martes, 12 de julio de 2011

DEFINICIÓN Y CONCEPTO

Definición
Un filamento de vidrio sumamente delgado y flexible (de 2 a 125 micrones) capaz de
conducir rayo ópticos (señales en base a la transmisión de luz). Las fibras ópticas poseen
capacidades de transmisión enormes, del orden de miles de millones de bits por segundo. Se
utilizan varias clases de vidrios y plásticos para su construcción.
Una fibra es un conductor óptico de forma cilíndrica que consta del núcleo (core), un
recubrimiento (clading) que tienen propiedades ópticas diferentes de las del núcleo y la cubierta exterior (jacket) que absorbe los rayos ópticos y sirve para proteger al conductor del medio ambiente así como darle resistencia mecánica.
Además, y a diferencia de los pulsos electrónicos, los impulsos luminosos no son afectados por
interferencias causadas por la radiación aleatoria del ambiente.
Cuando las compañías telefónicas reemplacen finalmente los cables de cobre de sus estaciones
centrales e instalaciones domiciliarias con fibras ópticas, estarán disponibles de modo interactivo una amplia variedad de servicios de información para el consumidor, incluyendo la T.V. de alta
definición.Cada una de las fibras ópticas, puede transportar miles de conversaciones simultáneas de voz digitalizada.

Conceptos Básicos
Los sensores de Fibra Óptica están formados por un amplificador que contiene el del emisor y el
receptor, y un cable de fibra óptica que transmite y recibe la luz reflejada por el objeto a detectar.Las características y presentaciones dependen mucho del fabricante. Así como en las Fotocélulas,la evolución tecnológica no se ha hecho muy patente, en los sensores de Fibra Optica se ha notadouna evolución en los últimos años muy importante.

LA FIBRA ÓPTICA COMO PORTADORA DE INFORMACIÓN

En poco más de 10 años la fibra óptica se ha convertido en una de las tecnologías más avanzadas que se utilizan como medio de transmisión de información. Este novedoso material vino a revolucionar los procesos de las telecomunicaciones en todos los sentidos, desde lograr una mayor velocidad en la transmisión disminuir casi en su
totalidad los ruidos y las interferencias hasta multiplicar las formas de envío en comunicaciones y
recepción por vía telefónica.

Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor
de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en
silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el
índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las
desviaciones, entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras,
con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad
debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. Las fibras
ópticas no conducen señales eléctricas por lo tanto son ideales para incorporarse en cables sin
ningún componente conductivo y pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen
la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y
no hay problemas debido a los cortos circuitos Tienen un gran ancho de banda, que puede ser
utilizado para incrementar la capacidad de transmisión con el fin de reducir el costo por canal; De
esta forma es considerable el ahorro en volumen en relación con los cables de cobre.

historia de la fibra óptica

La Historia de la comunicación por la fibra óptica es relativamente corta. En 1977, se instaló un
sistema de prueba en Inglaterra; dos años después, se producían ya cantidades importantes de
pedidos de este material.
Antes, en 1959, como o derivación de los estudios en física enfocados a la óptica, se descubrió
una nueva utilización de la luz, a la que se denominó rayo láser, que fue aplicado a las
telecomunicaciones con el fin que los mensajes se transmitieran a velocidades inusitadas y con
amplia cobertura.
Sin embargo esta utilización del láser era muy limitada debido a que no existían los conductos y
canales adecuados para hacer viajar las ondas electromagnéticas provocadas por la lluvia de
fotones originados en la fuente denominada láser.
Fue entonces cuando los científicos y técnicos especializados en óptica dirigieron sus esfuerzos a
la producción de un ducto o canal, conocido hoy como la fibra óptica. En 1966 surgió la
propuesta de utilizar una guía óptica para la comunicación.
Esta forma de usar la luz como portadora de información se puede explicar de la siguiente manera:
Se trata en realidad de una onda electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio,
con la única diferencia que la longitud de las ondas es del orden de micrómetros en lugar de
metros o centímetros.

usos de la fibra optica . ventajas y desventajas

Usos y Aplicaciones

Los cables de fibra óptica proporcionan una alternativa a los cables de hilo de cobre en la industria de la electrónica y las telecomunicaciones. Así, un cable con 8 fibras ópticas, tamaño bastante más pequeño que los utilizados habitualmente, puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores mucho mayor.

