Trabajo de telefonia fibra optica
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
GABRIEL RENÉ MORENO
FACULTAD POLITECNICA
CARRERA ELECTRONICA INDUSTRIAL
PRACTICO DE TELEFONIA
Docente: Ing. Msc. Saúl Severiche Toledo
Materia: Telefonía
Tema: Fibra Óptica
Integrantes:
Quisberth Coimbra Noé Cesar Reg: 211085537
Quinajo Cruz Rene Reg: 211085480
Alvis Daniel Reg: 211079766
2013
CUESTIONARIO
1.- Dibujar la estructura de un sistema de comunicación y explicar la
función de cada elemento
Repetidora
2.-¿Qué es una fibra óptica y de que partes está constituida?
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 y superiores a las de cable convencional. 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.
1. Elemento central dieléctrico: este elemento central que no está
disponible en todos los tipos de fibra óptica, es un filamento que no
conduce la electricidad (dieléctrico), que ayuda a la consistencia del cable
entre otras cosas.
2. Hilo de drenaje de humedad: su fin es que la humedad salga a través de
él, dejando al resto de los filamentos libres de humedad.
3. Fibras: parte más importante del cable, ya que es el medio por dónde se
transmite la información.
4. Loose Buffers: es un pequeño tubo que recubre la fibra y a veces
contiene un gel que sirve para el mismo fin haciendo también de capa
oscura para que los rayos de luz no se dispersen hacia afuera de la fibra.
5. Cinta de Mylar: es una capa de poliéster fina que hace muchos años se
usaba para transmitir programas a pc, pero en este caso sólo cumple el rol
de aislante.
6. Cinta antiflama: es un cobertor que sirve para proteger al cable del calor.
7. Hilos sintéticos de Kevlar: estos hilos ayudan mucho a la consistencia y
protección del cable, teniendo en cuenta que el Kevlar es un muy buen
ignífugo, además de soportar el estiramiento de sus hilos.
8. Hilo de desgarre: son hilos que ayudan a la consistencia del cable.
9. Vaina: la capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al
conjunto que tiene en su interior.
3.- Explicar las diferencias que existen entre la fibra mono modo y
multimodo
4.-¿Por qué se transmiten en las tres ventanas indicadas?
Porque los sistemas de comunicación óptica utilizan la parte de la banda
infrarroja más cercana al espectro visible. La selección de la longitud de onda se
realiza teniendo en cuenta la disponibilidad de dispositivos adecuados (emisores,
receptores) y fibras ópticas con bajas perdidas
Actualmente se trabaja en las tres bandas de frecuencias marcadas mostradas a
1a Ventana: 850 nm
2a Ventana: 1300 nm
3a Ventana: 1550 nm
5.-¿Explicar cómo se fabrica una fibra óptica? (video)
La primera etapa consiste en el ensamblado de un tubo y de una barra de vidrio
cilíndrico montados concéntricamente. Se calienta el todo para asegurar la
homogeneidad de la barra de vidrio.
Una barra de vidrio de una longitud de 1 m y de un diámetro de 10 cm permite
obtener por estiramiento una fibra mono modo de una longitud de alrededor de
150 km. La barra así obtenida será instalada verticalmente en una torre situada
en el primer piso y calentada por las rampas a gas.
El vidrio se va a estirar y "colar" en dirección de la raiz para ser enrollado sobre
una bobina.
Se mide el espesor de la fibra (~10um) para dominar la velocidad del motor del
enrollador, a fin de asegurar un diámetro constante.
Cada bobina de fibra hace el objeto de un control de calidad efectuado al
microscopio.
Después se va a envolver el vidrio con un revestimiento de protección (~230 um)
y ensamblar las fibras para obtener el cable final a una o varias hebras.
6.-¿Explicar cómo funciona el conversor eléctrico / óptico?
Para transmitir información mediante señales luminosas a través de un conductor
(fibra óptica) se requiere que en el punto emisor y receptor existan elementos
para convertir las señales eléctricas en ópticas y viceversa.
En el extremo emisor la intensidad de una fuente luminosa se modula mediante
una señal eléctrica y en el extremo receptor, la señal óptica se convierte en una
señal eléctrica.
Para este proceso de conversión se utilizan las propiedades de los materiales
semiconductores los cuales poseen dos bandas de energía, banda de valencia
(nivel bajo de energía) y banda de conducción (nivel alto de energía) separadas
por una distancia de energía.
Un fotón (quantum de energía) tiene una energía
h = constante de Planck
γ = Frecuencia del fotón
λ = longitud de onda
V= velocidad de la luz en el medio
En el semiconductor para pasar un electrón de la banda de valencia a la banda
de conducción, existe energía absorbida por incidencia de un fotón. Proceso
inverso se realiza para liberar fotones.
E=EC - EV
Dónde:
EC energía de un electrón, cuando se encuentra en la banda de conducción
EV energía de un electrón, cuando se encuentra en la banda de valencia
7.-¿Explicar cómo funciona el conversor óptico / eléctrico?
Para la transmisión de señales eléctricas a través de fibra óptica se emplean
sistemas transmisores ópticos, cuyos componentes más importantes son el
transductor electro-óptico como emisor lumínico al comienzo del tramo, la trama
óptica propiamente dicho y transductor opto eléctrico como receptor lumínico al
término del tramo.
