Este documento describe las características de la fibra óptica. Explica que la fibra óptica transmite pulsos de luz que representan datos y que la luz se propaga por el interior de la fibra mediante reflexión total interna. También describe los tipos de fibra óptica monomodo y multimodo y sus características, y explica conceptos como el ancho de banda óptico y los componentes básicos de un sistema de fibra óptica como transmisores, receptores y conectores.

1. MEDICION
DE
FIBRA OPTICA

2. La Fibra Óptica
 La fibra óptica es un medio de transmisión,
empleado habitualmente en redes de datos
y telecomunicaciones, consiste en un hilo
muy fino de material transparente, vidrio o
materiales plásticos, por el que se envían
pulsos de luz que representan los datos a
transmitir. El haz de luz queda
completamente confinado y se propaga por
el interior de la fibra con un ángulo de
reflexión por encima del ángulo límite de
reflexión total, en función de la ley de Snell.
La fuente de luz puede provenir de un láser
o un diodo led.

3. Tipos de Fibra Óptica

4. Fibra Óptica Monomodo
 El diámetro del núcleo de la fibra es
muy pequeño y sólo permite la
propagación de un único modo o rayo
(fundamental), el cual se propaga
directamente sin reflexión. Este efecto
causa que su ancho de banda sea muy
elevado, por lo que su utilización se
suele reservar a grandes distancias,
superiores a 10 Km, junto con
dispositivos de elevado coste (LÁSER).

5. Tipos de F. O. Monomodo
 G.652 (C y D): Utilizadas como fibra estándar en Telecom y para transmisión
Ethernet a Gigabit y 10 Gigabit. La denominación OS1 es cubierta por las fibras
tipo de G652a, b c y d. La fibra tipo OS2 (desde 2006) fija características para
las longitudes de onda 1310 nm 1550 nm y 1383 nm (fibras de bajo pico de
agua, válidas para CWDM). Asimismo, la fibra OS2 es de aplicación como f.o.
SM para aplicaciones de larga distancia
 G.655: Fibra con dispersión desplazada no nula. Optimizada para aplicaciones
de larga distancia a 1550 nm. Sus características se fijan a 1550 nm y 1625
nm, por lo que puede ser utilizada para multiplexación DWDM entre estas λ.
 G-656: Fibra con dispersión desplazada no nula. Optimizada para aplicaciones
de banda ancha. Sus características se fijan entre 1460 nm y 1625 nm, estando
especialmente indicada para multiplexación CWDM y DWDM en ese ámbito de
λ.
 G.657: Fibra óptica con características especiales para su aplicación en FTTx
(alta resistencia a la humedad y a las macrocurvaturas), permite la transmisión
a 1310, 1490 y 1550 nm.

6. Fibra Óptica Multimodo
 El término multimodo indica que pueden ser
guiados muchos modos o rayos luminosos,
cada uno de los cuales sigue un camino
diferente dentro de la fibra óptica. Este efecto
hace que su ancho de banda sea inferior al de
las fibras monomodo. Por el contrario los
dispositivos utilizados con las multimodo tienen
un coste inferior.
 Este tipo de fibras son las preferidas para
comunicaciones en pequeñas distancias Su
distancia máxima es de 2 km y usan diodos
láser de baja intensidad. La velocidad típica de
transmisión el límite de distancia está ubicado
en los 100 Mbit/s en distancias de hasta 2
kilómetros, 1 Gbit/s hasta 1000 metros y 10
Gbit/s hasta los 550 metros.

7. Tipos de F. O. Multimodo
 Las fibras multimodo son
diferenciadas basándose en su
núcleo y el diámetro de su
revestimiento. Así, un cable de fibra
óptica 62. 5/125 µm tiene un
núcleo del tamaño de 62. 5
micrómetros y un diámetro de 125
micrómetros de revestimiento. La
transición entre el núcleo y el
revestimiento puede ser estricta o
gradual. Estos dos tipos poseen
características de transición distinta
y también diferente distancia de
propagación eficiente.

8. Tipos de F. O. Multimodo
Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibras multimodo
según su ancho de banda se incluye el +pichar (multimodo sobre láser) a los ya
existentes OM1 y OM2 (multimodo sobre LED).

