zuntz optiko

Zuntz optiko

Zuntz optikoa argia mutur batetik bestera transmititu dezakeen zuntz malgu bat da, normalean beiraz edo plastikoz eginda dagoena. Telekomunikazioetan distantzia luzeetarako erabiltzen diren zuntzak beti beirazkoak dira: plastikozkoak ordenagailuetan eta distantzia laburreko beste aplikazio batzuetan erabiltzen dira, ordea, horiek atenuazio handiagoa baitute. Argi-iturria gehienetan laser bat edo LED bat izaten da. Zuntz optikoak erabilera zabala aurkitu du telekomunikazioen munduan, metalezko kableekin alderatuz abiadura bitar (bit/s) handiagoa eta distantzia handiagoko transmisioa eskaintzen duelako. Zuntz optikoa metalezko kableen ordez erabiltzen da seinaleek atenuazio txikiagoa jasaten dutelako; gainera, metalezko kableetan ez bezala, interferentzia elektromagnetikoak ez du eraginik zuntz optikoetan. ^[1] Zuntz optikoa beste arlo batzuetan ere erabiltzen da, esate baterako, medikuntza arloan.
Orokorrean, zuntz optikoen nukleoa estaldura batez estalita dago, errefrakzio-indize baxuagoa duena. Argi-izpia nukleotik garraiatzea barne islapen osoa izeneko fenomenoagatik lortzen da, zuntza uhin-gidari dielektriko baten modura jokatuz^[2]. Hedapen-bide edo zeharkako modu bat baino gehiago ahalbidetzen duen zuntz optikoei modu anitzeko zuntz deritze, eta modu bakarra ahalbidetzen duten zuntzei modu bakarreko deritze. Modu anitzeko zuntzen diametroa modu bakarreko zuntzen diametroarekin konparatuz handiagoa izaten da,^[3] eta normalean distantzia laburreko komunikazioetan eta potentzia altua transmititzeko beharra duten loturetan erabili ohi dira. Modu bakarreko zuntz optikoak 1000 m baino gehiagoko loturetan erabiltzen dira.^[4]
Charles Kao-k, bere doktoretza-tesian (1966), komunikazio loturetan erabilgarri izateko, zuntz optikoak gehienez izan zezakeen galera 20 dB/km zela jo zuen. 1970ean Corning Glass Works-enko Maurer, Keck, Schultz eta Zimar ikertzaileek lehenengo zuntza egin zuten, silizioa titanioarekin dopatuz. Galerak 17 dB/km ziren.
1980. urtean, AT&T AEBtako komunikazio erakundeak aurkeztutako proiektu batean, Boston-Washington ibilbidearen arteko hiri guztiak elkarrekin konektatzeko 978km-ko zuntz kablea erabili zuen, 80.000 aho kate eskainiz, telefono deiak gauzatzeko.
Zuntz optikoa erabili zuen lehen lotura transozeanikoa TAT-8 izan zen. 1988an ezarri zenetik, ugariak izan dira zuntz bidez egindako modu horretako loturak, baita hirien artekoak ere, eta poliki-poliki haren erabilera operadoreen enbor sareetatik azken erabiltzaileetaraino hedatuz doa.
Zuntz optikoa uhin-gidari dielektriko bat da, argi ikusgaiaren frekuentzia-tartean lan egiten duena. Zuntza bi atal bereizgarriz osatuta dago: nukleoa eta estaldura. Argia garraiatu ahal izateko, nukleoaren errefrakzio-indizea estaldurarena baino handiagoa izan behar da, barne islapen osoa izeneko fenomenoa gerta dadin.
Errefrakzio-indizea da argiak ingurune bat zeharkatzen duenean honek daukan abiadura neurtzeko modu bat. Argiak hutsetik bidaiatzen duenean haren abiadura maximoz hedatzen da (300.000 kilometro segundoko). Ingurune baten errefrakzio-indizea argiaren abiadura hutsean argia ingurune horretatik hedatzean daukan abiaduraz zatituz kalkulatzen da. Hutsaren errefrakzio-indizeak definizioz 1eko balioa du. Zenbat eta handiagoa ingurune baten errefrakzio-indizea, orduan eta txikiagoa argiaren abiadura ingurune horretatik hedatzean^[5].
Nukleoa eta estaldura banatzen dituen trantsizioaren arabera, bi motatako zuntzak bereizten dira: indize-jauzi zuntz optikoa eta indize gradualeko zuntz optikoa.
Argiak bi ingurune banatzen dituen muga angelu batekin eraso egiten duenean (angelu kritikoa baino handiagoa), argia guztiz islatzen da. Fenomeno honi barne islapen osoa deritzo. Fenomeno hau argia zuntzaren barrualdean mantentzearen oinarria da. Argia zuntzaren nukleotik hedatzen da, nukleoa eta estalkia banatzen dituen mugan talka egiten du eta islatu egiten da. Prozesu hau behin eta berriro gertatzen da hartzaileraino heldu arte.^[6]
