz mediante haces de fibra

En 1956 Kapany

Introduce el término “fibra óptica”

En 1958, Charles H. Townes y Arthur L. Schawlow

En 1960 Theodore H. Maiman, científico de Hughes Aircraft Company

Construyó el primer láser óptico.

La potencia, frecuencia de operación y su capacidad de portar un ancho de banda extremadamente grande, lo hacen ideal para sistemas de comunicaciones de gran capacidad.

En 1967 K. C. Kao y G. A. Bockham, del Standard Telecommunications Laboratory de Inglaterra

Proponen un medio nuevo de comunicaciones, usando
cables de fibra revestida

Los cables de fibra en la década de 1960 tenían pérdidas extremadamente grandes (más de 1000 dB/km),

Limitaba las transmisiones ópticas a distancias cortas

En 1970, Kapron, Keck y Maurer, de Corning Glass Works en Corning, New York

Desarrollaron una fibra óptica con pérdidas menores que 2 dB/km

A partir de 1970, la tecnología de fibras ópticas ha crecido en forma exponencial

A fines de la década de 1980 las pérdidas en las fibras ópticas se redujeron hasta 0.16 dB/km

En 1988, NEC Corporation

Estableció un récord de transmisión a gran distancia, al enviar 10 Gbits/s con 80.1 km de fibra óptica

En 1988, el Instituto Nacional Americano de Normas (ANSI)

Publicó Synchronous Optical Network (SONET)

A mediados de la década de 1990, las redes ópticas para voz y datos eran lugar común en Estados Unidos y en gran parte del mundo

1. Mayor capacidad de información

Ancho de banda hasta de 10 GHz

2. Inmunidad a la diafonía

Las fibras de vidrio o de plástico son no conductores de electricidad y, en consecuencia, no tienen campos magnéticos asociados con ellas

3. Inmunidad a la interferencia por estática

Inmunes a:

Interferencia electromagnética (EMI)

Interferencia de pulsos electromagnéticos (EMP)

4. Inmunidad al ambiente

Más resistentes a las condiciones extremas de el ambiente

5. Seguridad

Más fácil trabajar se adaptan mejor a aplicaciones aéreas, los cables de fibra requieren menos espacio de almacenamiento y son más fáciles de transportar

6. Duran más

Mayores tolerancias frente a cambios en las condiciones ambientales, y en su inmunidad a las sustancias corrosivas

7. Economía

Los cables de fibra tienen menores pérdidas y en consecuencia
requieren menos repetidoras. Esto equivale a menores costos de instalación y del sistema en general, así como a mayor confiabilidad.

1. Costos de interconexión

Son virtualmente inútiles por sí
mismos, lo cual requiere con frecuencia interconexiones costosas

2. Resistencia

Tienen una resistencia bastante menor a la tensión que los cables coaxiales

3. Potencia eléctrica remota

Esto no se puede hacer con el cable óptico, por lo que se deben agregar más cables metálicos en el cableado.

4. Herramientas, equipo y adiestramiento especializados

Requieren herramientas especiales para empalmar y reparar cables

Equipos especiales de prueba para hacer medidas rutinarias

Los tres bloques principales que lo forman son el transmisor, el receptor y la guía de fibra o fibra guía

1. Transmisor

Consiste en:

- Un interfaz analógica o digital

Es una interconexión eléctrica

- Un convertidor de voltaje a corriente

Sirve como interconexión eléctrica entre los circuitos de entrada

- Una fuente luminosa

Puede ser LED o LASER

- Un acoplador de luz de fuente a fibra

Es una interfaz mecánica

2. Receptor

Consiste en:

- Un dispositivo detector acoplador de fibra a luz

Es un acoplador mecánico

- Un detector fotoeléctrico

con mucha frecuencia, un diodo PIN o un fotodiodo de avalancha APD

- Un convertidor de corriente a voltaje

Transforma los cambios de la corriente del detector en cambios de voltaje de la señal de salid

- Un amplificador y una interfaz analógica o digital

Es una interconexión eléctrica

3. Fibra guía

Fibra óptica es un núcleo de vidrio o plástico

Con un revestimiento y una chaqueta protectora

Hay tres variedades de fibra óptica que se usan en la actualidad

Las tres se fabrican con vidrio, plástico o una combinación de vidrio y plástico. Esas variedades son:

1. Núcleo y forro de plástico

Ventajas

Fibra de plástico son más flexibles

Más robustas que el vidrio

Fáciles de instalar

Menos costosas

Pesan 60% menos que el vidrio

Desventajas

Posee alta atenuación

No propagan la luz con tanta eficiencia

Fibras de plástico se limitan a tramos relativamente
cortos

2. Núcleo de vidrio con forro de plástico (PCS)

Son mejores que las SCS

Se afectan menos por la radiación

Atractivo en las aplicaciones militares

3. Núcleo de vidrio y forro de vidrio (SCS)

Mejores características de propagación

Más fáciles de terminar que las PCS

Son los menos robustos

Más susceptibles a aumentos de atenuación cuando están expuestos a la radiación