El proceso de comunicación usando fibra
la óptica implica los siguientes pasos básicos:
Crear la señal óptica que implica el uso
de un transmisor, retransmitiendo la señal a lo largo
la fibra, asegurando que la señal no
volverse demasiado distorsionado o débil, recibiendo el
señal óptica, y convertirla en un
señal eléctrica .
Cable de fibra óptica
El cableado de fibra óptica se basa en fibras ópticas,
que son hebras largas, flexibles, del ancho del cabello
Vidrio ultra puro. Las fibras ópticas se forman cuando
preformas en blanco – porciones de especialmente
vidrio fabricado – se calientan entre
3000 y 4000 grados y luego dibujado a una
tasa de hasta 66 pies por segundo. Como fibra óptica
se tira, se controla constantemente por un láser
micrómetro, que asegura que su diámetro es
perfectamente uniforme de principio a fin.
Para que las fibras ópticas transmitan datos a través de
largas distancias, necesitan ser altamente reflexivos.
En camino a ser enrollados, vidrio recién tirado
las fibras pasan a través de copas de recubrimiento y ultravioleta
hornos, que aplican respectivamente y luego curan
el delgado recubrimiento de plástico que crea un
efecto espejo dentro de la fibra.
La fibra óptica terminada es entonces ampliamente
probado en una amplia gama de categorías, que incluyen
Resistencia a la tracción, perfil de índice de refracción, fibra
Geometría, Atenuación, Ancho de Banda, Cromático
Dispersión, temperatura de funcionamiento, temperatura
Dependencia de atenuación y capacidad de conducta
Luz bajo el agua. Después de las pruebas ha demostrado que
la fibra óptica recién fabricada cumple con todos
estándar, se vende para su uso en cableado de fibra óptica.
Dependiendo de qué tipo de aplicación será
utilizado y cuántos datos necesitará para
transmitir, el cable de fibra óptica se puede construir alrededor de un
hebra simple de fibra óptica, o agrupaciones más grandes
de eso. Para ensamblar un cable completo de fibra óptica,
el hilo o grupo de fibra óptica se coloca en
el núcleo, para estar rodeado por un tubo suelto de
PVC, que deja la sala de fibra para doblarse cuando
ser encaminado alrededor de las esquinas y a través del conducto.
El PVC suelto se cubre con una capa de
hilo de aramida que absorbe los golpes, generalmente hecho de
Kevlar Para colmo, el cable recibe un final
revestimiento exterior de PVC, que ayuda a sellar
fuera de la humedad.
Para que el cable terminado transmita datos
señales, necesita estar conectado a los dos
Otros componentes principales de un sistema de fibra óptica.
El primero de ellos es el transmisor óptico, un
dispositivo que convierte eléctricos y analógicos
señales en On-Off o Modulación lineal
señales luminosas, luego libera esos datos en el
cable de fibra óptica. El cable luego transmite los datos.
emitido por el transmisor óptico a la óptica
receptor, que acepta la señal luminosa y
reformatea los datos en su forma original.
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Transmisor óptico
Los transmisores ópticos más utilizados.
son dispositivos semiconductores como la luz
diodos emisores (LED) y diodos láser. los
La diferencia entre LED y diodos láser es
que los LED producen luz incoherente, mientras que el láser
Los diodos producen luz coherente. Para uso en
comunicaciones ópticas, semiconductores
los transmisores ópticos deben estar diseñados para ser
compacto, eficiente y confiable, mientras
operando en un rango óptimo de longitud de onda, y
directamente modulada a altas frecuencias.
En su forma más simple, un LED es una polarización directa
unión pn, que emite luz a través de
emisión espontánea, un fenómeno referido
como electroluminiscencia. La luz emitida
es incoherente con un espectro relativamente amplio
ancho de 30-60 nm. La transmisión de luz LED es
también ineficiente, con solo aproximadamente
1% de la potencia de entrada, o aproximadamente
100 microwatts, eventualmente convertidos en
poder lanzado que se ha acoplado a
La fibra óptica. Sin embargo, debido a su
diseño relativamente simple, los LED son muy útiles
para aplicaciones de bajo costo.
