La fibra óptica es un medio de transmisión basado en hilos delgados de vidrio o plástico, diseñado para transportar señales de luz. Es ampliamente utilizada en telecomunicaciones, redes de datos y aplicaciones industriales gracias a su alta capacidad de transmisión, baja atenuación y resistencia a interferencias electromagnéticas.
La fibra óptica es un medio de transmisión de datos que utiliza pulsos de luz en lugar de señales eléctricas. Estos pulsos viajan a través de un núcleo transparente, lo que permite transportar grandes cantidades de datos a altas velocidades y distancias significativas.
Alta capacidad: Capaz de transmitir datos a velocidades de terabits por segundo.
Inmunidad a interferencias: No es afectada por interferencias electromagnéticas ni por señales de radiofrecuencia.
Baja atenuación: Permite transmisiones a largas distancias sin necesidad de repetidores.
Cada cable de fibra óptica está compuesto por varias capas, cada una con una función específica:
Núcleo (Core):
Es el centro de la fibra y está hecho de vidrio o plástico extremadamente transparente.
Por el núcleo viajan los pulsos de luz que transportan los datos.
Su diámetro varía dependiendo del tipo de fibra: más pequeño en fibras monomodo y más grande en fibras multimodo.
Revestimiento (Cladding):
Capa externa del núcleo, hecha de un material con un índice de refracción más bajo que el núcleo.
Su función es reflejar la luz hacia el interior del núcleo mediante el fenómeno de reflexión interna total.
Revestimiento primario (Buffer):
Cubre el núcleo y el revestimiento para protegerlos de daños físicos y humedad.
Cubierta exterior (Jacket):
Es la capa más externa del cable. Proporciona protección mecánica y resistencia ambiental.
Puede ser resistente al fuego, a roedores, o estar diseñada para condiciones específicas (interiores, exteriores o submarinas).
Existen dos tipos principales de fibra óptica, diferenciados por el modo en que transportan la luz:
Fibra monomodo (SMF - Single Mode Fiber):
Tiene un núcleo pequeño (8-10 micrómetros de diámetro).
Transporta un solo rayo de luz a través del núcleo, lo que reduce la dispersión y permite transmisiones a largas distancias y altas velocidades.
Utilizada en telecomunicaciones de larga distancia y redes WAN.
Fibra multimodo (MMF - Multimode Fiber):
Tiene un núcleo más grande (50-62,5 micrómetros de diámetro).
Permite que múltiples rayos de luz viajen por el núcleo, pero esto genera mayor dispersión, limitando su alcance.
Ideal para distancias cortas, como redes LAN y aplicaciones en edificios.
Ventajas de la fibra óptica
Alta capacidad de ancho de banda: Puede manejar grandes volúmenes de datos.
Baja atenuación: Señales transmitidas con mínimas pérdidas a largas distancias.
Inmunidad a interferencias: Perfecta para entornos con alta interferencia electromagnética.
Seguridad: Difícil de interceptar, ideal para datos sensibles.
Ligereza: Más liviana y delgada que los cables de cobre, facilitando la instalación
Desventajas de la fibra óptica
Coste inicial elevado: Aunque los precios han bajado, sigue siendo más cara que otros tipos de cables.
Fragilidad: Más susceptible a daños físicos que el cable de cobre.
Complejidad en la instalación: Requiere herramientas y habilidades especializadas, como empalmes y terminaciones precisas.
Reparación compleja: Las reparaciones requieren equipos y personal capacitado.
Conector SC (Subscriber Connector):
Fácil de insertar y retirar.
Utilizado en redes de alta velocidad y aplicaciones FTTH (Fiber to the Home).
Conector LC (Lucent Connector):
Más pequeño que el SC, ideal para aplicaciones de alta densidad.
Utilizado en equipos de telecomunicaciones y redes empresariales.
Conector ST (Straight Tip):
Usado en aplicaciones industriales y redes multimodo.
Se fija mediante un mecanismo de bayoneta.
Conector FC (Ferrule Connector):
Diseñado para aplicaciones de alta precisión.
Utilizado en redes de larga distancia y telecomunicaciones.
Telecomunicaciones:
Redes de alta velocidad para internet, voz y datos.
Conexiones submarinas entre continentes.
Redes de datos:
Conexiones en redes LAN y WAN.
Centros de datos y redes de almacenamiento (SAN).
Medicina:
Usada en equipos de imagen como endoscopios y laparoscopios.
Sistemas de televisión:
Distribución de señales de televisión por cable.
Aplicaciones industriales:
Sensores para monitoreo de temperatura, presión y vibraciones.
La transmisión en fibra óptica utiliza pulsos de luz que viajan a través del núcleo del cable. Estos pulsos representan datos binarios (unos y ceros) y se generan mediante fuentes de luz, como LEDs o láseres. La luz se confina en el núcleo gracias al fenómeno de la reflexión interna total, lo que permite transmitir señales a altas velocidades y largas distancias con mínima pérdida.
1 . Generación de la señal luminosa:
Un transmisor convierte la señal eléctrica en pulsos de luz. Este transmisor puede ser:
LED (Light Emitting Diode): Para aplicaciones de corto alcance.
Láser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation): Para transmisiones de larga distancia o alta velocidad.
2 . Propagación de la luz en el núcleo:
La luz viaja a través del núcleo del cable de fibra óptica, guiada por el revestimiento que crea una barrera óptica debido a la diferencia en el índice de refracción.
Se utiliza el principio de reflexión interna total, donde la luz se refleja continuamente dentro del núcleo sin escapar al revestimiento.
3 . Recepción de la señal luminosa:
En el extremo receptor, un fotodetector convierte los pulsos de luz en señales eléctricas que pueden ser interpretadas por dispositivos electrónicos.
Monomodo (Single Mode)
Utiliza un núcleo muy pequeño (8-10 µm de diámetro).
Transmite un solo rayo de luz (modo) en línea recta.
Ideal para largas distancias y altas velocidades, como en redes troncales de telecomunicaciones.
Reduce la dispersión modal (diferentes modos de propagación), permitiendo mayor precisión y menor pérdida de señal.
2. Multimodo (Multimode)
Utiliza un núcleo más grande (50-62,5 µm de diámetro).
Permite que varios rayos de luz (modos) viajen simultáneamente a través del núcleo en diferentes ángulos.
Apto para distancias más cortas, como redes locales (LAN) o aplicaciones dentro de edificios.
Es más económico, pero sufre de dispersión modal, lo que limita el alcance.