Circuito de fibra:una guía para principiantes del sistema de comunicación

Configuración de fibra óptica

Fuente:Wikimedia Commons

En el pasado, el cableado eléctrico era lo principal hasta que las personas necesitaban un gran ancho de banda a larga distancia. Desafortunadamente, los cables eléctricos no pudieron cumplir con los criterios. Por lo tanto, necesitaba un reemplazo más eficiente. Y llegó la fibra óptica. Curiosamente, puede confiar en la fibra óptica para conducir grandes cantidades de datos a velocidades extremadamente altas. Por lo tanto, no sorprende que lo encuentre en la mayoría de los cables de Internet. Pero la tecnología tiene algunos inconvenientes, como la falla del circuito de fibra, que es insignificante, especialmente para arreglos multifibra de alta densidad.

¿Quieres saber más? Está en el lugar correcto porque hablaremos más sobre las matrices de circuitos de fibra óptica compactas, crónicamente implantables y de alta densidad.

¡Procedamos!

¿Qué es un circuito de fibra?

La fibra óptica utiliza la misma idea del movimiento de información de diferentes maneras. Por ejemplo, el teléfono tiene un cable de alambre.

Circuito de fibra óptica

Fuente:Wikimedia Commons

Por lo tanto, el circuito de fibra es un camino donde los electrones viajan con información. Y estos electrones se mueven a diferentes dispositivos eléctricos. Además, viene con una luz que actúa como portador de información. Y esta luz se propaga con la ayuda de la reflexión interna total a través de una guía de ondas óptica transparente.

Por lo tanto, el cable lleva el sonido al enchufe de la pared mientras hablas al dispositivo. Además, no tiene déficits de comportamiento. En consecuencia, otra línea moverá el sonido a la central telefónica local y probablemente enfrentará una falla de sobrecarga inicial.

Pero, el teléfono celular, por otro lado, funciona de manera diferente. El dispositivo funciona transmitiendo y recibiendo información con ondas de radio invencibles y dinámicas neuronales a gran escala. Entonces, esto sucede porque los teléfonos celulares no usan cables.

Tipos de fibras ópticas

Ahora, sabes un poco sobre fibra óptica; es crucial entender que transmiten señales en diferentes modos con protecciones adicionales. El método se refiere a la forma en que un haz de luz pasa por la fibra.

Por lo tanto, las señales pueden rebotar por la fibra en diferentes ángulos, ir directamente al centro de la fibra o rebotar el hilo hacia abajo en un ángulo bajo.

Dicho esto, tenemos dos tipos principales de cables de fibra óptica:

Fibra Monomodo

Esta fibra tiene un diámetro pequeño del núcleo de fibra de vidrio. Por lo tanto, es ideal para largas distancias. Además, reduce sus posibilidades de tener una reducción en la intensidad de la señal. Y todo gracias al pequeño diámetro.

Además, la pequeña abertura de la fibra monomodo ayuda a separar la luz en un solo haz. En consecuencia, el cable proporciona una ruta más directa. La fibra monomodo utiliza una fuente de luz láser y tiene un gran ancho de banda.

Además, esta fibra necesita el cálculo exacto para generar la luz láser en su pequeña abertura. Por lo tanto, es más caro.

Fibra multimodo

La fibra multimodo es lo opuesto a la fibra monomodo. Por lo tanto, tiene una gran abertura central que permite que las señales de luz reboten y se reflejen a medida que descienden por la fibra.

Y gracias a su gran diámetro, la fibra puede enviar múltiples pulsos de luz por el cable a la vez. Por lo tanto, tendrá más transmisión de datos.

Además, significa que puede experimentar pérdida de señal e interferencia. Además, la fibra multimodo utiliza un LED para generar un impulso de luz y es más económica que la fibra monomodo.

¿Cómo funciona el circuito de fibra?

El circuito de fibra funciona moviendo información en fotones o partículas de luz que vibran a través de un cable de fibra óptica.

