Fibra óptica: Tecnología en estado puro

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40 años o 4 décadas. Ese es el tiempo que dista de los muchísimos descubrimientos, logros y empresas que surgieron que son vitales para la comunicación que tenemos hoy día.

No podemos nombrar todos pues se nos haría eterno, pero hubo uno que se puede y debe catalogar como esencial, y que vamos a analizar, la fibra óptica. Ésta fibra en aquellos tiempos fue ciencia ficción, era inconcebible afirmar que por una fibra de vidrio donde se pudiese propagar luz, se transmitiera infinidad de datos de vídeo, imagen, audio,texto…

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Acababan de hacer historia, iban a descubrir que una sola de éstas fibras transportaba la misma cantidad de información que centenas de miles de cables de cobre juntos a centenas de kilómetros de distancia con unas características óptimas.

Éste, era un paso de gigante para el mundo de las telecomunicaciones.

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Tras este avance e innumerables pruebas y ventajas respecto a su antecesor, que más tarde analizaremos, se fue introduciendo en nuestra sociedad con la sustitución de los antiguos e indeseados cables de cobre que tanto servicio nos habían proporcionado (en España, la primera red desplegada fue en 2005).

La fibra óptica es mucho más que transportar vídeo o imagen, obviamente, ya que detrás de todas las comunicaciones móviles y cualquier sistema de comunicación hay una fibra óptica. Hoy en día si quisiéramos transportar toda la información que las fibras ópticas manejan, sería insostenible y con el paso de los años se necesitará todavía más.

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¿ A qué velocidad se puede transmitir con esta fibra?

La respuesta a esta pregunta es difícil, lo correcto sería decir depende.

Se disfruta de una velocidad de 100 Mb/s en muchísimos hogares pero cada vez hay más lugares con velocidades cercanas a los 2Gbps en enlace descendente y 1Gbps ascendente. Actualmente, la velocidad FTTH (Fiber To The Home) es la tecnología más moderna que tenemos y con la mayor tasa de velocidad simétrica (ascendente y descendente) con una latencia (“lag”) mínima.

Y no nos engañemos, los datos anteriores son relativos, es decir, se ha hablado en términos generales, no específicos, hay numerables pruebas evidentes por Internet donde la velocidad es mucho mayor, pruebas con potencia de transmisión mayor logrando mayores alcances … el avance es tan grande, que dentro de un par de años la velocidad que hoy comentamos podría ser ridícula.

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Esta tecnología depende absolutamente del operador que dispongamos. ¿Movistar? ¿Orange? No entraremos a especificar cuales tienen más disponibles o mejores infraestructuras porque no terminaríamos pero debemos tener en cuenta que cada operador tiene su propia red.

La fibra óptica, como se había adelantado al principio, trata de uno o más hilos de fibra de vidrio caracterizados por :

1. Un núcleo con un índice de refracción mayor que el de la cubierta por el que se propagará la luz.
2. Una cubierta o revestimiento, de un material similar (Sílice).
3. Envoltura, cuya función es aislar las fibras y evitar futuros problemas con fibras contiguas. Reforzadas para proteger las delicadas y finas fibras.

Tan finas que se distinguen 2 tipos dependiendo de la anchura del núcleo :

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  • Monomodo: Solo se propaga la luz paralela el eje de la fibra. Es el tipo de fibra con mayor rendimiento y por tanto alcance ( hasta 300 kms). Trabajan con velocidades mayores que las multimodo. Por tanto el diámetro del núcleo es menor ( 9 micras)                                                                                                
  • Multimodo: Se propagan, como su nombre anticipa, con más de un modo, más de un rayo de luz, por tanto, poseen un diámetro mayor, del orden de 50-62’5 micras y aunque tengan menor rendimiento y alcance (2-5 km) que las monomodo, se utilizan más por su reducido coste.

¿Y por qué se utiliza la fibra frente al cobre? ¿ Sólo por velocidad?

No, tiene muchas ventajas :

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  1. Es inmune al ruido e impulsos electromagnéticos.
  2. Difícilmente pinchables ( Por el minúsculo tamaño del núcleo).
  3. Peso y tamaño reducidos (200 km de cable los puedes coger sin problemas con 1 mano).
  4. Transmiten gran cantidad de información.
  5. El material principal (Sílice) es muy abundante en nuestro planeta

Y , sobre todo, lo más importante, con la idea principal incluso, de todo el artículo:

Las pérdidas.

¡Las pérdidas de la fibra óptica a la frecuencia central de las comunicaciones ópticas, 192 THz, es tan baja que es cercana a 0! (0,17-0,18 dB/km [3ª ventana] ) . 

Sin título3Como desventaja se podría destacar que la instalación es cara, levantar terreno para colocar fibra es muy caro, por eso se aprovecha y colocan centenas de cables de fibra óptica, para aprovechar el gasto, pues el precio es el mismo. Tienes X metros asignados y dentro de éstos puedes meter las que quieras. Es realmente útil porque después las que sobran puedes alquilárselas a compañías. También otro de los motivos es porque al ser tan pequeños es casi imposible repararlos y sale más rentable utilizar otras fibras.

Y cómo es posible que la luz se propague a través de la fibra?

Reflexión

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La luz que es producida por un diodo, o láser, se refleja en los diferentes puntos de la cubierta y cuando el ángulo de incidencia > ángulo crítico (mínimo para propagarse) se produce la reflexión total y, entonces, transmisión de datos, transformándolo en señal eléctrica al final en el sistema receptor.

Curiosidad: No siempre la luz viaja por el núcleo de forma uniforme, estas dos imágenes muestran dos ejemplos de otras muchas formas que podría propagarse:

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Zona blanca = Luz

 

Este tema es excesivamente denso y muy difícil de tratar y desde aquí te hemos proporcionado lo básico para poder hablar con alguien que entienda la fibra óptica o para repasar si ya sabías algo del tema. Para haceros una idea de lo complicado que resulta estudiar la fibra óptica, formulación y análisis dejamos un link para los más curiosos:

Archivo (47 Mb)

Echadle un simple vistazo, no tiene desperdicio.

Desde aquí esperemos que haya gustado y cualquier duda aquí estamos para atenderte.

Y recuerda, ¡lo podrás hacer gracias a la fibra óptica!

About the author

Rafael Espada

Estudiante de Ingeniería de Telecomunicaciones especializado en sistemas de telecomunicación. Apasionado y muy curioso especialmente con TODO lo relacionado con la tecnología.
Amante de la aviación y sistemas de comunicación.

Me encanta el mundo del Ajedrez (pienso que es una de las mejores cosas que uno puede descubrir), el speedcubing y practicar deporte.

Si nacimos en este mundo tan moderno sería una LÁSTIMA no poner nuestro granito de arena.

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