Métodos de Fabricación de laFibra Óptica

CARRERA: Ing. en Telecomunicaciones

MATERIA: Fibra Óptica

ALUMNOS: Mayde IbañezOmar MedranoJoheván Asbún

DOCENTE: Ing. Félix Pinto

Fecha: 4/11/10

FABRICACION DE FIBRA OPTICA

MATERIALES USADOS POR LA FIBRA OPTICA

El material utilizado principalmente para la fabricación de las fibras ópticas es el Dióxido de Silicio, Cuarzo o Sílice.

Durante el proceso de fabricación se incorporan al dióxido de silicio los aditivos de dopado utilizados para modificar el valor de los índices de refracción del núcleo y del revestimiento de la fibra óptica.El Dióxido de Silicio en el núcleo de la fibra óptica esta dopado con aditivos de boro y flúor para aumentar el valor del índice de refracción.

En el revestimiento de la fibra óptica el dióxido de silicio esta dopado con aditivos de germanio y fosforo para disminuir el valor del índice de refracción. Para la fabricación de las fibras ópticas se requieren materiales de muy alta transparencia óptica por lo que el Dióxido de Silicio utilizado se ha de obtener en un estado purísimo.

La utilización del dióxido de silicio se fundamenta en la propiedad de su obtención mediante un proceso químico de deposición, que garantiza su alto grado de pureza.

En este proceso se obtiene el dióxido de silicio, tras pasar por una fase gaseosa en el que se añaden los aditivos de dopado, lo que garantiza una mezcla homogénea del dióxido de silicio y de los aditivos de dopado.

El cuarzo o la arena de sílice obtenibles por medios naturales no son validos como dióxido de silicio para ser utilizado en la fabricación de fibras ópticas. El proceso consiste en obtener inicialmente el tetracloruro de silicio a partir del cuarzo, mediante su reducción con carbón y posterior transformación con cloro.

A continuación y tras de una destilación fraccionada, se obtiene en forma ultra pura el tetracloruro de silicio, mientras que los cloruros metálicos quedan ene l proceso de destilación. El paso siguiente es un proceso químico de deposición del tetracloruro de silicio para obtener el dióxido de silicio puro que es la materia prima necesaria para la fabricación de las fibras ópticas.

Existen varios materiales que pueden ser utilizados en la fabricación de la fibra, pero solo algunos de ellos tienen las siguientes características especiales requeridas por la fibra.

1. El material debe permitirnos fabricar fibras, delgadas, flexibles y largas.2. El material debe ser transparente a una longitud de onda particular para poder guiar la luz de

manera eficiente.3. Compatibilidad física de los materiales que tengan pequeñas diferencias de índice refractivo

para el núcleo y el cladding.4. Finalmente, debe de ser un material que sea abundante y barato

Dos de los materiales que cumplen con estos requisitos son el plástico y el vidrio.

TIPOS DE FIBRAS 1. Fibra de Vidrio

La mayoría de los vidrios transparentes ópticos con el cual están fabricadas las fibras están compuestos por los óxidos de vidrio. El más popular es la sílica (SiO2). Un vidrio compuesto de silica pura conocido como vidrio de sílice, ó sílice vítrea. El vidrio es fabricado por la fusión o mixtura de óxidos de metal, sulfuros o seleniuros.

Algunas de sus propiedades buscadas son su resistencia a la deformación por altas temperaturas, buena durabilidad química, y alta transparencia tanto en la región visible como infrarroja que son de interés en los sistemas ópticos. Para producir dos materiales diferentes y con pequeñas diferencias de índices de refracción entre el núcleo y la corteza, el flúor u otros óxidos son comúnmente agregados al silicio. Estos dopantes lo podemos clasificar en dos grupos básicos:

Dopantes que incrementan el IOR, y dopantes, que disminuyen el IOR.Por ejemplo, el B2O3 y los dopantes de flúor que hacen decrecer el IOR, mientras que el GeO2, P2O5 incrementarán el IOR de un material tal como mostramos en la figura.

La siguiente lista nos muestra algunos dopantes que se usan para fabricar el núcleo y el cladding de varias fibras.

