Fibra òptica: diferència entre les revisions

És necessari també disposar d'una font de llum que emeti un feix molt direccional, de manera que es pugui introduir a la fibra òptica amb la major eficiència possible, ja que aquestes tenen un diàmetre molt petit, una fracció de mil·límetre, aproximadament. Les utilitzades són els [[LED]] i els [[làser]]s. Es trien en funció de la propagació a través de la fibra òptica.

 

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.

Després d'anys d'investigació, el [[1977]] es duu a terme un experiment amb gran èxit que demostra la capacitat de la fibra òptica en comunicacions de veu, vídeo i dades utilitzant [[làser]]s i [[LED]] com a fonts de llum. Això deriva en el gran desenvolupament d'aquest material en el camp de les [[telecomunicacions]]. Així, el [[1988]] es posa en funcionament el [[TAT-8]], el primer enllaç transoceànic fet de fibra òptica.

 

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.

[[Fitxer:Fibra.jpg|Part de la fibra òptica: Nucli, revestiment i coberta.]]

 

El funcionament de les fibres òptiques es basa en el principi òptic de la [[reflexió]] total. La llum incideix a la fibra amb un cert angle i es propaga fins a trobar-se la superfície que separa el nucli i el revestiment. Com que aquestes dues superfícies tenen índexs de refracció diferents, en aquest punt la llum pateix una reflexió total de manera que tot el feix es reflecteix dins del filament sense deixar escapar llum, pel que no s'aprecien pèrdues. Aquest principi òptic es compleix arran del fet que l'índex de refracció del revestiment és inferior al del nucli, i també perquè la llum penetra dins de la fibra amb un angle determinat calculat prèviament. Aquest angle d'incidència no pot ser inferior a l'[[angle crític]] (respecte a la normal perpendicular a ambdós materials) establert pels materials del nucli i el revestiment. Si no es complís aquesta condició, no es donaria la reflexió total i per tant s'observarien pèrdues.

 

És possible, també, utilitzar senyals amb una longitud d'ona dins de l'espectre visible, per exemple en certes aplicacions industrials, ja que el fet que es puguin veure pot resultar útil malgrat les pèrdues que es donen.

 

La següent classificació s'estableix en funció de la propagació de la llum a l'interior de la fibra:

 

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.

 

[[Fitxer:Monomode.jpg|center|Mode de propagació de la fibra monomode.]]

 

En aquest cas el diàmetre és major que el de les fibres monomode, de manera que la llum viatja seguint molts camins que depenen de la longitud d'ona, la freqüència i l'angle d'inserció de la llum.

La font de llum que s'utilitza és el [[LED]]. S'utilitza normalment en la primera i la segona finestra.

Només instalada a Calafell, compta amb una velocitat de transimissió de 1pbit/dia i BW de 0.1 Hz.

 

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.

 

[[Fitxer:Sist_optic.jpg|center|Elements que intervenen en la transmissió d'un sistema òptic.]]

 

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.