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Posted in Conceptos Básicos Fibra de Optica | 0 comments

La atenuación de la fibra óptica

Atenuación de las fibras ópticas

 

La pérdida es considerado el factor fundamental que limita el rendimiento de los sistemas de comunicación por fibra óptica. Las pérdidas reducen el promedio de potencia que llega al receptor.

La distancia de transmisión es una limitante inherente del sistema de fibra óptica, si consideramos que los receptores requieren una cantidad mínima de potencia para reconocer la señal de transmisión.

Las ventajas dadas por la baja atenuación presentada por las fibras ópticas respecto a conductores convencionales se expresan en el siguiente diagrama :

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La figura que sigue nos muestra el espectro de la curva de atenuación de una típica fibra óptica hecha de silicio. La curva tiene tres características principales. Una gran tendencia de atenuarse conforme se incrementa la longitud de onda ( Dispersión Rayleigh), Atenuación en los picos de absorción asociados con el ión hidroxilo (OH-) y una tendencia a incrementar la atenuación a las longitudes de onda por arriba de los 1.6 μm, debidas a las pérdidas inducidas por la absorción del silicio.

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La Atenuación puede ser causada por varios factores los cuales pueden ser clasificados en dos categorías: Intrínsecos y Extrinsecos.

I. Atenuación Intrínseca   Ocurre debido a algo internos o inherente a la fibra, y esta causado por las impurezas del vidrio durante el proceso de fabricación. Las más precisa metodología de fabricación no a logrado eliminar todas las impurezas, a pesar que los adelantos tecnológicos han causado un decrecimiento dramático de la atenuación.   Si la señal de luz golpea con una impureza, pueden ocurrir dos cosas: puede esparcirse o puede ser absorbido.

El esparcimiento es la pérdida de la señal de luz en el núcleo debido a impurezas o cambios en el índice de refracción de la fibra. La luz es redireccionada por las propiedades moleculares de la fibra que da como resultado una fuga de señal dentro del cladding tambien pueden deberse a pérdidas en las uniones, o reflexiones hacia atrás. La dispersión de Raylegh representa mayoritariamente (cerca del 96%) la atenuación de una fibra óptica.

La luz viaja en el núcleo e interactua con los átomos en el vidrio. La onda de luz colisiona con los átomos, y da como resultado un esparcimiento La dispersión de Raileigh es el resultado de estas colisiones elásticas entre la onda de luz y los átomos de la fibra.         Si La dispersión de la luz mantiene un ángulo que soporta un viaje frontal dentro del núcleo, no ocurrirá atenuación, Si la luz es dispersada con un ángulo que no soporta un viaje frontal continuo, la luz es desviada fuera del núcleo y ocurre una atenuación.Algo de luz es reflejada hacia la fuente de luz. Esta propiedad es usada por el OTDR para realizar pruebas en la fibra

La absorción es el segundo tipo de de atenuación intríseca. La luz es absorbida debido a las propiedades químicas o impurezas naturales en el vidrio. De manera similar a la dispersión, la absorción puede ser limitada mediante el control de las impurezas durante el proceso de fabricación. Este tipo de absorción representa entre el 3-5% de la atenuación de una fibra.

II. Atenuación Extrínseca

Este tipo de atenuación puede ser causada por dos mecanismos externos : macrodoblado y microdoblado. Ambos causan una reducción de la potencia óptica.

Macrodoblado : La presencia de una curva en la fibra puede afectara el índice refractivo y el ángulo crítico del rayo de luz en esta área especifica. Como resultado, la luz que viaja en el núcleo puede refractarse, la pérdida es reversible una vez que desaparece el doblado. Para prevenir esto todos los cables de fibra tienen un mínimo ángulo de curvatura. La regla práctica para un cable monomodo es el de tener una curvatura mínima de 10 veces el diámetro externo para cables sin blindaje y 15 veces para cables con blindaje. Microdoblado: Debido a un doblado a escala menor, generalmente debido a la presión sobre la fibra. Los microdoblados pueden ocasionarse debido a cambios en la temperatura, stress durante el jalado del cable, o alguna fuerza de rotura. Los microdoblados son localizados y la curvatura no puede se visto a simple vista en una inspección.

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