fibra optica

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FIBRA PTICA

LA LUZ PARA COMUNICAR

Los griegos utilizaban espejos para transmitir informacin. En 1792, Claude Chappe dise un sistema de telegrafa ptica, que mediante el uso de un cdigo y torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200 km que separan Lille y Pars, consegua transmitir un mensaje en tan slo 16 minutos. El primer intento de utilizar la luz como soporte para una transmisin fue realizado por Alexander Graham Bell, en el ao 1880. Utiliz un haz de luz para llevar informacin, pero se evidenci que la transmisin de las ondas de luz por la atmsfera de la tierra no es prctica debido a que el vapor de agua, oxigeno y partculas en el aire absorben y atenan las seales en las frecuencias de luz.

RAYO LSER COMO OPCINEn 1959, como derivacin de los estudios en fsica enfocados a la ptica, se descubri una nueva utilizacin de la luz, a la que se denomin rayo lser, que fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin de que los mensajes se transmitieran a velocidades inusitadas y con amplia cobertura. Sin embargo esta utilizacin del lser era muy limitada debido a que no existan los conductos y canales adecuados para hacer viajar las ondas electromagnticas provocadas por la lluvia de fotones originados en la fuente denominada lser.

QUE ES LA FIBRA PTICA?El uso de la luz guiada, de modo que no expanda en todas direcciones, sino en una muy concreta y predefinida se ha conseguido mediante la fibra ptica, que podemos pensar como un conducto de vidrio -fibra de vidrio ultra delgadaprotegida por un material aislante que, sirve para transportar la seal lumnica de un punto a otro.

APARICION DEL ELEMENTO CLAVE

La fibra ptica puede decirse que fue obtenida en 1951, con una atenuacin de 1000 dB/Km. (al incrementar la distancia 3 metros la potencia de luz disminua ), estas perdidas restringa, las transmisiones pticas a distancias cortas. En 1970, la compaa de CORNING GLASS de Estados Unidos fabric un prototipo de fibra ptica de baja perdida, con 20 dB/Km.

QU ES EN REALIDAD?

La Fibra ptica es una varilla delgada y flexible de vidrio u otro material transparente con un ndice de refraccin alto, constituida de material dielctrico (material que no tiene conductividad como vidrio o plstico), es capaz de concentrar, guiar y transmitir la luz con muy pocas prdidas incluso cuando est curvada. Est formada por dos cilindros concntricos, el interior llamado ncleo (se construye de elevadsima pureza con el propsito de obtener una mnima atenuacin) y el exterior llamado revestimiento que cubre el contorno (se construye con requisitos menos rigurosos), ambos tienen diferente ndice de refraccin ( n2 del revestimiento es de 0.2 a 0.3 % inferior al del ncleo n1 ).

El dimetro exterior del revestimiento es de 0.1 mm . aproximadamente y el dimetro del ncleo que transmite la luz es prximo a 10 50 micrmetros. Adicionalmente incluye una cubierta externa adecuada para cada uso llamado recubrimiento.

TIPOS DE FIBRA OPTICA1. 2.

NCLEO Y FORRO DE PLSTICO. NCLEO DE VIDRIO CON FORRO DE PLSTICO.

3.

NCLEO Y FORRO DE VIDRIO.

VENTAJAS Y DESVENTAJASLas fibras de plstico tienen varias ventajas sobre las de vidrio. La primera es que las de plstico son ms flexibles y, en consecuencia, son ms robustas que el vidrio. Son fciles de instalar, pueden resistir mejor los esfuerzos, son menos costosas y pesan 60% menos que el vidrio. La desventaja de las fibras de plstico es su alta atenuacin caracterstica: no propagan la luz con tanta eficiencia como el vidrio. En consecuencia, las fibras de plstico se limitan a tramos relativamente cortos, como por ejemplo dentro de un solo edificio o un complejo de edificios.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Las fibras con ncleos de vidrio tienen bajas atenuaciones caractersticas; sin embargo, la fibras PCS son un poco mejores que las fibras SCS. Las fibras PCS tambin se afectan menos por radiacin y, en consecuencia tienen mucho ms atractivo en las aplicaciones militares. Las fibras SCS tienen las mejores caractersticas de propagacin y son mas fciles de terminar que las PCS. Desafortunadamente los cable SCS son los menos robustos y son mas susceptibles a aumentos de atenuacin cuando estn expuestos a la radiacin.

CONFIGURACIONES DE LA FIBRA OPTICA1. 2.

Fibra unimodal de ndice escalonado. Fibra multimodal de ndice escalonado.

3.

Fibra multimodal de ndice graduado.

FIBRA UNIMODAL DE NDICE ESCALONADOTiene un ncleo central con la pequeez suficiente como para que en esencia slo haya una trayectoria que pueda seguir la luz para propagarse por el cable. Tiene la particularidad de poseer un ancho de banda elevadsimo (hasta 400 km mximo, mediante un lser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de informacin (decenas de Gb/s).. En estas fibras mono modo cuando se aplica el emisor de luz, el aprovechamiento es mnimo, tambin el costo es ms elevado, la fabricacin difcil y los acoples deben ser perfectos.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRAUNIMODAL DE NDICE ESCALONADO Ventajas: Hay

dispersin mnima. Como todos los rayos que se propagan por la fibra toman aproximadamente el mismo tiempo para recorrer el cable. En consecuencia, un pulso de luz que entra al cable se puede reproducir con mucha exactitud en el extremo de recepcin. Debido a la gran exactitud de reproduccin de los pulsos transmitidos en el extremo de recepcin, son posibles mayores anchos de banda y mayores capacidades de transmisin de informacin con las fibras unimodales de ndice escalonado que con los otros tipos de fibra.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRAUNIMODAL DE NDICE ESCALONADO Desventajas: Debido

a que el ncleo central es muy pequeo, es difcil acoplar la luz hacia adentro y hacia afuera de esta clase de fibra. La abertura de la fuente a la fibra es la mas pequea de todos los tipos de fibra. Tambin debido al pequeo ncleo central, se requiere una fuente luminosa muy direccional, como es por ejemplo un lser, para acoplar la luz en una fibra unimodal de ndice escalonado. Las fibras unimodales de ndice escalonado son costosas y difciles de fabricar.

