CRISTINA MOLINA VARGAS

pág. 1

n el año 1958 se desarrolló un

método para la producción de

Radiaciones electromagnéticas en

las longitudes de onda del

espectro visible, utilizando los cambios

de los niveles energéticos de los átomos

para producir radiaciones

electromagnéticas controladas. El

aparato utilizado se denominó LASER

(Light amplification by Stimulated

Emission of Radiation).

Las fuentes luminosas habituales

(lámpara sin condecentes, fluorescentes,

etc.)

Producen un espectro compuesto por

una banda ancha de señales con

distintas frecuencias y fases, así como

diferentes amplitudes y polarizaciones

(luz no coherente).

En cambio, el láser se caracteriza por

ser un generador de luz monocromática

(ondas de la misma frecuencia y en

fase) constituyendo su salida un haz de

luz coherente. Además, las trayectorias

de los rayos emergentes del láser

resultan paralelas, lo que permite

concentrar una alta cantidad de energía

en superficies reducidas, como es el

caso de las fibras de vidrio.

Con la invención del láser como fuente

de luz coherente, se volvió a considerar

la idea de utilizar aquella como soporte

de comunicaciones y sistema sustitutivo

de los existentes, formulando al mismo

tiempo los primeros conceptos sobre

transmisión por guías de ondas de

vidrio.

Su utilización para comunicaciones

digitales resultaba particularmente

atractiva, ya que con una fuente láser

disparada a alta velocidad fácilmente se

pueden transmitir los unos y ceros de

una comunicación digital.

Poco tiempo después, en 1975,

aparecieron los primeros modelos

experimentales y se publicaron los

resultados del trabajo teórico. Estos

indicaban que era posible confinar un

haz luminoso en una fibra transparente

flexible y proveer así un análogo óptico

de la transmisión electrónica por

alambres metálicos.

E

LA FIBRA OPTICA

pág. 2

a fibra óptica proporciona un enlace de

alta calidad, seguro y confiable para

tráfico de voz, datos y video.

La fibra óptica es un medio de transmisión

empleado habitualmente en redes de datos; un

hilo muy fino de material transparente, vidrio o

materiales plásticos, por el que se envían pulsos

de luz que representan los datos a transmitir. La

fuente de luz puede ser láser o un LED.

Las fibras se utilizan ampliamente en

telecomunicaciones, ya que permiten enviar

gran cantidad de datos a una gran distancia, con

velocidades similares a las de radio y superiores

a las de cable convencional. Son

el medio de transmisión por

excelencia al ser inmune a las

interferencias

electromagnéticas, también se

utilizan para redes locales, en

donde se necesite aprovechar las

ventajas de la fibra óptica sobre

otros medios de transmisión.

COMUNICACIONES

CON FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica se emplea como

medio de transmisión para las redes de

telecomunicaciones, ya que por su flexibilidad

los conductores ópticos pueden agruparse

formando cables. Las fibras usadas en este

campo son de plástico o de vidrio, y algunas

veces de los dos tipos. Para usos interurbanos

son de vidrio, por la baja atenuación que tienen.

El FTP

La fibra óptica posee una variante llamada

FTP (No confundir con el protocolo FTP)

El FTP, o Par trenzado de fibra óptica en

español, es la combinación de la fiabilidad

del par trenzado y la velocidad de la fibra

óptica, se emplea solo en instalaciones

científico-militares gracias a la velocidad de

transmisión 10gb/s, no está disponible para

el mercado civil actualmente, su costo es 3

veces mayor al de la fibra óptica.

PÉRDIDA EN LOS CABLES DE

FIBRA ÓPTICA

A la pérdida de potencia a través del medio se

conoce como Atenuación, es expresada en

decibelios, con un valor positivo en dB, es

causada por distintos motivos, como la

disminución en el ancho de banda del sistema,

velocidad, eficiencia. Las principales causas de

pérdida en el medio son:

Pérdidas por absorción

Pérdida de Rayleigh

Dispersión cromática

Pérdidas por radiación

Dispersión modal

PÉRDIDAS POR

ABSORCIÓN.

