Introducción a fibras (2).pptx

Fibras Ópticas ¿Cómo explicamos esta figura?  Expliquemos la figura Los sistemas basados en fibras ópticas son muy similares en muchos aspectos a los sistemas basados en cableado de cobre, pero Introducción a fibras ópticas  la fibra óptica usa pulsos de luz para transmitirla información,...

Fibras Ópticas ¿Cómo explicamos esta figura?  Expliquemos la figura Los sistemas basados en fibras ópticas son muy similares en muchos aspectos a los sistemas basados en cableado de cobre, pero Introducción a fibras ópticas  la fibra óptica usa pulsos de luz para transmitirla información, en lugar de pulsos eléctricos  las fibras ópticas tienen diámetros similares a un cabello, el cobre es de un milímetro aproximadamente  los sistemas de fibras requieren que las señales electrónicas se transformen en señales ópticas y viceversa Datos históricos interesantes  El primer dispositivo de comunicación por luz fue el Telégrafo óptico de Claude Chappe en 1790s.  En 1800, Tyndall hizo el experimento de las guías de onda  Las primeras fibras fueron varas de vidrio huecas o transparentes.  En los 20s y 30s, se exploró la idea de usar varas de vidrio para transmitir imágenes.  En los 50s, se estableció la idea de usar “bundles” de fibra para transportar luz y formar imágenes.  A finales de los 50s, la fibra ya estaba disponible para aplicaciones médicas.  En los 60s, en Corning Inc, se creó la primera fibra óptica con eficiencia de 99% en un kilómetro.  En 1965 se inventa la fibra óptica, Charles Kuen Kao.  Para los años 70s, se instaló el primer sistema comercial de fibra óptica. Estructura de una fibra óptica “típica” Telecom  125µm  Notación core/cladding  62.5/125 Otros valores usuales en telecom son:  9/125  50/125 Fibra de plástico  980/1000 (distancias cortas) Funcionamiento 𝑛1 sin 𝜃 1 =𝑛2 sin 𝜃 2 Funcionamient o  Si , es una guía de onda ya que cualquier haz de luz que golpee la interfaz entre los dos materiales en ángulos superiores al ángulo crítico se reflejará y guiará internamente a lo largo de la guía de ondas. Apertura numérica – Semiángulo de aceptancia  Si el ángulo con el que viaja la luz dentro de la FO debe ser mayor que el para lograr la RTI, entonces también existe un ángulo de entrada que permita que la luz viaje por la FO.  Ángulo de aceptancia:  Es una medida de la capacidad de recolección de luz de fibra. Fabricación Fibras ópticas  Empalmes: https://www.youtube.com/watch?v=ekzlonBS7d8  Instalación: Inside the installation of new undersea transatlantic cable Apertura numérica – Semiángulo de aceptancia  En términos de manufactura:  Para FO de telecom,  Determina como la FO se “acopla” a otros componentes del sistema  Muestra que tanto se expande un pulso de luz mientras viaja a lo largo de la FO  Apertura numérica – Semiángulo de aceptancia Tambien se puede expresar en términos de los índices de refracción: Espectro electromagnético Longitud de onda  Los sistemas de FO para Comunicaciones operan en el IR  La “primera Ventana de transmission” era entre 800 – 900 nm  Los iones de OH- del vidrio generaban un pico de absorción en la region de 1400 nm Características de las FO Las características de su transmisión dependen de   Composición específica del material  Fibra de step-index (índice de paso)  Perfil de índice de refracción parabólico o complejo  Aumentar su transmisión Forma  Núcleo/Recubrimiento  Formas especiales Las principales características de las FO de telecom son  Atenuación  Velocidad de datos Tipos de FO para comunicaciones Tipos de FO para comunicaciones Multimodo  Las más comunes son de stepindex  Tienen un diámetro de núcleo y NA grande  Es fácil acoplar la luz dentro de la FO  La luz sigue múltiples caminos Tipos de FO para comunicaciones Multimodo  La luz viajando cerca del centro (modos de bajo orden), viaja un camino más corto que la luz que sigue un zig-zag (modos de alto orden)  La luz de modos de bajo orden llega primero que la de modos de alto orden.  El resultado es un pulso de salida amplio, llamado distorsión modal Dispersión cromática  Es el efecto provocado por la luz policromática, donde cada una de sus longitud de onda viaja tiene un diferente índice de refracción.  Ejemplo de la formación del arcoíris por las partículas de agua suspendidas en la atmósfera Tipos de FO para comunicaciones Multimodo  Número de modos V  frecuencia normalizada  El número-V describe a la FO y se relaciona con el radio de núcleo (a), la apertura numérica (NA) y la longitud de onda de operación (λ): La ecuación solo es válida para números-V mayores de 20. Tipos de FO para comunicaciones Monomodo  Resuelven el problema de distorsión modal  Solo se propaga un modo  Se logra haciendo el diámetro del núcleo muy pequeño (5 – 10 μm) y minimizando la diferencia entre el índice de refracción del núcleo y del revestemiento.  El número-V para las monomodo es 2.405  FO que es monomodo para un λ, puede ser multimodo para otro λ