Fundamentos, Tipos y Aplicaciones de la Fibra Óptica: Monomodo, Multimodo y Redes PON

Fundamentos y Estructura de la Fibra Óptica

La fibra óptica se comporta como una guía de ondas para las radiaciones luminosas de una determinada frecuencia. Su funcionamiento se basa en el fenómeno de reflexión total interna de la luz que se propaga por su interior.

Componentes Principales

• Núcleo: Es la parte central por donde se propagan las ondas ópticas. Sus diámetros típicos son de 50 a 62,5 µm para fibra multimodo y 9 µm para fibra monomodo.
• Funda Óptica (Cladding): Encierra la luz en el núcleo, manteniendo el fenómeno de reflexión.
• Revestimiento (Buffer): Asegura la protección mecánica de la fibra.

Ventajas de la Fibra Óptica

• Mucho menor peso que los cables de cobre.
• Gran ancho de banda.
• Atenuaciones muy pequeñas (típicamente sobre 1 dB/km).
• Inmune frente a las interferencias electromagnéticas, diafonía y otros fenómenos eléctricos.

Tipos de Fibra Óptica

Fibra Monomodo

La fibra monomodo ofrece la mayor capacidad de transporte de información, con una banda de paso que puede alcanzar los 100 GHz/km. Con ella se consiguen los mayores flujos de datos, pero también es la más compleja de implantar.

En la fibra monomodo, solo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra. El diámetro del núcleo es del mismo orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmite.

Monomodo de Índice Escalonado

Se presenta cuando el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta (cladding).

Fibra Multimodo

Multimodo de Índice Escalonado

Fabricados a base de vidrio, presentan una atenuación típica de 3 dB/km.

Multimodo de Índice Gradiente (Gradual)

Ofrece una banda de paso de hasta 5000 MHz/km. Este diseño reduce significativamente la dispersión modal entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.

Procedimiento de Medición en Fibra Óptica (FO)

1. Puesta en marcha de los equipos.
2. Seleccionar la longitud de onda en ambos equipos.
3. Calibrar el equipo.
4. Puesta a 0 dBr (Decibelios relativos).
5. Conectar el latiguillo A en el adaptador del tramo a comprobar.
6. Conectar el latiguillo B de igual forma.
7. Registrar los valores obtenidos.

Redes Ópticas Pasivas (PON)

Una red PON (Passive Optical Network) es una red óptica pasiva de tipo punto-multipunto que lleva una conexión de fibra óptica hasta la casa del usuario. La característica principal es que todos los elementos de la red (excepto los terminales) no necesitan energía para su alimentación.

Componentes de una Red PON

• Una OLT (Optical Line Terminal) en el nodo central.
• Uno o varios divisores ópticos (splitters) que ramifican la red.
• Tantos ONU/ONTs (Optical Network Unit/Terminal) como viviendas o usuarios finales.

Tipos de Conectores de Fibra Óptica

Conector FC/APC (Angled Physical Contact)

La fibra óptica es fijada mediante una cola especial en el interior de una férula. Se procede a pulirla hasta que presenta un ángulo de 8° (o 9°), lo que facilita la transmisión de la señal y minimiza la reflexión cuando se enfrentan dos conectores. El nivel de pérdida de retorno (Return Loss) es excelente, típicamente de -60 dB.

Conector FC/PC (Physical Contact)

En este tipo de conector, el pulido adquiere una forma convexa. Cuando se enfrentan dos conectores, la superficie de contacto se limita a la zona central de las fibras. Dependiendo de la calidad del pulido, la pérdida de retorno oscila entre -30 dB a -40 dB.