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Fibra óptica: breve introducción al sistema de transferencia de datos mediante pulsos de luz

La fibra óptica cada vez es más común en las conexiones a internet pero, ¿realmente sabemos un poco como funciona y qué ventajas e inconvenientes tiene?

Posiblemente, muchos de vosotros ya tengáis en vuestra casa una conexión a internet basada en fibra óptica. El par de cobre da paso a la fibra óptica, dejando atrás sus limitaciones técnicas y dando paso al futuro.

La fibra óptica tiene inconvenientes, como su manipulación más delicada, lo que hace su montaje y mantenimiento más difícil. Esta se basa en la luz, concretamente en la manipulación de impulsos de luz, lo cual implica que es más susceptible a las variaciones del conductor

En este artículo, veremos la estructura de un cable de fibra óptica y cuáles son los componentes de una instalación de fibra. Esto nos permitirá ver las ventajas y desventajas que tiene frente a sistemas más antiguos, como el cobre. Hablaremos sobre todo de cables y su estructura, además de los tipos de conexiones disponibles.

Veremos también de manera simplificada los tipos de conexión más comunes. Destacar que existen diferentes accesorios de fibra óptica, pero estos lo dejaremos para más adelante.

Elementos de un cable de fibra óptica (desde el centro hasta el exterior)

  1. Elemento central dieléctrico: Filamento no conductor de la electricidad (dieléctrico) que ayuda en la consistencia de los cables. No está disponible en todos los tipos de cables.
  2. Hilo de drenaje de humedad: Conduce la posible humedad para evitar que se quede en el resto de las partes.
  3. Fibras: Elemento por donde se transmite la información, y por lo tanto, la parte más importante. Se puede basar en el silicio (vidrio) o en plásticos muy procesados. Dentro de estos cables se producen los procesos físicos de reflexión y refracción. El material empleado determina si es bueno para la transmisión o no. Cualquier tipo de impureza puede modificar los haces de luz, provocando que no llegue a su destino. Para generar las hebras (micrones de ancho) se obtienen cuando se exponen los tubos de vidrio a un calor extremo y siendo luego extruidos, como si fueran spaghetti, se obtiene cada una de las hebras.
  4. Loose Buffers: Tubo pequeño que recubre las fibras. Ocasionalmente puede contener un gel que añade oscuridad para evitar que los rayos de luz no se dispersen hacia fuera de la fibra.
  5. Cinta de Mylar: Capa de poliéster muy fina que inicialmente se usaba para la transmisión de programas de PC, pero que se ha convertido en aislante.
  6. Cinta antillama: Cobertura que protege al cable del calor y las llamas (hasta cierto punto)
  7. Hilos sintéticos de Kevlar: Añaden consistencia y protección al cable. Este material además también es bastante ignífugo y soporta bien el estiramiento.
  8. Hilo de desgarre: Hilos que aumenta la resistencia del cable
  9. Vaina: Cubierta del cable que ofrece aislamiento y consistencia a los elementos en su interior.

Principios físicos de reflexión y refracción en los cables de fibra óptica

  • Refracción: Cambio de dirección de las ondas cuando pasan de un medio a otro debido a la velocidad de la luz.
  • Reflexión: Cambio de dirección de la onda hacia el origen, normalmente esta dirección corresponde al mismo ángulo de incidencia.

Estos son los dos principios que se dan dentro de un cable de fibra óptica. Pero hay dos tipos de fibras, las cuales tienen diferentes tipos de usos. Las dos agrupaciones se basan en la manera en que se transmite la luz dentro de la fibra:

  • Monomodo: Solo hay un luz en el interior de la fibra. Se pueden dar transmisiones de hasta 300 kilómetros en condiciones ideales a partir de una fuente de luz láser.
  • Multimodo: Varios haces de luz dentro de la fibra. Normalmente la fuente de luz son los IODOS de baja intensidad, permitiendo distancias de propagación de hasta 3 kilómetros. Son muy económicas y fáciles de instalar.

Tipos de conectores para los cables de fibra óptica

  • FC: Para transmisión de datos y telecomunicaciones
  • FDDI: Redes de fibra óptica
  • LC y MT-Array: Transmisión de datos de alta densidad de datos. Sobre todo usado en servidores y clústeres de almacenamiento
  • SC y SC Dúplex: Para la transmisión de datos
  • ST o BFOC: Redes de edificios y sistemas de alta seguridad

Todos estos conectores tienen sistemas de conexión simples o rosetas de conexión para fibra óptica.

Para la transmisión de luz en las placas se utilizan dos tipos de elementos:

  • Láser: Muy potente y normalmente usado en cables monomodo
  • LED: Económicos, de baja potencia y se utiliza en multimodo

Tienen la misión estas interfaces de conexión de generar los pulsos de luz en binario para la comunicación con un PC. Se generan de este modo:

  • Pulso de luz: 1
  • Oscuridad: 0

Ventajas de la fibra óptica

  • Multiprotocolo
  • Escalable
  • Cable liviano y de baja corrosión
  • Baja pérdida de señal

Inconvenientes de la fibra óptica

  • Conectores, cables, placas, dispositivos, etc, tienen un coste elevado para el uso comercial
  • Es muy frágil, algo que complica su instalación
  • Empalmar la fibra es muy complejo, por eso las instalaciones deben realizarse por profesionales
  • Se necesita siempre un conversor óptico-eléctrico, ya que el coste de una red completa de fibra sería muy elevado.

Roberto Solé

Técnico en sistemas de generación de energía sustentables e instalador de sistema de distribución de energía en vivienda. Trabajo delante de un PC, en mi tiempo libre estoy delante de un PC y cuando salgo de casa estoy pegado a la pantalla de mí smartphone. Cada mañana cuando me levanto cruzo el Stargate para hacerme un café y empezar a ver vídeos de YouTube mientras hago ver que escribo aquí. Una vez vi un dragón... ¿o era un Dragonite?

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