Fibra Óptica | Origen | Construcción | Ventajas

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La fibra óptica es un desarrollo relativamente reciente en el mundo de la electrónica y se ha adoptado ampliamente. La fibra óptica, tal como se utiliza en la electrónica, es la transmisión controlada de luz como señal. Para mirar Figura 1.

La señal AM se convierte en luz y se transmite a través del cable de fibra óptica. En el destino del cable, la señal luminosa fluctuante se vuelve a convertir en una señal AM.

Ya aprendiste que el alambre de cobre como conductor logrará el mismo propósito. Veamos algunas de las razones por las que la fibra óptica puede ser un mejor medio.

Figura 1. El sistema de fibra óptica convierte las señales eléctricas en señales de luz y luego las vuelve a convertir en señales eléctricas.

Ventajas de la fibra óptica

Convertir una señal electrónica en luz y luego volver a convertirla en una señal electrónica puede ser un trabajo adicional. Uno podría preguntarse por qué el uso de alambre de cobre, donde no se necesitan estas conversiones, no sería más eficiente.

Hay varias razones por las que se puede elegir un medio de transmisión de fibra óptica en lugar de otro conductor.

  • El cable de fibra óptica es liviano y de diámetro muy pequeño.
  • El cable de fibra óptica es resistente a la corrosión y al agua.
  • El cable de fibra óptica garantiza la seguridad de los datos.
  • El cable de fibra óptica es inmune a las interferencias electromagnéticas.
  • El cable de fibra óptica ofrece una excelente seguridad contra incendios y explosiones
  • La transmisión por fibra óptica tiene un ancho de banda amplio

Peso y altura

Los cables de fibra óptica son extremadamente livianos en comparación con los sistemas tradicionales de cableado de cobre. Esto es importante en aplicaciones de cableado general, pero se logra un beneficio mucho mayor cuando se usa en aplicaciones críticas de peso. Algunos de estos usos son en aviones y barcos.

Cuanto más ligero sea el peso del avión o barco, más carga podrá transportar. Los cables de fibra óptica pesan aproximadamente 1/10 del peso de un sistema de cableado de cobre comparable.

El cable de fibra óptica tiene un diámetro total más pequeño que los sistemas de cable tradicionales. Esto es especialmente importante cuando se ejecutan líneas de comunicación.

Se pueden proporcionar muchas otras líneas de comunicación en el mismo conducto usando cable de fibra óptica. En líneas telefónicas, más de 1.000 líneas de fibra óptica pueden caber fácilmente en el espacio que antes ocupaba un sistema de 100 cables tradicionales.

Resistencia a la corrosión y al agua

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Por la naturaleza del vidrio o plástico muy resistente a la mayoría de los productos corrosivos. El agua no afecta la capacidad de transmisión de luz de un sistema de cable correctamente instalado. Los cables de fibra óptica están instalados bajo todos los océanos del mundo y se espera que duren muchos años.

Seguridad

En la sociedad actual, la información es rentable y, en algunos casos, un bien valioso. Es tan importante en los negocios, la industria y el ejército que debe protegerse de personas poco éticas que quisieran beneficiarse de su robo.

Es prácticamente imposible aprovechar una la fibra óptica cable sin ser notado en una línea de comunicación segura.

Cualquier corte en el cable o en la funda afectará a la señal luminosa. Cortar el cable interrumpe completamente la transmisión de la señal. La eliminación de cualquiera de los revestimientos provocará una pérdida de intensidad de la señal.

Actualmente, las líneas de fibra óptica están intactas. Sin embargo, muchos sistemas a lo largo de la historia se consideraron casi inevitables para compromisos posteriores.

Debe enfatizarse que la inteligencia humana creativa aplicada puede desarrollar métodos para comprometer incluso el mejor sistema de seguridad. Pero por ahora, el la fibra óptica El cable es mucho más seguro que el cable de cobre.

Inmunidad a la energía electromagnética

La mayoría de nosotros hemos tenido la desafortunada experiencia de que nuestras señales de televisión o radio sean interrumpidas por un rayo o por el funcionamiento de motores eléctricos cercanos.

El cable de fibra óptica envía luz en lugar de electricidad. Esto lo hace inmune a las interferencias electromagnéticas generadas por motores, señales de radio, iluminación y otras fuentes de energía electromagnética.

El cable de cobre convencional debe estar blindado para evitar interferencias electromagnéticas. Agregar un blindaje al cable hace que el cable sea mucho más costoso de producir, mucho más grande en diámetro total y mucho más pesado.

El ejército ha invertido mucho en fibra óptica y comenzó a investigar en esta área hace muchos años. La detonación de un arma nuclear crea un poderoso campo magnético. Este campo magnético es lo suficientemente fuerte como para destruir los sistemas de comunicación basados ​​en alambre de cobre. La destrucción provocada por este campo magnético puede ocurrir a varios kilómetros de una verdadera zona de explosión nuclear.

Dado que el cable de fibra óptica puede resistir el campo electromagnético generado incluso por un arma nuclear, las comunicaciones militares podrían permanecer seguras a través de su uso.

Seguridad

La fibra óptica se puede instalar cerca de vapores y polvos explosivos, por ejemplo, en plantas de procesamiento de alimentos o petróleo. Este uso elimina el temor a una chispa eléctrica debido a un cortocircuito oa tierra utilizando conductores convencionales.

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Además, la luz para iluminación se puede transmitir directamente a través de fibras ópticas en lugar de las lámparas tradicionales. Cuando se utilizan lámparas eléctricas para alumbrar en industrias peligrosas, las luminarias deben ser de un tipo muy caro ya prueba de explosiones. Las lámparas de fibra óptica son más seguras y económicas.

banda ancha

El ancho de banda disponible en el cable de fibra óptica tiene mayores méritos en comparación con el cobre. La luz se transmite a una frecuencia mucho más alta que las señales eléctricas normales.

Las fibras ópticas pueden transmitir más señales simultáneamente que los sistemas de cable por cable. Los sistemas de cable tradicionales tienen limitaciones y pérdidas debido a la reactancia inductiva.

Los cables de cobre pierden su conductividad a frecuencias muy altas. El cable de fibra óptica puede manejar altas frecuencias con poco o ningún problema.

La naturaleza de la luz

Hay dos teorías principales de la luz. Una teoría trata la luz como una onda, mientras que la otra trata la luz como una partícula.

Cuando la energía luminosa viaja a través del aire, el agua o el vacío, su naturaleza se explica en términos de ondas, como las ondas electromagnéticas de la radio y la televisión.

Cuando la luz interactúa con un sólido, se describe como una partícula y se llama fotón. La teoría correcta está por verse.

Hasta ahora, la mayor parte de ambas teorías se utilizan para explicar los fenómenos de la luz y su interacción con el mundo que nos rodea.

Para mirar Figura 2. Como puede ver, la luz se describe en términos de longitud de onda. La luz generalmente se mide en nanómetros (nm). La luz visible tiene longitudes de onda entre 390 nm y 770 nm.

Debajo de la luz visible, hay longitudes de onda más largas, como las ondas de televisión UHF y VHF y las ondas de radar. Por encima de los rayos de luz visible se encuentran los rayos X, los rayos gamma y los rayos cósmicos de longitud de onda mucho más corta.

El verdadero espectro de la luz visible es bastante pequeño en comparación con todas las demás formas de radiación electromagnética.

La mayoría de los sistemas de fibra óptica utilizan longitudes de onda infrarrojas entre 850 y 1500 nm. En estas longitudes de onda, hay menos pérdida de señal. Un LED típico tiene una longitud de onda entre 800 y 900 nm o 1250 y 1350 nm.

La luz visible representa solo una pequeña parte de todo el espectro de ondas electromagnéticas.

Figura 2 . La luz visible representa solo una pequeña parte de todo el espectro de ondas electromagnéticas.

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construcción de cables de fibra óptica

Un cable de fibra óptica actúa como una guía de onda para la luz. Construcción un la fibra óptica el cable es sencillo. Para mirar imagen 3.

El cable de fibra óptica consta de un núcleo de vidrio o plástico rodeado por una funda. El núcleo de vidrio o plástico es el medio para mover o transferir energía luminosa. La vaina contiene la onda de luz en el núcleo.

La funda rodea todo el núcleo y asegura que la luz transmitida permanezca dentro del núcleo. Sin la funda sobre el núcleo, la luz se perdería a través de los lados del material del núcleo.

La vaina y el núcleo están rodeados por una zona de amortiguamiento. La almohadilla se envuelve alrededor del corazón y la vaina para brindar protección física.

El cable de fibra óptica consta de un núcleo de vidrio o plástico rodeado por una cubierta reflectante.

Imagen 3. El cable de fibra óptica consta de un núcleo de vidrio o plástico rodeado por una cubierta reflectante.

Además de la zona de amortiguamiento, se pueden insertar materiales de sellado debajo de la cubierta del cable. La cubierta del cable es similar a la cubierta aislante de los conductores típicos.

La construcción de la funda exterior y los materiales utilizados dependen del entorno en el que se instalará el cable de fibra óptica.

Algunas fundas están diseñadas para ser resistentes al aceite o al agua. Otros conductos están diseñados para ser instalados en agua de mar o enterrados directamente en el suelo. Varios cables están instalados en el plano de un edificio.

A yo lleno es un espacio de aire sobre un techo suspendido o debajo de un piso elevado, como los de las salas de computadoras. Mira Figura 4.

Figura 4. El área plena de la estructura de un edificio se encuentra por encima del falso techo y por debajo de un piso elevado.

Cuando el la fibra óptica El cable se instala en plenos, la instalación generalmente está dentro de la jurisdicción del Código Eléctrico Nacional. El NEC tiene regulaciones estrictas con respecto al tipo de aislamiento que se puede usar en la cubierta exterior de los cables de fibra óptica instalados en áreas públicas.

Los humos producidos si este revestimiento se quemara durante un incendio podrían ser peligrosos para el personal del edificio. En muchos edificios, el sistema de aire acondicionado también está en el pleno. Este conducto generaría humos y vapores en toda el área perjudiciales para el personal en todo el edificio.

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