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Fibra óptica
TRANSMISIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo
muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se
envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente
confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del
ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o
un LED.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran
cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el
medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas,
también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra
óptica sobre otros medios de transmisión.
Si se hace un corte transversal de un cable de fibra, se pueden distinguir sus componentes
principales
La parte central de la fibra óptica es el núcleo, su tamaño, como se verá en el apartado
siguiente depende del tipo de fibra con el que se esté trabajando, aunque los estándares son 8.3
µm (monomodo), 50 µm (multimodo) y 62.5 µm (multimodo). El revestimiento tiene un
diámetro de 125 µm. Para hacer una analogía, un cabello humano tiene unos 70 µm de
diámetro. Por último, los cables están recubiertos por una cubierta protectora, semirrígida, que
protege al núcleo y al revestimiento de posibles daños. Tanto el núcleo como el revestimiento
están formados por distintos materiales, normalmente cristal de silicio (SiO2) de distintas
composiciones para provocar el fenómeno TIR.
Los conectores son interconexiones fibra-a-fibra que alinean el núcleo de ambas fibras y la
principal diferencia entre ellos es el tipo de enganche mecánico y su tamaño. Los cables se
terminan en diferentes terminaciones que permiten conectarlos a los paneles y bandejas de
fibras existentes en los armarios de comunicaciones.
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Fibra óptica
Si se corta un cable de fibra óptica, y es necesario repararlo, el proceso, consiste en la unión
de ambos extremos del cable y su fusión posterior. El proceso es técnicamente complejo y
requiere maquinaria y personal altamente especializados.
Además de los cables, debemos tener en cuenta que un sistema de transmisión óptico consta
de varios componentes esenciales:
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

La fuente de luz
El medio de transmisión
El detector
El medio de transmisión es la propia fibra de vidrio, la fuente de luz suele ser un láser, y el
receptor un elemento fotosensible. La información se codifica de modo que un pulso de luz
indique un 1 y la ausencia del mismo un 0.
Una vez que la luz entra en una fibra óptica, se propaga de una forma uniforme llamada
modo, que no es más que el camino que sigue a través de una fibra (la onda electromagnética)
Dependiendo del número de modos de propagación, hay dos grandes tipos de fibra óptica que
se describen en los siguientes sub-apartados.
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Fibra óptica
FIBRAS MONOMODO
Son fibras con el núcleo de vidrio mucho más fino que en el siguiente caso,
permitiendo el paso de un único haz de luz. Estas fibras tienen la característica de
tener un alcance muy superior (hasta 10 Km) Para su correcto funcionamiento se
precisan emisores láser más potentes y sofisticados, lo que encarece su uso. Estas
fibras se emplean fundamentalmente para conexiones de media, larga y muy
larga distancia: desde 550 metros hasta 40 kilómetros.
Las fibras monomodo no sufren tanto el fenómeno de la dispersión (ver apartado
siguiente) como las multimodo ya que por la fibra sólo viaja un pulso de luz cada
vez. También tiene menos atenuación (absorción parcial al ser reflejada en el
revestimiento) lo que garantiza una transmisión de la señal más fidedigna.
Una de las desventajas de este tipo de fibras, es que al ser el núcleo mucho más
estrecho que en las fibras multimodo, la conexión entre dos fibras tiene que ser
mucho más precisa, encareciendo los conectores y el coste del cable en general.
Existen 3 tipos básicos de fibra monomodo: NDSF, DSF y NZ-DSF. Las
diferencias entre los 3 tipos se basan principalmente en su adecuación para el
funcionamiento con diferentes láser que funcionen en distintas longitudes de
onda.
Por último, una familia de fibras monomodo, las PM (Polarization-maintaining),
son capaces de transmitir sólo una polarización de la luz de entrada, lo cual tiene
aplicaciones muy interesantes en la industria.
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FIBRA MULTIMODO
Son fibras que permiten el paso de varios haces de luz (modos) a través del
núcleo, que se reflejan con distintos ángulos dentro del núcleo. Su alcance es
limitado a construcciones con poca distancia entre ellas. Este tipo de fibras tienen
un núcleo (core) con un diámetro mucho mayor que el de las fibras monomodo.
Dentro de las fibras multimodo, existen dos tipos principales, las de índice
escalonado y las de índice gradual, que permiten un alcance ligeramente superior.
En las fibras de índice escalonado, se propagan varias ondas o modos diferentes
a través de la fibra.
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Unas ondas se propagan completamente paralelas al revestimiento, por
el núcleo de la fibra
Otras se refleja continuamente, atrapadas por el fenómeno TIR
El resto se refracta en el revestimiento
Intuitivamente se ve que las ondas que se reflejan, recorren mucha mayor
distancia que las que se propagan por el núcleo sin reflejarse. Esto da lugar a un
fenómeno, conocido como dispersión que produce atenuación de la señal
transmitida. Este fenómeno es inevitable en la fibra óptica multimodo y es el
ocasionante de que la longitud de estas fibras no pueda ser tan grande como la de
las fibras monomodo.
En las fibras de índice gradual, el índice de refracción del núcleo decrece desde el
centro hacia el revestimiento. Esto hace que se reduzca la dispersión, ya que los
haces llegan casi al mismo tiempo, ya que cerca del revestimiento, los rayos se
propagan más rápidamente que en el núcleo.
Video sobre la transmisión de la fibra óptica.
http://www.youtube.com/watch?v=TVF-L6VO6bY
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