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Capitulo 2
Tipos de fibras ópticas

Clasificación de las Fibras Óptica
 Factores más importantes para la clasificación de una fibra óptica.
Características de propagación de la señal luminosa en la fibra.
Capacidad de transmisión, ancho de banda.
Facilidad de acoplamiento con los activos y conexiones.
Composición, dimensiones.
Los procesos de fabricación y aplicación - fibras ópticas especiales.

Composición de una Fibra Óptica
Pueden ser de plástico o de vidrio.
Compuesta básicamente de una mezcla de dióxido de silicio SiO2, plástico
y gases.
A través de la composición de estos elementos se obtienen diferentes
niveles de reflexión entre el núcleo y la cáscara.

Modos de Propagación
Son "Caminos“ múltiples tridimensionales y específicos por donde la
luz pueda viajar dentro del núcleo de la fibra simultáneamente. Los
modos de propagación dependen de la geometría de la fibra, del
perfil del índice de refracción y de la longitud de onda de la luz.
Multimodo MMF con la propagación de la luz en diversos modos.
Monomodo SMF con la propagación de la luz en único modo
posible.

Perfil de Núcleo
Índice Escalón ( Step Index)
Presenta sólo un nivel de reflexión entre el núcleo y la cáscara,
siendo el núcleo compuesto por un material homogéneo de
índice de refracción constante y siempre superior al de la cáscara.

Perfil de Núcleo
Índice Escalón ( Step Index)
Estas fibras poseen características inferiores a los otros tipos, pues,
presentan atenuación elevada y pequeño ancho de banda.
Esto restringe sus aplicaciones con relación a la distancia y a la
capacidad de transmisión, y se utilizan en la transmisión de datos
en distancias cortas.
 Ancho de banda 20 a 200 MHz/Km (MMF)

Perfil de Núcleo
Índice Gradual ( Graded Index)
Posee un núcleo compuesto por vidrios especiales, con diferentes
valores del índice de refracción, que reducen las diferencias de
tiempo de propagación de la luz en el núcleo debido a los varios
caminos posibles que la luz puede tomar en el interior de la fibra.

Perfil de Núcleo
Índice Gradual ( Graded Index)
El índice de refracción del núcleo toma valor máximo en el centro
y decrece gradualmente hasta el borde externo con la cascara.
Las fibras con índice gradual presentan bajas atenuaciones y alta
capacidad de transmisión.
No pueden ser utilizadas en aplicaciones con distancias superiores
a 2 km.
Ancho de banda 500 a 1500 MHz/Km

Fibras Multimodo (MMF)
Son tipos de fibras ópticas con dimensiones de núcleo consideradas
grandes en relación al diámetro de la cáscara.
Permiten que los rayos de luz en varios ángulos, recorran el núcleo de
la fibra en muchos modos que se propagan simultáneamanente en
su interior.

La velocidad típica de transmisión los límites 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.
La fibra óptica multimodo se utiliza generalmente para aplicaciones
troncales en edificios

Estándar ITU-T
La Unión Internacional de Telecomunicación (ITU), es la entidad
de estandarización para sistemas de telecomunicaciones y
fabricantes.
Estándar ITU-T G.651
Posee índice de refracción gradual con núcleo de 50 µm, 125 µm
de cáscara, atenuación de 0,8 dB / km (1310 nm).
Esta fibra está optimizada para el uso en la faja de 1.300nm
pudiendo operar en 850 nm.

Fibras Multimodo DMD para 10 Gigabit
El retraso de modo diferencial DMD (Differential Mode Delay), es la
principal limitación para el uso de las MMF convencionales (estandar)
en transmisiones por encima de 2,5 Gbps.

Fibras Multimodo DMD para 10 Gigabit
Las Fibras especiales fueron optimizadas para minimizar los efectos de
la DMD, encontrándose tanto para 1 Gbps como para 10 Gbps.