Por otro lado, el peso del cable de fibras es muchísimo menor que el de los cables de cobre, ya que una bobina del cable de 8 fibras antes citado puede pesar del orden de 30 kg/km, lo que permite efectuar tendidos de 2 a 4 km de una sola vez, mientras que en el caso de los cables de cobre no son prácticas distancias superiores a 250 - 300 metros.


Su uso es muy variado, desde comunicaciones digitales, pasando por sensores y llegando a usos decorativos, como árboles de navidad, veladores, etc

Comunicaciones con fibra óptica

La fibra óptica es usada como medio para las telecomunicaciones y para redes, ya que la fibra es flexible y puede usarse como un paquete de cables, para ello se usan cables de fibra óptica. Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio, algunas veces de los dos tipos. Para usos interurbanos son de cristal por la baja atenuación que tienen. Mientras para las comunicaciones se usan fibras multimodo y monomodo, usando las multimodo para distancias cortas (hasta 500m) y las monomodo para acoplamientos de larga distancia. Debido a que las fibras monomodo son más sensibles a los empalmes, soldaduras y conectores, las fibras y los componentes de estas son más caros que los de las fibras multimodo.

Sensores de fibra óptica

Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.

Las fibras ópticas se utilizan como hidrófonos para los seismos o aplicaciones del sónar. Se ha desarrollado sistemas hidrofónicos con más de 100 sensores usando la fibra óptica. Los hidrófonos son usados por la industria de petróleo así como las marinas de guerra de algunos países. La compañía alemana Sennheiser desarrolló un micrófono que trabajaba con un láser y las fibras ópticas.

Los sensores de fibra óptica para la temperatura y la presión se han desarrollado para pozos de petrolíferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de semiconductores.

Otro uso de la fibra óptica como un sensor es el giroscopio óptico que usa el Boeing 767 y el uso en microsensores del hidrógeno.


Las fibras ópticas son muy usadas en el campo de la iluminación. Para edificios donde la luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra óptica a cualquier parte del edificio. Para hacer productos decorativos, tales como árboles de navidad, lámparas, etc.


Ventajas

Su ancho de banda es muy grande, hay sistemas de multiplexación que permiten enviar 32 haces de luz a una velocidad de 10Gb/s cada uno por una misma fibra, dando lugar a una velocidad total de 320Gb/s.

Desventajas

A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las siguientes:

La fragilidad de las fibras.
Necesidad de usar transmisores y receptores más caros
Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de rotura del cable.
No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.
La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas. [1]
No existen memorias ópticas.

concepto de fibra optica

La fibra óptica es un conductor de ondas en forma de filamento, generalmente de vidrio, aunque también puede ser de materiales plásticos. La fibra óptica es capaz de dirigir la luz a lo largo de su longitud usando la reflexión total interna. Normalmente la luz es emitida por un láser o un LED.

la fibra optica

Para explicar la fibra optica combiene hablar algo sobre la luz.
La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, sin embargo, cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor. Así, cuando la luz pasa de propagarse por un cierto medio a propagarse por otro determinado medio, su velocidad cambia, sufriendo además efectos de reflexión (la luz rebota en el cambio de medio, como la luz reflejada en los cristales) y de refracción (la luz, además de cambiar el modulo de su velocidad, cambia de dirección de propagación, por eso vemos una cuchara como doblada cuando está en un vaso de agua, la dirección de donde nos viene la luz en la parte que está al aire no es la misma que la que está metida en el agua)

Beneficios de la fibra óptica

Tipos de Fibras Ópticas

la fibra óptica como se ha y como se va a desarrollar en las comunicaciones

Telecomunicaciones

Un sistema de comunicaciones ópticas es una forma de transmitir información cuyo soporte básico es la luz. La información viaja en forma de luz a lo largo de dicho sistema. Hoy en día , se sabe que la forma más eficiente de que la luz viaje desde un punto hasta otro es mediante la fibra óptica.

Internet

El servicio de conexión a Internet por fibra óptica, derriba la mayor limitación de este medio: La lentitud del trato de la información. La conexión de Internet mediante fibra a parte de ser mucho mas rápida, no nos plantea un gran problema que sucede con el método convencional: caerse de la red continuamente. La fibra también nos resuelve en gran medida los problemas de masificación de interlocutores, aunque esto todavía no está totalmente resuelto.

