Fibras Opticas

PATRONES FOTOMETRICOS. LUMEN. La Fotometría comenzó con unas bases metrológicas difíciles por depender del ojo humano, p‚simo instrumento de medida. La aplicación de leyes físicas a fuentes de emisión (Radiador Completo) y mas recientemente el desarrollo de detectores mucho mas precisos, de estado sólido y de sustitución el‚ctrica, junto con la definición del observador patrón, V( ), han hecho posible la consecución de patrones y m‚todos de medida fotom‚tricos de una precisión y exactitud impensables hace sólo dos décadas. Simultáneamente, los sofisticados sistemas de iluminación empleados en visión nocturna, quirófanos, grabación de imágenes en condiciones de iluminación especiales, iluminación por fibra óptica y control del consumo energético en alumbrado, hacen necesario patrones y sistemas de medida cada vez mas exactos y de mayor rango de intensidades. No sólo se necesitan patrones para el rango Fotópico, sino también para el Mesópico y Escotópico. En nuestros Laboratorios se está finalizando el desarrollo de una nueva Candela, basada en las medidas con un radiómetro criogénico. También se está trabajando en la obtención de un Patrón de Luminancia. Sería conveniente, para completar el grupo de patrones de unidades fotométricas, abordar la medida del flujo luminoso a partir de medidas goniofotométricas, con objeto de derivar el Lúmen de la actual Candela. METODOS DE REFERENCIA PARA CARACTERIZAR SISTEMAS DE FIBRA OPTICA Una nueva generación de sistemas de fibra óptica, con componentes y dispositivos más sofisticados para nuevas aplicaciones más rápidas y eficaces, se está implantando en el mundo de las comunicaciones. La aplicación de estos nuevos avances en las comunicaciones exige una mejora sustancial de las técnicas de medida de las características de las fibras ópticas y sus componentes para un buen funcionamiento de las nuevas aplicaciones, así como para poder adaptar los sistemas de fibra óptica ya instalados a las nuevas necesidades. Esta línea de investigación se centra en los siguientes puntos: •

Diseño y desarrollo de técnicas de medida para el estudio de las propiedades de los nuevos dispositivos en los sistemas de comunicaciones, y de las propiedades de la fibra no tenidas en cuenta hasta el momento por suponerse despreciables para las aplicaciones actuales.

•

Mejora de la precisión, rango dinámico e intervalo de aplicación de los sistemas convencionales de medida.

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Realización de patrones de calibración útiles para los sistemas de laboratorio y campo.

FIBRAS OPTICAS TIPO DE CALIBRADO

OBSERVACIONES

OTDR

Incluye calibración de escalas de longitud, atenuación y espectro de emisión de los laseresFibra monomodo.Conector FCPC

Medidores de potencia en fibras

Incluye responsividad absoluta, linealidad y responsividad relativa., Fibra monomodo y multimodo. Conector FCPC

Atenuadores

Fibra monomodo y multimodo. Conector FCPC

Perfil de índice de refracción y geometría de fibras Longitud de onda de corte

Método del campo próximo refractado.Mínima longitud de fibra a medir: 500 mm

Fibra monomodo. Mínima longitud de fibra a medir: 2m Se determina: Espectro de emisión El espectro de emisión. de LED y Laseres de La longitud de onda media (RMS) fibra óptica El ancho de banda de emisión (FWHT) Método de corte.Fibra monomodo. Longitud de fibra: Atenuación espectral Mínima 1 Km Máxima 12Km

http://www.metrologia.csic.es/

Página de inicio.

INTERV ALO ESPEC TRAL 850, 1300 y 1550 nm 850, 1300 y 1550 nm 850, 1300 y 1550 nm 632.8 nm

desde 800 a 1800 nm 1000 1650 nm

INTRODUCCION Desde la más remota antiguedad se ha utilizado la luz para la transmisión de informaciones. Ello ocurrirá por ejemplo en forma de fogatas para señales. Hoy en día se puede encontrar este tipo de transmisión de informaciones en numerosas aplicaciones como ya sean el alfabeto de banderas utilizado en la marina, los faros, los semáforos y las luces indicadoras de los tableros de maquinarias. Desde hace siglos el hombre ha pensado en la construcción de sistemas que le permitan transmitir mensajes por medio de pulsos luminosos cubriendo grandes distancias. Así Claude Chappe construyó en Francia, alrededor del año 1790, un sistema de telégrafo óptico que consistía en una cadena de torres con sistemas de señalización móviles. Con este sistema se transmitían informaciones cubriendo unos 200 Km en solamente 15 minutos y sólo se dejó de utilizar cuando fue reemplazado por el telégrafo eléctrico. En el año 1889, el norteamericano Alexander Graham Bell desarrolló el photophon con el cual se podía transmitir señales de alta voz con ayuda de la luz. Esta idea sin embargo no encontró aplicaciones prácticas pues las influencias climáticas y la visibilidad alteraban en forma inadmisible la transmisión. En 1870, antes del descubrimiento de Bell, el físico inglés John Tyndall señaló una solución del problema demostrando que un chorro de agua era capaz de conducir la luz. Su experimento se basaba en el Principio de la Reflexión Total que se utiliza actualmente en los conductores de fibra óptica. Después de los primeros intentos en el campo de modulación de la luz efectuados por Bell y por Tyndall, sólo en el año 1934 el norteamericano Norman R. French obtuvo una patente que cubría un sistema telefónico óptico. En la misma describía que las señales de voz eran transmitidos por una red conductores ópticos (formados por varillas rígidas de vidrio u otro material similar) con un pequeño coeficiente de atenuación para la respectiva longitud de onda de servicio. En 1970, la empresa Corning Glass Works fabricó en los EE.UU. conductores de fibra óptica con un perfil escalonado y obtuvo valores de atenuación inferiores a los 20 dB/Km con una longitud de onda de 633nm.

En 1972 se lograron valores de atenuación de 4 dB/Km con conductores de fibra óptica de perfil gradual. Hoy en día, el estado de la técnica permite obtener atenuaciones de 0,4 dB/Km con longitudes de onda de 1300nm en conductores de fibra óptica monomodo. Simultáneamente, se mejoran considerablemente la sensibilidad, la potencia y la vida útil de los elementos receptores y transmisores. Asimismo, gracias a una adecuada técnica para los cables, de conectores y los empalmes de los conductores de fibra óptica, se logró introducir sin inconvenientes el nuevo medio de transmisión. [PRINCIPAL]| [FIBRAS OPTICAS]| [ ESTRUCTURA]| [ VENTAJAS]| [DIFICULTADES]| [ CONCLUSION]| [ BIBLIOGRAFIA]|

ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE UN CIRCUITO CON FIBRAS OPTICAS 1 - Modulador 2 - Emisor LWL - Conductor de fibra óptica 3 - Receptor 4 - Demodulador

El modulador es el componente encargado de generar la forma de onda (eléctrica) de la información. El emisor es el componente que transforma la forma de onda generada en el modulador en energía lumínica, utilizando diodos emisores de luz (LED) o diodos láser. El principio de funcionamiento de un diodo LED o láser se basa en el hecho de que al incidir un fotón sobre un electrón en una de las capas de un semi conductor, este último absorbe la energía del fotón y pasa de su capa de valencia a otra capa de mayor energía llamada Banda de conducción. Si la banda de conducción esta ocupada en exceso de su equilibrio (no hay huecos libres), los electrones pueden volver espontóneamente a los huecos de su capa original en cuyo caso ocurre una emisión fotones p/c electrón.

El primer caso es el de los fotodiodos, componentes de los receptores, mientras que el 2do. es el caso de los LED o láser propiamente, encontrados en los emisores. El receptor transforma la señal luminosa recibida a través del conductor de fibra óptica y lo convierte en información en forma de ondas eléctricas. El desmodulador lee la forma de onda eléctrica del receptor y descodifica la información, para ser utilizada.

ACCESORIOS DE LOS CONDUCTORES DE FIBRAS OPTICAS - Interruptores

Distribuidores

Los interruptores son dispositivos electroóptias (relés; p/ conductores de fibra óptica) cuyo funcionamiento es análogo al de un relój electromagnética. La gama de longitudes de ondas con las cuales se pueden utilizar estos interruptores se extienden desde 800 a 1500 nm. Los distribuidores permiten transmitir informaciones en dos o más direcciones, o reunir varios emisores y receptores en una estructura óptica en forma de bus. Se tratan de dispositivos de múltiples puertas ópticas. Estos se clasifican según la cantidad de vías en: a) De tres vías o en T b) De cuatro vías o en X Según el tipo de acoplamientos: a) Con espejos b) Superficiales [PRINCIPAL]| [ INTRODUCCION]| [ FIBRAS OPTICAS]| [ VENTAJAS]| [DESVENTAJAS]| [ CONCLUSION]| [ BIBLIOGRAFIA]|

FIBRAS OPTICAS ESTRUCTURA DEL CONDUCTOR DE FIBRA OPTICA. El conductor de fibra Optica esta compuesto por dos elementos básicos: El núcleo (core) y el recubrimiento (cladding), cada uno de ellos formado por material ópticamente transparente (p. ej. vidrio de cuarzo) y el revestimiento (coating).

El núcleo es el área central de un conductor de fibra óptica, utilizado para la conducción de las ondas luminosas. Esta conducción de las ondas en el núcleo es posible únicamente porque su índice de refracción, es mayor que el del recubrimiento y los modos quedan retenidos en este núcleo por la reflexión total permanente la superficie límite entre ambos medios (núcleo / recubrimiento). Bajo revestimiento se entiende aquella capa que se aplica durante la fabricación del conductor de fibra óptica en contacto directo con la superficie del recubrimiento, debiendo ser posible quitarlo para efectuar conexiones o para acoplar y desacoplar el conductor. Está compuesto de una o varias capas de sustancias sintéticas aplicadas uniformemente en toda su longitud, sin interrupciones en la capa ni diferencias apreciables de su espesor. Puede ser coloreado o marcado con bandas anulares características. El índice de refracción del revestimiento es mayor que el del recubrimiento, de esta manera son absorbidas por las sustancias sintéticas, a los pocos metros, todas las ondas luminosas acopladas al recubrimiento por efectos no deseados. Ejemplos de índice de refracción de un conductor de fibra óptica. Núcleo 1,48 Recubrimiento 1,46 Revestimiento 1,52 El revestimiento tiene la función mecánica de: - Proteger al conductor de fibra óptica de influencias externas, así como absorber fuerzas transversales, las que podráan producir microcurvaturas, las que provocarían atenuaciones adicionales.