Core Cladding SiO 2 B 2 O 3 -SiO 2 GeO 2 -SiO 2 SiO 2 P 2 O 5 -SiO 2 SiO 2

2. Fibras de vidrios Halide

El segundo tipo de vidrio usado es del tipo halide. Se ha encontrado que el vidrio de fluoruro tiene perdidas de transmisión extremadamente baja para longitudes de onda que van en el rango de 0.2 a 0.8 μm. Los vidrios de fluoruros pertenecen a la familia general de los vidrios halide que forman el grupo VII de la tabla periódica, y que empiezan con el Fluoruro, cloro, bromo y Yodo. El material en

el que los investigadores se han concentrado es el vidrio de metal pesado de fluoruro, que usa ZrF4 (Fluoruro de Zirconio) como su mayor componente. Algunos otros constituyentes necesitan ser adicionados para lograr que el vidrio tenga una moderada resistencia a la cristalización.

La mezcla de zirconio, bario, lantano, sodio y aluminio, este tipo de vidrio (también conocido como 'ZBLAN') es cientos de veces más transparente que el vidrio de sílice, fue descubierto accidentalmente por POULAIN y LUCAS en la Universidad de Rennes en Francia. ZBLAN es el material que forma el núcleo de la fibra de vidrio para lograr en el vidrio un índice refractivo bajo, remplazando parcialmente el ZrF4 por el HaF4 se obtiene el cladding de ZHBLAN. Teóricamente, la mínima atenuación de este material está estimada en 0.001 dB/Km.

Desafortunadamente, las fibras de vidrio de fluoruro son muy difíciles de producir en la Tierra. Los fundidos tienden a cristalizar antes de que se forme el vidrio. La razón es que la gravedad produce la convección o mezcla en el fundido. En efecto, la gravedad la 'remueve', y, en un proceso conocido como dilución de corte, el fundido se vuelve más fluido. En los fundidos que son más fluidos, como esos removidos por la gravedad, los átomos se mueven más rápidamente, por lo que pueden disponerse en arreglos más geométricos más rápidamente. En fundidos más espesos y viscosos, los átomos se mueven más lentamente. Es más difícil que se formen patrones regulares. Es más probable que el fundido forme un vidrio. De aquí que teóricamente en una microgravedad, los fundidos deberían de ser más viscosos de lo que lo son en la Tierra.

3. Fibra de Vidrios Chalcogenide (Calcogenuros)

Además de permitir la creación de amplificadores ópticos, las propiedades no lineales de las fibras de vidrios pueden ser explotadas para otras aplicaciones, tales como la fabricación de switches ópticos y el láser de fibra. Los vidrios del tipo Chalcogenides pueden ser usados satisfactoriamente en estas aplicaciones debido a que su alta no linealidad. Las fibras de vidrios Chalcogenides, contienen Arsenio, Germanio, Fósforo, Sulfuro, Selenio o Telurio.

Los vidrios chalcogenides están basados en los elementos calcogenuros con base S, Se y Te y la adición de otros elementos tales como el Ge, St y Sb que conducen a la formación de vidrios estables. Asimismo se pueden agregar componentes Halides conduciendo a la formación de vidrios Chalcohalides.

4. Fibra Óptica de Plástico

Como mencionamos antes, el plástico es algunas veces usado en lugar de la fibra óptica de vidrio. Las fibras de plásticos han sido usados tradicionalmente en espacios de distancias cortas (hasta 100 metros) y donde no se requiere resistencias físicas: Por ejemplo, pueden ser utilizados en aplicaciones médicas y para la fabricación de algunos sensores donde solo se requieren longitudes cortas de fibra. En adición, la flexibilidad mecánica del plástico permite a estas fibras tener núcleos amplios. Este factor permite su uso por lo barato, y hace atractivos estos tipos de sistemas. Los siguientes son algunos ejemplos de los componentes usados en las fibras de plástico:

Núcleo polysterene / cladding methyl methacrylate. Núcleo polymethyl methacrylate /cladding copolymer.

Comparando las fibras de plásticos a su contraparte el vidrio, el espectro de transmisión es similar. Las POF son más livianas y bajas en costo. Sin embargo las POF son menos usadas debido a su alta

atenuación en comparación a las de vidrio. Otra limitación es que el plástico está limitado a un determinado rango de temperatura.