Nos permite trabajar con gran rapidez en entornos multimedia, tales como videos, sonidos, etc. Por ello las líneas telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio. Recientemente un servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra óptica.

Redes

La fibra óptica ha ganado gran importancias en el campo de las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes electroópticos y de óptica integrada aumentará aún más la capacidad de los sistemas de fibra.

Las computadoras de una red de área local están separadas por distancias de hasta unos pocos kilómetros, y suelen usarse en oficinas o campus universitarios. Una LAN (redes locales de información) permite la transferencia rápida y eficaz de información en el seno de un grupo de usuarios y reduce los costes de explotación.

Otros recursos informáticos conectados son las redes de área amplia (WAN, Wide Area Network) o las centralitas particulares (PBX). Las WAN son similares a las LAN, pero conectan entre sí ordenadores separados por distancias mayores, situados en distintos lugares de un país o en diferentes países; emplean equipo físico especializado y costoso y arriendan los servicios de comunicaciones.

Telefonía

En este campo es en el que más se está extendiendo la fibra óptica. Actualmente, en todas las modernas ciudades se está introduciendo el sistema de fibra para el teléfono e Internet. La fibra nos permite una comunicación libre de interferencias, así como de posibilidad de boicoteo de la línea (tan común en las líneas de cobre) .El sonido es mucho mas nítido, y no hace falta, como en el resto de las telecomunicaciones por fibra el empleo de amplificadores de señal cada pocos kilómetros.

Otra ventaja del teléfono mediante fibra óptica es la posibilidad de establecer conexión de Internet y teléfono al mismo tiempo y con tan solo una línea. Esto no sería posible en una línea de teléfono convencional debido a lo reducido de su ancho de banda para transmitir información.

Otras Aplicaciones

La fibra óptica permite acceder a una infinidad de servicios referente a las telecomunicaciones tales como:

Televisión: Recepción de una gran número de canales con distintas opciones de compra. Paquete básico, canales premium, vídeo bajo demanda, pago por visión ... una oferta amplísima compuesta por canales informativos, musicales, espectáculos, deportivos, documentales, infantiles...
Banco en Casa: Realización de cualquier tipo de transacción bancaria, desde movimientos entre cuentas, contratación de un depósito o la cancelación y cambio de entidad.
Telecompra: Tendrá acceso directo a anuncios por palabras con opción a compra, hasta navegar por un centro comercial con la posibilidad de adquirir el objeto que más desee.
Telemedida: La fibra óptica permite recoger información sobre medidas de servicios como el agua, el gas o la electricidad que, posteriormente serán enviados a las empresas correspondientes que nos pasarán la factura de acuerdo con lo consumido.
Web TV: Será uno de los mejores ejemplos de la interactividad que permite la fibra óptica. Facilitará el acceso a información sobre restaurantes, comercios, eventos, espectáculos...
Radio Digital: Canales temáticos para todos los gustos musicales, pero con la mejor calidad de sonido.

la fibra óptica como parte esencial en la iluminación futurista

Iluminación

Es obvio que, ante todo, lo que la fibra óptica transporta es luz. Al margen de la información que esta pueda enviar, esta aplicación es bastante importante, ya que, debido a sus particulares características nombradas anteriormente, nos permite con suma facilidad iluminar zonas especiales sometidas a toxicidades, riesgos de incendio, etc. tales como industrias petrolíferas, explotaciones mineras, industrias de altos componentes inflamables y muchas otras.

Otra aplicación en la que la fibra está tomando importancia, es en la señalización en las carreteras, aumentando considerablemente la visión de estas a los conductores nocturnos.



En cuanto a ocio, y para mayor seguridad en cuanto a la no necesidad de uso de la electricidad, la fibra a tomado gran relevancia en lo que a iluminaciones de fuentes y piscinas se refiere, evitando así el riesgo de electrocutarse como puede suceder en piscinas que son iluminadas mediante sistemas convencionales.

Siguiendo con las aplicaciones de la fibra para iluminación cabe destacar el factible uso que se le da en museos, ya que puede filtrar los componentes ultravioletas de la luz, consiguiendo así evitar el deterioro de las pinturas.

la fibra optica en el campo militar y seguridad

Aplicaciones Militares

Los beneficios de esta tecnología para los militares radican fundamentalmente en la seguridad de este medio de transmisión frente a las comunicaciones por radio y cables convencionales. De este modo se reduce notablemente la necesidad de la codificación de mensajes en virtud de la seguridad antidetección inherente a las fibras.

