fibra optica

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fibra optica como medio de transmision

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  • REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

    INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO

    SANTIAGO MARIO

    ESCUELA DE INGENIERA ELECTRNICA

    EXTENSIN MATURN

    Profesor: Realizado por:

    Ing. Cristbal Espinoza Br. Lourdes Borregales

    Materia: C.I: 18.463.251

    Electiva V

    Maturn, Mayo de 2016

  • Historia

    Los antiguos griegos usaban espejos para transmitir informacin, de modo

    rudimentario, usando luz solar. En 1792, Claude Chappe dise un sistema de

    telegrafa ptica, que, mediante el uso de un cdigo, torres y espejos distribuidos a lo

    largo de los 200 km que separan a Lille de Pars, consegua transmitir un mensaje en

    tan slo 16 minutos.

    Aunque en 1820 eran conocidas las ecuaciones por las que se rige la captura de la luz

    dentro de una placa de cristal lisa, no sera sino 90 aos ms tarde cuando estas

    ecuaciones se aplicaron hacia los llamados cables de vidrio gracias a los trabajos de

    los fsicos Demetrius Hondros y Peter Debye en 1910

    El confinamiento de la luz por refraccin, el principio que posibilita la fibra ptica, fue

    demostrado por Daniel Colladon y Jacques Babinet en Pars en los comienzos de la

    dcada de 1840. El fsico irlands John Tyndall descubri que la luz poda viajar

    dentro del agua, curvndose por reflexin interna, y en 1870 present sus estudios

    ante los miembros de la Real Sociedad.2 A partir de este principio se llevaron a cabo

    una serie de estudios, en los que se demostr el potencial del cristal como medio

    eficaz de transmisin a larga distancia. Adems, se desarrollaron una serie de

    aplicaciones basadas en dicho principio para iluminar corrientes de agua en fuentes

    pblicas.

    Uno de los primeros usos de la fibra ptica fue emplear un haz de fibras para la

    transmisin de imgenes, que se us en el endoscopio. Usando la fibra ptica, se

  • consigui un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad de

    Mchigan en 1956.

    En 1970, los investigadores Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz, adems de

    Frank Zimar que trabajaban para Corning Glass, fabricaron la primera fibra ptica

    aplicando impurezas de titanio en slice, con cientos de metros de largo con la claridad

    cristalina que Kao y Hockman haban propuesto, aunque las prdidas eran de

    17 dB/km.3 4 Durante esta dcada, las tcnicas de fabricacin se mejoraron,

    consiguiendo prdidas de tan solo 0,5 dB/km.

    En 1980, las mejores fibras eran tan transparentes que una seal poda atravesar 240

    kilmetros de fibra antes de debilitarse hasta ser indetectable. Pero las fibras pticas

    con este grado de transparencia no se podan fabricar usando mtodos tradicionales.

    Otro avance se produjo cuando los investigadores se dieron cuenta de que el cristal de

    slice puro, sin ninguna impureza de metal que absorbiese luz, solamente se poda

    fabricar directamente a partir de componentes de vapor, evitando de esta forma la

    contaminacin que inevitablemente resultaba del uso convencional de los crisoles de

    fundicin. La tecnologa en desarrollo se basaba principalmente en el conocimiento de

    la termodinmica qumica, una ciencia perfeccionada por tres generaciones de

    qumicos desde su adopcin original por parte de Willard Gibbs, en el siglo XIX.

    Hoy en da, debido a sus mnimas prdidas de seal y a sus ptimas propiedades de

    ancho de banda, adems de peso y tamao reducidos la fibra ptica puede ser usada

    a distancias ms largas que el cable de cobre.

    Fibra ptica

    es un medio de transmisin, empleado habitualmente en redes de datos y

    telecomunicaciones, consiste en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o

    materiales plsticos, por el que se envan 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 ngulo de reflexin por encima del ngulo lmite de reflexin total.

    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 la radio y

    superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisin por cable ms

    avanzado, al ser inmune a las interferencias electromagnticas, y tambin se utilizan

    para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra ptica sobre

    otros medios de transmisin.