La fibra óptica de Plástico cuya abreviatura es POF, típicamente usa núcleo de Polimetilmetacrilato PMM de gran pureza con un recubrimiento de polímeros fluorados como cubierta. Son de gran diámetro, 96% de su sección está conformada por el núcleo que permite la transmisión de la luz.

PROCESO DE FABRICACION DE LA FIBRA OPTICA.

A continuación se describirán los tres procesos más empleados en la fabricación de la preforma de la Fibra Óptica. La preforma es el cilindro macizo de dióxido de silicio dopado que sirve como materia prima para la elaboración de la Fibra Óptica. El paso siguiente para la elaboración de las fibras ópticas, tal como las conocemos una vez fabricadas, es la extrusión de la preforma.

FABRICACION DE LA PREFORMALos cuatro procesos más utilizados para fabricar la preforma son los siguientes:

M.C.V.D. Modified Cheminal Vapor Deposition:

Este método fue desarrollado inicialmente por Corning Glass y modificado posteriormente por los Laboratorios de Bell Telephone para su uso industrial. Para la fabricación de la preforma se parte de un tubo de cuarzo puro, en cuyo interior se deposita una serie de capas concéntricas, constituidas por la mezcla ya descrita anteriormente de dióxido de silicio y aditivos de dopado. Estas capas concéntricas, depositadas internamente, constituirán el núcleo de la fibra óptica. El procedimiento industrial consiste en instalar el tubo de cuarzo, mediante un quemador de oxigeno e hidrogeno, hasta que alcanza una temperatura comprendida entre 1.400 C y 1.600 C.Seguidamente, el torno comienza a girar y el quemador se desplaza longitudinalmente a lo largo del eje del tubo. Por un extremo del mismo se introducen los aditivos de dopado que se van a necesitar mezclados con la cantidad exacta de oxigeno. Este es el paso fundamental del proceso pues de la proporción de los aditivos de dopado introducidos dependerá el perfil final del índice de refracción del núcleo de la fibra óptica.

Durante la oxidación, se produce la mezcla homogénea del dióxido de silicio con los aditivos de dopado depositándose en la cara interior del tubo de cuarzo en forma de capas concéntricas sucesivas pasadas en ambos sentidos del quemador, a la vez que el torno continuo girando, garantizan la deposición de las sucesivas capas concéntricas. De esta forma se conforma el perfil deseado con los valores de los índices de refracción prefijados para el núcleo de la fibra óptica. Este paso del proceso recibe el nombre de Sintetización del núcleo de la Fibra Óptica.

Todo el proceso se realiza en fábrica de forma totalmente automática, bajo la supervisión de un ordenador, con lo que en la práctica se limita a la introducción en el ordenador de los parámetros de diseño deseados. El último paso del proceso consiste, una vez realizada la operación de deposición, en la operación de colapsado.

En esta última, el tubo de cuarzo con el dióxido de silicio en su interior convenientemente dopado, se convierte en el cilindro macizo que constituye la preforma. Esta operación se realiza mediante varias pasadas consecutivas del quemador a una temperatura comprendida entre 1.700 C y 1.800 C.Esta temperatura garantiza el reblandecimiento del Cuarzo con lo que tubo se colapsa y se convierte en el cilindro macizo que constituye la preforma. Las dimensiones geométricas de la

preforma son una longitud útil de aproximadamente un metro con un diámetro exterior de un centímetro.

En la siguiente figura se esquematiza el método y se indican los materiales de aportación y aditivos de dopado que intervienen en el proceso.

O.V.P.O. Proceso de oxidación externa en fase vapor:

Consiste en pasar los compuestos en fase vapor a través de una llama generada por una reacción O-H, de esa forma los vapores se hidrolizan en la llama y se van depositando sobre un tubo fino y frio, el tubo va girando constantemente y se va depositando la película por capas, el espesor de estas capas se puede regular mediante la velocidad de deposición y la velocidad de giro. Como ya hemos dicho cambiando el tipo de gases va cambiando la película pudiendo formarse el perfil deseado (figura 4.5 a).

