Funcionamiento de los sistemas de comunicación óptica

Funcionamiento de los sistemas de comunicación óptica:

Fibras ópticas

La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos y telecomunicaciones, consistente en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.

Estructura de una fibra óptica

1- Elemento central dieléctrico: este elemento central que no está disponible en todos los tipos de fibra óptica, es un filamento que no conduce la electricidad (dieléctrico), que ayuda a la consistencia del cable entre otras cosas.

2- Hilo de drenaje de humedad: su fin es que la humedad salga a través de él, dejando al resto de los filamentos libres de humedad.

3- Fibras: esto es lo más importante del cable, ya que es el medio por dónde se transmite la información. Puede ser de silicio (vidrio) o plástico muy procesado. Aquí se producen los fenómenos físicos de reflexión y refracción. La pureza de este material es lo que marca la diferencia para saber si es buena para transmitir o no.

4- Loose Buffers: es un pequeño tubo que recubre la fibra y a veces contiene un gel que sirve para el mismo fin haciendo también de capa oscura para que los rayos de luz no se dispersen hacia afuera de la fibra.

5- Cinta de Mylar: es una capa de poliéster fina que hace muchos años se usaba para transmitir programas a PC, pero en este caso sólo cumple el rol de aislante.

6- Cinta antillama: es un cobertor que sirve para proteger al cable del calor y las llamas.

7- Hilos sintéticos de Kevlar: estos hilos ayudan mucho a la consistencia y protección del cable, teniendo en cuenta que el Kevlar es un muy buen ignífugo, además de soportar el estiramiento de sus hilos.

8- Hilo de desgarre: son hilos que ayudan a la consistencia del cable.

9- Vaina: la capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al conjunto que tiene en su interior.

Receptores transmisores ópticos

Es un transmisor óptico que convierte señales de CATV eléctricas en señales ópticas, para la transmisión vía cables de fibra ópticos.

El transmisor está montado en una caja de 19 “/1 HU. La salida óptica, el punto de prueba de RF, interfaces para RS232 y Ethernet están localizados sobre el panel delantero, además del display y 3 botones para el manejo. La entrada de RF y la entrada de red eléctrica está situada sobre el panel trasero.

El transmisor tiene la capacidad de ser controlado remotamente vía Ethernet, usando cualquier navegador tipo Internet Explorer o Firefox. Tiene monitorización para SNMP.

La modulación del diodo láser es controlado dependiendo el número de canales, de esta manera el índice de modulación óptimo siempre es asegurado. Además el transmisor tiene la facilidad de ajustar la modulación a mano o vía el mando a distancia.

El envío de señal sobre distancias largas (desde 200 metros hasta 10-15 kilómetros), y distribuida en varias direcciones, se realiza de forma pasiva sobre los cables ópticos. La red de fibra óptica termina en los nodos receptores de fibra (ORBE 9X1), sirviendo como punto de inicio para la instalación MATV/CATV tradicional basada en cable coaxial.

 Receptores ópticos

El propósito del receptor óptico es extraer la información contenida en una portadora óptica que incide en el fotodetector. En los sistemas de transmisión analógica el receptor debe amplificar la salida del fotodetector y después de modularla para obtener la información. En los sistemas de transmisión digital el receptor debe producir una secuencia de pulsos (unos y ceros) que contienen la información del mensaje transmitido.

Transmisor y receptor óptico de señales DVB-T de Promax

Transmisor óptico DT610 y receptor óptico DT620.

El DT-610 es un transmisor óptico que convierte señales de DVB-T en señales ópticas para la transmisión vía fibra óptica. La modulación del diodo láser está optimizada para la transmisión de canales digitales DVB-T y DVB-C.

En el otro extremo del enlace, el DT-620 realiza de nuevo la conversión a DVB-T, recuperando la señal COFDM. Es apropiado para enlaces ópticos de hasta 40 km de distancia.

El DT-620 es un receptor óptico que convierte las señales ópticas de entrada en señales RF DVB-T para su transmisión a través de una red de distribución. El módulo dispone de una entrada óptica SC y una salida RF tipo BNC. La entrada es demodulada y optimizada para la transmisión en canales digitales DVB-T y DVB-C. En la salida BNC del módulo queda disponible la señal RF. A continuación, puede ser insertada en una red de distribución con las ventajas de robustez y alta calidad que ofrece la tecnología digital. La entrada óptica del módulo DT-620 admite longitudes de onda de 1100 a 1600 nm.

TIPOS DE CONECTORES DE FIBRA ÓPTICA

Los conectores son dispositivos mecánicos utilizados para recoger la mayor cantidad de luz. Realizan la conexión del emisor y receptor óptico.

·         FC que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.

·         FDDI se usa para redes de fibra óptica.

·         LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos, más que nada usado en servers o clusters storage.

·         SC y SC Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.

·         ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

Una vez que los tenemos conectados, las placas emiten luz por medio de distintos dispositivos.

·         Láser: el más potente y usado en el cable monomodo

·         LED: son baratos, no tienen mucha potencia y se usan en los cables multimodo.

Las placas de red, además de darnos la interfaz de conexión, son las encargadas de “convertir” los impulsos de luz en binarios para la comprensión de la PC. Básicamente toman los impulsos de esta manera: Impulso de Luz = 1 , oscuridad = 0. Así es como forma el binario. Igualmente para más detalles, siempre está la internet para profundizar. 

Ventajas:

Alto ancho de banda (pruebas dieron casi 1 TB/s), haciendo que la transmisión dependa de la capacidad de procesamiento de emisor-receptor más que del medio (que obviamente es rapidísimo)

·         Multiprotocolo (TCP/IP, SCSI, etc.)

·         Escalable

·         Muy segura ya que no hay manera de acceder a los datos transmitidos sin romper la fibra

·         El cable es muy liviano y se corroe poco

·         La señal se pierde muy poco a lo largo del cable

Desventajas

·   El conjunto de conectores, cable, placas, dispositivos para fibra, etc., son caros para el uso no comercial, por eso se utiliza como backbone donde se debe transmitir un gran volumen de  información a grandes velocidades.

·         La fibra es frágil, lo que complica un poco la instalación.

·         Los empalmes entre fibra son complejos, con lo cual a veces hay que contratar una empresa para realizarlo.

·         Siempre se va a necesitar un conversor óptico-eléctrico, ya que e casi imposible tener toda una red de fibra, haciendo el costo más caro.

Técnicas de empalme e instalación.

Existen fundamentalmente 2 técnicas diferentes de empalme que se emplean para unir permanentemente entre sí fibras ópticas.

Empalme por fusión

• Se realiza fundiendo el núcleo, siguiendo las etapas de:
• preparación y corte de los extremos
• alineamiento de las fibras
• soldadura por fusión
• protección del empalme

Empalme mecánico

Este tipo de empalme se usa en el lugar de la instalación donde el desmontaje es frecuente, es importante que las caras del núcleo de la fibra óptica coincidan exactamente. Consta de un elemento de auto alineamiento y sujeción de las fibras y de un adhesivo adaptador de índice que fija los extremos de las fibras permanentemente.

Después de realizado el empalme de la fibra óptica se debe proteger con:

• manguitos metálicos
• manguitos termoretráctiles
• manguitos plásticos.