fibras opticas

Redes ópticas DWDM

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Elementos de una fibra
• Núcleo (core): de vidrio/plástico, transporta las señales
ópticas
• Revestimiento (cladding): capa fina que rodea al núcleo
• Recubrimiento (coating): refuerzo que absorbe impactos y
protege contra curvatura excesiva, con grosor max. 900 um
• Fibras de fortalecimiento y encapsulado plásticoDoctorado 2004

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Composición de la fibra
• Composición típica de los elementos que forman parte de
una fibra de vidrio:

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Variedad de formatos de fibra
• Ejemplos de tipos de fibra de diferentes características en
cuanto a número de fibras, revestimientos, soporte rígido,
etc:

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Proceso de fabricación de la fibra

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Proceso de fabricación (2)
• Obtención del material puro de Silicio
o Germanio (vaporización)
• Consolidación del material: eliminación
del vapor de agua
• Hilado de la fibra (fig.):
– Obtención de un primera gota
– Se estira y se va enfriando
• Se monitoriza el grosor varios cientos de
veces porsegundo

– Se le agregan los recubrimientos
– Se enrolla en una bobina

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Señales ópticas
• Haz luminoso, en la zona del espectro entre la luz
visible y el infrarrojo (λ ≈ 1 µm., 10-6 m)
• Velocidad de propagación V = c / η
• c= velocidad de propagación de la luz en el vacío (3*108 m/s)
• η = índice de refracción del material (aprox. 1,5)• Valor aproximado de V para fibra óptica: 0,5 a 0,6 c.

• Uso de longitudes de onda λ en vez de
frecuencias.
– Frecuencia: f = c / λ (Hz)
• P.e., para λ=1 µm (1 micra) = 10-6 m:
f = 3 * 108 / 10-6 = 3 * 1014 Hz = 300.000 GHz
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Señales Fibra óptica
• Modulación típica en ASK: Secuencia de pulsos de luz en
el tiempo (modulación totalmentedigital:
apagado/encendido, 1 bit/baudio).

0

1

0

1

1

0

t

• Los rayos luminosos se propagan por el interior del núcleo
de la fibra mediante reflexión en sus paredes internas.
• Angulo (cono) de aceptación:

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Principio físico
• Ley de Snell de la refracción:
η2/ η 1 = cos θ/cosα

– θ = Angulo de incidencia (desde
medioorigen, con η1 )
– α = Angulo de refracción (en
medio destino, con η2 )

– η2 η2/ η 1 , entonces:

– No hay refracción
– Se produce una reflexión total del
haz luminoso.

η2

α

θ

η1

η2
θ

θ

η1

• Valores típicos η: núcleo=1,54 revestimiento=1,51
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Capacidad de torsión
• Gran flexibilidad sin consecuencias en la atenuación.
•Torsión hasta radio máximo de 30 mm (cables de 2 y
4 fibras)

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Fibra multimodo índice en escala
• El valor de η en el núcleo es constante, y mayor que en el
revestimiento (p.e., núcleo=1,54 revestimiento=1,51).
• Simple de fabricar.
• Los rayos dentro del cono de aceptación son reflejados en
el borde del núcleo hacia el interior.
•Propagación en múltiples trayectorias posibles (modos),
con ángulos de incidencia, y longitudes diferentes.

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Fibra multimodo índice gradual
• Fibra “GRIN”, es la fibra multimodo más usada.
• El valor de η en el núcleo varía en forma parabólica:
refracción continua de los rayos.
• Los rayos con las trayectorias más largas (que se
aproximan más alrevestimiento) se propaga más deprisa
por efecto del valor más bajo de η): llegan sincronizados.
• Fabricación más compleja.

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Fibra monomodo (SMF)
• Diámetro del núcleo del orden de la longitud de onda de la
luz.
• Indice de refracción en escalón.
• Un único modo (trayectoria) de distancia mínima, sin
apenas reflexiones ni dispersión modal....