Una vez depositado el material (se deposita un espesor de varios cm) este queda en forma de masa porosa, de ella tiene que extraerse el tubo interno que sirvió como base de deposición y posteriormente hay que cristalizar el cilindro hueco para eliminar la porosidad y por tanto el aire que pueda contener (figura 4.5 b). Finalmente se pasa a través de un segundo horno donde ya se estira para conseguir la fibra cerrando el hueco interno y dejando la fibra en su estado final (figura 4.5 c).

Figura 4.5: Esquema del proceso de oxidación externo en fase vapor (OVPO)

(a) Deposición del material(b) Eliminación de la porosidad;(c) Estirado de la fibra.

Los problemas que plantea esta técnica son varios, el primero es que la eliminación del agua no es total y quedan trazas que contribuyen a la atenuación, ésta puede eliminarse si el proceso de compactado se realiza en presencia de Cl que elimina mejor el agua. El segundo de los problemas es que queda una depresión en el índice de refracción en el centro de la fibra al eliminar el agujero central, también la eliminación del tubo interno genera microfracturas que posteriormente actuaran en favor de la dispersión

V.A.D. Vapor Axial Deposition.

Este método está basado en un técnica desarrollada por N.T.T. Nippon Telephone and Telegraph y es la empleada por las compañías japonesas fabricantes de fibra óptica. Las materias primas empleadas son las mismas que en la técnica M.C.V.D. y la diferencia entre ambas técnicas radica en que, mientras en la técnica M.C.V.D. tan solo se depositaba el núcleo de la fibra óptica, en la técnica V.A.D. se deposita tanto el núcleo de la fibra como su revestimiento.

Para la fabricación de la preforma se parte de un cilindro de vidrio auxiliar que servirá de soporte para iniciar la operación.

Los materiales se van depositando ordenadamente a partir del extremo del cilindro auxiliar con lo que la “preforma porosa” va creciendo axialmente sobre dicho cilindro auxiliar. Dado que en esta técnica se deposita tanto el núcleo de la fibra óptica como su revestimiento u operación de síntesis del núcleo y del revestimiento, debe de cuidarse que en la zona de deposición axial o núcleo se deposite comparativamente más dióxido de germanio que en la periferia, lo que se realiza como en los otros métodos mediante la introducción en el ordenador de los parámetros de diseño pertinentes.

La preforma porosa, conforme su tasa de crecimiento, va siendo desprendida del cilindro auxiliar de vidrio. Con este método se puede obtener preformas en forma de varillas comparativamente más largas que con el proceso anteriormente descrito.

El último paso consiste en la operación de colapsado, en la cual la preforma porosa es sometida a un temperatura comprendida entre 1.500 C y 1.700 C que garantiza el reblandecimiento del Cuarzo. La preforma porosa, hueca en su interior, se colapsa convirtiéndose en el cilindro macizo y transparente que constituye la preforma.

Este proceso presenta las ventajas frente al M.C.V.D. de que permite obtener preformas con mayor diámetro y mayor longitud a la par que precisa un menor aporte energético. Su inconveniente es la mayor sofisticación tecnológica en los equipos necesarios para su realización. En la siguiente figura se esquematiza el método y se indican los materiales de aportación y aditivos de dopado que intervienen en el proceso.

O.V.D. Outside Vapor Deposition.

Este método fue desarrollado por Corning Glass Works y para la fabricación de la preforma se parte de una varilla de substrato de cerámica.

Los cloruros vaporosos se introducen en la llama del quemador y la llama caldea radialmente la varilla de substrato de cerámica a la vez que se desplaza longitudinalmente en su misma dirección.

De esta forma se aplican centenares de capas, comenzando inicialmente con el núcleo para finalizar con el revestimiento.

La preforma porosa, conforme la tasa de crecimiento de la misma, va siendo desprendida de la varilla de substrato cerámica que le servía de soporte.

A continuación se realiza el proceso de síntesis de la proforma, desglosable en los procesos de secado de la misma con cloro gaseoso y posterior colapsado de la preforma de forma totalmente análoga a los realizados con la técnica V.A.D.

