FIBRA ÓPTICA
INTRODUCCIÓN
10 FIBRA ÓPTICA. INTRODUCCIÓN
10.1 TRANSMISIÓN ÓPTICA.....................................................................................................2
10.2 TIPOS DE TRANSMISIÓN ÓPTICA..................................................................................3
10.2.1 PROPAGACIÓN DIGITAL...........................................................................................3
10.2.2 PROPAGACIÓN ANALÓGICA...................................................................................4
10.2.3 TRANSMISIÓN EN LOS DOS SENTIDOS................................................................5
10.3 FIBRA ÓPTICA versus SISTEMAS CONVENCIONALES...............................................7
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FIBRA ÓPTICA
INTRODUCCIÓN
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INTRODUCCIÓN
10.1 TRANSMISIÓN ÓPTICA
Podemos decir que la transmisión óptica básicamente se trata de enviar información encendiendo y
apagando una fuente de luz en el extremo emisor y en el extremo del receptor habrá un detector de
luz que a la vez convierte la luz en señal eléctrica.
La fibra óptica hace de guía para la luz, de esta manera no es necesario una línea recta para la luz,
sino que guiada por dentro de la fibra se pueden crear caminos que no sean exactamente rectilíneos.
La distancia a la que se puede transmitir deja de ser “la que alcance la vista” para pasar a ser tan
extensa como se quiera, si bien esta distancia estará determinada por la atenuación que tendrá la luz
en su viaje por la fibra de vidrio.
La fuente de luz estará formada por dispositivos semiconductores, en concreto por diodos emisores
de luz que actuarán como conversores de señal eléctrica a óptica. En la parte receptora también
encontraremos semiconductores que en este caso funcionarán como fotodetectores.
La tecnología actual en cuanto a la fibra óptica y a los dispositivos de emisión y recepción de luz
hacen que las velocidades de transmisión sean de 2 Gb/s y la distancia de transmisión sea de miles
de kilómetros.
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INTRODUCCIÓN
10.2 TIPOS DE TRANSMISIÓN ÓPTICA
En la transmisión de información por medio de la fibra óptica no se tiene en cuenta si la señal a
transmitir es de vídeo, audio o datos, pero lo que si se tiene en cuenta es si la señal eléctrica es
analógica o digital. Esta señal eléctrica hay que convertirla en luz por medio de un conversor
electro-óptico en la fuente de emisión y óptico-eléctrico en la recepción.
Así pues, debemos considerar dos tipos de transmisión de la luz por la fibra de vidrio:
•
Propagación digital de la luz.
•
Propagación analógica de la luz.
10.2.1 PROPAGACIÓN DIGITAL
Es la forma más utilizada en la transmisión de señales por fibra óptica. La señal eléctrica digital es
básicamente una diferenciación entre un nivel “0” y otro nivel “1”, la conversión a un código de luz
se haría emulando el “0” con luz apagada y el “1” con luz encendida, así pues, la conversión se
realiza con cierta sencillez.
Señal original
eléctrica
digital
Emisor.
Conversor
Eléctrico / Luz
Transmisión por
fibra óptica.
Receptor.
Conversor
Luz / Eléctrico
Señal reproducida.
eléctrica digital
Señal óptica
digital.
La transmisión digital es la más utilizada entre las operadoras de servicios globales, como pueden
ser los operadores de telefonía y de redes de datos. Una fibra óptica puede llegar a transmitir
actualmente aproximadamente 10 Gb/s y una conversación de voz puede llegar a ocupar 64Kb/s, es
decir, la fibra puede llevar aproximadamente 150.000 comunicaciones de voz.
Ahora bien para que esto sea posible es necesario multiplexar estas conversaciones para que puedan
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ser transmitidas simultáneamente, al igual que en señales eléctricas la técnica de multiplexación que
se utiliza es la de Multiplexación por División en el Tiempo (TDM), pero como estamos utilizando
señales ópticas se le suele llamar OTDM, indicando con la primera letra de que se trata de un
sistema óptico (Multiplexación Optica por División en el Tiempo).
10.2.2 PROPAGACIÓN ANALÓGICA
En general la transmisión analógica tiene como base el uso de señales eléctricas analógicas como
es el caso de la transmisión de la voz en telefonía o el vídeo en televisión.
Para pasar la señal eléctrica en luz, se suele necesitar un conversor electro-óptico, de esta manera la
propagación de la luz sigue las variaciones de la señal original.
Señal original
eléctrica
analógica
Emisor.
Conversor
Eléctrico/Luz
Transmisión
por fibra
óptica
Receptor.
Conversor
Luz/Eléctrico
Señal reproducida
eléctrica analógica
Señal óptica
analógica
Los sistemas analógicos de propagación de la luz, al igual que en los eléctricos, tienen el mismo
problema de “ruido”, la dificultad de los receptores o fotodetectores en convertir la señal óptica en
eléctrica sin añadir “ruido” inducido por la conversión es muy grande, y hace que lo que en un
principio pudiera parecer una técnica fácil y barata, en justo lo contrario.
Estos sistemas de propagación analógica de la luz se suelen utilizar en distribución de señales de
vídeo y en algunos servicios de abonado que emplean sistemas mixtos de Fibra óptica y cable
coaxial (HFC). En estos casos se pueden utilizar una transmisión en banda base, con lo que implica
una conversión directa de la señal eléctrica en óptica o se puede utilizar una transmisión con
subportadoras modulando en frecuencia.
