La fibra óptica es un
enlace hecho con un hilo muy fino de material transparente de pequeño diámetro
y recubierto de un material opaco que evita que la luz se disipe. Por el
núcleo, generalmente de vidrio o plásticos, se envían pulsos de luz, no
eléctricos.
Características
La fibra óptica es una guía de
ondas dieléctrica que opera a frecuencias ópticas.
Cada filamento consta de un núcleo
central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un
alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con
un índice de refracción ligeramente menor (plástico). Cuando
la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción
menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y
mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.
En el interior de una fibra
óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy abiertos, de
tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar
las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.
Tipos
de Fibra Óptica
Fibra
multimodo
Una fibra multimodo es aquella en
la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto
supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil
modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en
aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y
económico.
El núcleo de una fibra multimodo
tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que
el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es
más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor
precisión.
Fibra
monomodo
Una fibra monomodo es una fibra
óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el
diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo
permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra.
A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar
grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad)
y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).
Componentes
de la fibra óptica
Dentro de los componentes que se
usan en la fibra óptica caben destacar los siguientes: los conectores, el tipo
de emisor del haz de luz, los conversores de luz, etc.
Transmisor de energía óptica.
Lleva un modulador para transformar la señal electrónica entrante a la
frecuencia aceptada por la fuente luminosa, la cual convierte la señal electrónica
(electrones) en una señal óptica (fotones) que se emite a través de la fibra
óptica.
Detector de energía óptica.
Normalmente es un fotodiodo que convierte la señal óptica recibida en
electrones (es necesario también un amplificador para generar la señal)
Su componente es el silicio y se
conecta a la fuente luminosa y al detector de energía óptica. Dichas conexiones
requieren una tecnología compleja.
Los cables de fibra óptica
proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en la industria de la
electrónica y las telecomunicaciones. Así, un cable con 8 fibras ópticas
tiene un tamaño bastante más pequeño que los utilizados habitualmente, puede
soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o
4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia
entre repetidores mucho mayor.
Por otro lado, el peso del cable
de fibra óptica es muchísimo menor que el de los coaxiales, ya que una bobina
del cable de 8 fibras antes citado puede pesar del orden de 30 kg/km,
lo que permite efectuar tendidos de 2 a 4 km de una sola vez, mientras que en
el caso de los cables de cobre no son prácticas distancias superiores a 250 -
300 m.
La “fibra óptica” no se
suele emplear tal y como se obtiene tras su proceso de creación (tan sólo con
el revestimiento primario), sino que hay que dotarla de más elementos de
refuerzo que permitan su instalación sin poner en riesgo al vidrio que la
conforma. Es un proceso difícil de llevar a cabo, ya que el vidrio es
quebradizo y poco dúctil. Además, la sección de la fibra es muy pequeña, por lo que la resistencia que ofrece a
romperse es prácticamente nula. Es por tanto necesario protegerla mediante la
estructura que denominamos cable.
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