Se logra de esta forma sintetizar el núcleo y el revestimiento de la fibra óptica.La tasa de deposición en ambas técnicas resulta muy ventajosa pues aumenta con el crecimiento progresivo debido al incremento de la superficie del substrato.

Las tasas de deposición que se alcanzan son del orden de 4,3 g/min, lo que representa una tasa de fabricación de fibra óptica de 5 Km/h una vez eliminadas las pérdidas iniciales en el estirado de la preforma.

Otra ventaja de ambas técnicas consiste en que optimizándose el proceso de secado es posible fabricar fibras de muy baja atenuación y de una gran calidad, porque los perfiles así obtenidos son lisos y sin estructura anular reconocible, motivada por la alta tasa de deposición.

P.C.V.D. Plasma Chemical Vapor Deposition.

Este método, desarrollado por Philips, inicia la oxidación de los cloruros de silicio y germanio obligándoles a pasar por un estado de plasma seguido de un proceso de deposición interior. El proceso se caracteriza por la obtención de perfiles especialmente lisos sin estructura anular reconocible.

Figura 4.8: Sistema de deposición química de vapor activada por plasma (PCVD).

MÉTODO DE FASE LIQUIDA

Aquí el proceso se inicia a partir de obtener los materiales a mezclar en estado lo más puro posible, de hecho ya comercialmente pueden encontrarse productos de alta pureza (1 parte de impurezas en 10 9), gran parte del precio del proceso radica en esta fase. Los materiales típicos son óxidos (SiO2, GeO2, B2O2

y Al2O3) y carbonatos (Na2CO3, K2CO3, CaCO3 y BaCO3), que se descomponen como óxidos en el proceso de fabricación. Todos estos compuestos han sido secados adecuadamente para reducir en lo posible la aparición de iones OH.

Una vez que ya tenemos los materiales en estado puro se trata de obtener una mezcla uniforme y libre de burbujas, se puede conseguir el índice de refracción deseado mediante el intercambio iónico de los componentes durante el proceso de fundido y mezclado. Este proceso se produce a temperaturas entre los 900 y 1300 ºC y se hace en el interior de un recipiente de sílice (cuyo punto de fusión es mucho más elevado).

Los problemas en esta fase vienen dados por:

- La contaminación ambiental que puede incorporase a la mezcla- En ambientes de alta pureza donde se elimine este problema hay incorporaciones de material

del recipiente a la mezcla.

Un ejemplo del método citado puede verse en la figura 4.1. Este último problema puede solucionarse mediante el uso de recipientes de platino, o bien, cambiando el sistema de elevación de temperatura, en lugar de utilizar el calentado mediante hornos se utilizan los sistemas de radiofrecuencia que serán absorbidos (y por lo tanto calentarán) por materiales iónicos, que es el caso de la mezcla mientras que no calentarán el recipiente, de esta forma queda una película de la mezcla sobre el recipiente que aísla la parte líquida del sílice.

Una vez conseguida la mezcla esta se enfría y nos quedan grandes cilindros del material del núcleo de la fibra. Asimismo se hacen cilindros huecos del material que va a ser la envoltura.

Figura 4.1: Sistema de fase líquida para obtención de preformas para fibra óptica.

Estirado de la fibra

El estirado de la fibra es un proceso común para todas las técnicas de fabricación de fibras ópticas y consiste en someter a la preforma en el inferior de un horno tubular abierto a una temperatura de 2.000 GRADOS CENTIGRADOS, que garantiza el reblandecimiento del cuarzo. En este proceso se fija el diámetro exterior de la fibra óptica.

Para mantener éste constante y evitar las variaciones del diámetro de la fibra óptica los factores decisivos son la constancia y uniformidad en la tensión de tracción que origina el estiramiento de la fibra, junto con la ausencia de corrientes de convección en el interior del horno. Otro factor decisivo es la atmosfera del horno en la que se ha de evitar el que impurezas o partículas provenientes del exterior o del propio horno como grafito u oxido de circonio puedan contaminar la superficie reblandecida de la fibra óptica.

En efecto, cualquier cuerpo extraño depositado sobre la superficie caliente de la fibra óptica puede ocasionar microfisuras en su superficie y, por añadidura, la rotura de la fibra óptica. Durante el proceso de estirado también se aplica a la fibra óptica una capa primaria de material sintético de protección que preserva la superficie de las fibras mecánicamente y evita la formación de microcurvaturas.

