Este documento trata sobre la fibra óptica. Explica que la fibra óptica transmite luz y que se usa para transmitir información a grandes velocidades. También describe los diferentes tipos de conectores, empalmes y cajas que se usan para instalar y conectar cables de fibra óptica en redes de telecomunicaciones y otros usos como sensores, iluminación y aplicaciones militares y arqueológicas.

1. FIBRA OPTICA
Brayan Gomez-Oscar Posada
Unipanamericana 1er Semestre

2. FIBRA OPTICA
El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los
fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos
fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo
completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro
ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo
magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización
eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

3. Se llama luz (del latín lux, lucis) a la parte de la radiación
electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En
física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el
campo de la radiación conocido como espectro electromagnético,
mientras que la expresión luz visible señala específicamente la
radiación en el espectro visible. La luz, como todas las radiaciones
electromagnéticas, está formada por partículas elementales
desprovistas de masa denominadas fotones, cuyas propiedades de
acuerdo con la dualidad onda partícula explican las características de
su comportamiento físico. Se trata de una onda esférica.

5. La cantidad de energia de una radiación electromagnética es proporcional a su
frecuencia. Las radiaciónes emitidas a frecuencias altas (longitudes de onda cortas)
poseen la mayor cantidad de energía. Un ejemplo de ello son las radiaciones gamma y los
Rayos X, con longitudes de onda menores de 10 -9(<1 nm). Por el contrario la radiaciones
con frecuencias mas bajas (longitudes de onda mas largas) tales como las emitidas por
los radares y las ondas de radio (con longitudes de onda mayores de 1 mm) poseen
menor cantidad de energia..
Nuestro sistema visual sólo es capaz de detectar una pequeña parte del espectro
electromagnético. Así la retina humana sólo puede detectar longitudes de onda
comprendidas entre los 400-700 nm. Como fué demostrado por Isaac Newton (1642-
1726) en la primera mitad del siglo XVIII, la mezcla de las diferentes longitudes de onda
en este rango emitidas por el Sol, corresponde al color que percibimos como blanco,
mientras que cuando la luz posee sólo una determinada longitud de onda la percibimos
como uno de los colores del arco iris. Es interesante destacar que un color de los que
denominamos "caliente" como el rojo o naranja, esta formado por radiaciones de
longitud de onda larga, y por tanto posee menor energía que colores que son
considerados "frios" como el azul o el violeta.

6. PROPIEDADES DE LA LUZ
Absorción, reflexión y transmisión.
Cuando la luz llega a un objeto diferentes cosas pueden pasar: la luz puede ser
absorbida, puede ser reflejada o puede ser transmitida a través del objeto. En general
pasan una combinación de estas cosas.
Vamos a graficar este concepto con ejemplos. Si tenemos un pantalón rojo, éste va a
absorber el verde y el azul y va a reflejar el rojo, por eso lo vemos rojo. En teoría, un
objeto blanco refleja toda la luz y un objeto negro absorbe toda la luz.

8. ABSORCIÓN
Cuando la luz llega a una superficie u objeto, éste puede absorber toda o parte de esa luz.
En el gráfico de abajo vemos como un objeto negro absorbe toda la luz. En el primer
gráfico de arriba vimos como el pantalón rojo absorbía el verde y el azul.
La luz que se absorbe se convierte en calor. Es, por esta razón, que en general se
recomienda durante el verano no usar colores oscuros ya que absorben la mayor parte de
la luz y la convierten en calor. Por eso tenemos mas calor si usamos ropa negra que si
usamos ropa blanca (refleja toda la luz).

9. REFLEXIÓN
La reflexión es cuando la luz llega a un objeto y rebota o refleja, en parte o en su
totalidad, de ese objeto. La luz puede ser reflejada de manera especular (directa) o
difusa.
1. Reflexión especular: se produce cuando la luz refleja de una superficie lisa o pulida
como, por ejemplo, un espejo. La luz va a reflejar en el mismo ángulo en el cual incide
o llega a esa superficie (Ley de reflexión).

10. 2. Reflexión difusa: se produce cuando la luz llega a una superficie u objeto
que tiene textura como, por ejemplo, una pared con textura.
REFLEXIÓN

12. TRANSMISIÓN.
La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u objeto. Hay 3 tipos de
transmisión: directa, difusa o selectiva.
1. Transmisión directa: es cuando la luz atraviesa un objeto y no se producen cambios de
dirección o calidad de esa luz. Por ejemplo, un vidrio o el aire.
2. Transmisión difusa: se produce cuando la luz pasa a través de un objeto transparente
o semi-transparente con textura. Por ejemplo, un vidrio esmerilado o un papel manteca.
La luz en vez de ir en una sola dirección es desviada en muchas direcciones. La luz que es
transmitida de manera difusa va a ser más suave, va a tener menos contraste, va a ser
menos intensa, va a generar sombras más claras y una transición más suave entre luz y
sombra que la luz directa.

