Crf Clase05

Universidad Nacional Experimental del Táchira Departamento de Ingeniería Electrónica Comunicaciones de radio frecuencia

FIBRA OPTICA

Maria Gabriela García N. CI. 17056343 Sección 2 Nº 04

San Cristóbal, JUNIO del 2008.

RESEÑA HIISTÓRICA Sistemas de comunicación en la Antigüedad. Fuego

Humo

Lámparas

Banderas Semáforos

1792. El telégrafo óptico Mensajes codificados mecánicamente

Uso de repetidoras para alcanzar 100Km

Sistemas de comunicación MUY LENTOS Rata efectiva de transmisión de bits B<1b/s

RESEÑA HIISTÓRICA 1830. Telegrafía (B<10b/s) 1876. Teléfono (se modula analógicamente una C.C con la señal) Redes telefónica (necesidad de transmitir un gran numero de canales) 1940. Cable coaxial (se incrementa el ancho de banda)

Sistemas de microondas (B de 100Mb/s a 270Mb/s) 1960. El láser (Fuente de luz coherente) 1970. Fibra óptica (perdidas de 20db/km a 1um) Sistemas de comunicaciones ópticas (B=100Mb/s a 900Tb/s)

EL PRODUCTO DE LA RATA BITS/DISTANCIA Rendimiento del sistema de comunicación B= rata efectiva de transmisión de bits BL L= distancia de repetición

CINCO GENERACIONES DE SISTEMAS OPTICOS Primera generación(1980) •

=0.8 um

•B= 45Mb/s; L=10Km •En cables coaxiales L=1Km •Disminuyen costos de mantenimiento e instalación

Hacia los años 80 el cable coaxial fue el más usado, pero era muy fácil intervenir la línea y obtener información de los usuarios sin su consentimiento.

•Perdidas de 1dB/Km

Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. permiten alcanzar grandes distancias hasta 100 km máximo.

Segunda generación (1982-1985) •

=1.3 um

•B= 100Mb/s; L=50-70Km •Fibra óptica monomodo •Perdidas de 0.5dB/Km

CINCO GENERACIONES DE SISTEMAS OPTICOS Tercera generación •B= 4Gb/s; L=100Km •

=1.55 um; perdidas de 0.2 db/Km

•Fibra óptica con cambio de dispersión •Láser Monomodo •Desventaja: uso de regeneradores electrónicos cada 70Km •Sistemas ópticos coherentes

Cuarta generación (1991) •B= 5Gb/s; L=14300Km

Quinta generación (1996) •Búsqueda de solución al problema de la dispersión por medio del SOLITON. •B= 70Gb/s; L=35000Km/s •Uso de amplificadores ópticos dopados con erbium, disminuye las perdidas.

•Amplificador óptico dopados con ebrium •Múltiplexión por división de longitud de onda •Sistemas de fibra óptica transoceánicas

FIBRA ÓPTICA •La historia de la fibra óptica comienza cuando el físico irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía viajar dentro de un material (agua), curvándose por reflexión interna. Este principio fue utilizado en su época para iluminar corrientes del agua en fuentes públicas. •En 1952, el físico Narinder Singh Kapany, apoyándose en los estudios de John Tyndall, realizó experimentos que condujeron a la invención de la fibra óptica. •Uno de los primeros usos de la fibra óptica fue emplear un haz de fibras para la transmisión de imágenes, que se usó en el endoscopio médico.

Aplicaciones: Su uso es muy variado, desde comunicaciones digitales, sensores Y usos decorativos. •Comunicaciones con fibra óptica •Sensores de fibra óptica •Como sensor para medir tensiones, temperatura, presión entre otros. •Se puede usar como una guía de onda en aplicaciones médicas o industriales en las que es necesario guiar un haz de luz hasta un blanco.

FIBRA ÓPTICA Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.

FIBRA ÓPTICA Ventajas: •Su ancho de banda es muy grande (de hasta 1 THz), mediante técnicas de múltiplexación por división de frecuencias, que permiten enviar hasta 100 haces de luz (cada uno con una longitud de onda diferente) a una velocidad de 10 Gb/s cada uno por una misma fibra, se llegan a obtener velocidades de transmisión totales de 10 Tb/s. •Es inmune totalmente a las interferencias electromagnéticas.

Desventajas •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 rotura del cable. •No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios. La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica. •La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas. •No existen memorias ópticas.

FIBRA ÓPTICA Pérdidas Intrínsecas     Este tipo de pérdidas son debidas a factores intrínsecos a la naturaleza de las fibras, como lo son los parámetros geométricos u ópticos de las mismas. En una unión de fibras ópticas, cualquier diferencia existente entre los mismos dará lugar a este tipo de pérdidas.

Uniones de Fibras Monomodo En este tipo de uniones las pérdidas intrínsecas vienen determinadas por el desajuste del radio de campo modal. las diferencias entre los radio de campo modal de las fibras implicadas en la unión se traduce en pérdidas en la señal.

Desajuste del diámetro del núcleo

Uniones de Fibras Multimodo Cualquier desavenencia entre estas magnitudes en las fibras involucradas en la unión provocará una pérdida de potencia en la señal.

FIBRA ÓPTICA Pérdidas Extrínsecas     Este tipo de pérdidas son debidas a factores extrínsecos a la naturaleza de las fibras, como lo son aquellos que vienen determinados por el estado en que se produzca la unión; se está haciendo referencia al medio existente entre las fibras, a su separación y a las desviaciones laterales y angulares entre los ejes de las mismas.

Separación longitudinal entre fibras

Desviación lateral entre fibras

Desviación angular entre fibras

FIBRA ÓPTICA Pérdidas Extrínsecas Reflexión de Fresnel     Este tipo de pérdida es la que tiene lugar debido a un salto o variación del índice de refracción en la interfaz de la unión, de manera que una pequeña proporción de luz puede ser reflejada hacia la fibra transmisora.

Uniones de Fibras Monomodo     En este tipo de uniones las pérdidas extrínsecas, a las que hay que añadir las pérdidas por reflexión de fresnel, vienen determinadas por la existencia de una separación longitudinal entre los ejes, de una desviación lateral entre los mismos o de una desviación angular.

Fibra óptica de plástico. •Aplicación a corta distancia < 1Km. •Núcleo grande de aproximadamente 1mm. •Alta apertura numérica NA. •Elevada eficiencia de acoplamiento. •Alta atenuación de 50db/Km. •Su aplicación es en redes de área local.