El material utilizado para esta primera protección es un Polímero que se aplica inicialmente mediante un pre polimerizado viscoso, el cual posibilita las elevadas velocidades de estirado de la fibra óptica, comprendidas entre 1m/s y 3m/s y que crea una capa uniforme, sobre la fibra óptica, totalmente libre de burbujas e impurezas.

El paso siguiente consiste en el endurecimiento de la citada protección para la obtención de la capa definitiva de polímero elástico, que se realiza habitualmente por procesos térmicos. Actualmente se aplican procesos de reacciones químicas mediante el empleo de radiaciones ultravioletas.

La fibra óptica así obtenida en enrollada en tambores y queda dispuesta para sus utilizaciones posteriores, habitualmente la confección de cables ópticos.

En la figura 4.4 se esquematiza el proceso de estirado de la fibra óptica y se indican cada uno de los pasos que conforman el proceso.

Figura 4.3: Método del doble recipiente para procesado de fibra continua

Ventajas

Las ventajas derivadas de la utilización de las fibras ópticas son las siguientes:

Ancho de Banda

Las fibras ópticas presentan anchos de banda desde los 10MHz/Km, pudiendo hasta los 1.500GHz/Km. Los cables ópticos son capaces de presentar una capacidad de transmisión superior en 500 veces a la capacidad de transmisión de sus homónimos coaxiales.

Como ejemplo sirva citar el que se pueden llegar a establecer por una sola fibra óptica hasta 2.600 comunicaciones simultaneas.

La figura 4.5 muestra el comportamiento comparativo de los dos parámetros fundamentales de transmisión (atenuación y ancho de banda) de fibras de diversos tipos, frente a los conductores de cobre coaxiales actualmente utilizados.

Atenuación

Con los bajos valores de atenuación que se consiguen actualmente en las fibras ópticas monomodo del orden de 0,2 a 0,3 dB, se logra aumentar la distancia entre repetidores llegándose a cubrir vanos de hasta 50Km, mientras que en los sistemas de cable coaxial la sección repetidora se sitúa cada 1,2 Km.

Inmunidad Electromagnética.

La fibra óptica está construida con materiales dieléctricos, y por tanto no se ve afectada por los campos electromagnéticos. Es inmune a la radiación electromagnética recibida. No constituye fuente de radiación electromagnética al no emitir radiación alguna, por lo que se convierte en el medio ideal de trasporte cuando nos encontramos en medios con fuertes campos electromagnéticos tales como líneas de transporte de energía de alta tensión o guerra electrónica, por lo que tiene un gran número de aplicaciones en Aviónica militar.

Reducción de Tamaño

La utilización de las fibras ópticas conlleva a una notable reducción del tamaño de los cables, comparativamente hablando, con respecto a capacidades de transporte equivalentes. Como ejemplo, sirva citar el que un cable de 900 Pares de cobre, de 80mm de diámetro, a un cable óptico monofibra de 4mm de diámetro.

Bajo Peso

Como las fibras ópticas pesan menos que los conductores de cobre, representan una ventaja añadida en todas aquellas aplicaciones donde es determinante el peso, como es la industria aeronáutica o espacial.

Inviolabilidad

Es prácticamente imposible acceder a la información que se propaga por una fibra óptica sin afectar a los niveles de potencia lumínica, y por tanto a la transmisión, lo que garantiza una gran seguridad en la transmisión de la información. Aislamiento Eléctrico

Al estar construidas con elementos dieléctricos pueden ser usadas en ambientes peligrosos y donde su característica dieléctrica garantiza un comportamiento eléctrico aislante al no existir la posibilidad de generación o de propagación de carga eléctrica alguna que pueda generar chispas eléctricas.

Rentabilidad

Desde el punto de vista de los costes, económicamente hablando, la fibra óptica es especialmente más rentable en la red interurbana frente a los cables coaxiales al presentar un menor coste por sección la fibra óptica con respecto al cable coaxial.

