Cableado de fibra óptica - CCNA V6.0
Modulo 1.
Capítulo 4 - Acceso a la red.
Sección 4.2 - Medios de red.
Tema 4.2.3 - Cableado de fibra óptica.
4.2.3.1 Propiedades del cableado de fibra óptica.
Transmite de datos a través de distancias más extensas y a anchos de banda mayores que cualquier otro medio de red. A diferencia de los cables de cobre, el cable de fibra óptica puede transmitir señales con menos atenuación y es totalmente inmune a las EMI y RFI. El cable de fibra óptica se utiliza para interconectar dispositivos de red.
La fibra óptica es un hilo flexible, pero extremadamente delgado y transparente de vidrio muy puro, no mucho más grueso que un cabello humano. Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz. El cable de fibra óptica actúa como una guía de ondas, o una "tubería de luz", para transmitir la luz entre los dos extremos con una pérdida mínima de la señal.
A modo de analogía, imagine un rollo de toallas de papel vacío que tiene el interior recubierto con material reflectante. Este rollo mide mil metros de largo y tiene un pequeño puntero láser que se utiliza para enviar señales de Código Morse a la velocidad de la luz. Básicamente, así es cómo funciona un cable de fibra óptica, excepto que tiene un diámetro más pequeño y utiliza tecnologías de emisión y recepción de luz sofisticadas.
En la actualidad, el cableado de fibra óptica se utiliza en cuatro tipos de industrias:
- Redes empresariales: la fibra óptica se utiliza para aplicaciones de cableado troncal y para la interconexión de dispositivos de infraestructura.
- Fibre-to-the-Home (FTTH): la fibra hasta el hogar se utiliza para proporcionar servicios de banda ancha siempre activos a hogares y pequeñas empresas.
- Redes de largo alcance: los proveedores de servicios las utilizan para conectar países y ciudades.
- Redes por cable submarinas: se utilizan para proporcionar soluciones confiables de alta velocidad y alta capacidad que puedan subsistir en entornos submarinos adversos por distancias transoceánicas. Haga clic aquí para ver un mapa de TeleGeography con las ubicaciones de cables submarinos.
En este curso, nos centraremos en el uso de la fibra óptica en el nivel de empresa.
4.2.3.2 Diseño de cables de medios de fibra óptica.
La fibra óptica se compone de dos tipos de vidrio (núcleo y revestimiento) y un blindaje exterior de protección (revestimiento).
Si bien la fibra óptica es muy delgada y susceptible a dobleces muy marcados, las propiedades del vidrio del núcleo y de revestimiento la hacen muy fuerte. La fibra óptica es duradera y se implementa en redes en condiciones ambientales adversas en todo el mundo.
4.2.3.3 Tipos de medios de fibra óptica.
Los pulsos de luz que representan los datos transmitidos en forma de bits en los medios son generados por uno de los siguientes:
- Láseres
- Diodos emisores de luz (LED)
Los dispositivos electrónicos semiconductores, denominados “fotodiodos”, detectan los pulsos de luz y los convierten en voltajes. La luz del láser transmitida a través del cableado de fibra óptica puede dañar el ojo humano. Se debe tener precaución y evitar mirar dentro del extremo de una fibra óptica activa.
En términos generales, los cables de fibra óptica pueden clasificarse en dos tipos:
- Fibra óptica monomodo (SMF): consta de un núcleo muy pequeño y emplea tecnología láser costosa para enviar un único haz de luz, como se muestra en la figura 1. Se usa mucho en situaciones de larga distancia que abarcan cientos de kilómetros, como aplicaciones de TV por cable y telefonía de larga distancia.
- Fibra óptica multimodo (MMF): consta de un núcleo más grande y utiliza emisores LED para enviar pulsos de luz. En particular, la luz de un LED ingresa a la fibra multimodo en diferentes ángulos, como se muestra en la figura 2. Se usa mucho en las redes LAN, debido a que se puede alimentar mediante LED de bajo costo. Proporciona un ancho de banda de hasta 10 Gbps a través de longitudes de enlace de hasta 550 m.
Una de las diferencias destacadas entre la fibra óptica multimodo y monomodo es la cantidad de dispersión. La dispersión se refiere a la extensión de los pulsos de luz con el tiempo. Cuanta más dispersión existe, mayor es la pérdida de potencia de la señal.
4.2.3.4 Conectores de fibra óptica.
El extremo de una fibra óptica se termina con un conector de fibra óptica. Existe una variedad de conectores de fibra óptica. Las diferencias principales entre los tipos de conectores son las dimensiones y los métodos de acoplamiento. Las empresas deciden qué tipos de conectores utilizarán según sus equipos.
Se requieren dos fibras para realizar una operación full duplex ya que la luz sólo puede viajar en una dirección a través de la fibra óptica. En consecuencia, los cables de conexión de fibra óptica forman un haz de dos cables de fibra óptica, y su terminación incluye un par de conectores de fibra monomodo estándar. Algunos conectores de fibra óptica aceptan las fibras de transmisión y recepción en un único conector, conocido como “conector dúplex”, como se muestra en el conector LC multimodo dúplex en la figura 1.
Conectores de punta directa (ST)
Uno de los primeros tipos de conectores utilizados. El conector se bloquea de manera segura con un mecanismo tipo bayoneta de giro.
Conectores suscriptor (CS)
En ocasiones, se lo denomina conector cuadrado o conector estándar. Es un conector LAN y WAN ampliamente adoptado que utiliza un mecanismo de inserción/extracción para asegurar la inserción correcta. Este tipo de conector se utiliza con la fibra óptica multimodo y monomodo.
Conectores Lucent (LC) simplex (WSA)
Una versión pequeña del conector SC de fibra óptica. En ocasiones, denominado conector “pequeño” o “local”, cada vez adquiere mayor popularidad debido a su tamaño reducido.
Conectores LC multimodo dúplex
Similar a un conector LC simplex, pero que utiliza un conector dúplex.
Los cables de conexión de fibra óptica son necesarios para interconectar dispositivos de infraestructura. En la figura 2, se muestran diversos cables de conexión comunes. El uso de colores distingue entre los cables de conexión monomodo y multimodo. El conector amarillo corresponde a los cables de fibra óptica monomodo y el naranja (o aqua) corresponde a los cables de fibra óptica multimodo.
Los cables de fibra óptica se deben proteger con un pequeño capuchón de plástico cuando no se utilizan.
4.2.3.5 Prueba de cables de fibra óptica.
La terminación y el empalme del cableado de fibra óptica requieren equipo y capacitación especiales. La terminación incorrecta de los medios de fibra óptica produce una disminución en las distancias de señalización o una falla total en la transmisión.
Tres tipos comunes de errores de empalme y terminación de fibra óptica son:
- Desalineación: los medios de fibra óptica no se alinean con precisión al unirlos.
- Separación de los extremos: no hay contacto completo de los medios en el empalme o la conexión.
- Acabado final: los extremos de los medios no se encuentran bien pulidos o puede verse suciedad en la terminación.
Se puede realizar una prueba de campo rápida y sencilla que consiste en iluminar un extremo de la fibra con una linterna potente mientras se observa el otro extremo. Si la luz es visible, entonces la fibra es capaz de transmitir luz. Si bien esta prueba no garantiza el rendimiento, es una forma rápida y económica de detectar una fibra deteriorada.
Como se muestra en la figura, se puede usar un Reflectómetro óptico de dominio de tiempo (OTDR) para probar cada segmento del cable de fibra óptica. Este dispositivo introduce un impulso de luz de prueba en el cable y mide la retrodispersión y el reflejo de la luz detectados en función del tiempo. El OTDR calculará la distancia aproximada en la que se detectan estas fallas en toda la longitud del cable.
4.2.3.6 Comparación entre fibra óptica y cobre.
La utilización de cables de fibra óptica ofrece muchas ventajas en comparación con los cables de cobre. En la figura, se destacan algunas de estas diferencias.
Debido a que las fibras de vidrio que se utilizan en los medios de fibra óptica no son conductores eléctricos, el medio es inmune a la interferencia electromagnética y no conduce corriente eléctrica no deseada cuando existe un problema de conexión a tierra. Las fibras ópticas son finas, tienen una pérdida de señal relativamente baja y pueden utilizarse en longitudes mucho mayores que los medios de cobre. Algunas especificaciones de la capa física de fibra óptica admiten longitudes que pueden alcanzar varios kilómetros.
En la actualidad, en la mayor parte de los entornos empresariales se utiliza principalmente la fibra óptica como cableado troncal para conexiones punto a punto con una gran cantidad de tráfico entre los servicios de distribución de datos y para la interconexión de los edificios en el caso de los campus compuestos por varios edificios. Ya que la fibra óptica no conduce electricidad y presenta una pérdida de señal baja, es ideal para estos usos.
4.2.3.7 Actividad: Terminología de fibra óptica.
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