Cobre ó Fibra Óptica, Un Enfoque de Capacidades y Limitaciones
Autor: Aldo Martin
Una de las principales diferencias entre los dos tipos de materiales es el Ancho de Banda
· El cable de cobre con la capacitancia asociada tiene pérdidas que se incrementan con la frecuencia de la señal transmitida.
· En la Fibra Óptica no tiene impacto la frecuencia de la señal en la mayoría de las aplicaciones asociadas a instalaciones con fibra óptica multimodo.
· La fibra óptica es inmune a la interferencia por ruido. En cambio el cobre puede radiar ruido ó recibir el ruido inducido
· La fibra óptica ofrece excelente inmunidad contra el ruido ó la diafonía
· Los sistemas de transmisión por medio de fibra óptica están aislados eléctricamente en los puntos terminales. Su desempeño es parecido al de un gran aislador de vidrio y no son afectados por los diferenciales de las tierras físicas. La atenuación (pérdida de señal) es considerablemente menor en la fibra óptica que en el cable de cobre por unidad de distancia. · En forma genérica la atenuación típica es entre 0.2 y 0.5 dB por Km. en fibras monomodo y de 2 a 3.5 dB en fibras multimodo.
· Las pérdidas derivadas de la inserción de los conectores de fibra óptica son mucho menores que las de los conectores coaxiales. Los empalmes realizados con equipo de fusión de alta calidad pueden llegar a tener hasta 0.04 dB de pérdida y los empalmes mecánicos en promedio tienen una pérdida de entre 0.5 y 1.0 dB La conectividad de los sistemas de fibra óptica es en la actualidad considerablemente mayor que su contraparte de cobre. Sin embargo los costos tienden a disminuir en forma constante y consistente.
· Los conectores multimodo tienen un precio de alrededor de $ 12.00 dólares y el equipo para su instalación está en el rango de $ 1,200.00 a 3,000.00 dólares, dependiendo del fabricante y el tipo de conector.
· El costo de los empalmes mecánicos oscila entre 20.00 y 50 dólares la pieza y las herramientas asociadas para la instalación varían considerablemente dependiendo del fabricante.
· Las máquinas para realizar empalmes por fusión oscilan en un costo de $ 10,000.00 a $ 100,000.00 dólares dependiendo de las características y capacidades de la empalmadora. La protección requerida en cuanto a sistemas de tierra física se reduce considerablemente ya que los cables de fibra óptica se fabrican libres de componentes metálicos, dependiendo de su uso y aplicación.
· Los costos de los equipos y las interfases para fibra óptica en la actualidad permanecen con precios mayores que los que se utilizan para cobre. Esto se debe parcialmente a la limitada producción de los componentes de fibra óptica debida a la gran capacidad de transmisión. Ésta situación se está revirtiendo en forma acelerada en los últimos tiempos ya que existe la tendencia de llevar las señales mediante cables de fibra óptica hasta el escritorio.
· En la actualidad la consideración principal para instalar fibra óptica es la de llevar señales multiplexadas a grandes distancias. Existen muchas consideraciones cuando se trata de seleccionar el medio adecuado para llevar las señales transmitidas.
· Aplicaciones a largo plazo y gran capacidad, indicarán la preferencia por el uso de fibra óptica, sin importar el inicial costo mayor · Se recomienda solicitar fibras ópticas monomodo en instalaciones multimodo para uso futuro con aplicaciones que demandan gran ancho de banda
· El uso de cobre hasta la terminal es la solución más económica en la actualidad
· Existen en la actualidad algunos sistemas en base a cobre que permiten desempeños que se equiparan a las especificaciones de FDDI (Fiber Distributed Data Interface) en distancias cortas
· La combinación anterior proporcionará un gran desempeño cuando se utiliza en conjunto con sistemas de fibra óptica de gran capacidadad.
· Es interesante mencionar que en muchos países cuyos sistemas de telecomunicación tradicionales basados en cables de cobre han iniciado un proceso de actualización hacia Sistemas de Cableado Basados en Fibra Óptica con los equipos mas modernos disponibles en el mercado.
