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Fibra óptica

Fibra-optica

La fibra óptica es un filamento muy delgado y flexible, hecho de vidrio ultra puro, aislante eléctrico de plástico o de otro tipo (material con alta resistencia al flujo de corriente eléctrica).

Tiene una estructura simple que consiste en capa protectora, interfaz y núcleo. La tecnología ha conquistado el mundo y es ampliamente utilizado en las telecomunicaciones y los examenes médicos, tales como endoscopias y cirugías correctivas para los problemas de la vista, entre otras aplicaciones posibles.

¿Cómo funciona?

Para comprender el funcionamiento de la fibra óptica, es necesario reproducir el concepto básico de la refracción de la luz, uno de los temas más conocidos en las clases de física de las enseñanzas medias. Para no entrar en temas muy técnicos, vamos a utilizar el siguiente ejemplo:

Supongamos que una persona se sumerge en una piscina, sujetando una linterna encendida y apuntando a la superficie (no olvidemos que es necesario inclinarse un poco para que no permanezca totalmente recto). De esta manera, se observa que la luz va a seguir un sentido dentro del agua, pero va a sufrir un desvío al entrar en contacto con otro ambiente, en este caso el aire. Eso sucede porque los dos ambientes poseen índices de refracción diferentes, haciendo que haya un cambio en la dirección y en la velocidad de la luz.

Mientras tanto, existe un límite para que el ángulo de refracción suceda. Cuando el haz de luz se lanza en una dirección más allá de este ángulo, la luz no puede exceder la superficie del agua y se refleja de nuevo en la piscina. Este fenómeno se llama reflexión total.

Esto es exactamente lo que sucede dentro de un filamento de fibra óptica. La luz se desplaza de una extremidad a otra de la fibra, que se refleja varias veces en las paredes de la interfaz – que envian el haz de nuevo al núcleo – haciendo una especie de zig-zag a lo largo del camino.

Tipos de fibras ópticas

Los tipos varían con el tipo de fuente de luz utilizada y la cantidad de señales que pueden ser emitidos dentro de la fibra:

  • Fibras monomodo: la propagación se hace por un solo modo, debido a que la fibra tiene un pequeño núcleo. Esto significa que el ancho de banda utilizado es mayor y se da menor dispersión de la luz láser emitida al permitir la transmisión de señales a largas distancias (WAN). Aunque la calidad es superior en estas fibras, la fabricación es más costosa, el manejo es difícil y requiere técnicas avanzadas.
  • Fibras multimodo: además del láser, las fibras pueden utilizar como fuente LEDs (diodo emisor de luz). Tiene un diámetro más grande y por tanto más de una señal puede moverse a través del filamento. Por lo tanto, siguen siendo dos subdivisiones: fibras multimodo de índice de paso y fibras de índice gradual.

La diferencia es que la capacidad de la fibra paso de índice de paso es menor que en el otro, tanto por la cantidad de la señal transmitida (que es menor), como por la mayor pérdida de informaciones (menor eficacia). En la fibra de índice gradual, existe una variación parabólica –como si hiciese una secuencia de arcos durante el recorrido –y ello aumenta la gama de frecuencias de la señal utilizada.

Debido a estas características, las fibras multimodo se utilizan sobre todo para las comunicaciones de poca distancia, como redes de área local (LAN).

Ventajas de la utilización de fibras

Las fibras ópticas están reemplazando a los cables de cobre en los últimos años, principalmente en el campo de las telecomunicaciones, para no sufrir interferencias electromagnéticas debidas al carácter dieléctrico (aislante) del material. En otras palabras, no hay distorsión de la señal debido al ruido eléctrico del ambiente externo o de las fibras ópticas agrupadas en el cable. Por lo tanto, la pérdida de información durante el camino no es relevante.

También por esta razón, la dificultad de desviar cualquier señal es considerablemente grande, con lo que las fibras se consideran un medio muy seguro para el transporte de datos. Es ideal para cualquier persona que requiere de una red con alto nivel de privacidad.

Otra ventaja en relación al cobre: el material más común para la fabricación de fibras de vidrio se produce a partir de sílice, cuarzo específicamente, uno de los minerales más abundantes en el mundo, por lo que el coste es relativamente bajo dada su alta disponibilidad.

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