9. Funcionamiento
 Los principios básicos de su
funcionamiento se justifican aplicando
las leyes de la óptica geométrica,
principalmente, la ley de la refracción
(principio de reflexión interna total) y la
ley de Snell.
 Su funcionamiento se basa en transmitir
por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal
que este no atraviese el revestimiento,
sino que se refleje y se siga propagando.
Esto se consigue si el índice de refracción
del núcleo es mayor al índice de
refracción del revestimiento, y también si
el ángulo de incidencia es superior al
ángulo límite.

10. Ventajas
 Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del GHz).
 Pequeño tamaño, por lo tanto ocupa poco espacio.
 Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalación
enormemente.
 Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve
veces menos que el de un cable convencional.
 Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de
transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas, chisporroteo...
 Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el debilitamiento de
la energía lumínica en recepción, además, no irradia nada, lo que es particularmente interesante
para aplicaciones que requieren alto nivel de confidencialidad.
 No produce interferencias.

11. Ventajas
 Insensibilidad a las señales parásitas, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los
medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro). Esta
propiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de cables ópticos no
metálicos con los cables de energía eléctrica.
 Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias
importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar comunicaciones hasta los 70
km. antes de que sea necesario regenerar la señal, además, puede extenderse a 150 km. utilizando
amplificadores láser.
 Gran resistencia mecánica, lo que facilita la instalación.
 Resistencia al calor, frío y corrosión.
 Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que permite
detectar rápidamente el lugar donde se hará la reparación de la avería, simplificando la labor de
mantenimiento.
 Con un coste menor respecto al cobre.
 Factores ambientales.

12. Desventajas
•La alta fragilidad de las fibras.
•Necesidad de usar transmisores y receptores más costosos.
•Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de
ruptura del cable.
•No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
•La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.
•La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.5
•No existen memorias ópticas.
•La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado
desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados.
•Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la
superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.
•Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la
transmisión y pruebas.

13. Características
 La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que
opera a frecuencias ópticas.
 Cada filamento consta de un núcleo central de plástico
o cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice
de refracción, rodeado de una capa de un material
similar con un índice de refracción ligeramente menor
(plástico). Cuando la luz llega a una superficie que
limita con un índice de refracción menor, se refleja en
gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y
mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de
reflexión interna total.
 En el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando
contra las paredes en ángulos muy abiertos, de tal
forma que prácticamente avanza por su centro. De este
modo, se pueden guiar las señales luminosas sin
pérdidas por largas distancias.

14. CARACTERÍSTICAS

15. ANCHO DE BANDA
 La fibra óptica proporciona un ancho de banda significativamente
mayor que los cables de pares (UTP / STP) y el Coaxial. Aunque en
la actualidad se están utilizando velocidades de 1,7 Gbps, la
utilización de frecuencias más altas (luz visible) permitirá alcanzar
los 39 Gbps. El ancho de banda de la fibra óptica permite
transmitir datos, voz, vídeo, etc.

16. DISTANCIA
 La baja atenuación de la señal óptica permite realizar tendidos de
fibra óptica sin necesidad de repetidores.

17. INTEGRIDAD DE DATOS
 En condiciones normales, una transmisión de datos por fibra
óptica tiene una frecuencia de errores o BER (Bit Error Rate)
mínima. Esta característica permite que los protocolos de
comunicaciones de alto nivel, no necesiten implantar
procedimientos de corrección de errores por lo que se acelera la
velocidad de transferencia.

18. DURACIÓN
 La fibra óptica es resistente a la corrosión y a las altas
temperaturas. Gracias a la protección de la envoltura es capaz de
soportar esfuerzos elevados de tensión en la instalación.

19. SEGURIDAD
 Es inmune a la acciones intrusivas de escucha. La fibra también
es inmune a los efectos electromagnéticos externos, por lo que se
puede utilizar en ambientes industriales sin necesidad de
protección especial.

