guia 7 NOCIONES DE TELECOMUNICACIONES

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA”
CENTRO DE RECURSOS NATURALES, INDUSTRIA Y BIODIVERSIDAD
REGIONAL CHOCO
SEDE INDUSTRIAL Y DE LA CONSTRUCCION

ESTRUCTURA CURRICULAR: Instalación de Redes de Computadores 2640 Horas
MODULO DE FORMACION: Implementación de la Estructura de la Red 640 horas
UNIDAD DE PARENDIZAJE: Instalación de cableado estructurado 200 horas
Actividad de E-A-E: Realizar el montaje del cableado, conectorizar los centros de cableado y efectuar las pruebas de conectividad 70 HORAS
GUIA DE APRENDIZAJE
ACTIVIDAD Nº 6: Nociones de Telecomunicaciones Duración 20 Horas
Queridos aprendices, deben de realizar todas las actividades propuestas para apropiarse del programa de formación y sus resultados de aprendizaje, así, como el camino a recorrer.

1. Elaborar un documento sobre: Óptica, La luz, Naturaleza, dualidad, onda, partícula crepuscular y ondulatoria, propagación, índice de refracción y camino óptico, reflexión ley de SNELL y Dispersión de la luz.
2. Realizar un análisis escrito sobre : La luz láser, propiedades, Generación de luz láser, tipo de láser, usos.
3. Elaborar un resumen sobre: Fibra óptica, monomodo, multimodo, manipulación, conectividad, sistemas de backbone, repetidores.
4. Practica sobre instrumentos de medición.

Referencias Bibliograficas: Interference.mht, Biblioteca virtual E libro, Ley de Snell - Wikipedia, la enciclopedia libre.mht.




Queridos aprendices, recuerda que las evidencias deben anexarla en sus respectivos blog.






El término láser proviene del inglés laser (pronunciado léiser), acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation , que en español significa “Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación”.El láser es un elemento muy útil para la vida actual, hay láseres que realizan muchas tareas distintas, desde medicina hasta trabajos industriales.
Qué es un láser
Un láser es un aparato (o dispositivo) que produce un tipo muy especial de luz. Podemos imaginárnoslo como una súper linterna. Sin embargo, la luz procedente de un láser se diferencia de la de una linterna en cuatro aspectos básicos:
La luz láser es intensa. No obstante, sólo ciertos láseres son potentes. Aunque lo parezca, no se trata de una contradicción. La intensidad es una medida de la potencia por unidad de superficie, e incluso los láseres que emiten sólo algunos milivolts son capaces de producir una elevada intensidad en un rayo de un milímetro de diámetro. En realidad, su intensidad puede ser igual a la de la luz del sol. Cualquier lámpara ordinaria emite una cantidad de luz muy superior a la de un pequeño láser, pero esparcida por toda la sala. Algunos láseres pueden producir muchos miles de vatios continuamente; otros son capaces de producir billones de vatios en un impulso cuya duración es tan sólo la mil millonésima parte de un segundo.
Los haces láser son estrechos y no se dispersan como los demás haces de luz. Esta cualidad se denomina direccionalidad. Se sabe que ni la luz de un potente foco logra desplazarse muy lejos: si se enfoca hacia el firmamento, su rayo parece desvanecerse de inmediato. El haz de luz comienza a esparcirse en el memento en que sale del foco, hasta alcanzar tal grado de dispersión que llega a perder su utilidad . Sin embargo, se han logrado reflejar haces láser de pocos vatios de potencia sobre la luna y su luz era todavía lo suficientemente brillante para verla desde la tierra . Uno de los primeros haces láser que se disparó contra la luna en 1962 sólo llego a dispersarse cuatro kilómetros sobre la superficie lunar. ¡No está mal si se considera que se había desplazado cuatrocientos mil kilómetros!
