La creación de Internet es sin duda una de las tecnologías de la información y la comunicación más importantes de este siglo. Estamos hablando de la creación de la World Wide Web en 1991. En este momento, el desarrollo de la velocidad y la accesibilidad se ha triplicado rápidamente hasta el día de hoy. Precisamente gracias a tecnologías como la fibra óptica, el crecimiento de la capacidad de transmisión de datos ha alcanzado niveles de velocidad y distancia muy elevados.
¿Que es la fibra Óptica?
La fibra óptica es un medio físico común de transmisión de información en las redes de datos y telecomunicaciones. Está compuesta por finos filamentos de vidrio o filamentos de plástico a través de los cuales se propagan pulsos de luz, láser o LED para transmitir datos.
Mediante la transmisión de estos pulsos de luz, la información se puede enviar y recibir a alta velocidad a través de cables muy bien empalmados, evitando interferencias electromagnéticas, y se asemeja a las ondas de radio. Esto hace que la fibra óptica sea el medio de transmisión por cable más avanzado disponible.
El grosor de estos filamentos de vidrio que se colocan dentro del cable recubierto, no excede de 125 micrones de diámetro, como punto de referencia (el cabello humano mide aproximadamente 100 micrones de diámetro).
Estas fibras ópticas no despertaron el interés de los ingenieros hasta 1950, y en 1970, las primeras fibras ópticas serían fabricadas por Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz y Frank Zimar con impurezas de titanio en sílice. El 22 de abril de 1977 se realizó la primera transmisión de información a través de este medio en Long Beach, California, se mejoró en la década de los ochenta, y comenzó a implementarse a nivel internacional.
Cómo funciona la fibra óptica
En la ley de Snell, se basa el principio de funcionamiento de la fibra óptica, que puede calcular el ángulo de refracción de la luz transmitida de un medio a otro con diferente índice de refracción.
Por tanto, teniendo en cuenta las propiedades físicas del revestimiento y el ángulo de reflexión adecuado, el haz de luz se captura en la fibra y se propaga en el núcleo, transmitiendo así la información al destino. En este último, el funcionamiento es similar al del telégrafo.
Componentes de la fibra óptica
Núcleo
Está compuesto de sílice, plástico o cuarzo fundido. Las ondas de luz se propagan en el diámetro del filamento de vidrio: para fibras multimodo el diámetro es de 50 o 62,5 µm, y para fibras monomodo el diámetro es de 9 µm.
Vaina o funda de luz
Generalmente del mismo material que el núcleo, pero con aditivos que confinan las ondas de luz en el núcleo.
Revestimiento protector
Usualmente de plástico para garantizar la protección mecánica de la fibra.
Características de la fibra
Las fibras ópticas son guías de ondas dieléctricas que operan a frecuencias ópticas. Estos filamentos están compuestos por un núcleo central que puede ser de plástico o de vidrio. Se componen de óxido de silicio y germanio, constan de un índice de refracción bastante alto, y está rodeado por una capa del mismo material pero que cuenta con un índice de refracción ligeramente menor.
Cuando la luz llega a una superficie con menor índice de refracción, se reflejará en gran medida, cuanto mayor sea la diferencia de índice de refracción, mayor será el ángulo de incidencia, lo que se denomina reflexión interna total.
Tipo de fibra Óptica
Hay dos tipos básicos de fibras ópticas: monomodo y multimodo. La clasificación se basa en el modo de propagación de la luz.
Monomodo
Se centran en la transmisión de datos a distancias más largas. Su núcleo óptico es pequeño, por lo que la luz atraviesa el cable en un solo haz. Con solo un rayo de luz, la señal puede viajar más rápido, más lejos y con menos desvanecimiento.
El diámetro del núcleo de esta fibra es de 9 a 125 micrones. El láser es su fuente de luz que utiliza.
Multimodo
Este tipo de fibra tiene la capacidad de transmitir múltiples haces de luz. Debido al gran diámetro del núcleo, la luz se refleja en diferentes ángulos y se utiliza en distancias más cortas.
El tamaño de su núcleo óptico es de 50 a 125 micrones y de 62,5 a 125 micrones. En esta variante, se pueden utilizar diferentes fuentes de luz.
Tipos de Luz
Emisores del haz de luz: estos dispositivos son responsables de convertir señales eléctricas en señales ópticas y emitir haces de luz que permiten la transmisión de datos. Hay dos tipos de transmisores:
- LEDs, usan una corriente de 50 a 100 mA, son más lentas y solo se pueden usar para fibras multimodo, pero además de económicas. También son fáciles de usar y tienen una larga vida útil.
- Láser: este tipo de transmisor utiliza una corriente de 5 a 40 mA. Son muy rápidos y se pueden utilizar tanto para fibras monomodo como multimodo. Por el contrario, es difícil de usar y tiene una larga vida útil, pero menor que los LED. Tiende a ser más costoso.
Convertidor de corriente fotoeléctrica: este tipo de equipo convierte señales ópticas que viajan a través de la fibra óptica en señales eléctricas. A través de la luz modulada pueden obtener corriente, que es proporcional a la potencia que se recibe y proporcional a la señal modulada, su onda.
Ventajas de la fibra óptica
- Ocupa poco espacio, teniendo en cuenta su pequeño tamaño, es muy flexible y, por tanto, fácil de instalar.
- Es muy ligero, es ocho veces menos pesado que los cables tradicionales.
- Muestra una gran resistencia. Ya sean propiedades mecánicas o térmicas, tiene una buena resistencia a la corrosión.
- Más ecológico. Comparado con los residuos que deja el cableado tradicional.
- No sujeto a interferencias electromagnéticas. Dada la naturaleza de su composición.
- Rápido, eficiente y seguro. Esta es la forma más famosa de transmisión de datos por cable.
Desventajas de la fibra óptica
- Son frágiles. Porque el interior del vidrio se rompe fácilmente.
- Necesita un convertidor. Para restaurar la energía luminosa a información con sentido.
- Empalmes difíciles. Son complicadas de empalmar cuando hay un corte, especialmente en zonas rurales.
- No transmite energía eléctrica. Por lo tanto, esto requiere lanzadores y transportadores complicados.
- Envejecerá en presencia de agua. Esto limita su aplicación en todo el mundo.
- No hay almacenamiento ni memoria óptica.