redes de fibra optica presentacion
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
REDES DE FIBRA OPTICA
Por : Isabel Makishi Maeireizo
• A medida que ha ido pasando el tiempo, los requerimientos para las redes de comunicación han ido aumentando.
• Es por ello que se ha ido investigado para encontrar medios de propagación físicos que logren aumentar las capacidades de transmisión de forma segura y con baja interferencia
• Una de estas opciones es la fibra óptica.
INTRODUCCION
HISTORIA
Las primeras fibras ópticas se emplearon con buenos resultados en 1955, para iluminar el interior del cuerpo humano. Pero en otras aplicaciones se perdía mucha luz.
En 1970, la empresa Corning Glass produjo fibra óptica de
suficiente pureza para transmitir señales telefónicas.
En 1977, se instaló un sistema de prueba en Inglaterra; dos años después, se producían ya cantidades importantes de pedidos de este material.
Antes, en 1959, como derivación de los estudios en física enfocados a la óptica, se descubrió una nueva utilización de la luz, a la que se denominó rayo láser, que fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin que los mensajes se transmitieran a velocidades inusitadas y con amplia cobertura
HISTORIA En 1988, tres compañías de Estados Unidos, Francia e
Inglaterra comenzaron a operar el primer cable de fibra óptica a través del Atlántico: el TAT-8, que transmitía 40 mil conferencias telefónicas al mismo tiempo
En poco más de 10 años la fibra óptica se ha convertido en una de las tecnologías más avanzadas que se utilizan como medio de transmisión de información. Este novedoso material vino a revolucionar los procesos de las telecomunicaciones en todos los sentidos, desde lograr una mayor velocidad en la transmisión y disminuir casi en su totalidad los ruidos y las interferencias hasta multiplicar las formas de envío en comunicaciones y recepción por vía telefónica
TAT-8 Cable de la muestra, 1988
En 1988, AT & T abrió y estableció el TAT-8, el primer submarino de fibra óptica, cable de teléfono al otro lado del Atlántico.
Tenía una capacidad equivalente a 40.000 llamadas, de las 10 veces que el último cable de cobre.
Transpacíficas Cable (TPC-1) en la costa Japón, 1964
AT & T inauguró TPC-1, el primer cable telefónico submarino a través del Pacífico en 1964. Pasó de Japón a Hawai, donde dos cables conectados a la vinculación con el continente Hawai. Lo cual hizo que la misma mejora de los servicios trans-Pacífico que TAT-1 había llevado a transatlánticas servicio en 1956.
Fibra óptica, 1976
Pelo fino de los bucles de fibra de vidrio, iluminados por luz láser, representan el medio de transmisión para los sistemas de ola ligera. Normalmente, las fibras se incorporaron doce entre dos tiras de plástico en un piso de cinta, y hasta 12 cintas se apilan en un cable que puede transportar más de 40.000 canales de voz.
Instalación de fibra óptica de Chicago, 1977
En el centro de Chicago, AT & T instaló el primer cable de fibra óptica en un sistema de comunicaciones comerciales.
Escarabajo, 1980
Scrab (sumergible Asistencia de reparación de naves y defunción) se reduce en el mar para una prueba de funcionamiento de la cubierta del buque por cable, líneas de Largo CS. La embarcación de dos brazos mecánicos, utilizados para la sujeción del cable en el fondo del mar, el proyecto a la izquierda de la embarcación. Desde el lado de la nave hay un gran brazo (grúa) la celebración de un gran objeto de hierro que se va a poner en el agua
QUE ES FIBRA OPTICA Antes de definir como funciona la fibra optica ,es conveniente
resaltar ciertos aspectos básicos de óptica. La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, sin
embargo, cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor. Así, cuando la luz pasa de propagarse por un cierto medio a propagarse por otro determinado medio, su velocidad cambia, sufriendo además efectos de reflexión (la luz rebota en el cambio de medio, como la luz reflejada en los cristales) y de refracción (la luz, además de cambiar el modulo de su velocidad, cambia de dirección de propagación
Dependiendo de la velocidad con que se propague la luz en un medio o material, se le asigna un Índice de Refracción "n", un número deducido de dividir la velocidad de la luz en el vacío entre la velocidad de la luz en dicho medio. Los efectos de reflexión y refracción que se dan en la frontera entre dos medios dependen de sus Índices de Refracción
Como se ve en el dibujo, tenemos un material envolvente con índice n y un material interior con índice n'. De forma que se consigue guiar la luz por el cable.La Fibra Óptica consiste por tanto, en un cable de este tipo en el que los materiales son mucho más económicos que los convencionales de cobre en telefonía, de hecho son materiales ópticos mucho más ligeros (fibra óptica, lo dice el nombre), y además los cables son mucho más finos, de modo que pueden ir muchos más cables en el espacio donde antes solo iba un cable de cobre.