De todas formas las señales eléctricas analógicas, antes de convertirlas a señales de luz, se pueden
transformar a una señal digital por medio de un conversor analógico-digital (conversor A/D) que
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por supuesto sería eléctrico, ya que se realiza antes de la conversión óptica. Se pueden usar técnicas
de multiplexado para transmitir diferentes señales simultáneamente. De esta manera la propagación
de la luz por la fibra será digital y en la parte receptora un conversor de óptico-eléctrico nos dará la
señal eléctrica digital que habrá que volver a convertirla en analógica. La calidad global del sistema
se ve resentida por la cantidad de conversiones de la señal original antes de llegar al destino.
Señal original
eléctrica
analógica
Conversor
A/D
Emisor.
Conversor
Eléctrico / Luz
Señal eléctrica
digital
Transmisión
por fibra
óptica
Receptor.
Conversor
Luz/Eléctrico
Señal óptica
digital
Conversor
D/A
Señal
reproducida
eléctrica y
analógica
Señal eléctrica
digital
10.2.3 TRANSMISIÓN EN LOS DOS SENTIDOS
Las transmisiones reales de información suelen darse en las dos direcciones o sentidos. Con lo visto
hasta ahora se ve que tanto en la propagación óptica digital como en la analógica la información se
transmite en un sentido. Ante este problema se dan una serie de soluciones:

La primera de estas soluciones sería transmitir en Half- duplex, es decir, aunque transmitamos
en las dos direcciones, en realidad no lo hacemos simultáneamente. Esta técnica transmite en un
sentido cada vez, pero alternándose para que la comunicación sea en los dos sentidos.

Una segunda solución implementa un segundo sistema óptico idéntico y completo al que se hace
en una de las direcciones. El sistema óptico que sirve para la otra dirección esta compuesto por otra
fibra óptica y sus dispositivos emisores y receptores de luz . De esta manera se consigue formar un
sistema de comunicación bidireccional.
Señal eléctrica
de entrada
Emisor.
Conversor
Eléctrico/Luz
Señal eléctrica
de salida
Receptor.
Conversor
Luz/Eléctrico
Sistema de
transmisión de
fibra óptica
Sistema de
transmisión de
fibra óptica
Receptor.
Conversor
Luz/Eléctrico
Emisor.
Conversor
Eléctrico/Luz
Señal eléctrica
de salida
Señal eléctrica
de entrada
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
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Una tercera solución, más actual, es la utilización de una sola fibra pero haciendo una
propagación de la luz en las dos direcciones simultáneamente, transmisión Full-duplex. En un
principio la propagación de la luz se puede hacer en las dos direcciones a la vez, al igual que ocurre
en un túnel cuando dos vehículos se cruzan, los dos haces de luz no impiden al otro pasar.
El problema resulta en la parte receptora, cuando tenemos que diferenciar la luz que llega al
receptor si es del haz opuesto o si es de la parte que rebota de nuestro propio haz de luz. La solución
que se ha dado a este problema ha sido utilizar diferentes colores de luz a transmitir, para así poder
diferenciar una luz de otra.
Hay que tener en cuenta que la parte emisora se convierte en emisora-receptora, puesto que a parte
de emitir su haz de luz tienen que recibir el haz de luz del extremo opuesto.
Filtro de luz.
Sistema bidireccional de
transmisión por fibra óptica.
Filtro de luz.
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Emisor.
Conversor
Eléctrico/Luz
Señal eléctrica
de entrada
Receptor.
Conversor
Luz/Eléctrico
Señal de salida
Sistema
bidireccional
por fibra
Receptor.
Conversor
Luz/Eléctrico
Señal eléctrica
de salida
Emisor.
Conversor
Eléctrico/Luz
Señal de
entrada
Filtros
ópticos
10.3 FIBRA ÓPTICA versus SISTEMAS CONVENCIONALES
Las distancias a apuntadas en el caso de la fibra óptica se refieren a sistemas que usan la primera y
segunda ventana del infrarrojo y todavía están lejos de los limites óptimos. El uso de la fibra
monomodo con la tercera ventana de utilización hace que los valores aumenten considerablemente.
Los valores con respecto a la fibra óptica no deben considerarse definitivos, sino que están en
constante evolución.
Tramo de
Cable
repetición (km)
Velocidad
existente a
Portador Fibra sustituir
metálico óptica
Longitud
de la
ruta
(km)
Tipo de
señal
Gran
Sistemas
capacidad Interurbanos
Hasta
500
Digital
(PCM)
Analógica
(FDM)
140Mb/s
560Mb/s
60Mhz
1-2
10-40
Gradual(MM)
Monomodo(SM)
LD
LED
APD
PIN
Media Enlaces entre
capacidad Centrales
40
Digital
(PCM)
2Mb/s
8Mb/s
34Mb/s
2-4
Par
Gradual(MM)
10-40 apantallado
Monomodo(SM)
Coaxial.
LED
LD
PIN
APD
LED
PIN
APD
Tipo de
sistema
Abonado
Campo de
aplicación
Bucle de
abonado
4
Analógica
Hasta 10
(vídeo,
Mhz
voz, datos)
Coaxial.
1,2/2,44
Pares
Coaxial.
Tipo de fibra
Escalón(MM)
Emisor Detector
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