Este factor, añadido a que las secciones de regeneración son mayores en las redes de fibra óptica que en las redes de cables coaxiales, provoca una nueva reducción en los costes al eliminar una gran parte de los regeneradores intermedios necesarios en los equipos de línea de los cables coaxiales.

Respecto a los costes de tendido y mantenimiento de ambas redes, estos son prácticamente iguales. Se llega a dar el caso, en los tendidos aéreos con cables autosoportados, de que los costes de los mismos son netamente inferiores a los de sus homónimos de cobre.

Otra ventaja añadida a la utilización de las fibras ópticas, frente al conductor coaxial, la constituye la posibilidad que las mismas ofrecen de migrar en el futuro a unas mayores velocidades de transmisión por ser capaz el medio de soportarlas con el consiguiente aumento en la rentabilidad de la red.

Todos estos factores son determinantes en la mayor rentabilidad de la redes de fibra óptica frente a las redes de cable coaxial y se resumen en la figura 4.6 en la que se muestran comparativamente, en una escala del 1 al 10, los costes relativos para una red interurbana de fibra óptica frente a una red interurbana de cable coaxial, con una velocidad de transmisión en ambas redes de 565 Mbps

En los costes unitarios se encuentran incluidos los costes totales de los equipos de transmisión respectivos para cada técnica.

En la figura se aprecia claramente la neta rentabilidad derivada de la utilización de la tecnología de las fibras ópticas frente a la utilización del cable coaxial.

En el caso de las redes urbanas, en las que los conductores de cobre utilizados son cables coaxiales o cable de pares de cobre capaces de velocidades de hasta 2Mbps, la utilización de la fibra óptica sigue siendo rentable frente al cable de pares de cobre.

Esto es claramente observable en la figura4.7 en la que se compara un sistema de fibra óptica de 8Mbps frente a un sistema PCM-30, utilizándose para ambos sistemas las canalizaciones ya existentes.

Este es un caso típico de redes urbanas en las que uno de los factores determinantes, que encarece enormemente el coste de las mismas, es la realización de las canalizaciones.

En la figura siguiente 4.7 se observa claramente el alto coste comparativo de realización de la obra civil, así como el incremento de los costes del sistema de 8Mbps derivados del tendido de la fibra óptica por canalizaciones mal conservadas, frente al coste del mismo sistema, cuando se utiliza para el mismo tendido canalizaciones de reciente construcción o en perfecto estado.

Todos estos costes adicionales de realización de nuevas canalizaciones o de utilización para el tendido de los cables de canalizaciones ya existentes son los que obligan, en aras de una mayor rentabilidad de los enlaces cuando se realizan ampliaciones, a agotar primero las capacidades libres de los cables coaxiales o de pares ya existentes.

Una vez agotada esta vía se realizan nuevos tendidos, que, de realizarse, debieran llevarse a la práctica preferentemente con cables de fibras ópticas.

Desventajas

Las desventajas derivadas de la fibra son las siguientes:

Temperatura

Las fibras ópticas pueden ser utilizadas con garantías en el rango de temperaturas de -10 grados centígrados hasta +50 grados centígrados.

Tecnología

La alta tecnología usada tanto para los equipos de montaje, instalación y comprobación de líneas y tendido de fibra óptica, así como la sofisticación de los mismos, hace que estos equipos tengan un coste elevado, factor que sumado a la inercia en la aplicación de los equipos convencionales de cobre totalmente implantados, logra el que muchas empresas por desconocimiento de la tecnología y métodos de trabajo de las fibras ópticas, no se planteen abordad el salto a esta tecnología.

Coste de los equipos

El coste de los equipos de línea para fibra óptica es superior al de sus homónimos de cobre o coaxial, si bien este coste inicial superior se ve compensado por la mayor sección de regeneración que presentan los equipos de transmisión óptica frente a los convencionales de cobre, y por tanto con la necesidad de una menor cantidad de equipos por enlace, lo que se traduce, como ya vimos, en una mayor rentabilidad de los equipos de comunicaciones.

No obstante, y a pesar de su rentabilidad, el mayor coste unitario de los equipos de línea ópticos sigue siendo una razón que motiva, cuando no imperan los criterios técnicos, la implantación de los tradicionales equipos de línea en cobres (pares o coaxiales).