Ocurre cuando las impurezas

en la fibra absorben la luz, y

esta se convierte en energía

calorífica; las pérdidas

normales van de 1 a 1000

dB/Km.

PÉRDIDA DE RAYLEIGH.

En el momento de la

manufactura de la fibra, existe

un momento donde no es líquida

ni sólida y la tensión aplicada durante el

enfriamiento puede provocar microscópicas

irregularidades que se quedan

permanentemente; cuando los rayos de luz

pasan por la fibra, estos se difractan haciendo

que la luz vaya en diferentes direcciones.

DISPERSIÓN CROMÁTICA. Esta dispersión

sólo se observa en las fibras tipo unimodal,

ocurre cuando los rayos de luz emitidos por la

fuente y se propagan sobre el medio.

PÉRDIDAS POR RADIACIÓN. Estas

pérdidas se presentan cuando la fibra sufre de

dobleces, esto puede ocurrir en la instalación y

variación en la trayectoria, cuando se presenta

discontinuidad en el medio.

DISPERSIÓN MODAL. Es la diferencia en

los tiempos de propagación de los rayos de luz.

L

¿QUE ES LA FIBRA OPTICA?

pág. 3

e pueden realizar diferentes

clasificaciones acerca de las

fibras ópticas, pero básicamente

existen dos tipos: fibra multimodal y

monomodo.

FIBRAS MULTIMODO:

El término multimodal indica que

pueden ser guiados muchos modos o

rayos luminosos, cada uno de los cuales

sigue un camino diferente dentro de la

fibra óptica. Este efecto hace que su

ancho de banda sea inferior al de las

fibras monomodo. Por el contrario los

dispositivos utilizados con las

multimodo tienen un coste inferior

(LED). Este tipo de fibras son las

preferidas para comunicaciones en

pequeñas distancias, hasta 10 Km.

Estas fibras ópticas son fabricadas a

base de vidrio y son utilizadas para

aplicaciones de cortas distancias en

soluciones donde no existen trayectos

mayores de 2 kilómetros, y se adaptan

muy bien a soluciones de tipo

empresarial y campus universitarios,

entre otras.

FIBRAS MONOMODO:

El diámetro del núcleo de la fibra es

muy pequeño y sólo permite la

propagación de un único modo o rayo

(fundamental), el cual se propaga

directamente sin reflexión. Este efecto

causa que su ancho de banda sea muy

elevado, por lo que su utilización se

suele reservar a grandes distancias,

superiores a 10 Km, junto con

dispositivos de elevado coste (LÁSER).

Esta fibra óptica permite lograr grandes

distancias, para alcanzar un alto

cubrimiento y una alta capacidad de

transmisión de información.

Estas fibras ópticas son normalmente

utilizadas por los operadores de

comunicaciones en el mundo para el

despliegue de las redes ópticas de

cubrimiento metropolitano, regional y

nacional. Según la tecnología que se

implemente para la transmisión de

información, se pueden alcanzar distancias

de miles de kilómetros y permitir enviar

terabits de información.

S

TIPOS DE FIBRA OPTICA

pág. 4

racias a su composición, la

fibra óptica permite adaptarse a

diferentes tipos de condiciones

geográficas, ya que el cable de fibra

óptica es más liviano, lo cual permite

una fácil instalación sobre redes de

energía, viales y de gasoductos, entre

otras, con importantes características

técnicas para su funcionamiento,

además, como es la inmunidad al ruido

y a las interferencias electromagnéticas.

Es el “material perfecto”.

La relación del costo de un cable de

fibra óptica frente a los beneficios que

se obtienen en la implementación y

utilización del mismo generan una

relación de ganancia importante, pues

permite obtener grandes provechos

frente a las altas cantidades de

información que pueden transmitirse.

Como dato adicional, en el mercado se

pueden encontrar cables de fibras

ópticas de gran cantidad de hilos a un

precio económico, lo cual lo convierte

en el medio que más ventajas posee

para el despliegue de nuevas redes de

telecomunicaciones.

