Características de transmisión de fibras

Capítulo 3

Características de transmisión de fibras
ópticas
En el capítulo anterior se han citado términos como atenuación, dispersión y ancho de banda, aunque se
ha hecho muy poco hincapie en ellos. Las características de transmisión son de importancia primordial
cuando se evalua el uso de algún tipo de fibra. Las características de mayor interés son la atenuación
(pérdidas de señal) y elancho de banda.
Inicialmente el desarrollo de la fibra vino determinado por el tremendo potencial de las comunicaciones ópticas en lo que se refiere al ancho de banda de transmisión, pero la gran limitación venía fijada
por las enormes pérdidas. De hecho unos pocos metros de un bloque de vidrio eran suficientes para
reducir la señal a niveles despreciables de señal.
El arranque de lasposibilidades reales de la fibra surgieron en 1970 cuando se anuncio la consecución
de una fibra con una atenuación de 20dB/Km, cantidad considerada la mínima para competir con las
líneas de cobre. Desde entonces se han conseguido progresos considerables, las fibras comerciales tienen
atenuaciones inferiores a 1dB/Km, algunas fibras especiales han llegado a 0.01dB/Km lo que posibilita
la transmisión adistancias considerables sin regeneración de la señal.
La otra característica importante a analizar es el ancho de banda real, este nos determina el número
de bits que pueden transmitirse por unidad de tiempo. Cuando se consiguió bajar la atenuación a valores
aceptables se empezó a trabajar en este punto consiguiendose anchos de banda de decenas de gigaherzios
para distancias de varios kilómetros.En este capítulo vamos a tratar las características de transmisión óptica con detalle para poder entender los mecanismos que producen la atenuación y la dispersión temporal.

3.1 Atenuación
La atenuación o perdidas de transmisión han demostrado ser la espoleta que ha disparado la aceptación
de estos sistemas como medio de transmisión en telecomunicaciones. La atenuación del canal es lo
que fijala distancia entre repetidores (amplificadores de señal), así pues la fibra empezó a ser un medio
muy interesante cuando bajó su atenuación por debajo de los 5dB/Km que es la atenuación típica de un
conductor metálico.
La atenuación, como en los demás medios de transmisión, se mide en decibelios. El decibelio, que se
usa para comparar dos niveles de potencia, se puede definir para una deteminadalongitud de onda como
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3.1. ATENUACIÓN

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el cociente entre la potencia óptica a la entrada de la fibra Pi y la potencia óptica a la salida Po según la
siguiente fórmula


N umero de decibelios (dB ) = 10log10

Pi
Po

(3.1)

Esta unidad logarítmica tiene la ventaja que las multiplicaciones y divisiones se transforman en sumas y
restas, por lo contrario las sumas y restasaunque complejas no se usan casi nunca.
En comunicaciones ópticas la atenuación se expresa en decibelios por unidad de longitud según

dB L = 10log10

Pi
Po

(3.2)

donde dB es la atenuación por unidad de longitud y L es la longitud de la fibra.
Ejemplo 3.1
Si una fibra reduce tiene una atenuación de 3dB en 1Km que atenuación en dB’s tendrá una
fibra de 10Km
Solución a)

Atenuacion total = dB L = 3dB=Km

10Km = 30dB

Solución b)
La potencia que queda tras un Km es

Po1 =

Pi
exp(3dB=10)

 Pi
2

en el 2ž Km la potencia será

P o2 =

Po
Pi
Po
exp(3dB=10)  2  22
1

1

en el n-ésimo Km la potencia será

P on

Pn
P
n
= exp(3odB=10)  Po2  2ni
1

1

y por tanto la atenuación en dB’s en 10 Km será


Atenuacion total = 10log10

PiPi =210

= 10log10 210 = 10 (10log10 2) = 10 3dB = 30dB

Así podemos ver como se cumple la fórmula fijada en la ecuación 3.2.
Una vez sabemos como se define la atenuación nos queda por conocer los mecanismos por los que esta
se produce. Estos mecanismos dependen de la composición de la fibra, la tecnica de preparación y purificación del material y la estructura de la fibra. Se dividen en...