La velocidad de transmisi\u00f3n es un par\u00e1metro muy importante cuando se decide utilizar fibra \u00f3ptica en la red. Este art\u00edculo pretende aportar informaci\u00f3n acerca de las caracter\u00edsticas de los tipos de Fibra \u00f3ptica y los par\u00e1metros que se deben conocer y tener en cuenta a la hora del UP-GRADE.<\/p>\n
Velocidad de Transmisi\u00f3n. Ancho de Banda de F.O Dispersi\u00f3n en las fibras<\/p>\n
Los rayos \u00f3pticos, que ingresan en una fibra \u00f3ptica, disponen de cierto n\u00famero de grados de libertad, en su propagaci\u00f3n hacia el extremo receptor.<\/p>\n
Estos grados de libertad, determinan distintos modos de transmisi\u00f3n, que desde el punto de vista de la \u00f3ptica geom\u00e9trica, pueden existir distintos caminos a recorrer, dentro del n\u00facleo de la fibra, (en el caso de tratarse de fibras del tipo multimodo).<\/p>\n
Por otra parte, dado que el haz generado por la fuente de luz \u00f3ptica (ya sea de un diodo l\u00e1ser o un LED) posee un ancho de banda espectral, y cada componente del mismo, se desplazar\u00e1 con velocidad distinta, debido a que el \u00edndice de refracci\u00f3n del medio, depende de la longitud de onda.<\/p>\n
Adem\u00e1s, dados los par\u00e1metros \u00f3pticos y geom\u00e9tricos de la fibra, cada componente del espectro del haz de luz generado por la fuente \u00f3ptica, se propagar\u00e1n recorriendo trayectorias diferentes debido a que se modifican las constantes de propagaci\u00f3n. Este conjuntos de efectos conforman un segundo par\u00e1metro caracter\u00edstico de las fibras, denominado dispersi\u00f3n. Este par\u00e1metro define la capacidad m\u00e1xima de velocidad de informaci\u00f3n, que puede transmitirse por una fibra y por unidad de longitud, ya que la dispersi\u00f3n es un fen\u00f3meno acumulativo. Este par\u00e1metro puede medirse en t\u00e9rminos de retardo relativo o de la m\u00e1xima frecuencia pasante que admite, seg\u00fan se trate de una se\u00f1al digital o anal\u00f3gica.<\/p>\n
La dispersi\u00f3n, evidentemente es un par\u00e1metro que limita el ancho de banda de la fibra \u00f3ptica, puesto que si transmitimos pulsos de luz, se distorsionan y se ensanchan, solap\u00e1ndose unos con otros en el extremo receptor. Para evitar que esto ocurra los pulsos deber\u00e1n ser transmitidos a una frecuencia menor, reduci\u00e9ndose la velocidad de transmisi\u00f3n de datos.<\/p>\n
En la figura 1.a se muestran pulsos originales de datos \u00f3pticos, unos y ceros perfectamente identificados. Luego que la se\u00f1al se ha propagado una cierta distancia a lo largo de la fibra \u00f3ptica, en la figura 1.b debido a la dispersi\u00f3n los pulsos se ensanchan, pero pueden ser todav\u00eda decodificados por el equipo receptor.<\/p>\n
Tras una propagaci\u00f3n a\u00fan mayor por la fibra, la se\u00f1al se distorsiona totalmente, y el equipo receptor no puede distinguir la forma de onda original (figura 1.c) la transmisi\u00f3n de datos no ser\u00e1 posible.<\/p>\n
Adem\u00e1s, a medida que aumenta la dispersi\u00f3n, la potencia del pico de la se\u00f1al \u00f3ptica se reduce, lo cual afecta al presupuesto \u00f3ptico del receptor. La dispersi\u00f3n total de una fibra \u00f3ptica est\u00e1 dividida en dos categor\u00edas: dispersi\u00f3n modal (dispersi\u00f3n multimodo) y dispersi\u00f3n crom\u00e1tica. Esta \u00faltima puede dividirse en dispersi\u00f3n del material (\u00f3 espectral) y dispersi\u00f3n gu\u00eda de onda, como se representa gr\u00e1ficamente a continuaci\u00f3n:<\/p>\n
El fen\u00f3meno global de la dispersi\u00f3n, se debe a las tres dispersiones distintas definidas; la modal es inherente a las fibras multimodo que debido a su diferente naturaleza, han de sumarse cuadr\u00e1ticamente con las dem\u00e1s. Por el contrario, la dispersi\u00f3n del material y del gu\u00eda de onda se refiere a cada modo, por lo que se suman linealmente.<\/p>\n
Ancho de banda<\/p>\n
