Fibra optica

Los descubrimientos en el campo de la tecnología óptica han hecho posible la transmisión de información mediante pulsos de luz. Un pulso de luz puede utilizarse para indicar un bit de valor 1, mientras que la ausencia de pulso indicará la existencia de un bit de valor 0. La luz visible tiene una frecuencia de alrededor de 108 MHz, por lo que el ancho de banda de un sistema de transmisión óptica presenta un potencial enorme.
Un sistema de transmisión óptica consta de tres componentes : el medio de transmisión, la fuente de luz y el detector. El medio de transmisión se fabrica a base de una fibra ultradelgada de vidrio llamada núcleo, recubierto por un revestimiento exterior con índice de refracción menor que el del núcleo. La fuente de luz puede ser un diodo LED, o un diodo láser ; cualquiera de los dos emite pulsos de luz cuando se le aplica una corriente eléctrica. El detector es un fotodiodo que genera un pulso eléctrico en el momento en el que recibe un rayo de luz. Al colocar un LED o diodo láser en el extremo de una fibra óptica y un fotodiodo en el otro, obtenemos una transmisión de datos unidireccional que acepta una señal eléctrica, la convierte y la transmite por pulsos de luz y, después, reconvierte la salida en una señal eléctrica en el extremo del receptor. La fibra óptica es un medio físico, con un enorme ancho de banda, adecuado para el transporte de señales luminosas, pero no se puede emplear para el transporte de señales eléctricas. La luz no tiene la misma velocidad de propagación en cualquier medio, si no que su velocidad máxima (aproximadamente 3 x 108 m/s) se consigue solamente en el vacío. En cualquier otro medio, la luz tiene una velocidad de propagación menor ; determinándose el índice de refracción de cada medio n como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y su velocidad en dicho medio. Cuando un rayo de luz se transmite por un medio de índice de refracción n1 e incide con un ángulo ? sobre la superficie plana de otro medio con índice de refracción n2, el rayo se refracta en el nuevo medio con un ángulo ? , cumpliéndose la ley de Snell.
Esta propiedad física es la que se aprovecha para la transmisión de las señales luminosas a través de las fibras ópticas. Todo rayo de luz que incida con un ángulo superior al ángulo crítico se reflejará internamente, por lo tanto podemos utilizar fibras que transmitan simultáneamente rayos de información diferente, rebotando a distintos ángulos. A este tipo de fibras se las conoce como fibras multimodo.
Si se reduce el diámetro de la fibra al valor de la longitud de onda de la luz, la fibra actúa como una guía de ondas y la luz que se transmite por ella se propaga en línea recta, sin rebotar. A este tipo de fibras se las conoce como fibras monomodo.
Las fibras monomodo precisan que el emisor del rayo que se envía por ellas se un diodo láser, de costo elevado al contrario que los LED. Con el empleo de un diodo láser se asegura una transmisión más eficiente y a mayores distancias. Los sistemas de fibra óptica son capaces de hacer transmisiones de datos a velocidades de 1000 Mbps en distancias de 1 Km. En el laboratorio se han podido alcanzar velocidades mayores, pero con distancias más cortas. Experimentalmente se ha demostrado que los láseres potentes pueden llegar a excitar fibras ópticas de 100 Km de longitud sin necesidad de repetidores, eso sí, a costa de una reducción en la velocidad de transmisión.
A continuación vamos a citar las características principales de la transmisión de información por fibra óptica :
· Elevado ancho de banda : La utilización de fuentes de luz coherentes y monocromáticas, pueden facilitar unas frecuencias de portadora del orden de 105 MHz, frente a los 100 MHz que se pueden alcanzar con un cable coaxial.
· Bajas pérdidas : Actualmente las fibras para uso comercial presentan una atenuación del orden de 0.2 db/Km. Además, la respuesta de atenuación en la fibra (respuesta en frecuencias) es independiente de la frecuencia en toda la banda de paso. Esta característica deriva del elevado ancho de banda de la fibra.
· Peso, flexibilidad y tamaño : Un cable conteniendo 8 o 10 fibras tiene un diámetro exterior, incluyendo las protecciones de alrededor, de 15 mm, un peso de 50 Kg/Km y un radio de curvatura del orden de 150 mm, lo cual contribuye a la facilidad de su tendido.· Interferencia electromagnética nula.
· Seguridad de la información transmitida por la fibra : Por sus propias características, sería un trabajo sumamente dificultoso intervenir una fibra óptica.
Los enlaces de fibra óptica están siendo empleados en diferentes países para la instalación de líneas telefónicas de larga distancia y en enlaces entre centros de conmutación de redes para el transporte de datos.
La comparación entre el cable coaxial y la fibra óptica es muy instructiva. Las fibras proporcionan un ancho de banda extremadamente grande y tienen un pérdida de potencia muy pequeña, razón por la cual se emplean para distancias muy largas entre repetidores. La señal luminosa que transportan las fibras no se ve afectada por alteraciones de voltaje o de corriente en las líneas, por interferencia electromagnética o por químicos corrosivos dispersos en el aire, de tal modo que pueden emplearse en ambientes industriales expuestos a condiciones muy severas en las que los cables serían sumamente inadecuados. La fibras son muy delgadas, lo que representa un factor positivo muy importante para las compañías que tienen una gran cantidad de cables y conductos abultados (uno de los motivos importantes por los que se utilizó la fibra óptica en el sistema telefónico fue la falta de espacio para instalar más cables coaxiales para nuevas rutas). Del lado negativo se encuentra el hecho de que hay poca familiaridad con la tecnología de las fibras ópticas y requiere de cierta habilidad para su implantación. El empalme o unión de dos o más fibras es delicado en extremo, y más todavía su derivación. Este último aspecto puede tomarse también como una ventaja : la seguridad es excelente porque las fibras no radian y los interceptores de líneas telefónicas tendrán tantos problemas como los dueños de las redes al tratar de derivarlas. Las fibras ópticas son inherentemente unidireccionales y el coste de las interfases es mucho mayor que el de las respectivas interfases de tipo eléctrico. Sin embargo, las ventajas de las fibras ópticas son tantas que el empeño y trabajo que se esta dando para mejorar su tecnología y reducir su costo es muy grande e importante.
Bibliografia:
http://www.upiicsa.ipn.mx/polilibros/portal/Polilibros/P_proceso/Lenguajes_de_Programacion_I/Lenguajes_de_Programacion_I/POLILIBRO/UNIDAD6/5.htm
Comentarios:
este proporsiona un ancho de bvanda vastante amplio sin contar que es una de las tecnologias mas avansadas en cuestion de cableado y casi no tiene perdida de potencia.