Fibra optica

La fibra óptica
Introducción
La fibra óptica es el medio de transmisión en los sistemas de comunicaciones ópticas. La importancia de los sistemas de comunicaciones ópticas se debe a:
Su baja atenuación, por ejemplo en 3ª ventana (1550nm) la atenuación es de 0.2dB/km. Esto permite emplear enlaces de forma que cada 80 o 100 km coloquemos un amplificador o regenerador (por contra cuando seemplea un cable coaxial se necesita un regenerador o amplificador cada 2km).
Su gran capacidad. En comunicaciones ópticas se pueden alcanzar tasas de transmisión de 32Thz·km.
La fibra óptica es inmune a las interferencias electromagnéticas.
Son más seguras, pues la fibra óptica es más difícil de pinchar y no radia las señales que transmite al exterior, como pasa con el coaxial.
Al menor tamaña ypeso de la fibra óptica y su mayor flexibilidad que otros medios como lo cables coaxiales.
El material con que se fabrica la fibra óptica, el SiO2 es el más abundante en la tierra.
Los principales inconvenientes de la fibra óptica son: su elevado coste para aplicaciones en las que no se necesita tanta capacidad, no son adecuadas para sistemas de difusión y la gran delicadeza con la que hay quetratar la fibra óptica y demás componentes ópticos, pues requieren una gran limpieza y los conectores son muy sensibles.
 
La fibra óptica
La fibra óptica es una guía de ondas cilíndricas que consta de tres partes, como se muestra en la siguiente figura.

Estructura de la fibra óptica
El núcleo (core), es la parte interior de la fibra, que esta fabricado por un material dieléctrico,normalmente, vidrio de sílice (SiO2) dopado con materiales como B2O3, GeO2 o P2O5 para ajustar su índice de refracción, aunque también se encuentran en el mercado fibras ópticas con el núcleo de plástico o cuarzo fundido.
El revestimiento (cladding), que envuelve al núcleo, fabricado con materiales similares al núcleo pero con un índice de refracción menor, para que se produzca el fenómeno de la reflexióntotal interna. Gracias a este fenómeno los rayos de luz que entran en la fibra hasta, cierto ángulo, quedan confinados en el núcleo de ésta siendo guiados por la fibra hasta el otro extremo.
La camisa o cubierta, generalmente fabricada en plástico que protege mecánicamente a los dos anteriores.
 
Tipos de fibra óptica
Existen distintas clasificaciones de las fibras ópticas atendiendo adistintos criterios; las principales clasificaciones son según el modo de propagación, según el índice de refracción y según los materiales de fabricación (básicamente de plástico y de SiO2 con distintos materiales dopantes como B2O3, GeO2 o P2O5). En el siguiente esquema se resumen los tipos e fibras ópticas.

Tipos de fibra óptica
 
Desde el punto de vista de la propagación tenemos:
Fibra monomodo.Como su nombre indica en estas fibra sólo se propaga un modo por lo que se evita la dispersión modal, debida a la diferencia de velocidad de propagación de los modos que se transmiten por la fibra. Esto se debe al pequeño tamaña de su núcleo meno de 9μm. Esto dificulta el acoplamiento de la luz, pero permite alcanzar mayores distancias y tasas de transmisión más elevadas que la fibra ópticamultimodo.
Fibra multimodo. A diferencia de las anteriores, en ellas se pueden propagar varios modos de forma simultánea. El diámetro del núcleo de este tipo de fibras suele ser 50μm o 62.5μm, por lo que el acoplamiento de la luz es más sencillo que las anteriores.

Dimisiones de fibras ópticas, el diámetro de la fibra suele ser de 125μm, el diámetro del núcleo suele ser de (a)50/62.5μm en la fibramultimodo y (b) 9 μm en la fibra monomodo

Distancias máxima de un enlace para distintos tipos de fibra óptica a distinas longitudes de onda
Dentro de las fibras monomodo tenemos destacan tres tipos de fibra:
Fibra monomodo o estandar, conocida por sus siglas en inglés SMF (Standar Single Mode Fiber). Este tipo de fibra monomodo tienes como características más destacadas una atenuación de...