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Tecnología y Aplicaciones de la Fibra Óptica Lucent Technologies Generalidades • Propiedades de la Fibra Óptica • Distintos Tipos de Fibra Óptica • Recomendaciones para la utilización de Fibra Monomodo o Multimodo • Lucent Technologies Fibra Monomodo Ventajas con respecto a otros conductores • • • • • Alta Capacidad de Transmisión. Alta Velocidad de Transmisión. Seguridad. Bajo Peso. No Requiere Mantenimiento. ESPECTRO ELECTROMAGNETICO Frecuencia 1 Khz Long. de onda Vel. Luz Frecuencia 1 MHz 1 GHz 1 THz 1000 THz 100 Thz 850 nm 1300 nm 18 Hz 10 21 Hz 1000 Thz ULTRAVIOLETA INFRAROJA 1550 nm 10 FIIBRAS OPTICAS 400 nm Construcción Básica de la Fibra Óptica Multimodo Cladding 125um Core 62.5um Coating 250um Construcción Básica de la Fibra Óptica Monomodo Cladding 125um Core 6 a 9 um Coating 250um Fibra Óptica Monomodo/Multimodo Definición y Aplicaciones Fuente MULTIMODO Cladding Detector Core Multiples haces de luz MONOMODO Detector Fuente Unico haz de luz •Bajo costo de emisores •LED’s de hasta 622 Mbps •Lasers de 155 Mbps hasta 1 Gbps •Bajo costo de conectores. •Alto costo de la fibra. •Bajo costo del sistema. •Alta pérdida y bajas longitudes de onda. •Distancias de hasta 2 km. •225m - 550m con Gigabit. •Alto coso de emisores •Lasers de 10 Gbps •400 Gbps + w/ DWDM •Alto costo de conectores. •Bajo costo de la fibra. •Alto costo del sistema. •Baja pérdida y altas longitudes de onda. •Distancias de + de 60 KM. Corto alcance, Campo. Largo alcance,campo,redes públicas. Parametros de la Fibra b n – n2 D 1 n1 a D n1 n2 n = Fase del índice de refracción Fibra Multimodo/ Monomodo Principios de Operación Multimodo Monomodo Core (Sílice Dopado con Germanio) Cladding (Puro Sílice) Índice de refracción- Índice de refracción- La interface de Core/Cladding actúa como un espejo…. …. Resultando en una reflexión interna. Distintos Tipos de Perfil de Fibra Multimodo Indice de Refracción Escalonado Indice de Refracción Gradual Indice de refracción de fibras Lucent G.652 Matched Clad (Ind.adaptado) Depressed Clad (Ind.reducido) n1 0.34% n2 n1 8.3 mm 8.3 mm 0.30% silica n3 n = Fase de indice de refracción = -0.09% 46 mm Fase de velocidad en el vacio Fase de velocidad en el vidrio Indice de Refracción de las Fibras Lucent G.653 y G.655 Dispersión desplazada (G.653) y TrueWave (G.655) n1 0.75% silica n2 6 mm Pérdidas en el enlace Óptico • • • • Esparcimiento Interno Acoplamiento de la Fibra a la Fuente Microcurvaturas/Macrocurvaturas Pérdidas de Interconexión Fibra Monomodo/Multimodo Principio de Operación La energía del as de luz se refracta por el núcleo…... …pero mucha energía se pierde si los radios de curvatura son pequeños. Core Cladding Radio de curvatura •El proceso de instalación es importante •Mantener los radios de curvatura mínimos Atenuación en F.O. Monomodo/Multimodo Enlace de Fibra Óptica Emisor Energía de entrada Receptor Pérdida en Db Cable/Conector Energía de salida La energía de salida es pequeña, el enlace falla. •El receptor no puede detectar la señal óptica Fibra Óptica Tecnología de conexión •La buena alineación de los núcleos de la fibra permiten una eficiente transmisión de la energía entre ellas. •Base de Ferrule: es la conexión más usada y rentable Conector (Backbone) Vista lateral - Corte transversal Fibra Ferrule cerámico Guía de alineación Representación del Conector Óptico ENTRADA Baja energía Pérdida de retorno/reflectancia Guía SALIDA Atenuación de las Fibras • Microcurvaturas. • Absorsión. • Dispersión. Atenuación de las Fibras Microcurvatura Dispersión (Esfuerzo) Impureza Absorsión Atenuación en la Fibra Óptica multimodo Longitud de onda Atenuación (dB/km) Atenuación de la Fibra Monomodo 0.6 Ventanas de operación 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1100 1200 1300 1400 1500 1600 Longitud de onda (nm) 1700 Valores Tipicos de Atenuación en Fibras Opticas Multimodo TIPO de FIBRA NUCLEO RECUBRIMIENTO N.A. ATENUACION 1 mm Plástico 0,98 mm 1,00 mm 0,5 0,3 dB/m @ 660 nm 100/140 Sílice 100 um 140 um 0,2 – 0,3 5 dB/Km @ 850 nm 62,5/125 Sílice 62,5 um 125 um 0,27 0,7 dB/Km @1300 nm 50/125 Sílice 50 um 125 um 0,21 0,5 dB/Km @1300 nm Valores Tipicos de Atenuación en Fibras Opticas Monomodo TIPO de FIBRA NUCLEO RECUBRIMIENTO N.A. ATENUACION 9/125 Sílice 9 um 125 um 0,1 0,35 dB/Km @ 1300 nm 9/125 Sílice 9 um 125 um 0,1 0,25 dB/Km @ 1550 nm 6/125 sílice 9 um 125um 0,1 0,22-0,25 dB/Km @ 1550 nm Fibra Multimodo - Dispersión modal •Ensanchamiento del pulso •Límite del ancho de banda Cladding DETECTOR EMISOR Core Bits superpuestos = Error de Bit ENERGÍA TIEMPO Tren de Pulsos de Entrada Tren de Pulsos de Salida Dispersión - Ancho de banda Sección del índice de refracción Tipo : índice escalonado multimodo r Pulso de entrada Sección transversal 125 um 100 um Propagación de la luz en la fibra Pulso de salida A n r Tipo : índice gradual multimodo r 125 um 50um A n r Tipo : Fibra monomodo 125 um 10um r A n r 0.6 G.652 20 EDFA band 0.5 10 0.4 0 0.3 G.655 0.2 0.1 1100 1200 1300 1400 -10 1500 1600 Longitud de onda (nm) -20 1700 Dispersión (ps/nm km) Atenuación (dB/km) Atenuación y Dispersión de Varias Fibras