Gracias a la gran capacidad y a su velocidad

de transmisión, las personas pueden

conectarse a la red mundial de la

información –Internet– de una manera

rápida y obtener información de manera

instantánea sobre eventos o sucesos que

ocurren en el mundo, enviar información a

Través de correos electrónicos, disfrutar de

nuevos servicios como la televisión a través

de Internet y acceder a capacitaciones en

línea.

Todos estos beneficios se pueden obtener a

través del uso de las redes de fibra óptica,

que se transforman en la solución a muchos

de los problemas de acceso y capacidad a

redes de telecomunicaciones.

EN COMPARACIÓN CON OTROS

MEDIOS

La fibra óptica presenta grandes diferencias

frente al cable coaxial, como son:

La fibra óptica, como medio físico, permite

llevar señales a distancias 10 veces

superiores a las que puede llevar el cable

coaxial.

La fibra óptica, en redes de transmisión,

requiere el uso de repetidores 30 veces

menos que con el cable coaxial.

En comparación con sistemas inalámbricos,

la fibra óptica logra diferencias importantes,

como son:

La calidad de la señal es mayor, ya

que los retardos están por debajo de

los 100 mseg frente a los 500 mseg

del satélite.

La capacidad de transmisión de la

fibra óptica es más de 1.000 veces

mayor que la del satélite.

Los equipos de fibra óptica son

mucho más pequeños y

económicos.

Así pues, quedan más que probados

los beneficios del proyecto de fibra

óptica, del que lastimosamente el

Huila está, por ahora, por fuera.

G

SU USO

pág. 5

VENTAJAS:

a 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.

Video 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:

pesar de las ventajas antes

enumeradas, la fibra óptica

presenta una serie de

desventajas frente a

otros medios de

transmisión siendo las más

relevantes las siguientes:

La alta fragilidad de las fibras.

Necesidad de usar transmisores

y receptores más caros

Los empalmes entre fibras son

difíciles de realizar,

especialmente en el campo, lo

que dificulta las reparaciones en

caso de rotura del cable.

No puede transmitir electricidad

para alimentar repetidores

Intermedios.

La necesidad de efectuar, en

muchos casos, procesos de

conversión eléctrica-óptica.

La fibra óptica convencional no

puede transmitir potencias

elevadas.

No existen memorias ópticas

L A

CARACTERISTICAS DE LA FIBRA

OPTICA

pág. 6

entro de los componentes que se

usan en la fibra óptica caben

destacar los siguientes: los

conectores, el tipo de emisor del haz de luz,

los converso res de luz, etc.

Transmisor de energía óptica. Lleva un

modulador para transformar la señal

electrónica entrante a la frecuencia aceptada

por la fuente luminosa, la cual convierte la

señal electrónica (electrones) en una señal

óptica (fotones) que se emite a través de la

fibra óptica.

Detector de energía óptica. Normalmente es

un fotodiodo que convierte la señal óptica

recibida en electrones (es necesario también

un amplificador para generar la señal)

Su componente es el silicio y se conecta a

la fuente luminosa y al detector de energía

óptica. Dichas conexiones requieren una

tecnología compleja.

TIPOS DE PULIDO

Los extremos de la fibra necesitan un

acabado específico en función de su forma

de conexión. Los acabados más habituales

son:

Plano: Las fibras se terminan de

forma plana perpendicular a su eje.

PC: (Phisical Contact) Las fibras

son terminadas de forma convexa,

poniendo en contacto los núcleos

de ambas fibras.

SPC: (Súper PC) Similar al PC pero

con un acabado más fino. Tiene

menos pérdidas de retorno.

UPC: (Ultra PC) Similar al anterior

pero aún mejor.

Enancad UPC: Mejora del anterior

para reducir las pérdidas de retorno.

TIPOS DE CONECTORES

stos elementos se encargan de

conectar las líneas de fibra a un

elemento, ya puede ser un

transmisor o un receptor. Los tipos de

conectores disponibles son muy variados,

entre los que podemos encontrar se hallan

los siguientes:

TIPOS DE CONECTORES DE LA

FIBRA ÓPTICA.

