Fibra òptica: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
m Plantilla |
m neteja i estandardització de codi |
||
Línia 5:
==Origen i evolució==
La idea de transmetre informació per mitjà de llum com a portadora es va començar a desenvolupar cap a mitjans del {{segle|XIX}}.
El [[1870]], el físic britànic [[John Tyndall]] (1820-1893) fou el primer a demostrar que una prima corrent d'aigua podia contenir i guiar la llum. Als voltants de [[1880]], [[Alexander Graham Bell]] va construir el [[fotòfon]] que enviava missatges vocals a curta distància per mitjà de la llum. No obstant això, resultava inviable per la falta de fonts de llum adequades. Amb la invenció i construcció del [[làser]] en la dècada de [[1960]] va tornar a prendre idea la possibilitat d'utilitzar la llum com suport de comunicacions fiables i d'alt potencial d'informació a causa de la seva elevada freqüència portadora. En aquells dies, van començar els estudis bàsics sobre [[Modulació (telecomunicacions)|modulació]] i detecció òptica. Els primers experiments sobre transmissió atmosfèrica van posar de manifest diversos obstacles com l'escassa fiabilitat deguda a precipitacions, contaminació o turbulències atmosfèriques. La utilització de fibres de vidre com a medi guia no va trigar a ressaltar com a possible solució: mida, pes, facilitat de maneig, flexibilitat i cost. En concret, les fibres de vidre permetien guiar la llum mitjançant múltiples reflexions internes dels feixos de llum, no obstant això, al principi presentaven elevades atenuacions. El [[1966]] es va publicar un article en el qual s'assenyalava que l'[[atenuació]] observada fins llavors en les fibres de vidre, no era deguda al sistema utilitzat sinó a impureses originades en el procés de fabricació. A partir d'aquesta data comencen a produir-se esdeveniments que donaran com a resultat final la implantació i utilització cada vegada major de la Fibra Òptica com a alternativa als cables de coure, ja que aquests presenten alguns inconvenients que fan necessari buscar altres vies per a la transmissió de dades.
Línia 12:
==Característiques==
La fibra òptica està formada per tres parts diferenciades:
* '''Nuclis''': Filament translluent fet d'algun tipus de [[vidre]] o [[plàstic]] el diàmetre del qual està comprès entre 69 i 96 micres depenent del tipus de fibra òptica. Té un [[índex de refracció]] alt.
* '''Revestiment''': Permet retenir la llum dins el nucli i provocar la reflexió total d'aquesta. Perquè això sigui possible, l'[[índex de refracció]] del revestiment ha de ser inferior al del nucli.
* '''Coberta''': Protegeix la fibra fent-la més robusta i evitant que es malmeti. Està formada per material [[plàstic]]
Línia 36:
===Monomode===
En la fibra monomode, el [[diàmetre]] del nucli es redueix a dimensions de l'ordre de la [[longitud d'ona]]. Això provoca que només hi passi un sol mode: el raig òptic central, també conegut com a raig axial. Aquest únic camí generat a causa de les petites dimensions del nucli evita la dispersió multimodal.
S'utilitza en aplicacions de llarga distància, ja que ofereix més prestacions, tot i que és més cara. La font de llum és [[Làser]], concretament s'utilitza el dispositiu [[ILD]] (Injection Laser Diode). Normalment la fibra monomode es fa servir en la segona i la tercera finestra.
Línia 51:
Els índexs de refracció del nucli i del revestiment són diferents però uniformes i per tant el senyal es guia a causa de la [[reflexió]] total en la superfície de separació d'aquests. La reflexió total es dóna per a molts angles. Aquestes característiques possibiliten diversos modes de propagació lumínica, i per tant, diversos temps de recorregut lumínic.
Aquest tipus de fibres són les més utilitzades en enllaços de distàncies curtes, fins a 1 km, i la seva aplicació més important està en les [[xarxes locals]].
[[Fitxer:multi_discret.jpg|center|Mode de propagació de la fibra multimode d'índex discret.]]
Línia 64:
==Elements d'un sistema de fibra òptica==
Els sistemes de fibra òptica estan composts per un emissor, que té com a funció convertir el senyal elèctric en senyal òptic per a enviar-lo a través d'una fibra òptica. En l'extrem oposat de la fibra es troba el detector, que converteix el senyal òptic novament en senyal elèctric. S'utilitza [[modulació d'amplitud]], modulant la intensitat de llum generada per l'emissor.