QUE ES FIBRA OPTICA
CONCEPTO DE FIBRA OPTICA Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio
(compuestos de cristales naturales) o plástico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones).
Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción.
Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas).
Suelen hacerse de arena o sílice
DE QUE ESTAN HECHAS
La mayoría de las fibras ópticas se hacen de
arena o sílicio, materia prima abundante en comparación con el cobre. con unos kilogramos de vidrio pueden fabricarse aproximadamente 43kilómetros de fibra óptica.
Los dos constituyentes esenciales de las fibras ópticas son el núcleo y el revestimiento. el núcleo es la parte más interna de la fibra y es la que guía la luz.
COMPONENTES EL NUCLEO En silicio ,cuarzo o plástico en el cual se propagan
las ondas ópticas. Dialmetro 50 o 62.5 um para la fibra multimodo y 9 um para la fibra monomodo.
LA FUNDA OPTICA Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confirman las ondas ópticas en el núcleo.
El revestimiento de protección por lo general esta fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra
TIPOS DE FIBRA OPTICA
Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos tipos de fibra óptica:
Monomodo multimodo .
MONOMODO (SINGLE MODE) Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de
transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar.
Sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que
sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único). Son fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 8 mm.
La fibra óptica monomodo es utilizada para las conexiones interurbanas,
básicamente son instaladas por las prestadoras de servicios públicos, ya que permite el uso de amplificadores a una distancia entre si de 40 Km. o más, mientras que las líneas de transmisión de cobre necesitan más de tres amplificadores cada 10 Km.
Tiene la particularidad de poseer una ancho de banda elevadisimo.
MONOMODO (SINGLE MODE)
MULTIMODO (MULTIMODE) Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden
circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez.
Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 1 km; es simple de diseñar y económico.
Su distancia máxima es de 2 km y usan diodos láser de baja intensidad.
El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos
tipos de fibra multimodo:
MULTIMODO (MULTIMODE)
DE INDICE ESCALONADO Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas
a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km.
Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por
kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material
uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea.
El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto
una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado.
DE INDICE ESCALONADO
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro.
Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior
del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra.
Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes
modos de propagación a través del núcleo de la fibra. La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de tamaño
62,5/125 m (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta) está normalizado, pero se pueden encontrar otros tipos de fibras:
Multimodo de índice de gradiente gradual 50/125 mm.
DE INDICE GRADUAL
DE INDICE GRADUAL
Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibras multimodo según su ancho de banda las fibras pueden ser OM1, OM2 0 OM3.
OM1: Fibra 62.5/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores
OM2: Fibra 50/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores
OM3: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet(300 m), usan láser como emisores
TIPOS DE CABLES DE FIBRA OPTICA
Cables de Estructura Holgada Cables de Estructura Ajustada Cable Blindado Cable Aereo Autoportante Cable SubMarino Cable Compuesto Tierra-Optico Cable Hibrido Cable en Abanico
CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA
Consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo, y rodeado de una cubierta protectora. El rasgo distintivo de este tipo de cable son los tubos de fibra. Cada tubo, de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o, más comúnmente estar llenos de un gel resistente al agua que impide que ésta entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable
Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, y todo ello cubierto de una protección exterior. La protección secundaria de la fibra consiste en una cubierta plástica de 900 μm de diámetro que rodea a! recubrimiento de 250 μm de la fibra óptica.