14. Una reflexión difusa va a producir una luz más suave que una reflexión
directa. También va a generar menos contraste en la escena, sombras
más claras y una transición más suave entre luces y sombras.
Una reflexión directa va a producir una luz más intensa, mayor
contraste y sombras más oscuras y bien definidas.

15. 3. Transmisión selectiva: se produce cuando la luz atraviesa un objeto de color. Parte
de la luz va a ser absorbida y parte va a ser transmitida por ese objeto. En el ejemplo
de abajo la luz blanca (rojo, verde y azul) pasa a través de una superficie roja. El verde
y el azul son absorbidos y solo es transmitido el rojo. Por lo tanto del otro lado de esa
superficie vamos a ver luz roja.
Los filtros o gelatinas, que mencionamos en el capítulo de Temperatura color, trabajan
por transmisión selectiva. Los filtros de color van a dejar pasar su color (un filtro azul
deja pasar luz azul) y van a absorber el resto de los colores.
Un filtro azul deja pasar las longitudes de onda azules y absorbe las longitudes de
onda rojas y verdes.

16. CARACTERISTICAS
Debido a la simetría circular se tiene que todos los rayos de luz que inciden dentro del
cono con ángulo Φ se encontrarán con un ángulo mayor al crítico y por lo tanto serán
guiados dentro del núcleo sin refracción. Los que estén fuera del cono sufrirán sucesivas
refracciones y se atenuarán paulatinamente en los primeros metros de fibra óptica.
Incluso en pequeñas curvaturas cambiarán las condiciones de reflexión y existirá
refracción parcial introduciendo una atenuación sobre la energía propagada.
Se denomina apertura numérica NA (Numerical Aperture) al valor sin unidad;
NA = sen Φ = (n12-n22)1/2

18. DISPERSION MODAL
En el tipo de fibras ópticas bajo análisis , denominadas multimodo, los distintos rayos
propagados recorren distintos caminos, sufriendo, según el ángulo, distintas reflexiones.
Se tiene de esta forma que al introducir en el extremo de la fibra óptica un impulso de luz,
en el otro extremo se produce una dispersión en la llegada de los distintos rayos. En
otras palabras, si se inyecta a un mismo tiempo un determinado número de fotones
(partícula asociada a la energía electromagnética) en la salida se identificarán en el
tiempo debido a los distintos recorridos. En realidad, la identificación de cada fotón
requiere de un instrumento de detección de muy alta velocidad de respuesta (gran ancho
de banda), como el contador de fotones.
La definiciónde la dispersión modal se realiza con pulsos gaussianos de entrada y salida.

19. INSTALACION Y PREPARACION DEL
CABLE

22. TIPOS DE CONECTORES
Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya
puede ser un transmisor o un receptor. Los tipos de conectores disponibles son
muy variados, entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:
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.

24. Conector tipo FC
Los Conectores y adaptadores FC son diseñados según el estándar NTT-FC* y permiten
un enchufe sin discontinuidad óptica (NOD Non- Optical Disconnect).
Son totalmente compatibles con los equipos FC estándar. Existen distintas versiones
para fibra monomodo SM y multimodo MM y distintos tipos según se utilice fibra de
900 um, cables de 3 mm o montajes de cables con ángulo de 90o.
El diseño del conector (conector compacto de una sola pieza) y la utilización de ferrules
prepulidas de alta calidad reduce al mínimo el tiempo de pulido así como el de
montaje. Se utilizan tanto en montaje de laboratorio como de campo.

26. CONECTORES

27. TIPOS DE PULIDO

28. ENVOLVENTES DE LA F.OPTICA
Protegen los extremos del cable de fibra óptica según la técnica de conexión.
Organización de la fibra óptica debidamente conexionada.
Facilita el interconexionado entre los cables de fibra óptica y los equipos optoelectrónicos
(mediante cordones de parcheo).
LOS MÁS HABITUALES SON:
Paneles de distribución y parcheo 19", 21" (ETSI).
Cajas murales de distribución.
Cajas de empalmes y torpedos.
Sistemas modulares de alta densidad.

29. Paneles de distribución
"OPD" Caja Telescópica Rack 19" 1U.
"OPPD" Caja Telescópica Rack 19" 2U.
"OPP" Caja fija Rack 19" 2U.
"OPP-EXT210" Caja extensible Rack 19" 1U F-210 mm.
"OPP-EXT270" Caja extensible Rack 19" 1U F-270 mm.