FC, que se usa en la transmisión de

datos y en las telecomunicaciones.

FDDI, se usa para redes de fibra

óptica.

LC y MT-Arras que se utilizan en

transmisiones de alta densidad de

datos.

SC y SC-Dúplex se utilizan para la

transmisión de datos.

ST o BFOC se usa en redes de

edificios y en sistemas de

seguridad.

D E

COMPONENTES DE LA FIBRA OPTICA

pág. 7

N cable de fibra óptica está

compuesto por un grupo de fibras

ópticas por el cual se transmiten

señales luminosas. Las fibras ópticas

comparten su espacio con hiladoras de

aramida que le confieren la necesaria

resistencia a la tracción.

Por otro lado, el peso del cable de fibra

óptica es muchísimo menor que el de los

coaxiales, ya que una bobina del cable de 8

fibras antes citado puede pesar del orden de

30 kg/km, lo que permite efectuar tendidos

de 2 a 4 km de una sola vez, mientras que

en el caso de los cables de cobre no son

prácticas distancias superiores a 250 - 300

m.

La “fibra óptica” no se suele emplear tal y

como se obtiene tras su proceso de creación

(tan sólo con el revestimiento primario),

sino que hay que dotarla de más elementos

de refuerzo que permitan su instalación sin

poner en riesgo al vidrio que la conforma.

Es un proceso difícil de llevar a cabo, ya

que el vidrio es quebradizo y poco dúctil.

Es por tanto necesario protegerla mediante

la estructura que denominamos cable.

LAS FUNCIONES DEL CABLE

Las funciones del cable de fibra óptica son

varias. Actúa como elemento de protección

de la(s) fibra(s) óptica(s) que hay en su

interior frente a daños y fracturas que

puedan producirse tanto en el momento de

su instalación como a lo largo de la vida útil

de ésta. Además, proporciona suficiente

consistencia mecánica para que pueda

manejarse en las mismas condiciones de

tracción, compresión, torsión y

medioambientales que los cables de

conductores. Para ello incorporan

elementos de refuerzo y aislamiento frente

al exterior.

INSTALACIÓN Y EXPLOTACIÓN

Referente a la instalación y explotación del

cable, nos encontramos frente a la cuestión

esencial de qué tensión es la máxima que

debe admitirse durante el tendido para que

el cable no se rompa y se garantice una vida

media de unos 20 años.

TÉCNICAS DE EMPALME: LOS

TIPOS DE EMPALMES PUEDEN SER:

Empalme mecánico con el cual se

pueden provocar pérdidas del orden de

0,5 dB

Empalme con pegamentos con el cual

se pueden provocar pérdidas del orden

de 0,2 dB.

Empalme por fusión de arco eléctrico

con el cual se logran pérdidas del orden

de 0,02 dB.

U

CABLES DE FIBRA OPTICA

pág. 8

a estructura de un cable de fibra

óptica dependerá en gran medida de

la función que deba desempeñar esa

fibra.

A pesar de esto, todos los cables tienen

unos elementos comunes que deben ser

considerados y que comprenden: el

revestimiento secundario de la fibra o fibras

que contiene; los elementos estructurales y

de refuerzo; la funda exterior del cable, y

las protecciones contra el agua. Existen tres

tipos de “revestimiento secundario”:

“Revestimiento ceñido”: Consiste

en un material (generalmente

plástico duro como el nylon o el

poliéster) que forma una corona

anular maciza situada en contacto

directo con el revestimiento

primario. Esto genera un diámetro

externo final que oscila entre 0’5 y

1 mm. Esto proporciona a la fibra

una protección contra micro

curvaturas, con la salvedad del

momento de su montaje, que hay

que vigilar que no las produzca ella

misma.

“Revestimiento holgado hueco”:

Proporciona una cavidad

sobredimensionada. Se emplea un

tubo hueco extruido (construido

pasando un metal candente por el

plástico) de material duro, pero

flexible, con un diámetro variable

de 1 a 2 mm. El tubo aísla a la fibra

de vibraciones y variaciones

mecánicas y de temperatura

externas.