Dicho esto, es vital tener en cuenta que el revestimiento y la fibra del núcleo de vidrio tienen un índice de refracción diferente. Por lo tanto, el núcleo y el revestimiento desvían la luz entrante en un ángulo particular.

Entonces, cuando las señales de luz bajan por la fibra óptica, experimentan una reflexión interna total. La revisión interna integral ocurre cuando las señales de luz se reflejan en el núcleo (la parte central del cable) y el revestimiento (una capa de vidrio que envuelve la parte exterior del núcleo).

Y esto suele ocurrir en una secuencia de rebotes en zig-zag. Además, la reflexión interna total es una de las cosas que asegura que la luz permanezca en la tubería.

Pero las señales tienden a viajar un 30% más lento que la velocidad de la luz debido a las capas de vidrio más densas. Además, si desea aumentar la señal a lo largo de su viaje, use repetidores a intervalos distantes.

¿Por qué necesita repetidores? Ayudan a regenerar las señales ópticas. Y lo hacen cambiando la señal visual por una eléctrica. Luego, el repetidor lo procesa y retransmite la señal eléctrica a óptica.

Circuito de Fibra:Aplicaciones

La fibra óptica funciona transmitiendo datos codificados en un haz del modulador de luz, y también resulta útil para la modulación de redes. Luego, la información se mueve por una tubería (plástica o de vidrio). La idea detrás de este diseño surgió en la década de 1950.

Y la idea era acoplar eficiencias, endoscopios y acopladores de rejilla eficientes. Además, ayudó a los médicos a ver el cuerpo humano internamente, usando fotometría multifibra, sin abrirlo.

Entonces, a los ingenieros les gustó la idea y usaron la misma tecnología para mover llamadas telefónicas a la velocidad de la luz. Pronto, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) adoptó la tecnología. Dicho esto, el cable de fibra óptica consta de fibras ópticas (hebras delgadas de plástico o vidrio).

Además, cada una de las fibras es relativamente delgada y puede transportar más de 25 000 llamadas telefónicas. Por lo tanto, todo el cable puede transmitir varios millones de llamadas con facilidad. En resumen, los cables de fibra óptica utilizan tecnología basada en la luz para mover información entre dos lugares.

El diseño del circuito de fibra óptica

Diseño de circuitos de fibra óptica

Fuente:Researchgate c/p Richard Cole

El diseño del circuito tiene dos partes significativas que discutiremos por separado:el transmisor y el circuito receptor.

Circuito Transmisor de Fibra Óptica

Estos son los componentes que necesita para construir un circuito transmisor de fibra óptica de bajo costo:

Batería

• Caso
• Placa jack SK1 de 3,5 mm
• Placa de circuito

Semiconductores

• D1 (LED)
• IC1 (NE555)
• IC2 (1458C)
• Tr1 (BC141)

Condensadores

• C1 (220m 10V opcional)
• C2 (placa de cerámica de 390pF)
• C3 (1u 63V electo)
• C4 (placa de cerámica de 330p)
• C5 (capa de poliéster 4n7)
• C6 (capa de poliéster 3n3)
• C7 (capa de poliéster 470n)

Resistencias (todas de 1/4 de vatio, 5 %)

• R1 (47R)
• R2 (4k7)
• R3 (47k)
• R4 (10k)
• R5 (10k)
• R6 (10k)
• R7 (100k)
• R8 (100k)

Dado que su IC1 es NE555, debe esperar una eficiencia de rendimiento decente. Además, puede controlar la frecuencia uniendo la señal de entrada al pin 5 del IC.

Y el pin se conecta con el divisor de voltaje. Dicho esto, debe configurar su divisor de voltaje para generar los límites de conmutación de 2/3 V+ y 1/3 V+ para el NE555.