Cobre vs. Fibra óptica
Características Fibra óptica Cobre Ancho de Banda El ancho de banda en la fibra óptica no depende de la frecuencia (de la señal).Es una función de el tipo de fibra óptica seleccionada y solamente la distancia tiene algún efecto (la fibra monomodo tiene más ancho de banda que la fibra multimodo) Los efectos debidos a la capacitancia (inducción) tienen gran influencia en la eficiencia de los cables de cobre que se someten a transmisión de frecuencias muy altas. Esto limita dramáticamente el Ancho de Banda Inmunidad a las Interferencias La Fibra Óptica ofrece excelente inmunidad contra el ruido inducido, incluyendo la Diafonía y la atenuación así como la interferencia producida por otras fuentes de emisión Los cables de cobre tienen gran afectación debido a la diafonía, el ruido inducido entre los cables y por otras fuentes de emisión de radiaciones electromagnéticasDe igual manera se requiere realizar pruebas de desempeño que contemplen la interferencia entre las mismas señales que son portadas por los diferentes cables que forman un conjunto. Diferenciales en la Tierra Física Los sistemas basados en Fibra Óptica están completamente aislados porque no son afectados por los diferenciales de resistividad potencial en cada punto terminal Los cables de cobre que interconectan diferentes áreas (sites) ó incluso dentro del mismo edificio pueden tener diferentes potenciales de resistividad asociados a los diferentes equipos instalados.Esto puede resultar en un gran problema que represente una inversión muy considerable para estabilizar los potenciales de resistencia ohmica Pérdida por Unidad de Distancia Las fibra ópticas monomodo tienen pérdidas que localizadas en el rango de .2 a .5 dB por Km.La atenuación de las fibras multimodo varía entre 2 y 3.5 dB por Km. La atenuación en los cables de cobre depende de la frecuencia a la que es transmitida la señal. Y son mucho mayores que en los equivalentes en fibra óptica Pérdidas por Conectividad Las pérdidas debidas a empalmes van desde .04 dB aproximadamente (en fusiones de lata calidad) hasta .5 dB para empalmes mecánicos y acoplamientos ópticos Las conexiones de cables de cobre usualmente tienen pérdidas que se reflejan en 10 veces las de la fibra óptica Costos de Conectividad Los conectores de fibra óptica tienen un costo promedio de 12 dólares. Los equipos para instlación de conectores varían entre 1,200 y 3,000 dólares Las conexiones de cobre normalmente son más baratas y fáciles de instalar que las de fibra óptica Empalmes Los empalmes mecánicos varían considerablemente en costo. Los empalmes temporales tienen un costo de 20 dólares y los de instalación permanente pueden llegar hasta 50 dólares cada uno más los costos asociados del equipo para instalarlos.Los Empalmes por fusión tienen un costo inicial muy elevado, derivado de la adquisición de la máquina de empalme (de 20,000 a 70,000 dólares), después de realizar la adquisición del equipo para empalmar el costo de realizar el empalme se reduce considerablemente La realización de empalmes en cables de cobre es una práctica más común y por lo tanto con menor costo ya que además no se requiere equipo especializado para realizarlo Equipo de Prueba El equipo requerido para realizar correctamente las pruebas a la fibra óptica tiene un costo mayor por lo que su correcta utilización es considerablemente más costosaSin embargo las pruebas que se deben de realizar están perfectamente definidas y los alcances de las mismas permiten tener la absoluta seguridad del desempeño de la fibra óptica Los equipos de prueba para cables de cobre son comunes en la industria en la actualidad.Con el desarrollo de los equipos de transmisión de datos a altas velocidades, en la actualidad se requiere un mayor número de pruebas, mismas que hasta la fecha no han sido debidamente establecidas.Lo anterior ocasiona incertidumbre en el desempeño real de los cables de cobre.No se dispone de equipos para realizar en campo pruebas de desempeño que contemplen la interferencia cercana (NEXT) y la producida en forma inducida (FEXT) por los mismos pares Efectos por las Emisiones Electromagnéticas (EMI) y tormentas elécticas Los cables de fibra óptica son fabricados en configuración no metálica.Esta característica beneficia la instalación de los equipos ya que no están sujetos a transmisión de energía eléctrica inducida debida a la electricidad transmitida a través de los cables Se debe de tener mucho cuidado para reducir ó minimizar los efectos derivados de la electricidad inducida por tormentas eléctricas.Las especificaciones particulares para protección en contra de los rayos varían en cada región no solamente por la cantidad de tormentas que puedan presentarse sino por el tipo de suelos y la variación de la resistividad y balanceo de la misma Costos del equipo (interfases) El equipo que transmite señales a través de cable de fibra óptica tiene en la actualidad un costo mayor en comparación a los equipos que transmiten señales electrónicas.Por lo tanto, el equipo para fibra óptica es utilizado en áreas en las que son multiplexadas muchas señales y a su vez enviadas a distancias considerables.Usualmente a nivel de usuario individual la señal se envía por medio de cables de cobre. Esto tiende a cambiar en la medida que se en la actualidad los costos de las interfases han tenido una reducción importante, siendo ésta tendencia en forma contínua. Las interfases de los equipos electrónicos tradicionales y equipos terminales tienen actualmente un costo menor a los similares de fibra óptica.Esto tiende a cambiar en la medida que la tendencia es llevar fibra óptica hasta el escritorio del usuario final