La protección secundaria proporciona a cada fibra individual una protección adi cional frente al entorno así como un soporte físico. Esto permite a la fibra ser conec tada directamente (conector instalado directamente en el cable de la fibra), sin la protección que ofrece una bandeja de empalmes. Para algunas instalaciones esto puede reducir cl coste de la instalación y disminuir el número de empalmes en un
tendido de fibra. Debido al diseño ajustado del cable, es más sensible a las cargas de estiramiento o tracción y puede ver incrementadas las pérdidas por microcurvaturas.
CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA
Tienen tina coraza protectora o armadura de acero debajo de la cubierta de polietileno. Esto proporciona al cable una resistencia exce lente al aplastamiento y propiedades de protección frente a roedores. Se usa fre cuentemente en aplicaciones de enterramiento directo o para instalaciones en entornos de industrias pesadas. El cable se encuentra disponible generalmente en estructura hol gada aunque también hay cables de estructura ajustada.
Existen también otros cables de fibra óptica para las siguientes aplicaciones especiales:
CABLE BLINDADO
Conocido también como autosoportado es un cable de estructura holgada diseñado para ser utilizado en estructuras aéreas. No requiere un fijador corno soporte. Para asegurar el cable directamente a la estructura del poste se utilizan abrazaderas espe ciales. El cable se sitúa bajo tensión mecánica a lo largo del tendido
CABLE AEREO AUTOPORTANTE
Es un cable de estructura holgada diseñado para permanecer sumergido en el agua. Actualmente muchos continentes están conectados por cables submarinos de fibra óptica transoceánicos.
CABLE SUBMARINO
Es un cable de tierra que tiene fibras ópticas insertadas dentro de un tubo en el núcleo central del cable. Las fibras ópticas están com pletamente protegidas y rodeadas por pesados cables a tierra. Es utilizado por las compañías eléctricas para suministrar comunicaciones a lo largo de las rutas de las líneas de alta tensión.
CABLE COMPUESTO TIERRA OPTICO
Es un cable que contiene tanto fibras ópticas como pares de cobre.
CABLE HIBRIDOS
Es un cable de estructura ajustada con un número pequeño de fibras y diseñado para una conexión directa y fácil (no se requiere un panel de conexiones).
CABLE ABANICOS
Con la Fibra Óptica se puede usar Acopladores y Conectores
CONECTORES QUE USA LA FIBRA OPTICA
Un acoplador es básicamente la transición mecánica necesaria para poder dar continuidad al paso de luz del extremo conectorizado de un cable de fibra óptica a otro. Pueden ser provistos también acopladores de tipo "Híbridos", que permiten acoplar dos diseños distintos de conector, uno de cada lado, condicionado a la coincidencia del perfil del pulido.
ACOPLADORES
Tipos de conectores de la fibra óptica. FC, que se usa en la transmisión de
datos y en las telecomunicaciones. FDDI, se usa para redes de fibra óptica. LC y MT-Array que se utilizan en
transmisiones de alta densidad de datos. SC y SC-Dúplex se utilizan para la
transmisión de datos. ST o BFOC se usa en redes de edificios y
en sistemas de seguridad
CONECTORES
1.- Se recomienda el conector 568SC pues este mantiene la polaridad. La posición correspondiente a los dos conectores del 568SC en su adaptador, se denominan como A y B. Esto ayuda a mantener la polaridad correcta en el sistema de cableado y permite al adaptador a implementar polaridad inversa acertada de pares entre los conectores.
2.- Sistemas con conectores BFOC/2.5 y adaptadores (Tipo ST) instalados pueden seguir siendo utilizados en plataformas actuales y futuras.
Identificación: Conectores y adaptadores Multimodo se representan por el color marfil Conectores y adaptadores Monomodo se representan por el color azul.
Para la terminación de una fibra óptica es necesario utilizar conectores o empalmar Pigtails (cables armados con conector) por medio de fusión.
Para el caso de conectorización se encuentran distintos tipos de conectores dependiendo el uso y l normativa mundial usada y sus características.
FC conector de Fibra Óptica para Monomodo o Multimodo con uso habitual en telefonía y CATV en formato Monomodo y Monomodo Angular.-SC conector de Fibra óptica para Monomodo y Multimodo con uso habitual en telefonía en formato monomodo.