Además, es vital aumentar o disminuir el límite superior. De esa manera, puede aumentar o disminuir el tiempo que tarda C2 en cambiar entre los dos rangos. Dado que el TR1 ofrece la alta corriente de excitación que ilumina idealmente D1 (LED), debe conectarlo como una etapa intermedia de seguidor de emisor.

Además, aparte del IC1 con una corriente decente de 200 mA para el D1, necesita un controlador controlado por separado para su LED. Y esto lo ayudará a obtener su corriente LED preferida de manera precisa y confiable.

Además, coloque el R1 para fijar la corriente del LED, que es de unos 40 mA. Mientras lo hace, tenga en cuenta que el LED solo puede funcionar con el 50 % (20 mA) de la clasificación real. Y esto sucede porque el LED se enciende/apaga a una tasa del 50 %.

Además, puede ajustar el valor R1 cuando sea necesario para aumentar o disminuir la corriente de salida.

Circuito receptor de fibra óptica

Los componentes que necesita para el circuito del receptor y el filtro son:

• Alambre
• Conector D de 25 vías SK1
• Placa de circuito
• Caso

Semiconductores

• TR1, TR2 BC549 (2 unidades)
• D1
• IC1 (4001BE)
• IC2 (1458C)
• IC3 (CA3140E)

Condensadores

• C1 (100m 10V electrolítico)
• C2 (poliéster 2n2)
• C3 (poliéster 2n2)
• C4 (390p cerámica)
• C5 (1m 63V electrolítico)
• C6 (poliéster 3n3)
• C7 (poliéster 4n7)
• C8 (cerámica de 330pF)
• C9 (poliéster 3n3)
• C10 (poliéster 4n7)

Resistencias

• R1 (22k)
• R2 (2M2)
• R3 (10k)
• R4 (470R)
• R5 (1M2)
• R6 (4k7)
• R7 (22k)
• R8 (47k)
• R9 (47k)
• R10 – R15 10k (6 de descuento)

El receptor de fibra óptica está encima del filtro. Y es la salida del receptor la que se conecta con la entrada del circuito del filtro.

El D1 crea el diodo detector. Y funciona en la configuración de polarización inversa. En consecuencia, la resistencia a las fugas forma un efecto LDR.

R1, por otro lado, se comporta como una resistencia de carga. Además, el C2 forma el vínculo entre dos puntos:la etapa del detector y el amplificador de entrada. Como resultado, habrá una red conectada capacitivamente de dos etapas. Y las dos ubicaciones funcionarán simultáneamente en el modo de emisor común.

Es posible empujar el multivibrador monoestable, si proporciona una oscilación de voltaje de entrada alta y eficiente en el semiconductor (TR2).

Y permitirá una ganancia de voltaje general superior (> 80dB). La etapa del filtro se construye alrededor de 1458C (a/b). Además, son 18 dB por octava (2/3 ^rd orden) sistema de filtro con detalles comúnmente utilizados en circuitos transmisores.

Pros de la Fibra Óptica

• Puede sumergir la fibra óptica en agua
• Puede soportar altas capacidades de ancho de banda
• Los cables son livianos, delgados y fuertes
• No necesita un refuerzo de señal para permitir que la luz viaje más lejos
• La fibra óptica no necesita mantenimiento ni sustitución frecuentes
• Menos propenso a interferencias electromagnéticas

Desventajas de la Fibra Óptica

• Es bastante caro
• La instalación requiere mucha mano de obra
• Los cables son frágiles
• Las fibras de vidrio necesitan más protección

Palabras finales

El circuito de fibra juega un papel vital en la fibra óptica en su conjunto. Y la mayoría de la gente prefiere los cables de fibra óptica a los cables de cobre. Y no sorprende teniendo en cuenta que el primero tiene beneficios como alta velocidad de transmisión, ancho de banda, etc. Además, funcionan perfectamente para redes de datos de alto rendimiento y larga distancia.

¿Qué opinas del circuito de fibra? ¿Tienes dudas o sugerencias sobre el tema? No dude en comunicarse con nosotros.