Fibra Optica y Comunicaciones...Una Breve Introducción

Las  ondas de luz son formas de energía electromagnética que se encuentran gobernadas por las ecuaciones de Maxwell y la idea de utilizarla para transmitir la información no es reciente. En 1790 Claude Chappe, construye un sistema de telescopios para establecer un enlace telegráfico óptico entre París y Estrasburgo.

Para 1870, Tyndal establece la guia de luz por un chorro de agua.  Alexander Graham Bell, experimentó en 1880 con el fotófono donde la voz podía transmitirse a través de un rayo de luz. No tuvo aplicación práctica, pero desde 1910 se estudia la propagación en varillas de vidrio.

Para 1966 K.C. Kao y G. Hockman, dos ingenieros británicos, comprobaron en un análisis espectroscópico, que el cuarzo fundido, o sea un vidrio "puro" presenta una atenuación intrínseca por absorción de sólo 20 dB/Km.  en 1970 que en la compañía Corning Giass Works, un grupo de investigadores dirigidos por R. Maurer, logro procedimientos de fabricación de cristales de gran pureza (16 dB/Km). En la actualidad, la fibra óptica (que es una hebra de vidrio de alta pureza y del grosor de un cabello humano) puede enviar una señal de 565 Mbps/seg. Un equivalente a  7.680 canales telefónicos, hasta una distancia de 80 Kms. sin necesidad de regeneración y con una atenuación de solo 0.22 dB/Km.

TIPOS DE FIBRAS ÓPTICAS  COMERCIALES

Dependiendo del tipo de propagación de la señal luminosa en el interior de la fibra, éstas se clasifican en los siguientes grupos:

- Multimodo

- Monomodo

En una fibra monomodo, la luz puede tomar un único camino a través del núcleo, que mide alrededor de 10 micras de diámetro.

Las fibras multimodo tienen núcleos entre 50 y 1000 micras. Las fibras monomodo son más eficaces a largas distancias, pero el pequeño diámetro del núcleo requiere un alto grado de precisión en la fabricación, empalme y terminación de la fibra.

La fibra óptica también se clasifica

en función del índice de refracción, siendo de dos

tipos:

- Salto de índice

- Índice gradual

En las fibras de índice gradual, el índice de refracción es inferior en las proximidades del revestimiento que en el eje de la fibra. Las ondas luminosas se propagan ligeramente más lentas en las proximidades del eje del núcleo que cerca del revestimiento.

Atendiendo al material de la fibra, éstas pueden clasificarse:

- Fibras de vidrio

- Fibras de material plástico

Estas últimas se utilizan para comunicaciones a muy cortas distancias. Suelen

emplearse para interconexión de equipos situados en un mismo edificio, conexión de equipos digitales de audio y en pequeñas redes de ordenadores.

Dentro de las dos primeras clasificaciones generales (tipo de propagación e índice de refracción), tenemos tres tipos básicos de fibra óptica:

- Fibra multimodo de salto de índice

- Fibra multimodo de índice gradual

- Fibra monomodo

Generalmente se utilizan las fibras multimodo en la primera y segunda ventanas, y monomodo en la segunda y tercera ventanas.

Tipos de fibra OM1, OM2, OM3, OM4, OM5, OS1, OS2

OM, aplica a fibra óptica Multimodo, despues la numeración se refiere al Tipo de nucleo, Distancia máxima del segmento, Ventana de operación y Ancho de banda.

Asi tenemos que:

OM2: seria una fibra multimodo MM 50/125, Distancia máxima: 550 m. Ventana de Operación: 850 nm, Atenuación: 3,5 dB/km, Ancho de Banda: 500 Mhz-Km.

La Fibra utilizada habitualmente en aplicaciones informáticas. Clasificada en varios tipos (OM1, OM2, OM3 y OM4) en función de su ancho de banda, de su aplicación (ver tabla abajo) y de la distancia cubierta por el enlace. La F.O del tipo OM2 permite soluciones económicas al utilizarla para la transmisión analógica de señal banda base en distancias hasta 2 o 3 Km.

OS, aplica a fibra óptica monomodo SM (Single Mode)

OS1: sería una fibra monomodo SM 9/125, Con una ventana de operación de 1310nm y una atenuación de 0.5 dB/Km.

Sus principales ventajas (ancho de banda prácticamente ilimitado, bajo nivel de atenuación) se utiliza en aplicaciones WAN (Wide Area Network)  (larga distancia).

• Fibra óptica tipo G.652. Utilizadas como fibra estándar en Telecomunicaciones y en transmisión Ethernet Gigabit y 10 Gigabit. Como mencionamos líneas arriba, OS1 es cubierta por las fibras tipo de G.652 a, b c y d. 
• La fibra tipo OS2 fija características para las longitudes de onda 1310 nm 1550 nm y 1383 nm. Asimismo, la fibra OS2 es de aplicación como   f.o. SM Backbone para aplicaciones de larga distancia.
• Fibra óptica tipo G655; con modo de dispersión desplazada no nula. Para aplicaciones de larga distancia a 1550 nm. Sus características se fijan a 1550 nm y 1625 nm, por lo que puede ser utilizada para multiplexación DWDM entre estaslongitudes de onda.
• Fibra óptica G656; con modo de dispersión desplazada no nula. Para aplicaciones de banda ancha. Sus características se fijan entre 1460 nm y 1625 nm, estando especialmente indicada para multiplexación CWDM y DWDM.
• Fibra óptica G.657;con características especiales para su aplicación en FTTx  (alta resistencia a la humedad y a las macrocurvaturas), permite la transmisión a 1310, 1490 y 1550 nm, pueden ser utilizadas enterradas.

En un próximo post ampliaremos el tema de los equipos que funcionan con fibras ópticas y algo de la ingenería relacionada con los diseños de enlaces de comunicaciones con F.O.

 Grafico.  Modo como viaja la señal (onda de luz) óptica dentro de fibra.