Otra razón de tanta importancia como la anterior, y que justifica su aplicación militar, es el poco peso de los cables de fibras, lo que proporciona importantes ahorros logísticos de material de campaña y personal.

El comportamiento de los conductores ópticos frente a las radiaciones nucleares es de alta seguridad, porque éstas no se transmiten hasta los equipos terminales. Además, en el caso de las actuales fibras monomodo ha mejorado notablemente su factor de ennegrecimiento ante una radiación nuclear frente al comportamiento de las fibras multimodo anteriores; la capacidad de transmisión, por otra parte, se recupera en pocos minutos tras una explosión.

Una aplicación táctica muy interesante es el uso de la fibra para la colocación de rádares distantes del centro de operaciones; así se pueden disponer con gran margen de seguridad los radares de detección en cualquier punto de las operaciones, ya que la seguridad de la fibra frente a los factores ambientales es extraordinaria.

También en el caso de mísiles de crucero lanzados desde guerra se lleva a cabo el control de] lanzamiento mediante fibras ópticas. Los mísiles se controlan desde uno o más centros y las rampas están interconectadas por una red redundante de cables ópticos. También se puede llevar a cabo el guiado del misil mediante fibras ópticas.

Factores muy importantes a considerar en el uso de estos sistemas en el campo militar es el de la sencillez, fiabilidad y duración de los componentes de intemperie, tales como los conectores.

la fibra óptica en la medicina

Medicina

En este campo son evidentes las ventajas que puede aportar el uso de la fibra óptica como ayuda a las técnicas endoscópicas clásicas y, de hecho, están siendo sustituidos los sistemas tradicionales por los modernos fibroscopios. Diversos aparatos como laringoscopios, rectoscopios, broncoscopios, vaginoscopios gastroscopios y laparoscopios, incluyen ya esta tecnología, la cual nos permite con gran precisión la exploración de cavidades internas del cuerpo humano.

Los fibroscopios realizados con ayuda de las técnicas opticoelectrónicas cuentan con un extremo fijo o adaptable para la inserción de agujas, pinzas para toma de muestras, electrodos de cauterización, tubos para la introducción de anestésicos, evacuación de líquidos, etc. Una fibra se encarga de transportar la luz al interior del organismo y la otra lleva la imagen a un monitor.




Los campos generales de empleo en medicina son:

- Diagnóstico: complementa a la radiología, al proporcionar visiones cercanas y amplificadas de puntos concretos y permitir la toma de muestras. El fibroscopio es particularmente útil para la detección de cánceres y úlceras en estado inicial que no son visibles a través de rayos X.

- Terapéutico: permiten la actuación quirúrgica en vías biliares para eliminar cálculos, extraer cuerpos extraños, etc.

- Postoperatorio: observación directa y prácticamente inmediata a la operación de las zonas afectadas.
Otra importante aplicación de la fibra óptica aparecida hace relativamente poco tiempo son las operaciones transatlánticas. Gracias a los inmensos anchos de banda y a la velocidad a la que viaja la información a través de este medio, hoy en día ya es posible que, un cirujano pueda operar a un paciente interactuando en tiempo real mediante altas tecnologías sobre un paciente que se encuentra en otro continente. Esto es un gran avance en la medicina, ya que en un futuro evitará los costosos traslados que supone a un paciente -y en la mayoría de los casos a sus familiares- el trasladarse a otro continente y la estancia de estos durante la recuperación de dicho paciente

¿quien invento la fibra óptica ?

En 1970, los investigadores Maurer, Keck, Schultz y Zimar, trabajadores para Corning Glass Works, fabricaron la primera fibra óptica, dopando el sílice con titanio.

El primer enlace trans oceánico que usó fibras ópticas fue el llamado TAT-8, que comenzó a operar en 1988. Desde entonces, se ha estado empleado fibra óptica en una multitud de enlaces trans oceánicos, entre ciudades y poco a poco se va extendiendo el uso de la fibra desde las redes troncales de las operadoras hacia usuarios finales.

http://www.youtube.com/watch?v=Iy9B3eRg4yY

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; 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. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión

http://www.youtube.com/watch?v=Ybzx-sw7gH4