Fibras Multimodo Especial LaserWave
Imagen de un pulso óptico transmitido a 10Gbps, después de
recorrer 300m de fibra multímodo.

Nomenclatura ISO para Fibras ópticas.
Según la clasificación dada por la Organización
Internacional de Normalización, Las fibras ópticas
denominadas OM son del tipo multimodo, y las fibras ópticas
OS son del tipo monomodo.

Nomenclatura ISO para Fibras ópticas.

Fibras Monomodo (SMF)
Son tipos de fibras ópticas con dimensiones de núcleo consideradas
pequeñas en relación al diámetro de la cáscara.
Permitiendo la incidencia de rayos luz en un único ángulo, haciendo
que los rayos luminosos recorran el núcleo de la fibra en solamente
un modo.
Dimensiones De Una fibra óptica Monomodo
Núcleo: de 8 a 10µm Se adopto comercial y técnicamente núcleo de 9µm
Cascara: de 125 a 240µm Se adopto comercial y técnicamente cascara de 125µm

Existen diferentes tipos de SMF, que se clasifican de acuerdo con
el rango de atenuación, valores de dispersión cromática y
coeficientes de PDM (Polarization Mode Dispersion).
Estándar ITU-T G.652.A y G.652.B – Standard SMF
Las primeras fibras monomodo en ser fabricadas fueron en el
patrón estándar SM, ITU-T G.652, llamadas también Non-Dispersion
Shifted Fiber (NDSF).
Poseen un núcleo en Índice de Paso y fueron optimizados para
operar en la ventana de 1310 nm.

A pesar de estar optimizada para operar en 1310 nm, también
opera en la ventana de 1550 nm, pero en esta ventana la
dispersión cromática es alta.
No están optimizadas para transmisiones
en WDM (Multiplexación por longitud
de onda), debido a la atenuación
elevada, dentro de la región de pico
de agua, en un rango de 80 nm,
centralizada en 1383 nm.
Iones de hidrogeno e hidroxilo

La clasificación ¨B¨ presenta valores de atenuación mas bajos en
la ventana de los 1550nm, atenuación máxima de 0,35dB/km.
Permitiendo enlaces con altas tasas de transmisión hasta 40Gbps.
Atenuación máxima en la clasificación ¨A¨ es de 0,5 dB/km en la
ventana de los 1550nm

Estándar ITU-T G.652.C – Low Water Peak Fiber (LWP)
Ofrecen atenuación extremadamente baja alrededor de los picos de OH-,
y son optimizadas para las redes donde la transmisión se produce a través
de una escala grande de las longitudes de onda, que va desde 1285 nm y
1625 nm.
No satisfacen plenamente las necesidades para la transmisión de 1550 nm,
debido a parámetros de atenuación y de PMD (Polarization Mode
Dispersion).

Estándar ITU-T G.652.D – Zero Water Peak Fiber (ZWP)
Desarrolladas para soportar transmisiones en WDM con soporte para las
instalaciones FTTx con pequeños diámetros de curvatura y condiciones
adversas de infraestructura.
El tipo ¨D¨ presenta el valor mas bajo de PDM (Max 0,2ps/km), mientras que
el tipo ¨C¨ presenta un PDM hasta 0,5ps/km

Estándar ITU-T G.653 – Dispersion Shift Fiber (DSF)
La SMF convencionales presentan una dispersión cromática cero
en el rango de 1310 nm y presentan valores elevados en el rango
de 1500 a 1600 nm, por ese motivo, fueron desarrolladas las fibras
ITU-T G.653, que son dopadas con impurezas con características
negativas de la dispersión y dispersión cromática nula en la región
de 1550 nm.