Veremos c\u00f3mo relacionaremos, el efecto de la dispersi\u00f3n en las fibras \u00f3pticas con el ancho de banda de transmisi\u00f3n. Supongamos excitar la fibra \u00f3ptica, con un pulso de luz, cuya forma es un impulso de Dirac@, la respuesta que obtendremos al final de la fibra, en el tiempo ser\u00e1 una distribuci\u00f3n de Gauss, cuyo espectro en frecuencia, (aplicando transformada de Fourier) adoptada la misma forma, y su desviaci\u00f3n t\u00edpica, como en toda curva gausiana ser\u00e1 la dispersi\u00f3n total s.<\/p>\n
La distribuci\u00f3n del impulso recibido en funci\u00f3n del tiempo y de la frecuencia se ven en la figura 2.a.<\/p>\n
La expresi\u00f3n matem\u00e1tica de la respuesta al impulso aplicado a la fibra es la siguiente:<\/p>\n
y su correspondiente transformada de Fourier, nos da la siguiente distribuci\u00f3n espectral:<\/p>\n
En la ecuaci\u00f3n N\u00ba 5 el desv\u00edo t\u00edpico s es el intervalo de tiempo donde la curva de respuesta presenta un punto de inflexi\u00f3n (cambio de curvatura), y la amplitud decrece un 40% ya que en t = s por lo tanto.<\/p>\n
Definiendo el ancho de banda, como el valor de la frecuencia trasmitida a ambos lados del valor central de la distribuci\u00f3n para la cual la potencia recibida cae a la mitad, y planteando en la ecuaci\u00f3n N\u00ba 6 para f =fc y f =o obtendremos la relaci\u00f3n que existe entre ancho de banda y dispersi\u00f3n:<\/p>\n
Como observamos matem\u00e1ticamente la ecuaci\u00f3n N\u00ba 7, al tener mayor dispersi\u00f3n, menor ser\u00e1 el ancho de banda que podremos trasmitir por la fibra.<\/p>\n
Trabajando sobre la funci\u00f3n f(t)<\/p>\n
Escrita en la ecuaci\u00f3n N\u00ba 5, se obtiene la relaci\u00f3n entre el ancho de banda y el ancho del impulso al 50%, denominado t entonces Igualando las ecuaciones 7 y 8 se deduce que:<\/p>\n
De esta ecuaci\u00f3n, inferimos que el aumento de la dispersi\u00f3n provoca un ensanchamiento del impulso, al mismo tiempo que se reduce su amplitud ya que<\/p>\n
En cualquier tipo de fibra \u00f3ptica el ancho de banda total asociado es seg\u00fan la ecuaci\u00f3n N\u00ba 7 B = 0,187\/s, donde s es la dispersi\u00f3n temporal total dada por la ecuaci\u00f3n N\u00ba 4, quedando para las fibras multimodo de la siguiente forma:<\/p>\n
Cuando la dispersi\u00f3n viene dada en ns\/km en fibra monomodo, la dispersi\u00f3n modal no existe, por lo que el ancho de banda mejorar\u00e1 notablemente quedando de la siguiente forma:<\/p>\n
En el cuadro de la figura 2-1 podemos comparar los anchos de banda de los distintos tipos de fibra \u00f3ptica existentes hoy en d\u00eda en el mercado, y analizar de esta manera, qu\u00e9 tipo de fibra utilizar en funci\u00f3n de la velocidad de informaci\u00f3n que se necesita transmitir y el costo que demandar\u00e1 el tipo de fibra a elegir.<\/p>\n
De la comparaci\u00f3n de la tabla concluimos que las fibras del tipo monomodo son las m\u00e1s aptas para transmisi\u00f3n de datos que requieran altas jerarqu\u00edas digitales, como tambi\u00e9n aquellos sistemas de se\u00f1ales de gran ancho de banda, como es el caso de los sistemas de enlace de CATV, donde adem\u00e1s el factor importante a tener en cuenta, son las grandes distancias a recorrer por dichos enlaces, factor determinante del ancho de banda de la F.O.<\/p>\n
Seg\u00fan los requerimientos f\u00edsicos de la red a dise\u00f1ar e instalar, ya sea caudal de informaci\u00f3n a transferir entre estaciones, trayectoria entre los mismos, \u00e1rea de cobertura (redes LAN, MAN o WAN),se optara por el tipo de fibra monomodo o multimodo.<\/p>\n
En el caso de optar por el segundo tipo de fibra, seg\u00fan el ancho de banda necesario, elegiremos el tipo de di\u00e1metro del n\u00facleo y el perfil del \u00edndice de refracci\u00f3n adecuado.<\/p>\n
Optar por un tipo de fibra significa adem\u00e1s, contar con empalmes de F.O y elementos de medici\u00f3n adecuados a la misma adem\u00e1s de una mano de obra muy calificada.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"