30. Cajas Murales
"OTB" Cajas terminales para puestos de trabajo.
"SOWB" Mini cajas murales de pared.
"OWB" Cajas murales de pared.
"DOWB-254" Cajas murales de doble puerta.

31. 3 Cajas Empalmes y Torpedos
"EWB" Cajas murales estancas.
"OSC" Torpedos de empalme estancos.
"OSM" Cassettes soporte empalmes.
Protectores de empalmes por fusión.

32. APLICACIONES
La fibra óptica se emplea como medio de transmisión en redes de telecomunicaciones
ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden agruparse formando cables.
Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio y algunas veces de los dos
tipos.

33. USOS DE FIBRA OPTICA
La aplicaciones de la fibra óptica hoy en día son múltiples. Además, esta en un continuo
proceso de expansión, sin conocer exactamente límites sobre ello.
Partiendo de que la fibra óptica transmite luz, todas las aplicaciones que se basan en la
luminosidad (bien sea por falta de esta, por difícil acceso, con fines decorativos o
búsqueda de precisión) tiene cabida este campo.
Si a todo esto sumamos la gran capacidad de transmisión de información de este medio,
(debido a su gran ancho de banda, baja atenuación, a que esta información viaja a la
velocidad de la luz, etc.) dichas aplicaciones se multiplican.
Campos tales como las telecomunicaciones, medicina, arqueología, prácticas militares,
mecánica y vigilancia se benefician de las cualidades de este herramienta óptica.

34. ARQUEOLOGIA
En este campo, la fibra óptica se usa habitualmente con el fin de poseer un
acceso visual a zonas que son inaccesibles mediante otros sistemas. Como en
medicina también se usa un endoscopio.

35. SENSORES
Sensores
Los sistemas eléctricos convencionales son a menudo inadecuados en entornos de altas
tensiones y zonas con campos interferentes, locales de industrias con emanaciones, La
fibra óptica no nos plantea este problema.
Gracias a la exactitud que nos proporciona este medio, los sensores son un punto
bastante importante en el que se aplica la tecnología de la fibra óptica.

36. Hay sensores de muchos tipos que incluyen esta tecnología, tales como:
Sensores acústicos
Sensores eléctricos y magnéticos
Sensores de rotación
Sensores de aceleración
Sensores de presión
Sensores de temperatura.
Estos dispositivos exhiben numerosas ventajas, la más importante son flexibilidad
geométrica, inmunidad interferencia electromagnética y pulsos electromagnéticos, gran
ancho de banda y una gran sensibilidad , como por ejemplo habilidad para detectar
señales de niveles muy bajos y con pequeños cambios, así como su reducido tamaño.

38. APLICACIONES MILITARES
Los beneficios de esta tecnología para los militares radican fundamentalmente en la
seguridad de este medio de transmisión frente a las comunicaciones por radio y
cables convencionales. De este modo se reduce notablemente la necesidad de la
codificación de mensajes en virtud de la seguridad antidetección inherente a las
fibras.
Otra razón de tanta importancia como la anterior, y que justifica su aplicación militar,
es el poco peso de los cables de fibras, lo que proporciona importantes ahorros
logísticos de material de campaña y personal.

40. ILUMINACIÓN
Es obvio que, ante todo, lo que la fibra óptica transporta es luz. Al margen de la
información que esta pueda enviar, esta aplicación es bastante importante, ya que,
debido a sus particulares características nombradas anteriormente, nos permite con
suma facilidad iluminar zonas especiales sometidas a toxicidades, riesgos de incendio,
etc. tales como industrias petrolíferas, explotaciones mineras, industrias de altos
componentes inflamables y muchas otras.
Otra aplicación en la que la fibra está tomando importancia, es en la señalización en
las carreteras, aumentando considerablemente la visión de estas a los conductores
nocturnos.

41. TELECOMUNICACIONES
En sistema de comunicaciones ópticas es una forma de transmitir información cuyo soporte
básico es la luz. La información viaja en forma de luz a lo largo de dicho sistema. Hoy en día,
se sabe que la forma más eficiente de que la luz viaje desde un punto hasta otro es
mediante la fibra óptica.