La luz láser es coherente. Esto significa que todas las ondas luminosas procedentes de un láser se acoplan ordenadamente entre sí. Una luz corriente, como la procedente de una bombilla, genera ondas luminosas que comienzan en diferentes momentos y se desplazan en direcciones diversas. Algo parecido a lo que ocurre cuando se arroja un puñado de piedrecillas en un lago. Lo único que se crean son pequeñas salpicaduras y algunas ondulaciones. Ahora bien, si se arrojan las mismas piedrecillas una a una con una frecuencia exactamente regular y justo en el mismo sitio, puede generarse una ola en el agua de mayor magnitud. Así actúa un láser, y esta propiedad especial puede tener diversas utilidades. Dicho de otro modo, una bombilla o un foco son como escopetas de cartuchos, mientras que un láser equivale a una ametralladora.
Los láseres producen luz de un solo color , o para decirlo técnicamente, su luz es monocromática. La luz común contiene todos los colores de la luz visible (es decir, el espectro), que combinados se convierten en blanco. Los haces de luz láser han sido producidos en todos los colores del arco iris (si bien el más común es el rojo), y también en muchos tipos de luz invisible; pero un láser determinado sólo puede emitir única y exclusivamente un solo color . Existen láseres sintonizables que pueden ser ajustados para producir diversos colores , pero incluso éstos no pueden emitir más que un color único en un memento dado. Determinados láseres, pueden emitir varias frecuencias monocromáticas al mismo tiempo , pero no un espectro continuo que contenga todos los colores de la luz visible como pueda hacerlo una bombilla. Además, existen numerosos láseres que proyectan luz invisible, como la infrarroja y la ultravioleta.
Para qué sirven los láseres
La gama de usos de los láseres es sorprendente, hasta el punto de que alcanza una extensión mucho más amplia que la concebida originariamente, por los científicos que diseñaron los primeros modelos (a pesar de que difícilmente lo admitirían), y supera en mucho la visión de los primeros escritores de ciencia-ficción, quienes en la mayoría de los casos sólo supieron ver en él un arma futurista, (aunque tampoco parecen dispuestos a confesar su falta de imaginación). También resulta sorprendente la gran variedad de láseres existentes.
En un extremo de la gama se encuentran los láseres fabricados con minúsculas pastillas semiconductoras, similares a las utilizadas en circuitos electrónicos, con un tamaño no superior al de un grano de sal. Gordon Gould uno de los pioneros en este campo, confesó que le impresionaron cuando fueron presentados. En el extremo opuesto se encuentran los láseres bélicos del tamaño de un edificio, con los que experimenta actualmente el ejército, muy diferentes de las pistolas lanzarrayos que habían imaginado los escritores de ciencia-ficción.
Las tareas desempeñadas por los láseres van de lo mundano a lo esotérico si bien comparten un elemento común: son difíciles o totalmente imposibles con cualquier otro instrumento. Los Láseres son unos aparatos relativamente caros y, por lo general, sólo se utilizan por su propiedad de suministrar la forma y la cantidad de energía requeridas en el lugar deseado.
Charles H. Townes, uno de los inventores del láser y ganador del Premio Nóbel, ha dicho que, en su opinión, el láser abarcará una gama muy amplia de campos y logrará hacerlo prácticamente todo.
A pesar de muchos mitos y creencias acerca del uso del laser en los termómetros infrarrojos, el laser usado en los termómetros infrarrojos funciona sólo como una mira, una indicación visible del centro de un área a la cual se esta apuntando el termómetro, no hace ninguna otra función, no participa de ninguna forma en la medición de la temperatura ni tampoco en la emisión o recepción de la radiación de energía infrarroja como mencionamos, solo es una mira. Lo anterior se puede comprobar apagando el laser del termómetro e inclusive adquiriendo un termómetro infrarrojo que no tenga la función de mira laser y podemos medir la temperatura de igual forma.


