Componentes Esenciales y Clasificación de la Fibra Óptica para Telecomunicaciones

Componentes Esenciales y Clasificación de la Fibra Óptica

Estructura Fundamental de la Fibra Óptica

La estructura básica de una fibra óptica se compone de varias capas concéntricas, cada una con una función específica en la propagación de la luz:

• Núcleo (Core): Cilindro extremadamente delgado de vidrio, sílice, cuarzo fundido o plástico, en el cual se propagan las ondas ópticas.
• Revestimiento (Cladding): Capa de vidrio concéntrica al núcleo, fabricada con los mismos materiales que este, pero con aditivos que confinan las ondas ópticas dentro del núcleo mediante reflexión interna total.
• Cubierta de Protección o Recubrimiento (Jacket): Material, generalmente plástico, que absorbe los rayos ópticos no deseados y sirve para proteger el conductor del medio ambiente, además de conferirle resistencia mecánica.
• Fibras Protectoras de Kevlar: Elementos que ofrecen solidez al conjunto del cable.

Clasificación por Tipo de Propagación de la Señal Luminosa

Dependiendo del tipo de propagación de la señal luminosa en el interior de la fibra, se clasifican en los siguientes grupos principales:

Fibra Multimodo (MM)

Permite la propagación de múltiples haces de luz simultáneamente. Se subdivide en:

• De salto de índice o de índice escalonado.
• De índice gradual.

Fibra Monomodo (SM)

Estas fibras se caracterizan por:

• Ser las fibras ópticas de menor diámetro y solo permiten viajar al rayo óptico central (modo de propagación único).
• Tener un diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda ($\lambda$) de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 10 $\mu$m.
• No sufrir el efecto de la dispersión modal, ofreciendo mayor capacidad de transporte de información y a mayor distancia.
• Ser las más costosas y complejas de implantar, construir y manipular.
• Presentar un ancho de banda del orden de los 100 GHz•km, limitado por la dispersión cromática.
• Estar normalizados sus tamaños a 8,3/125 $\mu$m; con recubrimiento primario de 250 $\mu$m y recubrimiento secundario de 900 $\mu$m (en fibras ajustadas).

Estándares de Fibras Ópticas para Telecomunicaciones

Las fibras más comúnmente utilizadas en telecomunicaciones siguen los siguientes estándares dimensionales:

• Tamaño estándar del núcleo: 2 a 10 $\mu$m para monomodo y 50 a 62,5 $\mu$m para multimodo.
• Tamaños estándar de recubrimiento: Primario de 250 $\mu$m y secundario de 900 $\mu$m.
• Tamaño estándar del revestimiento (cladding): 125 $\mu$m.

Bloques Principales de un Enlace de Comunicaciones por FO

Un enlace de comunicación basado en fibra óptica requiere varios componentes clave para la transmisión de datos:

Emisor (Transmisor)

El emisor es el componente encargado de convertir la señal eléctrica en luz. Incluye:

• Conversor Voltaje/Corriente (V/I).
• Fuente de luz (puede ser un Diodo Emisor de Luz (LED) o un Diodo de Inyección Láser (ILD)).
• Adaptador de fuente de luz a fibra (o conversor electro-óptico E/O).

La cantidad de luz emitida es proporcional a la corriente de excitación; por lo tanto, el conversor V/I transforma el voltaje de la señal de entrada en una corriente que dirige la fuente de luz.

Guía de Fibra

Se refiere a la fibra óptica propiamente dicha. La conexión del transmisor al cable que contiene la fibra se realiza mediante medios mecánicos conocidos como conectores.