42. MEDICINA
En este campo son evidentes las ventajas que puede aportar el uso de la fibra óptica
como ayuda a las técnicas endoscópicas clásicas y, de hecho, están siendo sustituidos
los sistemas tradicionales por los modernos fibroscopios. Diversos aparatos como
laringoscopios, rectoscopios, broncoscopios, vaginoscopios gastroscopios y
laparoscopios, incluyen ya esta tecnología, la cual nos permite con gran precisión la
exploración de cavidades internas del cuerpo humano.
Los fibroscopios realizados con ayuda de las técnicas opticoelectrónicas cuentan con
un extremo fijo o adaptable para la inserción de agujas, pinzas para toma de muestras,
electrodos de cauterización, tubos para la introducción de anestésicos, evacuación de
líquidos, etc. Una fibra se encarga de transportar la luz al interior del organismo y la
otra lleva la imagen a un monitor.

44. MONOMODO Y MULTIMODO

47. TECNICAS DE VERIFICACION
8.1 Inspección Visual
- Microscopios (inspección del conexionado en campo y taller).
Procedimiento:
•Limpiar la superficie a inspeccionar.
•Seleccionar el tipo de adaptador en el microscopio.
•Ajustar el enfoque.
•Verificar estado.

48. Identificador de fibras.
•Identificar disposición de la fibra óptica.
•Localización de empalmes en cajas.
•Localización de roturas de fibra óptica en cordones y
cables.
•Comprobador de continuidad óptica.

49. •8.2 Medida de potencia optica:
•Adaptadores para fibra desnuda (conexionado de cable de fibra óptica).
•Medidor de potencia (Selector de longitud de onda adecuada).
•Fuente de emisión (Led o laser adecuado a la longitud de onda).

50. • - Procedimiento:
•Puesta en marcha de los equipos (para su estabilidad).
•Seleccionar longitud de onda en ambos equipos.
•Calibrar el equipo mediante cordones de parcheo y adaptador.
•Puesta a "0 dBr" o anotar valor de potencia (dB) de la fuente.
•Conectar cordón "A" en adaptador del tramo a comprobar.
•Conectar cordón "B" en adaptador del tramo a comprobar.
•Registrar valor obtenido, repetir procedimiento o con el resto.

51. •Medida de Retroesparcimiento (O.T.D.R.)
•Reflectrómetro óptico con base de dominio en el tiempo, envío de cortos impulsos de
luz para determinar características (longitud, pérdidas, etc).
•Longitud de onda adecuada λ.
•Conexionado apropiado.
•Rango dinámico suficiente (según longitud de onda).
•Uso del eliminador de zona muerta (fibra de lanzamiento).

52. PROCEDIMIENTO
•
Puesta en marcha del equipo
(para su estabilidad).
• Seleccionar longitud de onda λ.
• Comprobación del rango
dinámico para la medida total
de eventos.
• Conectar al equipo la fibra de
lanzamiento (200-500 mts para
MM / 1000 mts para SM).
• Realizar primer barrido para
determinar fibra de
lanzamiento.
• Introducir parámetros de
identificación y medidas (λ, IR
(índice de refracción), longitud,
origen, final, etc).
• Realizar primera medida en una
fibra óptica del cable o tramo a
medir.
• Tomando la primera como
referencia, realizar el resto de
medidas.
• Analizar eventos y determinar
final del tramo.
• Realizar la misma operación en
el sentido contrario.

53. EVENTOS
a) Zona muerta.
b) Reflexión (Fresnel):
Cambio de índice de refracción (conexiones, empalmes
mecánicos, etc).
En conexiones tipo APC no aparece reflexión.
Ganancia errónea.
c) Pérdidas por empalme:
Empalme entre fibras.
Radio de curvatura defectuoso.
d) Reflexión final de fibra:
Longitud óptica.
Pérdidas de retorno (luz que retorna al emisor).
e) Valor de atenuación por tramo.

54. MAGNETISMO
El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos
ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales
conocidos que han sido propiedades magnéticas detectables fácilmente como
el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin
embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia
de un campo magnético.

55. MAGNETISMO EN F.OPTICA

56. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA F.
OPTICA
Ventajas
-Fácil de instalar.-
-Transmisión de datos a alta velocidad.-
-Conexión directa de centrales a empresas.-
-Gran ancho de banda.-
-El cable fibra óptica, al ser muy delgado y flexible es mucho más
ligero y ocupa menos espacio que el cable coaxial y el cable par
trenzado.
-Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin
congestiones.

57. -Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de
la ciudad por las cuales ya este instalada la red de fibra óptica.
El costo es alto en la conexión de fibra óptica, la empresas no
cobran por tiempo de utilización, sino por cantidad de
información transferida al computador que se mide en
megabytes.
- El costo de instalación es elevado.
El costo relativamente alto en comparación con los otros tipos
de cable.
DESVENTAJAS

58. REFRACCION
Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su
dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los
diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción.

59. REFLEXION
La reflexión es el cambio de dirección de una onda, que, al entrar en contacto con la
superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se
originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.