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 Fibras ópticas  por Sergio Schnitzler (YIO multimedia)

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Un poco de historia

Las fibras ópticas son conductos, rígidos o flexibles, de plástico o de vidrio (sílice), que son capaces de conducir un haz de luz inyectado en uno de sus extremos, mediante sucesivas reflexiones que lo mantienen dentro de sí para salir por el otro. Es decir, es una guía de onda y en este caso la onda es de luz.

Las Fibras Opticas como Guias de Ondas - Reflexión de los haces de luz La luz se mantiene dentro del núcleo de la fibra óptica por reflexion

Las aplicaciones son muy diversas llendo desde la transmisión de datos hasta la conducción de la luz solar hacia el interior de edificios, o hacia donde pudiera ser peligroso utilizar la iluminación convencional por presencia de gases explosivos. También es utilizada en medicina para transmitir imágenes desde dentro del cuerpo humano. Arriba

Tipos de Cables de Fibras Opticas

El cable de fibra óptica se constituye principalmente de un núcleo rodeado de un revestimiento. La diferencia entre sus índices de refracción (indicados con n) es lo que hace que el haz de luz se mantenga dentro del núcleo (siempre que el haz haya entrado con el ángulo apropiado y el n del núcleo sea mayor que el del revestimiento).

Entonces habrá cables de Fibras Opticas con:

  • núcleo y revestimiento de plástico
  • núcleo de vidrio y revestimiento de plástico (PCS=plastic clad silica)
  • núcleo y revestimiento de vidrio (SCS=silica clad silica)

Los conductores de fibra óptica comunmente utilizados en transmisión de datos son de un grosor comparable a un cabello, variando el núcleo entre los 8 y los 100 mm (micrones), y el revestimiento entre 125 y 140 mm .

Constitución de las Fibras Opticas: Color (Coating) - Revestimiento (Cladding) - Núcleo (Core) fibra optica : coating (color)-cladding(revestimiento)-core(nucleo)

Adicionalmente, los conductores ópticos tienen un revestimiento de color que sigue un código de identificación o numeración, el cual varía según el fabricante/norma.

Existe otra clasificación, según la variación del índice de refracción dentro del núcleo, y según la cantidad de MODOS (haces de luz) :

  • Multimodo de índice escalonado [Multimode step index] MM
  • Multimodo de índice gradual [Multimode graded index] MM
  • Monomodo (índice escalonado) [Single Mode step index] SM

Nota: La cantidad de modos no es infinita y se puede calcular en base al radio del núcleo, la longitud de onda de la luz que se propaga por la fibra y la diferencia de índices de refracción entre núcleo y revestimiento. 

fibras opticas multimodo y monomodo
Menor ancho de banda 
AB = 20 a 200 MHz/Km
Ancho de banda medio
AB = 500 a 1500 MHz /Km
Diámetros de núcleo/revestimiento(en
mm):
50 / 125
62.5 / 125
100 / 140
Mayor ancho de banda
AB > 10 GHz/Km
Diámetros de núcleo/revestimiento(en
mm):
8 a 10 / 125

Como se puede observar en la gráfica del centro de la figura anterior, en el núcleo de una fibra multimodo de índice gradual el índice de refracción es máximo en el centro y va disminuyendo radialmente hacia afuera hasta llegar a igualarse al índice del revestimiento justo donde éste comienza. Por esto es que los modos (haces) se van curvando como lo muestra el dibujo. Dado que la velocidad de propagación de un haz de luz depende del índice de refracción, sucederá entonces que los modos al alejarse del centro de la fibra por un lado viajarán más rápido y por otro, al curvarse, recorrerán menor distancia, resultando todo esto en un mejoramiento del ancho de banda respecto a la deíndice escalonado.

Existe además un tipo de fibra denominada DISPERSION SHIFTED (DS) (dispersión desplazada) de la cual sólo se dirá aquí que no debe empalmarse con las comunes.

Recientemente ha surgido la fibra del tipo NZD (Non Zero Dispersion) la cual posee un núcleo más reducido (6m) y requiere un cuidado especial al empalmarla.

Otros tipos:
CS (Cut-off shifted), NZ-DS (Non-Zero Dispersion shifted) y ED (Er doped).

 

Transmisión por Fibras Opticas

La transmisión por FO consiste en convertir una señal eléctrica en una óptica, que puede estar formada por pulsos de luz (digital) o por un haz de luz modulado (analógica). La señal saliente del transmisor, se propaga por la fibra hasta llegar al receptor, en el cual se convierte la señal nuevamente a eléctrica.

Interfaz eléctrico/óptica
E/O

FUENTE
OPTICA
(Laser)
Tx
(modulador+transmisor)



Medio de Transmisión: F.O.

>>>>
Interfaz óptico/eléctrica
O/E

DETECTOR
OPTICO
(Fotodiodo pin)
Rx
(receptor+demodulador)
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Cables de Fibra Optica

A la FO desnuda (núcleo+revestimiento+color)  se le agregan protecciones adicionales contra esfuerzos de tracción, aplastamiento y humedad.  

