FIBRA ÓPTICA Y CABLEADO
ESTRUCTURADO
Alumnos: Raúl Arancibia Christopher Córdova G.
Introducción
FIBRA ÓPTICA
¿Qué 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 (
láser o un LED
) 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.
Características
•
La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que opera a frecuencias
ópticas.
•
Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de
silicio y germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de
un material similar con un índice de refracción ligeramente menor. Cuando
la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se
refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el
ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.
Características
•
REFLEXION Y LEY DE SNELL:
Características
•
Monomodo
•
Multimodo escalonado
•
Multimodo gradual
Tipos de transmisión
Monomodo
•
Sólo se propaga un modo de luz.•
Diámetro del núcleo entre 8,3 a 10 micrómetro, diámetro cercano al haz de luz•
Su transmisión es casi paralela al eje de la fibra.•
Alcanza grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad)•
Transmisión a elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).•
Es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información.•
Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km.•
Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implementar•
equipos más costososMultimodo escalonado
•
Los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino.•
No llegan todos a la vez.•
Una fibra puede tener más de mil modos de propagación de luz.•
Se usan para comunicaciones de corta distancia, menores a 2 km•
Simple de diseñar y económico.•
Índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento•
Banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro
•
Índice de refracción no es constante, decrece cuando se desplaza del núcleo
hacia la cubierta
•
Menor dispersión modal
•
Núcleo se constituye de distintos materiales
Multimodo gradual
Ventajas
•
Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del GHz).•
Pequeño tamaño, por lo tanto ocupa poco espacio.•
Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalación enormemente.•
Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional.•
Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas.•
Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por eldebilitamiento de la energía lumínica en recepción, además, no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de
confidencialidad.
•
Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro). Estapropiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de cables ópticos no metálicos con los cables de energía eléctrica.
•
Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario regenerar la señal, además, puede extenderse a 150 km. utilizando amplificadores láser.•
Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación).•
Resistencia al calor, frío, corrosión.•
Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo quepermite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento.
•
Con un coste menor respecto al cobre.Ventajas
Desventajas
•
La alta fragilidad de las fibras.•
Necesidad de usar transmisores y receptores más costosos.•
Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura 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.•
No existen memorias ópticas.•
La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados.•
Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en laatenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.
•
Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la transmisión y pruebas. 16Problemas en F.O
•
Atenuación:
A la pérdida de potencia a través del medio se conoce como
Atenuación, es expresada en decibelios, con un valor positivo en dB, es
causada por distintos motivos, como la disminución en el ancho de banda
del sistema, velocidad, eficiencia. La fibra de tipo multimodal, tiene mayor
pérdida debido a que la onda luminosa se dispersa originada por las
impurezas
•
Dispersión:
Propiedad física inherente de las fibras ópticas, que define el
ancho de banda y la interferencia ínter simbólica (ISI)
Atenuación
•
Pérdidas por absorción. Ocurre cuando las impurezas en la fibra absorben la luz, y esta se convierte en energía calorífica; las pérdidas normales van de 1 a 1000 dB/km.•
Pérdida de Rayleigh. En el momento de la manufactura de la fibra, existe unmomento donde no es líquida ni sólida y la tensión aplicada durante el enfriamiento puede provocar microscópicas irregularidades que se quedan permanentemente; cuando los rayos de luz pasan por la fibra, estos se difractan haciendo que la luz vaya en diferentes direcciones.
•
Pérdidas por radiación. Estas pérdidas se presentan cuando la fibra sufre dedobleces, esto puede ocurrir en la instalación y variación en la trayectoria, cuando se presenta discontinuidad en el medio.
•
Pérdidas por acoplamiento. Las pérdidas por acoplamiento se dan cuando existen uniones de fibra, se deben a problemas de alineamiento. 18Atenuación
Dispersión
•
Dispersión intermodal: también conocida como dispersión modal, es causada por la diferencia en los tiempos de propagación de los rayos de luz que toman diferentes trayectorias por una fibra. Este tipo de dispersión solo afecta a las fibras multimodo.•
Dispersión intramodal del material: esto es el resultado de las diferentes longitudes de onda de la luz que se propagan a distintas velocidades a través de un medio dado.•
Dispersión intramodal de la guía de onda: Es función del ancho de banda de la señal de información y la configuración de la guía generalmente es más pequeña que la dispersión anterior y por lo cual se puede despreciar.•
Dispersión cromática. Esta dispersión sólo se observa en las fibras tipo unimodal, ocurre cuando los rayos de luz emitidos por la fuente y se propagan sobre el medio, no llegan alextremo opuesto en el mismo tiempo; esto se puede solucionar cambiando el emisor fuente.