Tipos de láser
En grandes rasgos, los láser pueden clasificarse en dos categorías de emisión:- Onda continua: Emiten de modo continuo con una potencia constante- Pulsados: La emisión es en picos breves de máxima energía. Los láseres Q-swiched producen pulsos muy cortos de muy elevada energía.Según el medio láser empleado existen diferentes aparatos de características técnicas específicas y diferentes aplicaciones:LÁSER DE CO2-Longitud de onda: 10600 nm (infrarrojo).-Cromóforo: agua intracelular y extracelular.-Puede ser usado en:- Onda continua: Usado de forma focalizada, como un instrumento de corte quirúrgico, o desfocalizado, con efecto vaporizador para tratar múltiples lesiones tumorales cutáneas benignas y malignas y tatuajes, permitiendo intervenciones con poca hemorragia. En un 1-4 % puede producir cicatrices hipertróficas.- Pulsado: Uso cosmético por su efecto ablativo para rejuvenecimiento cutáneo.-Sus efectos secundarios implican un tiempo de reepitelización de 6-8 semanas, con edema, eritema y trastornos de la pigmentación transitorios.LÁSER ERBIO:YAG-Siglas de YAG: Itrio-Aluminio-Garnet.-Longitud de onda: 2940 nm (infrarrojo).-Cromóforo: agua intracelular y extracelular.-Presenta las mismas indicaciones que el láser de CO2, aunque profundiza 10 veces menos en la piel y por tanto implica un tratamiento menos agresivo, con un menor tiempo de recuperación. Actualmente pueden combinarse ambos láser (de CO2 y erbio:Yag).LÁSER ND:YAG-Siglas: Neodinio: Itrio-Aluminio-Garnet.-Longitud de onda: 1060 nm (infrarrojo) y 1320 nm.-Cromóforo: agua intracelular y extracelular.-Diferentes modos:- Onda continua: Produce menor daño en dermis que el láser de CO2, por lo que se usa en cosmética para el rejuvenecimiento cutáneo.- Pulso largo (vasculight): Uso sobre todo para lesiones vasculares. Al tener una longitud de onda más larga que los de colorante pulsado, tiene mayor poder de penetración y por tanto alcanza vasos de mayor calibre y más profundos.- Q-Switched: Usado para eliminar pigmentos profundos y tatuajes así como en depilación, donde necesita un material exógeno que se deposite en el folículo y que sea el que absorba la energía del láser, puesto que la absorción de la melanina se aleja de su longitud de onda.-No produce apenas trastornos de la pigmentación, pero sí puede inducir un oscurecimiento irreversible del pigmento en algunos tatuajes.LÁSER DE ARGÓN-Longitud de onda: Dos picos de emisión en onda continúa de 488 y 514 nm.-Cromóforo: hemoglobina.-Primer láser usado para el tratamiento de lesiones vasculares. Ya no se usa, salvo casos muy concretos, por el alto porcentaje de formación de cicatrices hipertróficas, atrofia y trastornos de la pigmentación.DYE LÁSER O DE COLORANTE PULSADO-Longitud de onda variable según el colorante usado. Las más frecuentes oscilan entre los 577 (hoy en desuso) y 585 nm en emisión de onda continua.-Cromóforo: hemoglobina. Son los más usados para el tratamiento de las lesiones vasculares.-El láser de colorante pulsado de 510 nm es útil para el tratamiento de las lesiones pigmentadas epidérmicas y para el pigmento rojo y amarillo de los tatuajes.-Efectos secundarios: formación de púrpura (presencia de sangre extravasada en la piel, a modo de pequeños puntos violáceos que no desaparecen al ejercer presión sobre la piel), edema (hinchazón) y conversión del pigmento rojo a negro por oxidación del metal utilizado en los tatuajes.LÁSER KTP-PULSADO-Láser de fosfato de titanio y potasio.-Longitud de onda: 532 nm.-Cromóforo: hemoglobina.LÁSER DE ALEJANDRITALa alejandrita es el nombre común del cromo dopado con crisoberilio.-Longitud de onda: 755 nm (situada en el intervalo de luz visible cercano al infrarrojo).-Cromóforo: melanina.-Diferentes modos de emisión:- Pulso largo: Uso para depilación. La absorción de su longitud de onda por la melanina es menor que la del rubí, pero penetra más profundamente y se absorbe menos por la melanina epidérmica, por lo que las posibles complicaciones derivadas del daño superficial epidérmico son menores.- Q- Switched: indicado para el tratamiento de lesiones pigmentadas benignas y de tatuajes (todos los colores excepto el rojo).-Efecto secundario principal: hipopigmentación transitoria que aparece en casi el 50% de los casos.LÁSER DE RUBÍ-Longitud de onda: 694 nm (emisión como luz roja).-Cromóforo: hemoglobina.-Diferentes modos de emisión:- Pulso largo: Uso en depilación por el daño selectivo sobre la melanina del folículo pilosebáceo.- Q-Switched: Uso para lesiones pigmentadas y tatuajes.-Efecto secundario principal: alteraciones de la pigmentación, tanto por hipopigmentación (45 %) como por hiperpigmentación (5 %).LÁSER DE DIODO-Longitud de onda: 800 nm.-Cromóforo: hemoglobina.-Uso en depilación, con gran profundidad de penetración.