Coberturas más resistentes:
La cubierta especial es extruida a alta presión directamente sobre el mismo núcleo del cable, resultando en que la superficie interna de la cubierta del cable tenga arista helicoidales que se aseguran con los subcables.
La cubierta contiene 25% más material que las cubiertas convencionales. Uso Dual (interior y exterior):
La resistencia al agua, hongos y emisiones ultra violeta; la cubierta resistente; buffer de 900 µm; fibras ópticas probadas bajo 100 kpsi; y funcionamiento ambiental extendida; contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida.
Mayor protección en lugares húmedos:
En cables de tubo holgado rellenos de gel, el gel dentro de la cubierta se asienta dejando canales que permitan que el agua migre hacia los puntos de terminación. El agua puede acumularse en pequeñas piscinas en los vacíos, y cuando la delicada fibra óptica es expuesta, la vida útil es recortada por los efectos dañinos del agua en contacto. combaten la intrusión de humedad con múltiples capas de protección alrededor de la fibra óptica. El resultado es una mayor vida útil, mayor confiabilidad especialmente ambientes húmedos.
CARACTERISTICAS DE LA FIBRA OPTICA
Protección Anti-inflamable: Los nuevos avances en protección anti-inflamable hace que
disminuya el riesgo que suponen las instalaciones antiguas de Fibra Óptica que contenían cubiertas de material inflamable y relleno de gel que también es inflamable
Estos materiales no pueden cumplir con los requerimientos de las normas de instalación, presentan un riesgo adicional, y pueden además crear un reto costoso y difícil en la restauración después de un incendio. Con los nuevos avances en este campo y en el diseño de estos cables se eliminan estos riesgos y se cumple con las normas de instalación.
Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor diámetro posible se
consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a conseguir un cable con 72 fibras de construcción súper densa cuyo diámetro es un 50% menor al de los cables convencionales.
CARACTERISTICAS DE LA FIBRA OPTICA
Internet La fibra óptica hace posible navegar
por Internet a una velocidad de dos millones de bps, impensable en el sistema convencional, en el que la mayoría de usuarios se conecta a 28.000 0 33.600 bps.
APLICACIONES
Redes La fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a
que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia. En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra óptica. Hoy funcionan muchas redes de fibra para comunicación a larga distancia, que proporcionan conexiones transcontinentales y transoceánicas
Otra aplicación cada vez más extendida de la fibra óptica son las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes electroópticos y de óptica integrada aumentará aún más la capacidad de los sistemas de fibra.
APLICACIONES
Telefonía Con motivo de la normalización de interfaces existentes, se dispone
de los sistemas de transmisión por fibra óptica para los niveles de la red de telecomunicaciones públicas en una amplia aplicación, contrariamente para sistemas de la red de abonado (línea de abonado), hay ante todo una serie de consideraciones.
Para la conexión de un teléfono es completamente suficiente con los conductores de cobre existentes. Precisamente con la implantación de los servicios en banda ancha como la videoconferencia, la videotelefonía, etc, la fibra óptica se hará imprescindible para el abonado. Con el BIGFON (red urbana integrada de telecomunicaciones en banda ancha por fibra óptica) se han recopilado amplias experiencias en este aspecto. Según la estrategia elaborada, los servicios de banda ancha posteriormente se ampliarán con los servicios de distribución de radio y de televisión en una red de telecomunicaciones integrada en banda ancha (IBFN).
APLICACIONES
Las fibras ópticas también se emplean en una amplia variedad de sensores, que van desde termómetros hasta giroscopios. Su potencial de aplicación en este campo casi no tiene límites, porque la luz transmitida a través de las fibras es sensible a numerosos cambios ambientales, entre ellos la presión, las ondas de sonido y la deformación, además del calor y el movimiento. Las fibras pueden resultar especialmente útiles cuando los efectos eléctricos podrían hacer que un cable convencional resultara inútil, impreciso o incluso peligroso. También se han desarrollado fibras que transmiten rayos láser de alta potencia para cortar y taladrar materiales.