Com que els emissors i els detectors introdueixen no linealitats al convertir el senyal elèctric a òptic i viceversa, i també al soroll que s'afegeix en aquest tipus de sistemes, la transmissió és molt més apropiada per a senyals digitals (estats d'encès-apagat de l'emissor) que no pas analògics, tot i que també és possible treballar amb aquests últims.
: '''- Emissors'''
Els dispositius utilitzats com a emissors de radiació lluminosa en els sistemes de comunicacions òptiques són el diode [[làser]] i el [[LED]] com ja s'ha vist anteriorment, i són també anomenats convertidors electro-òptics (E/O). En funció del sistema escollim un o l'altre. El [[làser]] ofereix millor rendiment en amplades de banda grans i llargues distàncies, mentre que el [[LED]] se sol escollir per a amplades de banda menors i curtes distàncies, ja que tant el circuit d'atac com el de control són més senzills.
:'''- Detectors'''
El detector és un dispositiu que s'encarrega de convertir fotons en electrons, que també es coneix com a convertidor opto-electrònic (O/E). Els fotodetectors utilitzats en les comunicacions òptiques són el fotoconductor, el [[diode]] P-N i el fotodiode d'allau. La major part de sistemes instal·lats usen diodes PIN.
: '''- Repetidors'''
Línia 82:
Els sistemes de comunicació per fibra òptica presenten un conjunt important d'avantatges sobre altres suports utilitzats en la transmissió de senyals analògics i digitals, com per exemple:
* Molt flexible, menor pes i volum.
* Gran [[amplada de banda]]: permet la transmissió d'un gran volum d'informació.
* Baixa [[Atenuació]]: permet realitzar enllaços de major longitud sense necessitat de repetidors. L'atenuació depèn del tipus de fibra òptica i de la [[longitud d'ona]] utilitzada.
* No és afectada per les [[interferències electromagnètiques]]. Es deu al fet que dintre seu no viatja [[senyal elèctric]] sinó llum. S'aconsegueix un índex menor d'errors en la transmissió de [[senyals digitals]].
* Seguretat i [[aïllament elèctric]]. Molt útil en determinades aplicacions en ambients perillosos (ambients explosius o inflamables), on no es poden produir descàrregues elèctriques o espurnes.
* Seguretat enfront de possibles intervencions en la línia: Encara que no és impossible "punxar" una fibra òptica, és més difícil que en altres suports i normalment la intervenció es pot detectar.
* Més resistent a condicions ambientals desfavorables.
Línia 92:
La fibra òptica també presenta alguns inconvenients:
* Cost elevat en comparació amb els altres mitjans de comunicació més habituals
* No hi ha una estandardització dels productes: planteja problemes de compatibilitat.
* La instal·lació dels connectors és complexa i requereix un personal amb formació adequada.
* Les fibres són fràgils i la reparació d'un cable trencat o malmès és dificultosa.
Línia 100:
* [[Telecomunicacions]]. En aquest apartat cal incloure la [[Xarxa de telecomunicacions|xarxa]] d'enllaços i la xarxa d'abonament de les administracions públiques de [[telefonia]]. Cal destacar la importància de les fibres òptiques en el context de la xarxa digital de serveis integrats ([[RDSI]]).
* [[Xarxa d'àrea local|Xarxes locals]] i comunicació entre ordinadors.
* Enllaços de [[televisió]]. Aplicació molt útil en enllaços de televisió per a aplicacions de seguretat.
* [[Electromedicina]]: Transmissió de llum a punts difícils d'il·luminar, cirurgia amb làser...
* Aplicacions industrials: [[sensor]]s, automatització industrial...
* Il·luminació, decoració i senyalització.
* Aplicacions militars: Les comunicacions per fibra òptica ofereixen molta seguretat.
* Altres: Degut a la seva lleugeresa i alta capacitat de transmissió de dades, són molt útils quan el pes és determinant, com per exemple en avions i vaixells.
Mentre que el preu del cable de coure augmenta any a any, en els sistemes de fibra òptica la tendència és al revés. A més a més, la investigació en aquest camp és intensa i hi ha continus progressos. Per això és previsible que en el futur la importància de la fibra òptica en tots els camps sigui creixent.
| |||