La fibra óptica es un medio de transmisiónempleado habitualmente en redes de datos.

Es un hilo muy fino de materialtransparente, vidrio o materialesplásticos, por el que se envían pulsos de luzque representan los datos a transmitir.

El haz de luz queda completamente confinadoy se propaga por el interior de la fibra con unángulo de ref lexión por encima del ángulolímite de ref lexión total, en función de la leyde Snell. La fuente de luz puede ser láser o unLED.

Las fibras se utilizan ampliamente entelecomunicaciones, ya que permiten enviargran cantidad de datos a una grandistancia, con velocidades similares a las deradio o cable.

Son el medio de transmisión por excelenciaal ser inmune a las interferenciaselectromagnéticas, también se utilizan pararedes locales, en donde se necesiteaprovechar las ventajas de la fibra ópticasobre otros medios de transmisión.

NATURALEZA DE LA LUZ

La luz presenta una naturalezacompleja: depende de cómo laobservemos se manifestará como unaonda o como una partícula.

Sin embargo, para obtener un estudioclaro y conciso de sunaturaleza, podemos clasificar losdistintos fenómenos en los queparticipa según su interpretaciónteórica:

Esta teoría, desarrollada por ChristiaanHuygens, considera que la luz es una ondaelectromagnética, consistente en uncampo eléctrico que varía en el tiempogenerando a su vez un campo magnético yviceversa

TEORÍA ONDULATORIA

La teoría corpuscular estudia laluz como si se tratase de untorrente de partículas sin cargay sin masa llamadasfotones, capaces de portar todaslas formas de radiaciónelectromagnética.

TEORÍA CORPUSCULAR

LEYES DE LA ÓPTICA Y DEFINICIONES

Óptica geométrica: estudia los fenómenos que seproducen cuando un haz de radiación luminosa incidesobre cuerpos transparentes u opacos, o interfiere conotras radiaciones luminosas. Su teoría, que es de origengeométrico, presupone que la luz se propaga en línearecta en un medio homogéneo.

Óptica ondulatoria: se ocupa de los fenómenos dedifracción, interferencia y polarización, que puedenexplicarse admitiendo la naturaleza ondulatoria de la luz.Supone que la luz se propaga según ondas transversales.Los rayos luminosos son las trayectorias perpendicularesa la superficie de la onda.

TIPOS DE FIBRAS

Una fibra monomodo es una fibra óptica en laque sólo se propaga un modo de luz.

Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de lafibra hasta un tamaño (8.3 a 10 micrones) quesólo permite un modo de propagación. Sutransmisión es paralela al eje de la fibra. Estetipo de fibra monomodo permiten alcanzargrandes distancias (hasta 400 kmmáximo, mediante un láser de alta intensidad) ytransmitir elevadas tasas de información(decenas de Gb/s).

FIBRA MONOMODO

Una fibra multimodo es aquella en la que los haces deluz pueden circular por más de un modo o camino. Estosupone que no llegan todos a la vez. Una fibramultimodo puede tener más de mil modos depropagación de luz. Las fibras multimodo se usancomúnmente en aplicaciones de cortadistancia, menores a 1 km; es simple de diseñar yeconómico.

El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice derefracción superior, pero del mismo orden demagnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamañodel núcleo de una fibra multimodo, es más fácil deconectar y tiene una mayor tolerancia a componentes demenor precisión.

FIBRA MULTIMODO

Índice escalonado

En este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice derefracción constante en toda la sección cilíndrica, tienealta dispersión modal.

Índice gradual

Mientras en este tipo, el índice de refracción no esconstante, tiene menor dispersión modal y el núcleo seconstituye de distintos materiales.

Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibrasmultimodo según su ancho de banda se incluye el formato OM3(multimodo sobre láser) a los ya existentes OM1 y OM2 (multimodosobre LED).

OM1: Fibra 62.5/125 µm, soporta hasta 1 Gigabit Ethernet (1Gbit/s), usan LED como emisores

OM2: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 1 Gigabit Ethernet (1Gbit/s), usan LED como emisores

OM3: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300m), usan láser (VCSEL) como emisores.

ESTRUCTURAS DE LA FIBRA OPTICA

CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA

Consta de varios tubos de fibra rodeando unmiembro central de refuerzo, y rodeado de unacubierta protectora. El rasgo distintivo de este tipode cable son los tubos de fibra. Cada tubo, de dos atres milímetros de diámetro, lleva varias fibrasópticas que descansan holgadamente en él. Lostubos pueden ser huecos o, más comúnmente estarllenos de un gel resistente al agua que impide queésta entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibrade las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzansobre el cable.

CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA

Contiene varias fibras con protección secundaria querodean un miembro central de tracción, y todo ellocubierto dc una protección exterior. La protecciónsecundaria de la fibra consiste en una cubierta plásticade 900 μm de diámetro que rodea a! recubrimiento de250 μm de la fibra óptica.

La protección secundaria proporciona a cada fibraindividual una protección adi­cional frente al entornoasí como un soporte físico. Esto permite a la fibra serconec­tada directamente (conector instaladodirectamente en el cable de la fibra), sin la protecciónque ofrece una bandeja de empalmes.

CABLE BLINDADO

Tienen tina coraza protectora o armadura de acerodebajo de la cubierta de polietileno. Estoproporciona al cable una resistencia exce­lente alaplastamiento y propiedades de protección frente aroedores. Se usa fre­cuentemente en aplicacionesde enterramiento directo o para instalaciones enentornos de industrias pesadas. El cable seencuentra disponible generalmente en estructurahol­gada aunque también hay cables de estructuraajustada.

REPRESENTACION DEL RAYO OPTICO

Relación que puede escribirse:

donde: c, es la velocidad de la luz (3.000.000.000m/s) en el aire. v, es la velocidad de la luz en unmaterial especifico. n es el índice de refracción.Cuando un rayo incide en la frontera entre dosmedios con diferentes índices de refracción, el rayoincidente será refractado con distintoángulo, según la ley de refracción de Snell:

La representacionde la Ley deSnell se muestra en la figura que se encuentra a continuacion:

REPRESENTACION GRAFICA DEL RAYO INCIDENTE

REPRESENTACION GRAFICA

MODOS DE PROPAGACION EN GUIA DE ONDA CIRCULARES

MODO DE PROPAGACION CIRCULAR TEM

En este modo se observa que los patrones dedistribución de los campos dominantes en la guíarectangular y la circular son muy similares,particularmente en el centro de ambas guías .

Esta estructura que transforma el modo dominanteTE de la circular y viceversa , se emplea en lafabricación de dispositivos de microondas .

DIAGRAMA

MODO TM

DIGRAMAS DE FIBRA OPTICA

INTENSIDAD DE LUZ PROPAGADA

ECUACIONES