Estándar ITU-T G.653 – Dispersion Shift Fiber (DSF)
Con dispersión nula en la región de 1550nm y sumando el uso de
los EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier), permiten a los sistemas
basados en DSF cubrir distancias nunca imaginadas, dando
soporte a la banda C.
No obstante, la indroduccion de sistemas WDM con multiples
canales asignados próximos a 1550nm identifico que las fibras DS
generaban interferencias en la transmisión WDM. La fibra G.653
empezó a sustituirse por la G.655 NZDSF (Non-Zero Dispersion Shift
Fiber)

Estándar ITU-T G.654 – Cut Shifted Fiber (CSF)
Perfeccionada para la operación en la región que va de los 1500
a los 1600 nm, presenta pequeñas pérdidas en esta faja y usa un
núcleo puro de silicio.
Pueden soportar mayores niveles de potencia y poseen un área
de mayor núcleo.
Fueron proyectados para aplicaciones submarinas, teniendo una
dispersión cromática elevada en 1550 nm.

Estándar ITU-T G.655 – Non Zero Dispersion Shifted Fiber
(NZDSF)
Son fibras optimizadas para operación en el rango de 1525nm
a 1625nm (bandas C y L) en sistemas DWDM
Hay dos familias de fibras con dispersión diferente a cero, NZD+,
en que el valor de cero-dispersión cae antes de longitud de
onda de 1550 nm y NZD- que el valor cae después.
La atenuación es de 0,2dB/km en 1550nm y el PDM es inferior a
0,1ps/km

Perfil de las Fibras ITU-T G.652 – G653 – G655

Estándar ITU-T G.657 A/B – Fiber Bending Low Insensitive
(BLI)
Estas fibras están indicadas cuando hay grandes limitaciones de
espacio y la necesidad de utilizar las tuberías existentes.
Fueron especialmente desarrolladas para atender las
transmisiones en WDM para el medio suscriptor, dando apoyo
total a las instalaciones de FTTx, donde encontraron diámetros
pequeños de curvatura y las condiciones adversas de la
infraestructura.

Estándar ITU-T G.657 A/B – Fiber Bending Low Insensitive
(BLI)
Esta fibra presenta una pérdida de curvatura muy pequeña y
puede ser utilizada en todo el espectro de longitudes de onda,
desde 1260 hasta 1625 nm, incluso cuando está sometida a
curvas de menores de 20 mm.

Fibras Con Dispersion Plana- Flattened Fiber (IEEE)
Las fibras con dispersión plana tratan de mantener la dispersión en niveles muy
bajos a lo largo de una región espectral entre dos puntos con características
de dispersión cero.
Tienen la ventaja de poder operar con varias longitudes de onda, permitiendo
la ampliación de la capacidad de transmisión y dando mayor soporte a
través de la técnica de multiplexación por división de longitud de onda
(WDM).

Fibras Con Polarización Mantenida- Polarization
Maintaining Fiber (PMF)
En la mayoría de las aplicaciones los cambios en la polarización
de la luz transmitida no son importantes.
Esta diseñada para permitir la propagación de una única
polarización de la señal óptica de entrada.
Usadas en aplicaciones especiales y sensibles.

Fibra Óptica Submarina
Utilizan las mismas fibras ópticas para aplicación terrestre, pero
con un encapsulamiento de cable extremadamente
impermeable para soportar las adversidades en el ambiente
submarino.

Fibra Óptica Submarina
La fibra Ultra Wave Ocean representa un mayor avance
tecnológico en fibras long haul (de larga distancia) y fue
especialmente desarrollada para soportar los diversos servicios
en un canal Ultra Long Haul, como en el caso de los cables
submarinos que conectan continentes.
Presenta un desempeño 33% superior a las fibras NDSF non-
dispersion shifted fiber.

Amplificadores EDFA – Erbium Doped Fiber
Amplifier
Construidos con fibra dopada con erbio y utilizando
nanotecnología de procesamiento de materiales.

Amplificadores EDFA – Erbium Doped Fiber
Amplifier
Son capaces de amplificar señales en torno a 1550 nm,
coincidentemente a la misma región espectral donde las fibras
presentan la menor atenuación posible.

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