FIBRA MULTIMODAL DE NDICE ESCALONADO

Se parece a la configuracin unimodal, pero el ncleo central es mucho mayor. Esta clase de fibra tiene una abertura grande de luz a fibra y consecuencia permite la entrada de ms luz al cable. Estn fabricadas a base de vidrio, con una atenuacin de 30 dB/km, o plstico, con una atenuacin de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilmetro.

FIBRA MULTIMODAL DE NDICE ESCALONADO

En estas fibras, el ncleo est constituido por un material uniforme cuyo ndice de refraccin es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el ncleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variacin brutal del ndice, de ah su nombre de ndice escalonado.

FIBRA MULTIMODAL DE INDICE ESCALONADO Ventajas: Las

fibras multimodales de ndice escalonado son poco costosas, y su fabricacin es sencilla. Es fcil acoplar la luz hacia adentro y hacia afuera de las fibras multimodales de ndice escalonado; tienen una abertura grande de la fuente a la fibra.

FIBRA MULTIMODAL DE INDICE ESCALONADOo

Desventajas:El ancho de banda y la capacidad de transferencia de informacin posibles con este tipo de cables es menor que con los dems tipos.

FIBRA MULTIMODAL DE INDICE ESCALONADO Desventajas: Los

rayos luminosos siguen muchas trayectorias distintas por la fibra, lo que da como resultado grandes diferencias en sus tiempos de propagacin. Por eso, los rayos que recorren esta clase de fibras tienden a extenderse y, en consecuencia, un pulso de luz que se propague por una fibra multimodal de ndice escalonado se distorsiona mas que entre otros tipos de fibra.

FIBRA MULTIMODAL DE NDICE GRADUADOEstas fibras se caracterizan por un ncleo central cuyo ndice de refraccin es no uniforme, es mximo en el centro y disminuye en forma gradual hacia la orilla externa. La luz se propaga por esta clase de fibras por refraccin. Al propagarse un rayo de luz en direccin diagonal por el ncleo hacia el centro, pasa continuamente de una fase menos densa a una ms densa. En consecuencia, los rayos luminosos se refractan en forma constante, y eso produce su deflexin continua. La luz entra a la fibra formando muchos ngulos diferentes.

FIBRA MULTIMODAL DE NDICE GRADUADO

Al propagarse por la fibra, los rayos que viajan en la zona ms externa de la fibra recorren mayor distancia que los que van cerca del centro. En vista de que el ndice de refraccin disminuye con la distancia al centro, y que la velocidad es inversamente proporcional al ndice de refraccin, la luz que va ms alejada del centro se propaga con mayor velocidad. En consecuencia, se tardan aproximadamente lo mismo en recorrer la longitud de la fibra

FIBRA MULTIMODAL DE INDICE GRADUADO

En esencia, este tipo de fibra no tiene ventajas ni desventajas sobresalientes. Las fibras multimodales de ndice escalonado son ms fciles de acoplar la luz que les entra y que les salen, en comparacin con las fibras unimodales de ndice escalonado. La distorsin debida a trayectorias mltiples de propagacin es mayor que en las fibras unimodales de ndice escalonado, pero menor que las multimodales de ndice escalonado.

FIBRA MULTIMODAL DE INDICE GRADUADO

Son ms fciles de fabricar las fibras de ndice graduado que la unimodales de ndice escalonado, pero ms difciles que las multimodales de ndice escalonado. La fibra multimodal de ndice graduado se considera intermedia en comparacin con los otros tipos.

ESTNDAR Y PROTOCOLO DE LAFIBRA

ESTNDAR DE CANAL DE FIBRA

El estndar Fibre Channel FCS por sus siglas en ingls, define un mecanismo de transferencia de datos de alta velocidad, que puede ser usado para conectar estaciones de trabajo, mainframes, supercomputadoras, dispositivos de almacenamiento, por ejemplo. FCS est dirigido a la necesidad de transferir a muy alta velocidad un gran volumen de informacin y puede reducir a los sistemas de manufactura, de la carga de soportar una gran variedad de canales y redes, as mismo provee de un solo estndar para las redes, almacenamiento y la transferencia de datos.

PROTOCOLO DEL CANAL DE FIBRAEs la interface entre el protocolo SCSI y el canal de fibra. Las principales caractersticas son las siguientes: Lleva a cabo de 266 megabits/seg. a 4 gigabits/seg. Soporta tanto medios pticos como elctricos, trabajando de 133 Megabits/seg a 1062 Megabits con distancias de arriba de 10 km. Soporte para mltiples niveles de costo y performance. Habilidad para transmitir mltiples juegos de comandos, incluidos IP, SCSI, IPI, HIPPI-FP, audio y video.

PROTOCOLO DEL CANAL DE FIBRAEl canal de fibra consiste en las siguientes capas: FC-0 La interface hacia la capa fsica FC-1- La codificacin y decodificacin de los datos capa de enlace. FC-2- La transferencia de tramas, secuencias e intercambio, comprende el protocolo de unidad de informacin (PDUs). FC-3- Servicios comunes requeridos para las caractersticas avanzadas como el desarmado de tramas y multicast. FC-4- Interface de aplicacin que puede ejecutarse sobre el canal de fibra como el protocolo de canal de fibra para SCSI (FCP)