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Fibra Óptica: Componentes, Instalación y Conexión, Diapositivas de Física

Una visión completa de la fibra óptica, sus componentes clave (roseta óptica, pathcord dúplex, pigtail óptico y transceptores) y las mejores prácticas para su instalación y conexión. Se detallan los tipos de fibra óptica, sus características y aplicaciones en sistemas de comunicación modernos, incluyendo una guía para la verificación de conexiones y el análisis de desafíos comunes en la instalación. el texto proporciona información valiosa para comprender la tecnología de fibra óptica y su implementación en redes de telecomunicaciones.

Tipo: Diapositivas

2024/2025

Subido el 24/04/2025

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y
ELECTRÓNICA
Informe de fibras ópticas
ESCUELA PROFESIONAL: Ingeniería electrónica
ASIGNATURA: LÍNEAS DE TRANSMISIÓN
ALUMNO: Eurel Mamani Daniel Estefano - 2123220304
DOCENTE: TRUJILLO GUARDERAS GIOVANNI LEON
Callao, 11 de noviembre del 2024
PERÚ 2024
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y

ELECTRÓNICA

Informe de fibras ópticas

ESCUELA PROFESIONAL: Ingeniería electrónica

ASIGNATURA: LÍNEAS DE TRANSMISIÓN

ALUMNO: Eurel Mamani Daniel Estefano - 2123220304

DOCENTE : TRUJILLO GUARDERAS GIOVANNI LEON

Callao, 11 de noviembre del 2024

PERÚ 2024

  1. Introducción Las fibras ópticas han revolucionado las telecomunicaciones y las redes de datos al ofrecer una transmisión de información más rápida, confiable y eficiente que los cables tradicionales de cobre. Gracias a su capacidad para transportar grandes volúmenes de datos a largas distancias con una atenuación mínima y sin interferencias electromagnéticas, las fibras ópticas se han convertido en el estándar en sistemas de comunicación modernos, como internet de alta velocidad, telefonía y televisión digital. El uso de fibra óptica ha crecido considerablemente debido a su capacidad para ofrecer anchos de banda mucho mayores que los cables de cobre, así como una mayor fiabilidad en entornos con interferencias electromagnéticas. Esta tecnología ha permitido el desarrollo de sistemas de transmisión de datos de alta velocidad, como aquellos utilizados en las infraestructuras de internet de fibra óptica, redes locales de área amplia (WAN), y aplicaciones de transmisión de video en tiempo real. Un componente clave en las instalaciones de redes de fibra óptica es el cable dúplex pathcord, que se utiliza para la transmisión bidireccional de señales a través de sus dos fibras. Este cable es especialmente útil en entornos donde se requieren conexiones flexibles y de corta distancia, como en la interconexión de equipos o paneles de distribución. El cable dúplex pathcord, al contar con dos fibras independientes, facilita las conexiones bidireccionales, lo que lo convierte en una opción ideal para entornos donde se requieren comunicaciones simultáneas de entrada y salida. La roseta óptica, por otro lado, es el dispositivo de conexión que facilita la integración de las fibras ópticas de un cable en una red, permitiendo su
  1. Objetivos  Describir el funcionamiento y las ventajas de la fibra óptica.  Explicar los tipos de cables ópticos utilizados en redes de comunicación.  Detallar el proceso de conexionado de cable dúplex pathcord a roseta óptica.  Presentar las herramientas necesarias para la instalación de cables ópticos.  Identificar los componentes clave en una instalación de fibra óptica.  Establecer las mejores prácticas para el manejo y conexionado de cables ópticos.  Resaltar la importancia de la seguridad en el trabajo con fibras ópticas.  Proporcionar una guía para la verificación de conexiones ópticas.  Analizar los desafíos comunes en la instalación de fibra óptica y sus soluciones.  Promover la correcta conservación y mantenimiento de las redes de fibra óptica.
  1. Marco teórico 3.1. Sobre las fibras ópticas La fibra óptica es una tecnología de transmisión de datos que utiliza hilos delgados de vidrio o plástico altamente transparente para enviar información en forma de pulsos de luz. Fabricada principalmente a partir de sílice de alta pureza, la fibra puede ser tan fina como un cabello, y con solo 2 kg de este material pueden producirse más de 40 kilómetros de fibra óptica. La fabricación comienza con lingotes cilíndricos de sílice que se convierten en hilos a través de un proceso de fusión controlada, y luego se recubren con una capa protectora. Este tipo de fibra óptica funciona como un conductor de luz, atrapando la luz dentro de su núcleo y permitiendo que se propague a gran velocidad a lo largo de él. La velocidad de propagación de la luz depende del material utilizado, ya que solo en el vacío se alcanza la velocidad máxima de 299.792.458 m/s. En otros medios, la propagación ocurre a una velocidad menor, lo que se explica mediante el índice de refracción, una propiedad característica de cada material que describe cómo la luz se refracta al pasar de un medio a otro. El principio físico que permite que la luz permanezca dentro de la fibra se basa en las leyes de reflexión y refracción de la luz. Cuando un rayo de luz atraviesa la frontera entre dos medios con diferente índice de refracción, su trayectoria se desvía de acuerdo con la Ley de Snell. En el caso de la fibra óptica, este fenómeno se conoce como Reflexión Interna Total (TIR), lo que significa que, si el ángulo de incidencia es lo suficientemente grande, la luz no pasa al siguiente medio y se refleja completamente