Nukleoaren eta estalduraren arteko muga jotzen duen argi-izpiaren angelua angelu kritikoa baino handiagoa izan behar denez, soilik angelu-tarte batekin zuntzaren barrualdera sartzen diren argi-izpiak izango dira gai zuntzetik hedatzeko. Angelu-tarte honi zuntzaren onarpen-kono deritzo. Sarrerako angelu maximo bat dago (zuntzaren simetria-ardatzetik neurtuta), argia zuntzetik hedatzeko gai izan dadin. Angelu maximo honen sinuari sarrera-angeluaren sinu (ingelesez numerical aperture, NA) deritzo. Onarpen-konoaren tamaina zuntzaren nukleoaren eta sarrerako ingurunearen errefrakzio-indizeen arteko aldearen funtzio bat da.
Zuntz optikotik aldi berean hedatu daitezkeen argi-izpi kopuruari zeharkako modu deritze. Honen arabera, bi motatako zuntz optikoak bereizten dira: modu bakarreko zuntza eta modu anitzeko zuntza:
Modu bakarreko zuntz optikotik argi-izpi bat soilik heda daiteke aldi berean. Hau nukleoaren diametroa txikituz lortzen da, 8,3 eta 10 μm arteko diametroa lortu arte. Izpiaren hedapena zuntzaren simetria-ardatzarekiko paraleloa da. Modu anitzeko zuntz optikoarekin konparatuz, distantzia handiagoko loturak (gehienez 400 km, potentzia altuko laser bat erabiliz) eta abiadura altuagoak (10 Gbit/s) lortzea ahalbidetzen ditu.
Modu anitzeko zuntz optikotik argi-izpi bat baino gehiago hedatu daitezke, bakoitzak bide ezberdin bat jarraituz. Hori dela eta, izpi bakoitza une ezberdinean helduko da hartzailera. Modu anitzeko zuntz optiko batek 1000 hedapen-modu baino gehiago izan ditzake. Modu anitzeko zuntzak distantzia laburreko aplikazioetan (2 km baino gutxiago) erabili ohi dira.
Egituraren arabera, bi motatako kableak bereizten dira:
Kable mota honek errefortzuko elementu bat dauka. Kablearen barrualdean hodi ezberdinak kokatzen dira. Hodi bakoitzak bi eta hiru milimetroren arteko diametroa du, eta bakoitzak zuntz multzo bat darama barruan. Hodiak hutsik edo gel hidrofugo batez beteta daude; azken honek hezetasunaren kontra egiten du, zuntz optikoak urarengandik babestuz. Egitura guztia babes-estalki batez bilduta dago. Egitura zabaleko egitura zuntz optikoak kanpoaldetik eragindako indar mekanikoetatik babesten ditu. Errefortzuko elementua hurrengoa izan daiteke:
Egitura zabaleko kablea baino malguagoa da eta kurbatura-erradio txikiagoa du. Zuntz optikoak erdiko elementu baten inguruan kokatzen dira, eta egitura osoa elementu babesle batez biltzen da. Zuntz optiko bakoitza 250 μm-eko estalki batez inguratuta dago, 900 μm-eko diametrora heldu arte. Estalki hau plastikoz eginda dago eta, zuntza babestu ez ezik, euskarri fisikoa ere bada. Honek instalatzeko kostua murrizten du.
Zuntz optikoak abantaila asko eskaintzen ditu:
Izan ere, zuntz optikoak ere desabantaila batzuk dauzka:
Beste irizpideekin:
Irizpideak ''''
Pare kordatua (10BaseT)
Ardazkide mehea
(10Base2)
Ardazkide lodia
(10Base5)
Zuntz optikoa
Prezioa
Merkeena
Pare kordatua baino garestiagoa
Ardazkide mehea baino garestiagoa
Garestiena
Gehienezko luzera erabilgarria*
100* metro
185 metro
500 metro
2* kilometro
Transmisio-abiadura**
10-100 Mb/s
10-100 Mb/s
10-1000 Mb/s edo eghaigo
1-2Gb/s edo gehiago
Kablearen malgutasuna
Malguena
Pare kordatua baino malgutasun gutxiago
Pare kordatua baino malgutasun gutxiago
Ez malgua
Instalazioa
Oso erraza
Erraza
Erraza
Zaila
Interferentzien kontrako babesa
Txarra
Ona
Ona
Oso ona
Errepikagailuen arteko distantzia
2-10 km
1-10 km
1-10 km
10-100 km
Konektore mota
RJ-45 (ISO 8877)
BNC
AUI
SC, ST
Transmisioren segurtasuna
Gutxi
Gutxi
Gutxi
Asko
Erabilera nagusiak
Bulegoko ia sare guztietan (ethernet).
UTP: instalazio txikietan
STP: Token Ring sareko edozein tamainetan
Segurtasun handiko instalazio erdi eta handietan
Segurtasun handiko instalazio erdi eta handietan
Abiadura eta segurtasun handiko edozein motatako instalazioetan
* Teknologia aurreratzen doan heinean gehienezko luzera handitzen da.
** Kable batentzako transmisio-abiadurak ez daude hertsiki mugatuak (hau da, abiadura muga gaindi daiteke)

Zein lekutarako erabilgarriak:

ERABILI
EZ ERABILI

Pare kordatua
Instalazio errazetan non ekipoen arteko konexioak errazak gertatzen diren
LAN sareak uhin elektromagnetikoen aurka babesa behar duenetan
Kable ardazkidea
Distantzia handiagoko transmisioak egiteko
Ekipoak lekuz maiz aldatzen direnetan
Zuntz optikoa
Datuak distantzia handietan, abiadura handiz eta modu seguruan bidali nahi direnean
Aurrekontu apala. Ez baduzu eskarmenturik honelako gailuak instalatzen.

Wikipediarekin konexio arazoren bat gertatu da: