Fibra_pticaPresentacion8.pptx

La fibra óptica es un medio de transmisión
empleado habitualmente en redes de datos.
Es 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 ref lexión por encima del ángulo
límite de ref lexión 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.
NATURALEZA DE LA LUZ
La luz presenta una naturaleza
compleja: depende de cómo la
observemos se manifestará como una
onda o como una partícula.
Sin embargo, para obtener un estudio
claro y conciso de su naturaleza,
podemos
clasificar
los
distintos
fenómenos en los que participa según
su interpretación teórica:
TEORÍA ONDULATORIA
Esta teoría, desarrollada por Christiaan
Huygens, considera que la luz es una onda
electromagnética, consistente en un
campo eléctrico que varía en el tiempo
generando a su vez un campo magnético y
viceversa
TEORÍA CORPUSCULAR
La teoría corpuscular estudia la
luz como si se tratase de un
torrente de partículas sin carga
y sin masa llamadas fotones,
capaces de portar todas las
formas
de
radiación
electromagnética.
LEYES DE LA ÓPTICA Y
DEFINICIONES
Óptica geométrica: estudia los fenómenos que se
producen cuando un haz de radiación luminosa incide
sobre cuerpos transparentes u opacos, o interfiere con
otras radiaciones luminosas. Su teoría, que es de origen
geométrico, presupone que la luz se propaga en línea
recta en un medio homogéneo.
Óptica ondulatoria: se ocupa de los fenómenos de
difracción, interferencia y polarización, que pueden
explicarse admitiendo la naturaleza ondulatoria de la luz.
Supone que la luz se propaga según ondas transversales.
Los rayos luminosos son las trayectorias perpendiculares
a la superficie de la onda.
TIPOS DE FIBRAS
FIBRA MONOMODO
Una fibra monomodo es una fibra óptica en la
que sólo se propaga un modo de luz.
Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la
fibra hasta un tamaño (8.3 a 10 micrones) que
sólo permite un modo de propagación. Su
transmisión es paralela al eje de la fibra. Este
tipo de fibra monomodo permiten alcanzar
grandes distancias (hasta 400 km máximo,
mediante un láser de alta intensidad) y
transmitir elevadas tasas de información
(decenas de Gb/s).
FIBRA MULTIMODO
Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de
luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto
supone que no llegan todos a la vez. Una fibra
multimodo puede tener más de mil modos de
propagación de luz. Las fibras multimodo se usan
comúnmente en aplicaciones de corta distancia,
menores a 1 km; es simple de diseñar y económico.
El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de
refracción superior, pero del mismo orden de magnitud,
que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo
de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene
una mayor tolerancia a componentes de menor
precisión.
Índice escalonado
En este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de
refracción constante en toda la sección cilíndrica, tiene
alta dispersión modal.
Índice gradual
Mientras en este tipo, el índice de refracción no es
constante, tiene menor dispersión modal y el núcleo se
constituye de distintos materiales.
Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibras
multimodo según su ancho de banda se incluye el formato OM3
(multimodo sobre láser) a los ya existentes OM1 y OM2 (multimodo
sobre LED).
OM1: Fibra 62.5/125 µm, soporta hasta 1 Gigabit Ethernet (1 Gbit/s),
usan LED como emisores
OM2: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 1 Gigabit Ethernet (1 Gbit/s),
usan LED como emisores
OM3: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300 m),
usan láser (VCSEL) como emisores.
ESTRUCTURAS DE LA FIBRA
OPTICA
CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA
Consta de varios tubos de fibra rodeando un
miembro central de refuerzo, y rodeado de una
cubierta protectora. El rasgo distintivo de este tipo
de cable son los tubos de fibra. Cada tubo, de dos a
tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras
ópticas que descansan holgadamente en él. Los
tubos pueden ser huecos o, más comúnmente estar
llenos de un gel resistente al agua que impide que
ésta entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra
de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan
sobre el cable.
CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA
Contiene varias fibras con protección secundaria que
rodean un miembro central de tracción, y todo ello
cubierto dc una protección exterior. La protección
secundaria de la fibra consiste en una cubierta plástica
de 900 μm de diámetro que rodea a! recubrimiento de
250 μm de la fibra óptica.
La protección secundaria proporciona a cada fibra
individual una protección adicional frente al entorno
así como un soporte físico. Esto permite a la fibra ser
conectada
directamente
(conector
instalado
directamente en el cable de la fibra), sin la protección
que ofrece una bandeja de empalmes.
CABLE BLINDADO
Tienen tina coraza protectora o armadura de acero
debajo de la cubierta de polietileno. Esto
proporciona al cable una resistencia excelente al
aplastamiento y propiedades de protección frente a
roedores. Se usa frecuentemente en aplicaciones
de enterramiento directo o para instalaciones en
entornos de industrias pesadas. El cable se
encuentra disponible generalmente en estructura
holgada aunque también hay cables de estructura
ajustada.
REPRESENTACION DEL RAYO OPTICO
Relación que puede escribirse:
donde: c, es la velocidad de la luz (3.000.000.000
m/s) en el aire. v, es la velocidad de la luz en un
material especifico. n es el índice de refracción.
Cuando un rayo incide en la frontera entre dos
medios con diferentes índices de refracción, el rayo
incidente será refractado con distinto ángulo,
según la ley de refracción de Snell:
La representacion de la Ley de
Snell 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 de
distribución de los campos dominantes en la guía
rectangular y la circular son muy similares
,particularmente en el centro de ambas guías .
Esta estructura que transforma el modo dominante
TE de la circular y viceversa , se emplea en la
fabricación de dispositivos de microondas .
DIAGRAMA
MODO TM
DIGRAMAS DE FIBRA OPTICA
INTENSIDAD DE LUZ PROPAGADA
ECUACIONES