papel fundamental en la evolución de las redes de comunicación modernas. 3.1.1. Tipos de fibra óptica La fibra óptica puede presentar diferentes tipologías en función del modo de propagación de la luz, según el material del que está hecha o dependiendo de si lo que llega hasta nuestro hogar es fibra óptica como tal o en último término lo hace mediante un cable coaxial. 3.1.1.1. Según la propagación de luz Dependiendo de las trayectorias que siguen los haces de luz en el interior de una fibra, es decir, su modo de propagación, podemos encontrar dos tipos de fibra óptica: monomodo y multimodo. Veamos cuáles son las principales características de cada una de ellas.  Monomodo La fibra óptica monomodo se caracteriza por contar con una tasa de transmisión más alta y por poder alcanzar hasta 50 veces más distancia que el multimodo, sin embargo, es más costosa. Entre las ventajas de la fibra monomodo destaca el ancho de banda casi ilimitado y el bajo nivel de atenuación, por lo que se utiliza en escenarios de largas distancias. Un cable monomodo es un solo puesto de fibra de vidrio con un diámetro de 8,3 a 10 micrones que tiene un modo de transmisión. Por contextualizar esta cifra,

habría que apuntar que un cabello humano puede oscilar entre los 15 micrones (los muy finos) y los 170 (los extremadamente gruesos), siendo lo más habitual entre 60 y 110.  Multimodo Por su parte, la fibra óptica multimodo dispone de un diámetro mayor que la monomodo, con un rango que abarca entre los 50 y los 100 micrones. Mayoritariamente, en las aplicaciones en las que se utiliza el cable multimodo se requieren dos fibras. La fibra multimodo otorga banda ancha alta con velocidades altas, de 10 a 100 MB, si bien en cableados largos (más de 914 metros) muchos caminos de luz pueden encontrase con problemas de distorsión, por lo que se tiende a utilizar fibra monomodo en aplicaciones que usen un Gigabit o más. Según el índice de refracción del núcleo, hay dos tipos de fibra multimodo: escalonado y graduado.

Pueden llegar a velocidades entre 300 Mbps y 1 Gbps. A esta fibra también se le conoce como Fibra compartida, y es la más común y más utilizada.  FTTN Fiber-to-the-node, la conexión de cable de fibra óptica llega desde la central principal del operador hasta un nodo intermedio. Desde ese nodo intermedio se enlaza con el punto donde se ha contratado el servicio por medio de cobre o cable coaxial.  FTTA Fiber-to-the-antenna, lleva la conexión de fibra óptica hasta las antenas de telefonía para dar alta velocidad. Cubre la necesidad de un mayor ancho de banda móvil para smartphones y tablets.  FTTB Fiber to the Building, la conexión por fibra óptica llega hasta el edificio y desde ahí se distribuye a través de cable de cobre o coaxial hasta cada casa o habitación, dependiendo del tipo de edificio (hospital, oficinas, urbanizaciones, etc.). 3.1.1.4. Según el modo de cable  SMF Fibra monomodo o Single-Mode-Fiber tiene un diámetro entre 8 μm y 10 μm, solo permite un modo de transmisión (paralela al eje de la fibra) por lo que

puede transportar señales a muy larga distancia, a una gran velocidad y sin sufrir apenas atenuación. Son de color amarillo (OS1 y OS2).  MMF Fibra multimodo o Multimode-Fiber tiene un diámetro entre 50 μm y 62,5 μm, tiene la capacidad de transmitir múltiples rayos de luz de forma simultánea ya que al tener mayor diámetro la luz puede rebotar a diferentes ángulos. Se utiliza generalmente para distancias cortas, desde la conexión del cable de fibra o del panel de conexiones hasta el equipo. Son de color naranja (OM1, OM2) y azul (OM3, OM4). No se usan para conectar largas distancias, de unos 2 km como máximo. 3.1.1.5. Según en función del modo de transmisión  Simplex Compuesto por una fibra y un conector a cada extremo  Dúplex Compuesto por 2 fibras y dos conectores en cada extremo. Cada fibra está marcada con “A” o “B” o utiliza cubiertas protectoras de colores diferentes para diferenciarse.

