Cable de fibra optica
Concepto de Fibra Ćptica
Los circuitos de fibra Ć³ptica son filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plĆ”stico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a travĆ©s de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupciĆ³n.
Las fibras Ć³pticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeƱos ambientes autĆ³nomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geogrĆ”ficas (como los sistemas de largas lĆneas urbanas mantenidos por compaƱĆas telefĆ³nicas).
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El principio en que se basa la transmisiĆ³n de luz por la fibra es la reflexiĆ³n interna total; la luz que viaja por el centro o nĆŗcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un Ć”ngulo mayor que el Ć”ngulo crĆtico, de forma que toda la luz se refleja sin pĆ©rdidas hacia el interior de la fibra. AsĆ, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejĆ”ndose miles de veces. Para evitar pĆ©rdidas por dispersiĆ³n de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, el nĆŗcleo de la fibra Ć³ptica estĆ” recubierto por una capa de vidrio con un Ćndice de refracciĆ³n mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento.
Concluyo pues diciendo que, la Fibra Ćptica consiste en una guĆa de luz con materiales mucho mejores que lo anterior en varios aspectos. A esto le podemos aƱadir que en la fibra Ć³ptica la seƱal no se atenĆŗa tanto como en el cobre, ya que en las fibras no se pierde informaciĆ³n por refracciĆ³n o dispersiĆ³n de luz consiguiĆ©ndose asĆ buenos rendimientos, en el cobre, sin embargo, las seƱales se ven atenuadas por laresistencia del material a la propagaciĆ³n de las ondas electromagnĆ©ticas de forma mayor. AdemĆ”s, se pueden emitir a la vez por el cable varias seƱales diferentes con distintas frecuencias para distinguirlas, lo que en telefonĆa se llama unir o multiplexar diferentes conversaciones elĆ©ctricas. TambiĆ©n se puede usar la fibra Ć³ptica para transmitir luz directamente y otro tipo de ventajas en las que no entrarĆ© en detalle.
FabricaciĆ³n de la Fibra Ćptica
FabricaciĆ³n de la Fibra Ćptica
Las imĆ”genes aquĆ muestran como se fabrica la fibra monomodo. Cada etapa de fabricaciĆ³n esta ilustrada por una corta secuencia filmada.
La primera etapa consiste en el ensamblado de un tubo y de una barra de vidrio cilĆndrico montados concĆ©ntricamente. Se calienta el todo para asegurar la homogeneidad de la barra de vidrio.
Una barra de vidrio de una longitud de 1 m y de un diƔmetro de 10 cm permite obtener por estiramiento una fibra monomodo de una longitud de alrededor de 150 km.
CaracterĆsticas TĆ©cnicas:
La fibra es un medio de transmisiĆ³n de informaciĆ³n analĆ³gica o digital. Las ondas electromagnĆ©ticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.
BĆ”sicamente, la fibra Ć³ptica estĆ” compuesta por una regiĆ³n cilĆndrica, por la cual se efectĆŗa la propagaciĆ³n, denominada nĆŗcleo y de una zona externa al nĆŗcleo y coaxial con Ć©l, totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagaciĆ³n, y que se denomina envoltura o revestimiento.
La capacidad de transmisiĆ³n de informaciĆ³n que tiene una fibra Ć³ptica depende de tres caracterĆsticas fundamentales:
a) Del diseƱo geomƩtrico de la fibra.
b) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboraciĆ³n. (diseƱo Ć³ptico)
c) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura, menor serĆ” la capacidad de transmisiĆ³n de informaciĆ³n de esa fibra.
Presenta dimensiones mĆ”s reducidas que los medios preexistentes. Un cable de 10 fibras tiene un diĆ”metro aproximado de 8 o 10 mm. y proporciona la misma o mĆ”s informaciĆ³n que un coaxial de 10 tubos.
El peso del cable de fibras Ć³pticas es muy inferior al de los cables metĆ”licos, redundando en su facilidad de instalaciĆ³n.
El sĆlice tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a temperatura, pues funde a 600C. La F.O. presenta un funcionamiento uniforme desde -550 C a +125C sin degradaciĆ³n de sus caracterĆsticas.
CaracterĆsticas MecĆ”nicas:
La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable formado por agregaciĆ³n de varias de ellas, no tiene caracterĆsticas adecuadas de tracciĆ³n que permitan su utilizaciĆ³n directa.
Por otra parte, en la mayorĆa de los casos las instalaciones se encuentran a la intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al nĆŗcleo.
La investigaciĆ³n sobre componentes optoelectrĆ³nicos y fibras Ć³pticas han traĆdo consigo un sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas. Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo hay que tener en cuenta su sensibilidad a la curvatura y microcurvatura, la resistencia mecĆ”nica y las caracterĆsticas de envejecimiento.
Las microcurvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de:
TensiĆ³n: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas que rebasen el porcentaje de elasticidad de la fibra Ć³ptica y se rompa o formen microcurvaturas.
CompresiĆ³n: es el esfuerzo transversal.
Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable Ć³ptico.
Enrollamiento: existe siempre un lĆmite para el Ć”ngulo de curvatura pero, la existencia del forro impide que se sobrepase.
TorsiĆ³n: es el esfuerzo lateral y de tracciĆ³n.
Limitaciones TĆ©rmicas: estas limitaciones difieren en alto grado segĆŗn se trate de fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintĆ©ticos.