Fibra óptica
(Redirigido desde Cable de fibra óptica)
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Fibra Óptica.
La fibra óptica es un conductor de ondas en forma de filamento, generalmente de vidrio, aunque también puede ser de materiales plásticos. La fibra óptica es capaz de dirigir la luz a lo largo de su longitud usando la reflexión total interna. Normalmente la luz es emitida por un láser o un LED.
Las fibras son ampliamente utilizadas en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a gran velocidad, mayor que las comunicaciones de radio y cable. También se utilizan para redes locales. Son el medio de transmisión inmune a las interferencias por excelencia. Tienen un costo elevado.
Tabla de contenidos
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1 Historia
2 Aplicaciones
2.1 Comunicaciones con fibra óptica
2.2 Sensores de fibra óptica
2.3 Más usos de la fibra óptica
3 Características
3.1 Funcionamiento
3.2 Ventajas
3.3 Desventajas
4 Tipos
4.1 Fibra multimodo
4.2 Fibra monomodo
5 Componentes de la fibra óptica
5.1 Tipos de conectores
5.2 Emisores del haz de luz
5.3 Conversores Luz-Corriente eléctrica
6 Cables de fibra óptica
7 Conectores
8 Véase también
9 Referencias
10 Enlaces externos
Historia [editar]
Como resultado de estudios en física enfocados de la óptica, se descubrió un nuevo empleo para la luz llamado rayo láser. Este ultimo es usado con mayor vigor en el área de las telecomunicaciones debido a lo factible que es enviar mensajes con altas velocidades y con una amplia cobertura. Sin embargo, no existía un conducto para hacer viajar los fotones originados por el láser.
La posibilidad de controlar un rayo de luz, dirigirlo hacia una trayectoria recta se conoce desde hace mucho tiempo. El físico irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía viajar dentro de un material (agua), curvándose por reflexión interna y en 1870 desmostró sus estudios a los miembros de la Royal Society. Este principio fue utilizado en su época para iluminar corrientes del agua en fuentes públicas. Más tarde J.L. Baird registró patentes que describían la utilización de bastones sólidos de vidrio en la trasmisión de luz, para su empleo en un primitivo sistema de televisión de colores.
El gran problema, sin embargo, es que las técnicas y los materiales usados no permitían la trasmisión de luz con buen rendimiento. Las pérdidas eran tan grandes y no habían dispositivos de acoplamiento óptico.
Solamente en 1950 las fibras ópticas comenzaron a interesar a los investigadores, con muchas aplicaciones prácticas que estaban siendo desarrolladas. En 1952, el físico Narinder Singh Kapany, apoyándose en los estudios de John Tyndall, realizó experimentos que condujeron a la invención de la fibra óptica.
