Ver una película, llamar por teléfono o hacerse una endoscopia pueden parecer experiencias dispares, pero tienen algo en común: Están conectadas por una red invisible de fibras ópticas. En esta guía le explicaremos los entresijos de esta potente tecnología. Aprenderá para qué se utiliza la fibra óptica, cómo funcionan los cables de fibra óptica y los beneficios que ofrecen.
¿Qué es la fibra óptica?
La fibra óptica es la tecnología que transmite información en forma de impulsos de luz a través de una fibra de vidrio o plástico. Este método permite transmitir datos a alta velocidad a grandes distancias con pérdidas mínimas, por lo que es esencial para las modernas redes de datos, telecomunicaciones e Internet.
Un cable de fibra óptica puede contener un número variable de fibras de vidrio, desde unas pocas hasta un par de cientos. Otra capa de vidrio llamada revestimiento rodea el núcleo de fibra de vidrio. La capa de tubo protector protege el revestimiento, y una capa de revestimiento actúa como capa protectora final del filamento individual.
Los cables de fibra óptica se utilizan habitualmente por sus ventajas frente a los de cobre. Algunas de esas ventajas son un mayor ancho de banda y velocidad de transmisión.
La fibra óptica se utiliza para redes de datos de larga distancia y alto rendimiento. También se utiliza habitualmente en servicios de telecomunicaciones, como Internet, televisión y telefonía. Por ejemplo, Verizon y Google utilizan fibra óptica en sus servicios Verizon Fios y Google Fiber, respectivamente, proporcionando velocidades de Internet Gigabit a los usuarios.
¿Para qué sirve la fibra óptica?
El objetivo principal de la tecnología de fibra óptica es permitir la transmisión de grandes cantidades de datos a alta velocidad y con mayor fiabilidad. Esta capacidad es crucial para soportar las vastas redes interconectadas que forman la columna vertebral de nuestra sociedad digital, permitiendo una comunicación eficiente y el acceso en cualquier lugar y en cualquier momento.
¿Cómo funciona la fibra óptica?
La fibra óptica transmite datos en forma de partículas de luz, o fotones, que pulsan a través de un cable de fibra óptica. El núcleo de fibra de vidrio y el revestimiento tienen cada uno un índice de refracción diferente que curva la luz entrante en un ángulo determinado.
Cuando las señales de luz se envían a través del cable de fibra óptica, se reflejan en el núcleo y el revestimiento en una serie de rebotes en zig-zag, siguiendo un proceso denominado reflexión interna total. Las señales luminosas no viajan a la velocidad de la luz debido a la mayor densidad de las capas de vidrio, sino que lo hacen un 30% más despacio que la velocidad de la luz.
Para renovar, o reforzar, la señal a lo largo de su recorrido, la transmisión por fibra óptica requiere a veces repetidores a intervalos distantes. Estos repetidores regeneran la señal óptica convirtiéndola en una señal eléctrica, procesando esa señal eléctrica y retransmitiendo la señal óptica.
En la actualidad, los cables de fibra óptica pueden soportar señales de hasta 10 Gbps. Normalmente, a medida que aumenta la capacidad de ancho de banda de un cable de fibra óptica, más caro resulta.
Tipos de cables de fibra óptica
La fibra multimodo y la fibra monomodo son los dos tipos principales de cable de fibra óptica.
Fibra monomodo
La fibra monomodo se utiliza para distancias más largas debido al menor diámetro del núcleo de fibra de vidrio. Este diámetro menor reduce la posibilidad de atenuación, que es una reducción de la intensidad de la señal. La abertura más pequeña aísla la luz en un solo haz, ofreciendo una ruta más directa y permitiendo que la señal recorra una distancia mayor.
La fibra monomodo también tiene un ancho de banda considerablemente mayor que la fibra multimodo. La fuente de luz utilizada para la fibra monomodo suele ser un láser. La fibra monomodo suele ser más cara, ya que requiere cálculos precisos para producir la luz láser en una abertura más pequeña.