Los LED de comunicaciones son más comunes
hecho de fosfuro de arseniuro de galio indio
(InGaAsP) o arseniuro de galio (GaAs).
Debido a que los LED InGaAsP funcionan a una mayor duración
longitud de onda que los LED GaAs (1.3 micrómetros
vs. 0.81-0.87 micrómetros), su salida
espectro, mientras que el equivalente en energía es más amplio
en términos de longitud de onda por un factor de aproximadamente 1.7.
El gran espectro de ancho de los LED está sujeto
a una mayor dispersión de fibra, limitando considerablemente
su producto de velocidad de bits-distancia (un común
medida de utilidad). Los LED son adecuados
principalmente para aplicaciones de red de área local
con velocidades de bits de 10-100 Mbit / sy
distancias de transmisión de unos pocos kilómetros.
También se han desarrollado LED que utilizan
varios pozos cuánticos para emitir luz a
diferentes longitudes de onda en un amplio espectro,
y actualmente están en uso para WDM de área local
(Multiplexación por división de longitud de onda) redes.
Hoy, los LED han sido reemplazados en gran medida por
VCSEL (Emisión de superficie de cavidad vertical
Dispositivos láser), que ofrecen una velocidad mejorada,
potencia y propiedades espectrales, a un nivel similar
costo. Los dispositivos VCSEL comunes se acoplan bien a
Fibra multimodo.
Un láser semiconductor emite luz a través de
emisión estimulada en lugar de espontánea
emisión, que da como resultado una alta potencia de salida
(~ 100 mW), así como otros beneficios relacionados
a la naturaleza de la luz coherente. La salida de
un láser es relativamente direccional, lo que permite
eficiencia de acoplamiento (~ 50%) en modo único
fibra. El ancho espectral estrecho también permite
para altas velocidades de bits ya que reduce el efecto de
dispersión cromática . Además,
los láseres de semiconductores pueden ser modulados
directamente a altas frecuencias debido a corto
tiempo de recombinación
Clases de semiconductores de uso común
Los transmisores láser utilizados en fibra óptica incluyen
VCSEL (Emisión de superficie de cavidad vertical
Láser), Fabry – Pérot y DFB (Distribuido
Realimentación).
Los diodos láser a menudo se modulan directamente,
es decir, la salida de luz es controlada por un
corriente aplicada directamente al dispositivo. Por muy
altas velocidades de datos o enlaces de muy larga distancia, un
fuente láser puede ser operada continua
onda, y la luz modulada por un externo
dispositivo como una electro-absorción
modulador o interferómetro Mach – Zehnder.
La modulación externa aumenta lo alcanzable
distancia de enlace al eliminar el chirrido láser, que
amplía el ancho de línea de modulación directa
láser, aumentando la dispersión cromática en
La fibra.
Receptor óptico
El componente principal de un receptor óptico es
un fotodetector, que convierte la luz en
electricidad usando el efecto fotoeléctrico. los
fotodetectores primarios para
las telecomunicaciones están hechas de indio
arseniuro de galio El fotodetector es
típicamente un fotodiodo basado en semiconductores.
Varios tipos de fotodiodos incluyen pn
fotodiodos, fotodiodos pin y avalancha
fotodiodos Metal-semiconductor-metal
Los fotodetectores (MSM) también se utilizan debido a
su idoneidad para la integración de circuitos en
regeneradores y división de longitud de onda
multiplexores
Los convertidores óptico-eléctricos son típicamente
junto con un amplificador de transimpedancia y
un amplificador limitador para producir una señal digital
en el dominio eléctrico de la entrada
señal óptica, que puede ser atenuada y
distorsionado al pasar por el canal.
Procesamiento de señal adicional como reloj
recuperación de datos (CDR) realizada por un
el bucle de fase bloqueada también se puede aplicar antes
los datos se pasan