[PRINCIPAL]| [ INTRODUCCION]| [ ESTRUCTURA]| [ VENTAJAS]| [DESVENTAJAS]| [ CONCLUSION]| [ BIBLIOGRAFIA]|

VENTAJAS VENTAJAS DE LA TECNICA DE FIBRA OPTICA

Con la fibra óptica disponemos hoy de un medio de transmisión óptico que supera a los conductores metálicos en importantes aspectos: * Atenuaciones de línea muy escasa. Mientras una señal de alta frecuencia en un cable coaxial ya después de pocos cientos de metros ha perdido la mitad de su potencia, en fibras ópticas particularmente buenas la potencia lumínica disminuye a la mitad recién después de 15 Km. Esto significa que en los sistemas de larga distancia, los amplificadores para la reactivación de la señal sólo son necesarias a distancias mucho mayores o bien ya puede prescindirse totalmente de ellos. * Significativa mayor capacidad de transmisión de determinados tipos de fibras. Teóricamente son posibles tasas de transmisión en el orden de magnitudes superiores a 10 Gbit/s (contrariamente a ello, en los cables coaxiales se llega en la actualidad a aproximadamente 1 Gbit/s). Esta capacidad puede ser aumentada aún utilizando varias ondas portadoras con diferentes longitudes de ondas lumínicas. * Considerable reducción de volumen y peso del cable. Un diámetro de fibra muy pequeño (con capa sintética protectora de 0,25 hasta 0,5 mm de espesor contra aproximadamente 10 mm en pares coaxiales de cobre) y un peso de cable reducido, con una flexibilidad mecénica considerablemente mayor, brindan una serie de ventajas para transporte, tendido y espacio necesario en tramos de líneas de cables. * Ninguna conductividad eléctrica Debido a ello no son necesarias disposiciones de puesta a tierra y protección contra rayos. Una fibra puede, por ejemplo en instalaciones de alta tensión, salvar grandes diferencias en potencial como línea de control. * Ninguna interacción entre onda lumínica por un lado y ondas electromagnéticas y campos fuera de la fibra por el otro lado. Durante la transmisión sobre fibra óptica no son generados campos electromagnéticos pertubadores; inversamente, la transmisión tampoco puede ser interferida externamente por estos campos. Esto significa, que una transmisión así, solo muy difícilmente podrá ser escuchada por personas no autorizadas. * Seguridad de la señal. Las fibras ópticas no irradian significativamente la luz propagada, implicando en un alto grado de seguridad para la información transportada. Esta torna a la fibra óptica importante en aplicaciones binarias, redes de computadoras y sistemas militares. * Materia prima abundante. Como las fibras ópticas son compuestas por silicio (material abundante y no muy caro), en gasto va aumentando a medida que aumenta el proceso requerido para hacer vidrios ultra - puros de este material. [PRINCIPAL]| [ INTRODUCCION]| [ FIBRAS OPTICAS]| [ ESTRUCTURA| [DESVENTAJAS| [ CONCLUSION]| [ BIBLIOGRAFIA]|

DESVENTAJAS DESVENTAJAS EN LAS CONEXIONES DE FIBRAS OPTICAS *Las pequeñas dimensiones de las fibras ópticas exigen procedimientos y dispositivos de alta precisión en la realización de conexiones y acoplamientos. *Los bifurcadores del tipo T presentan una perdida muy elevada. *Es muy difícil obtener bifurcadores de derivación tipo T para fibras ópticas con bajo nivel de perdida, lo que dificulta enormemente la utilización de estos cables en sistemas de transmisión multipunto. * Otro punto negativo es la imposibilidad de alimentación remota de repetidores. * Los sistemas de fibras ópticas requieren alimentación eléctrica independiente para cada repetidor, siendo imposible la alimentación remota atravez del mismo medio de transmisión. * A lo citado anteriormente debe agregarse la falta de padronización de los componentes ópticos. Debido a la relativa inmadurez y el continuo avance tecnológico que no ha facilitado el establecimiento de padrones para los componentes de sistemas de transmisión por Fibras Opticas. [PRINCIPAL]| [ INTRODUCCION]| [ FIBRAS OPTICAS]| [ ESTRUCTURA]| [VENTAJAS]| [ CONCLUSION]| [ BIBLIOGRAFIA]|

CONCLUSION En la actualidad la implementación de fibras ópticas ha alcanzado un alto grado de evaluación a escala mundial. Prueba de ella son las múltiples aplicaciones en las diferentes áreas de la teleinformática. Pese a tener en contra factores como el elevado costo y mantenimiento, sin lugar a dudas constituye uno de los medios de comunicación más eficaces hasta ahora producidos. En nuestro país esta tecnología aun está en pañales, hecho por el cual se presentan algunos inconvenientes para su eficiente aplicación. No obstante queda la esperanza de que en un futuro no muy lejano y con la ayuda del mismo medio universitario, ya sea en forma de pesquisa o en el campo de

extensión académica se lleven a cabo proyectos que tengan en cuenta el desarrollo de nuevos usos e implementaciones de esta tecnología con miras a un gradual desarrollo. [PRINCIPAL]| [ INTRODUCCION]| [ FIBRAS OPTICAS]| [ ESTRUCTURA]| [ VENTAJAS]| [DESVENTAJAS]| [ BIBLIOGRAFIA]|