3.2.1. Tipos de roseta óptica Existen diferentes tipos de rosetas según las necesidades de los usuarios.  De pared Este tipo se instala directamente en la pared, lo que permite una conexión más ordenada y estética.  De superficie Se colocan en una base plana y se fija mediante adhesivos o tornillos. Es ideal para instalaciones temporales.

 Caja de registro Se instala dentro de una caja de registro, lo que facilita su acceso y mantenimiento. 3.3. Acoplador óptico Un acoplador óptico (también conocido como OC) también se conoce como optoesolador u optoacoplador, conocido como optoacoplador. Es un dispositivo que transmite señales eléctricas por medio de la luz. Generalmente, un iluminador (diodo emisor de luz infrarroja (LED)) y un receptor de luz (tubo semiconductor fotosensible) se empaquetan en el mismo paquete. Cuando se alimenta el terminal de entrada, el iluminador emite luz, y después de recibir la luz, la fotocorriente se genera y fluye desde el extremo de salida, realizando así la conversión "eléctrico-óptica- eléctrica". El optoacoplador que acopla la señal de entrada al extremo de salida con la luz como un medio, debido a su pequeño tamaño, larga vida útil, sin contacto, fuerte capacidad anti-interferencia, aislamiento entre la salida y la entrada, transmisión unidireccional de señales, etc. Ampliamente utilizado en circuitos. Los optoacopladores se pueden dividir en optoacopladores no lineales y optoacopladores lineales. Tiene un buen aislamiento para señales eléctricas de entrada y salida, por lo que es ampliamente utilizado en varios circuitos. Los optoacopladores se han convertido en uno de los dispositivos optoelectrónicos más versátiles y versátiles. También tiene las características de pequeño tamaño, larga vida útil, sin contacto, fuerte capacidad anti-interferencia, aislamiento entre la salida y

acopladores de fibra óptica pueden clasificarse de forma diferente.  Acoplador Y  Acoplador T  Acoplador X (2x2)  Acoplador en estrella  Acoplador de árbol

3.4. Pigtail óptico El pigtail óptico es un cable de fibra óptica diseñado para facilitar las conexiones en sistemas de transmisión óptica. Consiste en un cable corto de fibra óptica que tiene un conector preinstalado en un extremo y un extremo de fibra desnuda en el otro. Este diseño permite que el extremo con conector se una directamente a equipos de telecomunicaciones, como transceptores ópticos, paneles de parcheo o dispositivos similares, mientras que el extremo desnudo puede fusionarse o empalmarse mecánicamente con otro cable de fibra óptica. Los pigtails ópticos son fundamentales en la terminación de cables de fibra óptica y ofrecen un rendimiento óptimo, especialmente cuando se emplean junto con prácticas de empalme por fusión de alta calidad. Son comunes en equipos de gestión de fibra, como en los marcos de distribución óptica (ODF), cajas de terminales y cajas de distribución de fibra óptica. Gracias a su diseño, los pigtails permiten una integración

3.5.1. Tipo de path cord  Patch cords Ethernet Utilizados para conectar dispositivos a una red Ethernet, estos son comunes en entornos de oficina y hogar.  Patch cords de fibra óptica Estos cables se utilizan para la transmisión de datos a larga distancia y en entornos donde se necesita una alta velocidad y una mayor capacidad de ancho de banda.  Patch Cords HDMI Empleados para conectar dispositivos de audio y video, como reproductores de Blu-ray, consolas de juegos y televisores.  Patch Cords USB Utilizados para conectar periféricos USB, como impresoras, cámaras y unidades flash, a computadoras y otros dispositivos. 3.6. Transceiver óptico Un transceiver o transceptor es un dispositivo que combina las funciones de transmisión y recepción en un solo circuito o carcasa, y permite tanto el envío como la recepción de señales. En el ámbito de las comunicaciones de fibra óptica, los transceivers, conocidos también como transceptores SFP, son fundamentales para transmitir y recibir señales ópticas en dispositivos de red como switches y servidores. Existen distintos tipos de SFP clasificados por velocidad, desde los transceivers de 1G SFP hasta los de 200G, y se pueden utilizar con

cables de fibra óptica o cobre para cubrir diferentes distancias de transmisión. Entre las variedades de transceivers ópticos, destacan los modelos BiDi, que permiten la transmisión bidireccional en una sola fibra, simplificando los sistemas de cableado y reduciendo costos, y los transceivers CWDM y DWDM, que multiplexan distintas longitudes de onda para transmisiones a larga distancia en redes WDM. Estos módulos compactos y conectables en caliente, además de ofrecer flexibilidad para ajustarse a diversos tipos y distancias de conexión, facilitan la expansión de redes al adaptarse a configuraciones de mayor velocidad o mayor alcance. 3.6.1. Características  Conectividad Bidireccional  Formato SFP Intercambiable  Compatibilidad con Diferentes Velocidades  Adaptabilidad a Distancias Variables  Versatilidad en Redes  Opciones BiDi (Bidireccionales) 3.6.2. Tipos de transceiver