20. CUADRO COMPARATIVO

21. Componentes de la fibra óptica
 Dentro de los componentes que se usan en la fibra óptica caben destacar los siguientes:
los conectores, el tipo de emisor del haz de luz, los conversores de luz, etc.
 Transmisor de energía óptica. Lleva un modulador para transformar la señal electrónica
entrante a la frecuencia aceptada por la fuente luminosa, la cual convierte la señal
electrónica (electrones) en una señal óptica (fotones) que se emite a través de la fibra
óptica.
 Detector de energía óptica. Normalmente es un fotodiodo que convierte la señal óptica
recibida en electrones (es necesario también un amplificador para generar la señal)

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.

23. Emisores del haz de luz
 Estos dispositivos se encargan de
convertir la señal eléctrica en señal
luminosa, emitiendo el haz de luz que
permite la transmisión de datos, estos
emisores pueden ser de dos tipos:
 LEDs. Utilizan una corriente de 50 a 100
mA, su velocidad es lenta, solo se puede
usar en fibras multimodo, pero su uso es
fácil y su tiempo de vida es muy grande,
además de ser económicos.
 Láseres. Este tipo de emisor usa una
corriente de 5 a 40 mA, son muy rápidos,
se puede usar con los dos tipos de fibra,
monomodo y multimodo, pero por el
contrario su uso es difícil, su tiempo de
vida es largo pero menor que el de los
LEDs y también son mucho más costosos.

24. Conversores luz-corriente eléctrica
Este tipo de dispositivos convierten las señales luminosas que proceden de la fibra óptica en
señales eléctricas. Se limitan a obtener una corriente a partir de la luz modulada incidente, esta
corriente es proporcional a la potencia recibida, y por tanto, a la forma de onda de la señal
moduladora.
 Detectores PIN: su nombre
viene de que se componen
de una unión P-N y entre esa
unión se intercala una nueva
zona de material intrínseco
(I), la cual mejora la eficacia
del detector. Se utiliza
principalmente en sistemas
que permiten una fácil
discriminación entre
posibles niveles de luz y en
distancias cortas.
Detectores APD: los fotodiodos de
avalancha son fotodetectores que
muestran, aplicando un alto voltaje
en inversa, un efecto interno de
ganancia de corriente
(aproximadamente 100), debido a la
ionización de impacto (efecto
avalancha). El mecanismo de estos
detectores consiste en lanzar un
electrón a gran velocidad (con la
energía suficiente), contra un átomo
para que sea capaz de arrancarle
otro electrón.

25. Comparación de Velocidades

26. Ancho de banda óptico de la fibra monomodo
¿Cómo se interpreta?
El ancho de banda óptico es el producto del ancho de banda eléctrico B y la longitud de la fibra óptica
Se interpreta como el máximo
ancho de banda B que un km de
fibra óptica ofrece.
Bóptico = B × longitud [Hz.km]
B = ancho de banda. En Hz.
l = longitud de la fibra. En km.
D = dispersión de la fibra. En ps/km.
Pero si el ancho de banda eléctrico B se expresa en función de la dispersión total
∆t.
Y la dispersión total ∆t en función de la longitud l de la fibra.
Se obtiene la siguiente expresión
para el ancho de banda óptico.

27. Ancho de banda óptico de la fibra MM
El ancho de banda óptico es el producto del ancho de banda eléctrico B y la longitud de la fibra. Esta
es la forma de evaluar a las fibras multimodo.
Se interpreta como el
máximo ancho de banda B
que un km de fibra óptica
ofrece.
Bóptico = B × longitud [Hz.km]

28. Equipos de Medición de Fibra Óptica
Reflectometro Óptico en Dominio del Tiempo
(OTDR)
PORQUE SE
UTILIZA
QUE MIDE

29. Porque se utiliza OTDR
COMO INTERPRETAR
LAS MEDIDAS
Para localizar pérdidas y roturas, averiguando
la distancia a estos fallos, por lo tanto permite
ubicar físicamente el punto de la red donde
hay que ejecutar las tareas de mantenimiento.

31. Que Mide el OTDR
.
Los pulsos de luz y analiza su reflexión y el
tiempo que han tardado en producirse para
poder calcular a qué distancia se han producido
los eventos y otras medidas como la longitud,
localización de fallos y discontinuidades.

32. Tipos:
Manual
Fijo
C-OTRD
Parámetro
Funcionamiento del OTDR

33. Aplicación del OTDR
Medicina
Militar
Telecomunica
ciones

34. FIN