FIBRA OPTICA

Para radiación electromagnética de muy alta frecuencia en el intervalo de la luz visible e infrarroja se utiliza un cable de fibra de vidrio que causa muy poca pérdida de energía luminosa a través de largas distancias. El diámetro de la fibra debe ser muy pequeño con el fin de minimizar la transmisión reflectora. La fibra transmisora central es de vidrio de baja pérdida y con índice de refracción relativamente alto

Esta se cubre con vidrio de mayor pérdida, con menor índice de refracción, para soporte y absorción de rayos que puedan escapar de la fibra central. La fuente de luz en el transmisor puede ser un diodo emisor de luz (LED) o un láser. El detector en el otro extremo es un fotodiodo o un fototransistor.

La tecnología de la fibra óptica ha avanzado muy rápidamente. Existen en la actualidad dos métodos básicos -aunque se han desarrollado muchos más- para transmitir a través de un enlace por fibra. La transmisión óptica involucra la modulación de una señal de luz (usualmente apagando, encendiendo y variando la intensidad de la luz) sobre una fibra muy estrecha de vidrio (llamado núcleo).

La otra capa concéntrica de vidro que rodea el núcleo se llama revestimiento. Después de introducir la luz dentro del núcleo ésta es reflejada por el revestimiento, lo cual hace que siga una trayectoriazigzag a través del núcleo.

Por lo tanto las dos formas de transmitir sobre una Fibra son conocida como transmisión en modo simple y multimodo; las cuales se describen a continuación:

Modo simple (monomodo) 
Involucra el uso de una fibra con un diámetro de 5 a 10 micras. Esta fibra tiene muy poca atenuación y por lo tanto se usan muy pocos repetidores para distancias largas. Por esta razón es muy usada para troncales con un ancho de banda aproximadamente de 100 GHz por kilometro (100 GHz-km).

Una de las aplicaciones más común de las fibras monomodo es para troncales de larga distancia, en donde se emplea para conectar una o mas localidades; las ligas de enlace son conocidas comúnmente como dorsales (backbone).

Multimodo 

Existen dos Tipos para este modo los cuales son Multimodo/Índice fijo y Multimodo/Índice Gradual. El primer tipo es una fibra que tiene un ancho de banda de 10 a 20 MHz y consiste de un núcleo de fibra rodeado por un revestimiento que tiene un índice de refracción de la luz muy bajo, la cual causa una atenuación aproximada de 10 dB/Km. Este tipo de fibra es usado típicamente para distancias cortas menores de un kilometro. El cable mismo viene en dos tamaños 62.5/125 micras. Debido a que el diámetro exterior es de 1 mm, lo hace relativamente fácil de instalar y hacer empalmes. El segundo tipo Índice Gradual es una cable donde el índice de refracción cambia gradualmente, esto permite que la atenuación sea menor a 5 dB/km y pueda ser usada para distancias largas. El ancho de banda es de 200 a 1000 MHz , el diámetro del cable es de 50/125 micras. (el primer número es el diámetro del núcleo y el segundo es el diámetro del revestimiento).

Los empalmes utilizados para conectar ambos extremos de las fibras causan también una perdida de la señal en el rango de 1 dB. Así también los conectores o interfaces incurren también en perdidas de 1 dB o más. Los haces de luz (LED) son transmitidos en el orden de 150 Mbps. Los láser en cambio transmiten en el orden de Gbps. Los LEDs son típicamente mas confiables que los láser, pero los láser en cambio proveen más energía a una mayor distancia. Debido a que los lasers tienen una menor dispersión son capaces de transmitir a velocidades muy altas en el modo de transmisión simple. Sin embargo, los láser necesitan estar térmicamente estabilizados y necesitan ser mantenidos por personal más especializado.

Atenuación 
La transmisión de luz en una fibra óptica no es 100% eficiente. La pérdida de luz en la transmisión es llamada Dispersión. Varios factores influyen tales como la absorción por materiales dentro de la fibra, disipación de luz fuera del núcleo de la fibra y pérdidas de luz fuera del núcleo causado por factores ambientales. 

La atenuación en una fibra es medida al comparar la potencia de salida con la potencia de entrada. La Atenuación/Dispersión es medida en decibeles por unidad de longitud. Generalmente esta expresada en decibeles por kilometro (dB/km). 

Dispersión
La dispersión es la distorsión de la señal, resultante de los distintos modos (simple y multimodo), debido a los diferentes tiempos de desplazamiento de una señal a través de la fibra. En un sistema modulado digitalmente, esto causa que el pulso recibido se ensanche en el tiempo [ver figura]. No hay pérdida de potencia en la dispersión, pero se reduce la potencia pico de la señal. La dispersión aplica tanto a señales analógicas como digitales. La dispersión es normalmente especificada en nanosegundos por kilometro.

La dispersión de una energía óptica cae en dos categorías: la dispersión modal y la dispersión espectral.

Dispersión modal: La luz viaja en trayectorias diferentes para cada modo en una fibra. Cada ruta varia la longirud óptica de la fibra para cada modo. En un cable largo, el estiramiento y sumatoria de todos los modos de la fibra tienen un efecto "de longitud" sobre el pulso óptico.

Dispersión espectral: El índice refractivo es inversamente proporcional a la velocidad de la luz que viaja en un medio y su velocidad varia con respecto a su longitud de onda. Sin embargo si dos rayos tienen diferentes longitudes de onda son enviados simultaneamente sobre la misma trayectoria, estos arribaran ligeramente a diferentes tiempos. Esto causa los mismo efectos de la dispersión modal, ensanchando el pulso óptico. La dispersión modal puede ser minimizada reduciendo el ancho del espectro de la fuente óptica.

Demanda de equipos y sistemas de Fibra Óptica
en Estados Unidos (millones USD)

Mercado/año	1996	2001	2006
Telecomunicaciones	3,520 (59%)	4,940 (36%)	7,165 (32%)
Cable TV	895 (15%)	3,430 (25%)	5,825 (26%)
Servicios públicos	595 (10%)	1,845 (13%)	3,985 (18%)
Redes privadas de datos	270 (5%)	1,595 (12%)	2,465 (11%)
Dentro de edificios	120 (2%)	700 (5%)	1,010 (5%)
Milicia/aeroespacio	325 (5%)	630 (5%)	1,120 (5%)
Automotriz	5 (.08%)	20 (.2%)	150 (0.7%)
Otros	236 (4%)	565 (4%)	730 (3%)
Demanda total del mercado	5,966	13,725	22,400