“Revestimiento holgado con

relleno”: El revestimiento holgado

anterior se puede rellenar de un

compuesto resistente a la humedad,

con el objetivo de impedir el paso

del agua a la fibra.

Además ha de ser suave,

dermatológicamente inocuo, fácil de

extraer, autor regenerativo y estable

para un rango de temperaturas que

oscila entre los ¬ 55 y los 85 °C Es

frecuente el empleo de derivados del

petróleo y compuestos de silicona para

este cometido.

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Los elementos estructurales no son cable y

tienen como misión proporcionar el núcleo

alrededor del cual se sustentan las fibras, ya

sean trenzadas alrededor de él o

dispersándose de forma paralela a él en

ranuras practicadas sobre el elemento a tal

efecto.

ELEMENTOS DE REFUERZO

Tienen por misión soportar la tracción a la

que éste se ve sometido para que ninguna

de sus fibras sufra una elongación superior

a la permitida. También debe evitar

posibles torsiones. Han de ser materiales

flexibles y, ya que se emplearán kilómetros

de ellos han de tener un coste asequible. Se

suelen utilizar materiales como el acero,

Kevlar y la fibra de vidrio.

FUNDA

Por último, todo cable posee una funda,

generalmente de plástico cuyo objetivo es

proteger el núcleo que contiene el medio de

transmisión frente a fenómenos externos a

éste como son la temperatura, la humedad,

el fuego, los golpes externos, etc.

L

ELEMENTOS Y DISEÑO DEL CABLE DE

FIBRA ÓPTICA

pág. 9

la pérdida de potencia a través del

medio se conoce como Atenuación,

es expresada en decibelios, con un

valor positivo en dB, es causada por

distintos motivos, como la disminución en el

ancho de banda del sistema, velocidad,

eficiencia. La fibra de tipo multimodal, tiene

mayor pérdida debido a que la onda

luminosa se dispersa originada por las

impurezas. Las principales causas de

pérdida en el medio son:

Pérdidas por absorción

Pérdida de Raleigh

Dispersión cromática

Pérdidas por radiación

Dispersión modal

Pérdidas por acoplamiento

PÉRDIDAS POR ABSORCIÓN:

Ocurre cuando las impurezas en la fibra

absorben la luz, y esta se convierte en

energía calorífica; las pérdidas normales

van de 1 a 1000 dB/Km.

PÉRDIDA DE RAYLEIGH:

En el momento de la manufactura de la

fibra, existe un momento donde no es

líquida ni sólida y la tensión aplicada

durante el enfriamiento puede provocar

microscópicas irregularidades que se

quedan permanentemente; cuando los

rayos de luz pasan por la fibra, estos se

difractan haciendo que la luz vaya en

diferentes direcciones.

DISPERSIÓN CROMÁTICA.

Esta dispersión sólo se observa en las

fibras tipo unimodal, ocurre cuando los

rayos de luz emitidos por la fuente y se

propagan sobre el medio, no llegan al

extremo opuesto en el mismo tiempo; esto

se puede solucionar cambiando el emisor

fuente.

PÉRDIDAS POR RADIACIÓN.

Estas pérdidas se presentan cuando la

fibra sufre de dobleces, esto puede ocurrir

en la instalación y variación en la

trayectoria, cuando se presenta

discontinuidad en el medio.

DISPERSIÓN MODAL.

Es la diferencia en los tiempos de

propagación de los rayos de luz.

PÉRDIDAS POR ACOPLAMIENTO.

Las pérdidas por acoplamiento se dan

cuando existen uniones de fibra, se deben

a problemas de alineamiento.

A

PÉRDIDA EN LOS CABLES DE FIBRA

ÓPTICA

pág. 10

ENTRETENIMIENTO….

“LA CREATIVIDAD PUEDE RESOLVER CUALQUIER

PROBLEMA. EL ACTO DE CREAR, DE VENCER UNA

COSTUMBRE A BASE DE ORIGINALIDAD, SE

SOBREPONE A TODO”

GEORGE LOIS...