Dispersión
Cables
Conectores
•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.
•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.
•
Cableado horizontal.
•
Cableado vertical.
•
Sala de equipos.
•
Rack de telecomunicaciones.
•
Backbone de Campus.
Componentes del cableado estructurado
Cableado Horizontal
•
El cableado Horizontal es el cableado que se extiende desde el
rack de comunicaciones hasta el lugar donde se encuentra la
oficina sea PC o Teléfono. Al diseñar la estructura de un edificio
es de vital importancia estudiar y se consideren todos los
escenarios posible ,en cuanto, a conexiones. Al momento de
diseñar es de vital importancia crear la topología con un cierto
margen ,siempre pensando en el crecimiento del lugar en donde
será implementado dicho proyecto.
El cableado horizontal se deberá diseñar
para soportar diversas aplicaciones
•
Comunicaciones de voz (teléfono).
•
Comunicaciones de datos.
•
Redes de área local.
El sistema de cableado horizontal incluye:
A.
Los cables de empalme de interconexión ( o puentes) que comprenden la
terminación de conexión horizontal entre diferentes vías.
B.
Cable que se extiende desde la toma hasta el rack (Cable Horizontal).
C.
Toma de telecomunicaciones.
D.
El cable perteneciente al área de trabajo .
Consideraciones para el cableado horizontal:
Distancias Horizontales
•
La máxima distancia horizontal permitida es de 90 metros.
Esta es la distancia máxima entre el Patch Panel y el estación de trabajo.
•
La longitud máxima del punto terminal hasta la estación de trabajo es de 3
metros.
Tipos de cables
•
Existen tres tipos de cables que pueden ser utilizados en los sistemas de cableado horizontal:•
Cable UTP de 4 pares a 100 W.•
Cable STP de 2 pares a 150 W.•
Fibra Óptica 62.5/125 mm de 2 pares.•
El cable a utilizar por excelencia es el par trenzado sin blindaje UTP de cuatro pares categoría 5. El cable coaxial de 50 ohmios se acepta pero no se recomienda eninstalaciones nuevas.
Salidas área de trabajo
•
Uno de los conectores debe ser del tipo RJ-45 bajo el código de colores de
cableado T568A (recomendado) o T568B.
•
Algunos equipos requieren componentes adicionales conexiones rs232
conexiones a proyector entre otros. Estos componentes no deben instalarse
como parte del cableado horizontal, deben instalarse externos a la salida del
área de trabajo.
Consideraciones evitar traspaso por estos
dispositivos
•
Motores eléctricos grandes o transformadores (mínimo 1.2 metros).•
Cables de corriente alterna•
Mínimo 13 cm. para cables con 2KVA o menos•
Mínimo 30 cm. para cables de 2KVA a 5KVA•
Mínimo 91cm. para cables con mas de 5KVA•
Luces fluorescentes y balastros (mínimo 12 centímetros).•
El ducto debe ir perpendicular a las luces fluorescentes y cables o ductos eléctricos.•
Intercomunicadores (mínimo 12 cm.)•
Equipo de soldadura•
Aires acondicionados, ventiladores, calentadores (mínimo 1.2 metros).•
Otras fuentes de interferencia electromagnética y de radio frecuencia.Cableado vertical o backbone
•
El Backbone provee interconexión entre el cuarto de
telecomunicaciones, cuarto de equipos y la entrada al edificio . Si más
clientes o servidores son agregados a un piso, ellos compiten por el ancho
de banda que esta libre en cableado vertical.
Este es el área donde la fibra óptica se ha convertido en el medio más
apropiado.
El cableado vertical se presenta en diferentes topologías, la más usada es la
topología en estrella.
Consideraciones al instalar el backbone:
•
Cables Reconocidos y Distancias Máximas
Selección del Medio de Transmisión
•
Con cualquiera de los estándares existentes se puede construir un backbone para el cableado vertical; perodebe tenerse en cuenta los siguientes factores: