caracteristicas de las fibras opticas - publicaciones de Roberto Ares

CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS
monomodal como la inversa del ancho cuadrático medio de la distribución del campo de emisión lejano de la fibra óptica
(ITU-T G.652). Normalmente el diámetro del campo modal está determinado por el diámetro del núcleo y es un 15% mayor
a éste.
3.4- DISPERSIÓN CROMÁTICA
Si la dispersión modal en la FO monomodo se anula el ancho de banda será infinito, lo cual no ocurre debido a que existe la
dispersión cromática o intramodal que es de magnitud inferior a la dispersión modal y por ello permanece enmascarada en
las fibras ópticas multimodo y ahora adquiere importancia. La dispersión cromática es la suma de la dispersión del material y
de la dispersión de guía de ondas.
DISPERSION DEL MATERIAL. La dispersión del material se debe a que el índice de refracción del material es función
de la longitud de onda. Por comodidad se suele definir el índice de grupo ng:
ng = c/vg = n-(λ.dn/dλ)
donde vg es la velocidad de propagación de grupo. Obsérvese que el tiempo de propagación de las distintas longitudes de
onda es distinto. Luego, existe una dispersión a la salida del modo de propagación debido a que las longitudes de onda que lo
componen tienen velocidades diferentes.
Se define como dispersión del material a la variación diferencial del índice de refracción:
M(λ) = (-1/c).dng/dλ = (λ/c).d 2 n/dλ 2
Se observa que cuando n disminuye la velocidad aumenta y el tiempo de propagación es menor. Existe un valor de longitud
de onda cercana a 1,3 µm donde la dispersión del material es nula. En otras palabras, cerca de 1,3 µm los tiempos de
propagación de las distintas longitudes de onda tienden a ser iguales. El ejemplo de la Fig 03 se realiza tomando λ=1,1 µm
como referencia.
El valor de M(λ) puede aproximarse por:
M(λ) = [C1.λ - C2.λ -3 ].10 -3 ns/nm.km con C1=24 y C2=70
El valor de λ para el cual M(λ)=0 se denomina longitud de onda de dispersión cromática nula y depende del material. El
valor aumenta con el incremento de la concentración de GeO 2 y disminuye con el incremento de B 2 O 3 . El ancho de banda
resultante será función inversa de M(λ) y se expresa como:
AB= 0,44.10 6
Δλ.M(λ)
donde el valor 0,44 surge de la conversión de FWHM a RMS, Δλ en nm es el ancho espectral de la fuente definida como la
diferencia entre las longitudes de onda donde la potencia óptica emitida es la mitad (FWHM). Este valor resulta en unidades
de longitud MHz.km si la M(λ) se expresa en ps/nm.Km.
Obsérvese que el ancho de banda se reduce cuando la fuente de luz tiene un ancho espectral grande, por lo que se buscará
reducir dicho valor mediante el uso de emisores Láser. En la misma figura se muestra un ejemplo de cómo varía el ancho de
banda en función de λ para distintos valores de Δλ.
DISPERSION DE GUIA DE ONDAS. La dispersión de guía de ondas se debe a imperfecciones en la relación entre el
radio del núcleo ra y la longitud de onda de la luz que se transmite. Como consecuencia de ello la distribución del campo y el
tiempo de propagación son dependientes de ra/λ. En general, esta dispersión se presenta en común con la dispersión del
material y resultan inseparables.
Para aquel lector conocedor de los sistemas radioeléctricos, el efecto de la dispersión cromática puede ser interpretado como
el retardo de grupo. En ambos casos las distintas componentes espectrales tienen velocidad de propagación diferente y se
produce una distorsión. Sin embargo, el efecto en ambos sistemas es diverso debido a que la modulación de la señal en el
sistema radioeléctrico es coherente y en los sistemas ópticos es una modulación de potencia (simple variación de la potencia
óptica en dos niveles).
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