La aplicación más sencilla de las fibras ópticas es la transmisión de luz a lugares que serían difíciles de iluminar de otro modo, como la cavidad perforada por la turbina de un dentista. También pueden emplearse para transmitir imágenes; en este caso se utilizan haces de varios miles de fibras muy finas, situadas exactamente una al lado de la otra y ópticamente pulidas en sus extremos.
OTRAS APLICACIONES
Las normas internacionales han determinado los colores de la fibra óptica, así por ejemplo, la norma ANSI/EIA/TIA 598 A dispone el ordenamiento de los colores para cada hilo de la fibra óptica, que es:
ESTANDARES INTERNACIONALES
1.Azul 7.Rojo
2.Naranja 8.Negro
3.Verde 9.Amarillo
4.Marrón 10.Violeta
5.Gris 11.Rosa
6.Blanco 12.Agua
Para la cobertura exterior se determinaron los siguientes colores y usos:
Naranja Multimodo Amarillo Monomodo Verde o Azul LS0H o LSZH
(coberturas libres de halógenos)
ESTANDARES INTERNACIONALES
1.- La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones de bps. Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin congestiones. 2.- Video y sonido en tiempo real. 3.-Fácil de instalar. 4.- Es inmune al ruido y las interferencias, como ocurre cuando un alambre telefónico
pierde parte de su señal a otra. 5.- Las fibras no pierden luz, por lo que la transmisión es también segura y no puede ser
perturbada.
6.- Carencia de señales eléctricas en la fibra, por lo que no pueden dar sacudidas ni otros peligros.
7.- Son convenientes para trabajar en ambientes explosivos.
8.-.- Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. 9.- El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, capaz
de llevar un gran número de señales.
VENTAJAS
1.- Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de la ciudad por las cuales ya esté instalada la red de fibra óptica.
2.- El coste es alto en la conexión de fibra óptica, las empresas
no cobran por tiempo de utilización sino por cantidad de información transferida al computador, que se mide en megabytes.
3.- El coste de instalación es elevado. 4.- Fragilidad de las fibras. 5.- Disponibilidad limitada de conectores. 6.- Dificultad de reparar un cable de fibras roto en el campo
DESVENTAJAS
CONCLUSIONES
Después de efectuar la siguiente investigación personalmente procedo a escribir las siguientes
conclusiones:
1.- La historia de la comunicación a través de la Fibra Óptica revolucionó el mundo de la información, con aplicaciones, en todos los órdenes de la vida moderna, lo que constituyó un adelanto tecnológico altamente efectivo.
2.- El funcionamiento de la Fibra Óptica es un complejo proceso con diversas operaciones interconectadas
que logran que la Fibra Óptica funcione como medio de transportación de la señal luminosa, generando todo ello por el transmisor LED’S y láser.
3.- Los dispositivos implícitos en este complejo proceso son: transmisor, receptor y guía de fibra, los cuales
realizan una importante función técnica, integrados como un todo a la eficaz realización del proceso. 4.- La Fibra Óptica tiene como ventajas indiscutibles, la alta velocidad al navegar por internet, así como su
inmunidad al ruido e interferencia, reducidas dimensiones y peso, y sobre todo su compatibilidad con la tecnología digital.
Sin embargo tiene como desventajas: el ser accesible solamente para las ciudades cuyas zonas posean tal instalación, así como su elevado costo, la fragilidad de sus fibras y la dificultad para reparar cables de fibras rotos en el campo.
5.- Actualmente se han modernizado mucho las características de la Fibra Óptica, en cuanto a coberturas
más resistentes, mayor protección contra la humedad y un empaquetado de alta densidad, lo que constituye un adelanto significativo en el uso de la Fibra Óptica, al servicio del progreso tecnológico en el mundo.
OPINION PERSONAL
En mi opinión es recomendable para Empresas y no para pequeños usuarios debido a su elevado costo, no solo el costo de instalación sino también por el de las cuotas, además siempre tienes que estar predispuesto a que haya una línea de fibra óptica cerca de tu casa ya que si no es así la instalación no es factible.
Definitivamente, los pequeños consumidores deberemos de
esperar a que la ciencia avance un poco mas en este campo y sea accesible para todos, solo entonces podremos beneficiarnos de las ventajas que nos ofrece esta tecnología.
PREGUNTAS