Fundamentos de Fibra Optica 

Tipos de fibra

         Multi-Modo (MMF)                                                                     Mono-Modo (SMF)
            50/62.5um nucleo, 125um revestimiento                                         9um nucleo, 125um revestimiento
            Atten-MHz/km: 200 MHz/km                                                           Atten-dB/km:
            Atten-dB/km: 3dB @ 850nm                                                             0.4dB 1310nm
            MMF tiene la cubierta color naranja                                               0.3 dB 1550nm
            SMF tiene la cubierta color amarillo

Fundamentos

Fibra vs Cobre
- Tamaño más pequeño.
- Más ligera.
- Inmune a la radiación electromagnética
- Capaz de transmitir a grandes distancias
- Menos ruidosa que los cables coaxiales.
- Capaz de transmitir mayores anchos de banda
- Fácil de expandir (P.ej: añadir señales en la misma fibra)
- Más barata que el cable coaxial


Degradaciones en la transmisión de fibra óptica

Factores a considerar :

Atenuación
Pérdida de potencia luminosa con la distancia

Dispersión
Difusión de los pulsos de señal a medida que se desplazan por la fibra

Cableado
Las curvaturas introducen interrupciones en la trayectoria de la luz
Pérdida de potencia óptica en el recubrimiento si éste se daña.

Debe siempre evitarse un radio de curvatura inferior a 5cm
Cuando se macéan fibras, las bridas no deben apretarse para evitar micro-curvaturas.

Dispersión Multi-Modo

Dispersión Modal

Cuanto mayor es el núcleo de la fibra, mayor número de rayos pueden propagarse, haciendo mayor la dispersión.

La dispersión determina la distancia a la que la señal puede viajar, particularmente en fibras multi-modo. En una fibra multi-modo 50um/125um, típicamente hablamos de 500m

Dispersión Mono - Modo

Los láser FP y DFB transmiten un ancho finito del espectro

Las distintas longitudes de onda viajan a diferentes velocidades dentro de la fibra.

Un pulso de luz se dispersa y viaja a través de la fibra solapando el pulso vecino

Las fuentes de emisión más estrecha ( DFB vs. FP) consiguen menos dispersión

Es un factor a tener en cuenta en transmisiones de banda ancha (>1Ghz) sobre largas distancias

Formatos ópticos

Multimodo :- 850nm LED, 1310nm LED, 860nm VCSEL,
850/1310nm Wave Division Multiplexing (WDM)

Distancia máxima 2.5km
LED Tx -14dB, PIN TIA Rx -30dB
Presupuesto óptico – 16dB
Características – 62.5/125 & 50/125
Medio económico de transmitir señales de régimen binario bajo y medio.

Monomodo :- 1310nm, 1550nm, 1310nm/1550nm WDM,
CWDM parrilla de longitudes de onda ITU, hasta 16 longitudes de onda

Máxima distancia 120km (Lásers de alta potencia en SD)
Láser Tx disponibles desde -6dB a +6dB, PIN TIA Rx -30dB
Presupuesto óptico 36dB Max
Transmisión de señales de régimen binario bajo, medio y alto sobre largas distancias.

Conectores

Dependiendo de la aplicación:

Interiores
ST, SC, LC, FC, E2000 …..

Exteriores
Para cables SMPTE 311M
Haz expandido
Neutrik OpticalCON

Mangueras Tactical vs Mangueras híbridas.

Construcción de un sistema

Enlaces punto a punto

La multiplexación es una técnica relevante, cuando hay una limitación en el número de fibras:

La infraestructura existente no dispone de más fibras
Se usan fibras “oscuras” o se alquilan
Restricción en los cables disponibles, como ocurre en muchas aplicaciones OB

Considerar
Tipos de señales
Asociación de señales
Infraestructura de fibras
Distancia/pérdidas
Redundancia

Multiplexación - WDM (Wave Division Multiplexing)

Técnica de multiplexación básica.

Mux/Demux de dos longitudes de onda ópticas
(850nm/1310 or 1310nm/1550nm)

La gran separación de longitudes de onda implica:
- Empleo de lásers no refrigerados baratos
- Filtros baratos

Baja capacidad de multiplexación, pero útil para incrementar la densidad en sistemas existentes

Multiplexación básica - WDM

Utiliza transmisores ópticos “standard”
Las longitudes de onda viajan independientemente
El formato de la señal y el régimen binario son completamente independientes para cada longitud de onda.
Diseñado para MM y SM

Multiplexación - DWDM (DWDM – Dense Wave Division Multiplexing)

Mux/Demux de longitudes de onda con banda estrecha de separación
3.2 / 1.6 / 0.8 / 0.4 nm espaciamiento de longitudes de onda

Hasta 160 longitudes de onda por fibra

Espaciamiento estrecho = costes de implementación altos
Lásers y filtros caros

Principalmente utilizado en comunicaciones troncales por las compañías de telecomunicación

Multiplexación - TDM (TDM – Time Division Multiplexing)

La multiplexación se realiza en el dominio eléctrico, antes de la conversión óptica.

Maximiza el número de señales en una longitud de onda

Puede utilizarse junto con la técnica CWDM para incrementar aún más la densidad de señales en una fibra

Útil para aplicaciones en:
- OB donde el número de fibras es limitado.
- Enlaces entre estudios

Multiplexación - CWDM (CWDM – Coarse Wave Division Multiplexing)

Nueva tecnología (ITU Std G.694.2)
Basada en DWDM pero más simple y robusta
Espaciamiento mayor entre longitudes de onda (20 nm), y transmisores dedicados.
Hasta 16 longitudes de onda por fibra
Uso de lásers no refrigerados y filtros sencillos
Ahorro significativo de costes respecto a DWDM

CWDM – Espectro óptico

20nm spaced wavelengths

Conclusión

La fibra óptica es un medio de transmisión ideal.
Existen muchas opciones de configuración posibles.
Un diseño del sistema abierto previene muchos dolores de cabeza en el futuro.