  • Comunicaciones con fibra ptica

    La fibra ptica se emplea como medio de transmisin en redes de telecomunicaciones ya que por su flexibilidad los conductores pticos pueden agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plstico o de vidrio y algunas veces de los dos tipos. Por la baja atenuacin que tienen, las fibras de vidrio son utilizadas en medios interurbanos

    Ms usos de la fibra ptica

    Se puede usar como una gua de onda en aplicaciones mdicas o industriales en las que es necesario guiar un haz de luz hasta un blanco que no se encuentra en la lnea de visin.

    La fibra ptica se puede emplear como sensor para medir tensiones, temperatura, presin as como otros parmetros.

    Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar instrumentos de visualizacin largos y delgados llamados endoscopios. Los endoscopios se usan en medicina para visualizar objetos a travs de un agujero pequeo. Los endoscopios industriales se usan para propsitos similares, como por ejemplo, para inspeccionar el interior de turbinas.

    Las fibras pticas se han empleado tambin para usos decorativos incluyendo iluminacin, rboles de Navidad.

    Lneas de abonado Las fibras pticas son muy usadas en el campo de la iluminacin. Para edificios

    donde la luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra ptica a cualquier parte del edificio.

    Se emplea como componente en la confeccin del hormign translcido, invencin creada por el arquitecto hngaro Ron Losonczi, que consiste en una mezcla de hormign y fibra ptica formando un nuevo material que ofrece la resistencia del hormign pero adicionalmente, presenta la particularidad de dejar traspasar la luz de par en par.

  • Caractersticas

    Ncleo y revestimiento de la fibra ptica.

    La fibra ptica es una gua de ondas dielctrica que opera a frecuencias pticas.

    Cada filamento consta de un ncleo central de plstico o cristal (xido de silicio y germanio) con un alto ndice de refraccin, rodeado de una capa de un material similar con un ndice de refraccin ligeramente menor (plstico). Cuando la luz llega a una superficie que limita con un ndice de refraccin menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de ndices y mayor el ngulo de incidencia, se habla entonces de reflexin interna total.

    En el interior de una fibra ptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ngulos muy abiertos, de tal forma que prcticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar las seales luminosas sin prdidas por largas distancias.

    Funcionamiento y transmisin

    Los principios bsicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la ptica geomtrica, principalmente, la ley de la refraccin (principio de reflexin interna total) y la ley de Snell.

    Su funcionamiento se basa en transmitir por el ncleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el ndice de refraccin del ncleo es mayor al ndice de refraccin del revestimiento, y tambin si el ngulo de incidencia es superior al ngulo lmite.

    Los sistemas de transmisin por fibra ptica, funcionan en el contexto de los sistemas pticos de comunicaciones, es decir sistemas de comunicacin que usan la luz como portadora de informacin, de all que para la transmisin de las seales de luz se utilizan fibras de vidrio o de plstico que contienen las ondas luminosas y guiarlas a travs de ellas.

    En este sentido, los sistemas de transmisin por fibra ptica, se limitan por la amplitud de la banda, relacionado a la frecuencia de su seal portadora, tal que su relacin de utilizacin es de 10% limitado entre una banda de 10.000 GHz y 40.000GHz.

    En la actualidad, en Venezuela, se est desarrollando un plan para llevar tecnologas de fibra ptica hasta los hogares, fundamentada en Gpon (Red ptica Pasiva con

  • Capacidad de Gigabit), que de acuerdo a los estndares ITU T (G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 y G.984.5) est orientado al soporte de servicios de voz, con alcance mximo de 20 Km (aunque es se prepara para llegar a los 60 Km), soporte de tasas de bits con los mismos protocolos ofreciendo velocidades simtricas de 622 MBits/s, 1,25 GBits/s y asimtricas de 2,5 GBits/s en el alcance descendente y 1,25 GBits/s en el ascendente, con un mximo de 64 canales por fibra. Dicho plan, prev aumentar la velocidad de conexin dado el sobrepaso de la velocidad media de conexin en relacin al techo considerado por CANTV

    Ventajas

    Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del GHz).

    Pequeo tamao, por lo tanto ocupa poco espacio. Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita

    la instalacin enormemente. Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilmetro, lo que

    resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional. Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagntico, lo que implica

    una calidad de transmisin muy buena, ya que la seal es inmune a las tormentas, chisporroteo...

    Gran seguridad: la intrusin en una fibra ptica es fcilmente

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