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Blog de Mercedes González Mas

Fibra óptica

La fibra óptica se usa habitualmente en transmisión de datos (Intfibra-opticaernet, Tv). Está formada por un hilo muy fino de material transparente, que puede ser de vidrio o de algún tipo de plástico, por el que se envían pulsos de luz que representan a los datos a transmitir. Normalmente la luz es emitida por un láser o un LED.

Cada filamento de la fibra consta de un núcleo central de plástico o cristal ( óxido de silicio y germanio ) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con un índice de refracción ligeramente menor. Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidenimage000cia, mejor se producirá la reflexión interna total

Si la luz se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite, aplicado la ley de Snell sabemos que se produce un fenómeno llamado “reflexión total interna” que es el culpable de que la fibra óptica funcione. Así, en el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. La luz viaja en el interior del la fibra a gran velocidad desde el emisor hasta el detector.

reflexiontotal_2

Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra, parte central, un haz de luz,  de forma que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando, se produce una reflexión total interna. Esto se consigue: a) si el índice de refracción del núcleo(n1) es mayor al índice de refracción del revestimiento (n2), y también , b) si el ángulo de incidencia es superior al ángulo crítico.

La fibra óptica se utiliza principalmente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia y a gran velocidad, velocidad muy superior a las velocidades del cable convencional. Se dice de la fibra óptica que es el medio de transmisión por excelencia al no producirse interferencias electromagnéticas.

 

Los cables de fibra óptica están formados por dos componentes básicos, cada uno de los cuales debe ser seleccionado adecuadamente en función de la especificación recibida, o del trabajo a desarrollar:cable_fibra_optica_multimodo

1.- El núcleo óptico

Formado por el conjunto de las fibras ópticas, esto es lo más importante del cable, ya que es el medio por dónde se transmite la información. Puede ser de silicio (vidrio) o plástico muy procesado. Aquí se produce el fenómeno de reflexión total responsable de la transmisión de los datos. Sus características vendrán definidas por la naturaleza de la red a instalar que definirá si se trata de un cable con fibras Monomodo, Multimodo.

Fibra óptica Monomodo: Para necesidades de larga distancia o gran ancho de banda. Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo)ny transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).

Fibra óptica Multimodo: Utilizada habitualmente en redes locales (LAN), de vigilancia o seguridad.Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico.losmejorestecnicosjunior.com.blogspot

2.- Los elementos de protección

La fundas, su misión consiste en proteger al núcleo óptico frente al entorno en el que estará situado el cable, y consta de varios elementos  superpuestos en capas concéntricas a partir del núcleo óptico.hu-fib9

Por su naturaleza poco flexible, la fibra optica se encuentra recubierta por varias capas protectoras, incluyendo una capa reflejante, ya que la luz en el interior viaja rebotando por las paredes y no en linea recta.

La capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al conjunto que tiene en su interior. En función de su composición, el cable será de interior, de exterior, para instalar en conducto, aéreo, etc

Ventajas

Las principales ventajas de utilizar la fibra óptica frente a otros medios de transmisión

  • Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados información.
  • Pequeño tamaño, por lo tanto ocupa poco espacio.
  • Gran flexibilidad, lo que facilita la instalación enormemente.
  • Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional.
  • Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas, chisporroteo…
  • Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el debilitamiento de la energía lumínica en recepción, además, no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de confidencialidad.
  • No produce interferencias.
  • Resistencia al calor, frío, corrosión.
  • Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que permite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento. Con un coste menor respecto al cobre.

Desventajas

A 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 ruptura del cable.
  • No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios. La señal tiene que ir directamente del emisor al receptor.
  • La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.

12 enero 2014 - Posted by | ....BIII-Óptica, 2n Batxillerat-Física | , ,

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