Fibra multimodo
La fibra multimodo se utiliza para distancias más cortas porque la mayor abertura del núcleo permite que las señales de luz reboten y se reflejen más por el camino. El mayor diámetro permite enviar varios pulsos de luz a la vez a través del cable, lo que se traduce en una mayor transmisión de datos. Esto también significa más posibilidades de pérdida, reducción o interferencia de la señal. La fibra óptica multimodo suele utilizar un LED para crear el pulso de luz.
Fibra óptica vs cables de cobre
Los cables de cobre fueron la opción tradicional para las telecomunicaciones, redes y conexiones por cable durante años. Con el tiempo, sin embargo, la fibra óptica se convirtió en una alternativa común. Actualmente, la mayoría de las líneas de larga distancia de las compañías telefónicas están hechas de cables de fibra óptica.
La fibra óptica transporta más información que el cable de cobre convencional debido a su mayor ancho de banda y mayor velocidad. Como el vidrio no conduce la electricidad, la fibra óptica no está sujeta a interferencias electromagnéticas, lo que minimiza las pérdidas de señal.
Ventajas e inconvenientes de la fibra óptica
Los cables de fibra óptica se utilizan principalmente por sus ventajas sobre los cables de cobre. Entre las ventajas se incluyen las siguientes:
- Admiten mayores capacidades de ancho de banda.
- La luz puede viajar más lejos sin necesitar tanto refuerzo de señal.
- Son menos susceptibles a interferencias, como las electromagnéticas.
- Pueden sumergirse en el agua.
- Los cables de fibra óptica son más resistentes, finos y ligeros que los de cobre.
- No necesitan ser mantenidos ni sustituidos con tanta frecuencia.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que la fibra óptica tiene desventajas. Entre estas desventajas se incluyen las siguientes:
- La fibra óptica suele ser más cara que el cable de cobre.
- La fibra de vidrio requiere más protección dentro de un cable exterior que el cobre.
- La instalación de cableado nuevo requiere mucha mano de obra.
- Los cables de fibra óptica suelen ser más frágiles. Por ejemplo, las fibras pueden romperse o puede perderse la señal si el cable se dobla o curva en un radio de pocos centímetros.
Usos de la fibra óptica
Diversas industrias utilizan cables de fibra óptica para una conectividad fiable y rápida.
Redes informáticas y radiodifusión
Las redes informáticas son un caso de uso común de la fibra óptica debido a la capacidad de la fibra óptica para transmitir datos y proporcionar un gran ancho de banda. Del mismo modo, la fibra óptica se utiliza con frecuencia en radiodifusión y electrónica para proporcionar mejores conexiones y rendimiento.
Internet y televisión por cable
Internet y la televisión por cable son dos de los usos más comunes de la fibra óptica. La fibra óptica puede instalarse para soportar conexiones de larga distancia entre redes informáticas situadas en distintos lugares.
Entornos submarinos
Los cables de fibra óptica se utilizan en entornos de mayor riesgo, como los cables submarinos, ya que pueden sumergirse en el agua y no es necesario sustituirlos con frecuencia.
Militar y espacial
Las industrias militar y espacial también hacen uso de la fibra óptica como medio de comunicación y transferencia de señales, además de su capacidad para proporcionar detección de temperatura. Los cables de fibra óptica pueden ser beneficiosos por su menor peso y tamaño.
Medicina
La fibra óptica se utiliza con frecuencia en diversos instrumentos médicos para proporcionar una iluminación precisa. También se utiliza cada vez más en sensores biomédicos que ayudan en procedimientos médicos mínimamente invasivos. Como la fibra óptica no está sujeta a interferencias electromagnéticas, es ideal para diversas pruebas como la resonancia magnética. Otras aplicaciones médicas de la fibra óptica son la radiografía, la endoscopia, la fototerapia y la microscopía quirúrgica.