El revestimiento primario que le da el color a cada fibra (coating) sirve además como una primera protección

Cables para ductos

# Protección secundaria:

  • Tipo adherente o apretada (TIGHT BUFFER) (ej. pigtails, patchcords)

  • Tipo suelta (LOOSE BUFFER)

# Elemento de tracción:

  • Alambre de acero latonado

  • Hilado sintético Kevlar o de Aramida

  • Fibras de vidrio

# Relleno que impida la penetración de humedad: gel siliconado (silica gel)

# Cinta antiflama

# Empaquetado del conjunto: Envoltura en mylar (parecido al celuloide)

# Protección mecánica (aplastamiento) antiflama, antirayosUV y contra humedad: Vaina externa tipo PALP (Polietileno-Aluminio-Polietileno)

Cable para ducto o aéreo (marca SIECOR)

constitucion de cables de fibras opticas vaina hilos de desgarre kevlar buffers

Cables aéreos autosoportados

Poseen un suspensor o mensajero para el tendido aéreo entre postes o columnas.

 

Cables de interconexión e interiores

Poseen un recubrimiento secundario del tipo apretado (tight buffer) en lugar del tubo

cables de fibras opticas AX

cables de fibras opticas AX-Series_Assembly

www.occfiber.com/espanol 

 

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Códigos de Colores para identificación numérica de Fibras Opticas

Para identificar cada fibra y cada grupo de fibras contenidas en los tubos buffer se utilizan diversos códigos de colores que varían de un fabricante a otro:

Cables fabricados por SIECOR (Siemens/Corning Glasses):

  1 = VERDE
  2 = ROJO
  3 = AZUL
  4 = AMARILLO
  5 = GRIS
  6 = VIOLETA
  7 = MARRON
  8 = NARANJA

Entonces, si tenemos dos tubos buffer, uno verde y el otro rojo, con 8 fibras cada uno, será:

BUFFER FIBRA No 
 VERDE        1 =  VERDE       
 2 =  ROJA         
 3 =  AZUL         
 4 =  AMARILLA 
 5 =  GRIS         
 6 =  VIOLETA   
 7 =  MARRON   
 8 =  NARANJA  
 ROJO          9  VERDE      
10 =  ROJA        
11 =  AZUL         

12 =  AMARILLA 
13 =  GRIS         
14 =  VIOLETA   
15 =  MARRON   
16 =  NARANJA  
Ver tabla de 64 FO

Código de Colores Estándares TIA-598-A Fibras Opticas 

Cables fabricados por PIRELLI - ALCATEL

   1 = AZUL
   2 = NARANJA
   3 = VERDE
   4 = MARRON
   5 = GRIS
   6 = BLANCO
   7 = ROJO
   8 = NEGRO
   9 = AMARILLO
  10 = VIOLETA
  11 = ROSA
  12 = CELESTE
Ver tabla de 144 FO
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Conectores para Fibras Opticas

Para poder conectar un cable de fibra a un equipo es necesario que en cada fibra se arme un conector, o bien, cada fibra se empalme con un PIGTAIL, que es un cable de una sola fibra que posee un conector en una de sus puntas, armado en fábrica. 

Jumper

Jumper o Patchcord - Cables de interconexión de Fibras Opticas

(la mitad de un jumper es um pigtail)

Existe una gran variedad de conectores que se diferencian por sus aplicaciones o simplemente por su diseño:

ST  y  STII+  conectores-fibras-opticas-ST_HST_SM_PC
SC conectores-fibras-opticas-hsc_SM_APC
FC conectores-fibras-opticas-FC_hpc
Euro2000

conectores-fibras-opticas-E-2000SXAPCconectores-fibras-opticas-E-2000Duplex PC

 Simplex                 Duplex                 

Poseen una tapita para proteger la fibra de rayones y suciedad, con un gatillo para abrirla.

DIN conectores-fibras-opticas-din
LC conectores-fibras-opticas-LC

Siguiendo a estos nombres vendrán siglas que indicarán alguna característica en particular.

Cualquiera de estos conectores puede venir en las opciones de pulido PC ó APC (angular para video) , en MM o SM, simples o dobles (una o dos fibras por conector), PM (polarisation maintaining), etc.

Cada conector consta de:

  • Ferrule: es el cilindro que rodea la fibra a manera de PIN.
  • Body: el cuerpo del conector
  • Boot: el mango

También existen conectores con el cuerpo intercambiable según la necesidad, como el Alberino de Diamond:

conectores-fibras-opticas-alberino_PC        conectores-fibras-opticas-ALB_Dim

 

 

Acopladores o adaptadores (adapter, coupling, bulkhead, interconnect sleeve)

Son como pequeños tambores o cajas que reciben un conector de cada lado produciendo el acople óptico, con la mínima pérdida posible. 

Se utilizan en los distribuidores, para facilitar la desconexión y cambio rápido, acoplando el pigtail que se haya empalmado al cable de fibra con el patchcord que se conecta a los equipos receptores/emisores. También se usan para conectar un tramo de fibra a los equipos de medición.

DIN adaptador-fibras-opticas-din
FC adaptador-fibras-opticas-FCmpcMPC
SMA adaptador-fibras-opticas-SMAmmt_10a
SC acoplador-fibras-opticas-conectores-_SC_MM
ST acoplador-fibras-opticas-conectores-ST
Euro 2000

adaptador-fibras-opticas-e2000PCAPC 

 LSH   y  LSH-HRL

Adaptadores Híbridos
DIN a E2000 PC conectores-fibras-opticas-hibrido-dine2000PC
E2000 a FC/PC conectores-fibras-opticas-hibrido-e2000FCPC
E2000 a SC/PC conectores-fibras-opticas-hibrido-e2000SCPC
E2000 a ST/PC conectores-fibras-opticas-hibrido-e2000STPC

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