Uno de los primeros usos de la fibra óptica fue emplear un haz de fibras para la transmisión de imágenes, que se usó en el endoscopio médico. Usando la fibra óptica, se consiguió un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad de Michigan en 1956. En este invento se usaron unas nuevas fibras forradas con un material de bajo índice de refracción, ya que antes se impregnaban con aceites o ceras.
Charles Kao, en su tesis doctoral de 1956, estimó que las máximas pérdidas que debería tener la fibra óptica, para que resultara práctica en enlaces de comunicaciones, eran de 20 dB/km. En 1970 los investigadores Maurer, Keck, Schultz y Zimar que trabajaban para Corning Glass fabricaron la primera fibra óptica aplicando impurezas de titanio en sílice. Las pérdidas eran de 17 dB/km. Durante esta década las técnicas de fabricación se mejoraron, consiguiendo pérdidas de tan solo 0,5 dB/km. Y en 1978 ya se transmitía a 10 Gb km/segundos.
En 1966 un comunicado dirigido a la British Association for the Advancement of Science, los investigadores Charles Kao y G.A. Hockham, de Inglaterra, propusieron el uso de fibras de vidrio y luz, en lugar de electricidad y conductores metálicos, en la trasmisión de mensajes telefónicos. La obtención de tales fibras exigió grandes esfuerzos de los investigadores, ya que las fibras hasta entonces presentaban pérdidas de orden de 100 dB por kilómetro, además de una banda pasante estrecha y una enorme fragilidad mecánica. Mientras tanto, como resultado de los esfuerzos, se hicieron nuevas fibras con atenuación de 20 dB por kilómetro y una banda pasante de 1 GHz para un largo de 1 km, con la perspectiva de sustituir los cables coaxiales. La utilización de fibras de 100 µm de diámetro, envueltas en nylon resistente, permitirían la construcción de hilos tan fuertes que no puedan ser rotos con las manos. Hoy ya existen fibras ópticas con atenuaciones tan pequeñas como de 1 dB por kilómetro, lo que es muchísimo menor a las pérdidas de un cable coaxial.
El 22 de abril de 1977, General Telephone and Electronics envió la primera transmisión telefónica a través de fibra óptica, en 6 Mbit/s, en Long Beach, California.
El amplificador que marcó un antes y un después en el uso de la fibra óptica en conexiones interurbanas, reduciendo el coste de ellas, fue el amplificador óptico inventado por David Payne de la Universidad de Southampton, y por Emmanuel Desurvire en los laboratorios de Bell. A los cuales les fue dada la medalla Benjamin Franklin en 1988.
El primer enlace transoceánico con fibra óptica fue el TAT-8 que comenzó a operar en 1988. Desde entonces se ha empleado fibra óptica en multitud de enlaces transoceánicos o entre ciudades, y paulatinamente se va extendiendo su uso desde las redes troncales de las operadoras hacia los usuarios finales.
Aplicaciones [editar]
Su uso es muy variado, desde comunicaciones digitales, pasando por sensores y llegando a usos decorativos, como árboles de navidad, veladores y otros elementos similares.
Comunicaciones con fibra óptica [editar]
La fibra óptica se emplea como medio de transmisión para las redes de telecomunicaciones, ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio, y algunas veces de los dos tipos. Para usos interurbanos son de vidrio, por la baja atenuación que tienen.
Para las comunicaciones se emplean fibras multimodo y monomodo, usando las multimodo para distancias cortas (hasta 5000 m) y las monomodo para acoplamientos de larga distancia. Debido a que las fibras monomodo son más sensibles a los empalmes, soldaduras y conectores, las fibras y los componentes de éstas son de mayor costo que los de las fibras multimodo.
Sensores de fibra óptica [editar]
Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.
Las fibras ópticas se utilizan como hidrófonos para los sismos o aplicaciones de sónar. Se ha desarrollado sistemas hidrofónicos con más de 100 sensores usando la fibra óptica. Los hidrófonos son usados por la industria de petróleo así como las marinas de guerra de algunos países. La compañía alemana Sennheiser desarrolló un micrófono que trabajaba con un láser y las fibras ópticas.