Otras carreras Luz de fibra óptica

[jajile]

Hola, soy nuevo en el foro, aunque ya lo llevo consultando un tiempo. Tengo una duda para la que no he encontrado una respuesta clara.

La luz que se utiliza en fibras ópticas es parte del espectro electromagnético. Si las frecuencias más bajas que la luz visible sufren de interferencias por otras fuentes electromagnéticas, por qué la luz (y frecuencias superiores también?) no se ven afectadas por interferencias? No son el mismo tipo de radiación pero a frecuencias muy distintas? Muchas gracias

[Julián]

Re: Luz de fibra óptica

Estás confundiendo interferencia con relación señal a ruido. Para que halla interferencia las señales deben ser coherentes. Pero se entiende lo que preguntas y utilizaré el sinónimo de interferencia coloquialmente.

Para que una señal sufra interferencia debe por lo tanto existir otras señales en el ancho de banda (rango de frecuencias) de la señal que transmite información deseada o útil. Es decir, no es una variable dependiente exclusivamente de la frecuencia sino la existencia de otras señales en el medio de transmisión y su densidad espectral de potencia.

Toda señal no deseada se denomina ruido, aunque una definición más exacta para ruido es, toda señal que no transmite información presente en el medio. De allí el parámetro característico, que es la relación señal a ruido o también relación portadora a ruido. Dejando de lado las posibles causas de ruido, que son varias.

https://en.wikipedia.org/wiki/Signal-to-noise_ratio

Lo bueno de la fibra óptica es que para que una señal se transmita, la capacidad del canal y su atenuación está determinado por la característica estructural de la fibra (diametro y material) y la apertura numérica; es decir que para transmitir una señal a través de esta, el frente de onda debe incidir en su extremo con un cierto ángulo. Esto limita las señales indeseadas que pueden "entrar" y por lo tanto la relación señal a ruido será mayor.

https://es.wikipedia.org/wiki/Apertura_num%C3%A9rica

Ahora si el medio de transmisión en vez de ser fibra óptica sería el espacio terrestre, la capacidad del canal sería enormemente reducido para los niveles de intensidad usados en los transmisores "lumínicos" comerciales (aplicados en los extremos de la fibra óptica) ya que existiría una señal indeseada que no transmite información (la señal del sol con su pico de densidad espectral de potencia en el espectro visible).

[jajile]

Re: Luz de fibra óptica

Muchas gracias por la respuesta! Lo que concluyo es que puede tener los mismos problemas que otros tipos de transmisiones pero que en el caso de la fibra, el canal está muy bien aislado, es así?

Por otra parte, ¿que ocurre cuando se pone fibra óptica junto con otro tipo de transmisión? Por lo que tengo entendido, no se debe tirar cable coaxial o telefónico junto con cables de la red eléctrica porque produce interferencias (o adición de ruido, no se cómo llamarlo). ¿Qué ocurre con la fibra óptica, por qué a ella paraece no afectarle este tipo de interferencias? Por lo que tengo entendido se tira fibra óptica junto con cables de alta tensión. Creo que no entiendo bien la diferencia entre electricidad, luz y ondas de radio. Muchas gracias!

[Julián]

Re: Luz de fibra óptica

Muchas gracias por la respuesta! Lo que concluyo es que puede tener los mismos problemas que otros tipos de transmisiones pero que en el caso de la fibra, el canal está muy bien aislado, es así?

Correcto

Por otra parte, ¿que ocurre cuando se pone fibra óptica junto con otro tipo de transmisión? Por lo que tengo entendido, no se debe tirar cable coaxial o telefónico junto con cables de la red eléctrica porque produce interferencias (o adición de ruido, no se cómo llamarlo). ¿Qué ocurre con la fibra óptica, por qué a ella paraece no afectarle este tipo de interferencias? Por lo que tengo entendido se tira fibra óptica junto con cables de alta tensión. Creo que no entiendo bien la diferencia entre electricidad, luz y ondas de radio. Muchas gracias!

Pues como mencioné en mi primer comentario.

La fibra es un medio de transmición y como tal tiene una capacidad de transmición, un ancho de banda y una atenuación ligada a la frecuencia. Estas características dependen del medio, es decir, su composición (materiales) y geometría. La composición y geometría de la fibra permite que solamente un rango de frecuencia se transmitan por esta. Es así que el ancho de banda suele ser el infrarrojo y/o visible (variará si es monomodo o multimodo a su vez). Para ver el concepto de tranmisicíon en la fibra, este depende de 2 tipos de materiales que constituyen una frontera y su transmisión implica una serie de reflexiones internas totales, la cual depende de los índices de refracción y este de la frecuencia.

De la misma manera una señal visible no puede transmitirse por un cable coaxial, guia de onda o linea de transmisión. Por ejemplo la composición del cable coaxial en cuanto al material (tipo de conductor y diléctrico) y su geometría (diametro de diléctrico y conductor central) establecen una reactancia distribuida que limita el ancho de banda de la señal.

Las lineas de transmición y cables coaxiales tienen un ancho de banda que constituyen filtros pasabajos y los cables de energía presentan armónicos en frecuencias bajas (la composición armónica dependerá de los transistorios y cargas no lineales) por lo que su cercanía a estos sumará ruido al canal. Evidentemente las frecuencias de corte serán diferentes para el par de cobre y el cable coaxial debido a sus materiales y geometrias que constituyen reactancias diferentes.







El anterior es un gráfico del ancho de banda tipico de una fibra optica. Observa que se constituye un filtro pasabanda. Es decir, tiene gran atenuación para frecuencias bajas y frecuencias altas (longitud de onda es la inversa a la frecuencia). Es decir frecuencias que no están en el infrarrojo. En este caso, la luz visible presentará mayor atenuación que el infrarrojo (la frecuencia visible es la primer ventana). Ni hablemos pues de frecuencias de microondas o de radio donde se observa que la atenuación aumenta exponencialmente con la longitud de onda de la señal.

Creo que no entiendo bien la diferencia entre electricidad, luz y ondas de radio.

Todas son ondas electromagnéticas hasta la "electricidad" siempre y cuando hablemos de una señal alterna (AC). Lo que varía es su frecuencia y todo medio de transmición presenta reactancias distribuidas, es decir, permitividad eléctrica y permeabilidad magnética. Y estas dependen de la frecuencia (ya que existe una permitividad compleja pero eso ya es otro tema).

[jajile]

Re: Luz de fibra óptica

Muchas gracias por la explicación. Me has aclarado muchas dudas que tenía. Gracias!!