Las señales eléctricas en los bornes del transductor electro-óptico al comienzo
del tramo son convertidas en señales lumínicas y la luz es acoplada en las fibras.
La luz recorre la fibra; al final del tramo las señales lumínicas son reconvertidas
nuevamente en señales eléctricas en el transductor opto eléctrico y están
disponibles en los bornes de salida.
Del otro lado, la señal óptica recibida es convertida en una eléctrica. Amplificada
o regenerada en esta forma y reconvertida nuevamente en una señal óptica.
Como en los sistemas clásicos para conductores metálicos existen equipos
terminales de líneas al comienzo y al final del tramo; los equipos intercalados son
los amplificadores en la transmisión de señales analógicas o los regeneradores
en la transmisión de señales digitales.
8.- tomando en cuenta las dos poblaciones para el proyecto indicar que tipo
de fibra se va a utilizar y que tipos de conversores se utilizara. Justificar su
respuesta
Se utilizara fibra óptica mono modo en vista de que esta tipo de fibra óptica se
utiliza para distancias largas según las normas ;se utilizara conversores para
transmisión con diodo laser y conversores para recepción con APD diodo de
avalancha que son propias
9.-¿En qué ventana se transmitirá?. Justificar su respuesta
Se utilizara fibra mono modo por tanto se transmitirá en la 3 ventana 1550 nm
(nanómetros) porque esta es la ventana que se utiliza para este tipo de fibras
Tomando en cuenta la disponibilidad de equipos (transmisores y receptores) y
fibras ópticas de bajas perdidas
10.-¿Calcular cuantas repetidoras se deberá instalar e indicar la ubicación
de las mismas?
Distancia total 639 Km
Santa cruz Puerto Suarez
213 km 213km 213km
Repetidor 1 repetidor 2
L =
L = ( )
L = 305 Km
Ps = potencia de salida
Pr = potencia mínima de la luz recibida
Po = perdida de entrada de oficina
Pm = margen del sistema para seguridad
Ls = perdida de la fibra óptica
Se deberán instalar 2 repetidoras una cada 213km kilómetros
11.- Explicar cómo se debe hacer los empalmes de la fibra óptica (video)
Para la instalación de sistemas de fibra óptica es necesario utilizar técnicas y
dispositivos de interconexión como empalmes y conectores.
Los conectores son dispositivos mecánicos utilizados para recoger la mayor
cantidad de luz. Realizan la conexión del emisor y receptor óptico.
En caso de que los núcleos no se empalmen perfecta y uniformemente, una parte
de la luz que sale de un núcleo no incide en el otro núcleo y se pierde. Por tanto
las pérdidas que se introducen por esta causa pueden constituir un factor muy
importante en el diseño de sistemas de transmisión, particularmente en enlaces
de telecomunicaciones de gran distancia.
Los empalmes son las uniones fijas para lograr continuidad en la fibra.
En las fibras mono modo los problemas de empalme se encuentran
principalmente en su pequeño diámetro del núcleo Dn = 10μm, esto exige contar
con equipos y mecanismos de alineamiento de las fibras con una mayor
precisión.
Las pérdidas de acoplamiento se presentan en las uniones de:
Emisor óptico a fibra, conexiones de fibra a fibra y conexiones de fibra a foto
detector.
Las pérdidas de unión son causadas frecuentemente por una mala alineación
lateral, mala alineación de separación, mala alineación angular, acabados de
superficie imperfectos y diferencias ya sea entre núcleos o diferencia de índices,
como los indicados en la figura.
Técnicas de empalme
Existen fundamentalmente 2 técnicas diferentes de empalme que se emplean
para unir permanentemente entre sí fibras ópticas.
La primera es el empalme por fusión que actualmente se utiliza en gran escala, y
la segunda el empalme mecánico.
Empalme por fusión
Se realiza fundiendo el núcleo, siguiendo las etapas de:
Preparación y corte de los extremos
Alineamiento de las fibras
Soldadura por fusión
Protección del empalme
Empalme mecánico
Este tipo de empalme se usa en el lugar de la instalación donde el desmontaje es
frecuente, es importante que las caras del núcleo de la fibra óptica coincidan
exactamente. Consta de un elemento de auto alineamiento y sujeción de las
fibras y de un adhesivo adaptador de índice que fija los extremos de las fibras
permanentemente.
Después de realizado el empalme de la fibra óptica se debe proteger con:
Manguitos metálicos
Manguitos termo retráctiles
Manguitos plásticos.
En todos los casos para el sellado del manguito se utiliza adhesivo o resina de
secado rápido.
12-¿Explicaran cómo se instalaran la fibra óptica. Será subterránea o aérea?
La fibra óptica se instalara de forma aérea debida a la extensa distancia de santa
cruz a puerto Suarez que es de 639 Km
13.- Bibliografía
http://www.alebentelecom.es/servicios-informaticos/faqs/fibra-optica-que-es-y-
como-funciona
http://www.youtube.com/watch?v=DUOYFpp8geA
http://es.calameo.com/read/0001706173a6561d4500c
http://www.xatakaciencia.com/tecnologia/como-se-fabrica-la-fibra-optica
http://www.youtube.com/watch?v=ATf_jd-dCqs
http://www.alebentelecom.es/servicios-informaticos/faqs/fibra-optica-que-es-y-
como-funciona