Muchas veces hemos escuchado hablar de fibra óptica, especialmente cuando se trata de telefonía, la televisión por cable o el internet. La fibra óptica podría describirse como la tecnología que permite la transmisión de datos, voz e imagen, mediante el paso de la luz a través de fibras delgadas, según información de la Enciclopedia Británica.
Las líneas de fibra óptica son hebras de vidrio ópticamente tan delgadas, como un cabello humano. Estas transportan información digital a largas distancias. También, la fibra se usa en estudios médicos, inspección de ingeniería mecánica y otros. Prácticamente, se ha convertido en la tecnología que ha reemplazado al recurso más antiguo, el cable de cobre, en las telecomunicaciones.
¿Qué son las fibras ópticas?
La fibra óptica se forma de hebras largas y delgadas de vidrio muy puro del diámetro de un cabello humano. Están colocadas en paquetes, llamados cables ópticos y se utilizan para transmitir señales de luz a largas distancias. Si se observa de cerca una sola fibra óptica, verás que tiene las siguientes partes:
- Núcleo: Centro delgado de la fibra por donde viaja la luz
- Revestimiento: Material óptico exterior que rodea el núcleo que refleja la luz de regreso al núcleo
- Amortiguador: Una capa protectora de plástico que se aplica directamente a la fibra óptica
- Chaqueta: Capa exterior protectora del cable que protege la fibra del daño y la humedad
Cientos o miles de estas fibras ópticas están dispuestas en paquetes en cables ópticos.
Las fibras ópticas vienen en dos tipos: fibras monomodo y fibras multimodo. Las primeras tienen núcleos más pequeños (alrededor de 3,5 x 10-4 pulgadas o 9 micras de diámetro) y transmiten luz láser infrarroja (longitud de onda = 1300 a 1550 nanómetros o nm). Las fibras multimodo tienen núcleos más grandes (alrededor de 2,5 x 10-3 pulgadas o 62,5 micrones de diámetro) y transmiten luz infrarroja (longitud de onda = 850 a 1300 nm) de diodos emisores de luz (LED).
Algunas fibras ópticas pueden estar hechas de plástico. Estas fibras tienen un núcleo grande (0,04 pulgadas o 1 milímetro de diámetro) y se pueden usar con chips de silicio. La fibra de vidrio no funciona bien con el silicio y su adaptación es costosa.
¿Cómo se transmite con fibra óptica?
Supongamos que desea hacer brillar el haz de una linterna en un pasillo largo y recto. Simplemente apunte el haz hacia el pasillo: la luz viaja en línea recta, por lo que no hay problema. ¿Qué pasa si el pasillo tiene una curva? Puede colocar un espejo en la curva para reflejar el haz de luz a la vuelta de la esquina. ¿Qué pasa si el pasillo es muy sinuoso con múltiples curvas? Puede cubrir las paredes con espejos y orientar el haz para que rebote de lado a lado a lo largo del pasillo. Esto es exactamente lo que sucede en una fibra óptica.
La luz en un cable de fibra óptica viaja a través del núcleo (pasillo) rebotando constantemente desde el revestimiento (paredes revestidas de espejos), un principio llamado reflexión interna total. Debido a que el revestimiento no absorbe la luz del núcleo, la onda de luz puede viajar grandes distancias.
Sin embargo, parte de la señal dentro de la fibra se pierde a medida que viaja distancias más largas. La medida en que la señal se degrada depende de la pureza del vidrio, la cantidad de curvas en la fibra o empalmes que conectan secciones de fibra y la longitud de onda de la luz transmitida. Por ejemplo, con fibra multimodo, diámetros de 850 nm = 3 dB/km; 1.300nm = 1dB/km. Para cable monomodo, 1310 nm = 0,5 dB/km; 1.550 nm = 0,4 dB/km).
¿Cómo se usa la fibra óptica en la comunicación?
Para comprender cómo se utilizan las fibras ópticas en los sistemas de comunicaciones, veamos un ejemplo de una película o un documental de la Segunda Guerra Mundial en el que dos barcos de guerra de una flota necesitan comunicarse entre sí mientras mantienen el silencio de la radio en mares tormentosos. Un barco se detiene junto al otro. El capitán de un barco envía un mensaje a un marinero en cubierta. El marinero traduce el mensaje al código Morse (puntos y rayas) y utiliza una luz de señal (un reflector con una persiana tipo persiana veneciana) para enviar el mensaje al otro barco. Un marinero en la cubierta del otro barco ve el mensaje en código Morse, lo decodifica al inglés y envía el mensaje al capitán.
Ahora, imagina hacer esto cuando los barcos están a ambos lados del océano separados por miles de millas y tienes un sistema de comunicación de fibra óptica entre los dos barcos.Estos sistemas se conforman de:
Transmisor: Produce y codifica las señales de luz
Fibra óptica: Conduce las señales de luz a distancia
Regenerador óptico: Puede ser necesario para aumentar la señal de luz (para largas distancias)
Receptor óptico: Recibe y decodifica las señales de luz
