Evaluación 3: Usos y aplicaciones de la fibra Óptica
Introducción a la fibra óptica La fibra óptica es una delgada y flexible hebra de vidrio fundido o plástico que conduce la luz, habitualmente se utiliza como un medio de transmisión en redes de datos. Los datos, llevados en forma de haces o pulsos de luz, se inyectan en uno de los extremos de la fibra (la fuente de luz puede ser láser o un LED.) y mediante sucesivas reflexiones pasan de un extremo de la hebra al otro sin interrupción, ignorando curvas y esquinas. Para que la comunicación sea bidireccional se necesitan dos filamentos de fibra óptica, un hilo transmite y otro recibe. El trasmisor se encarga de trasformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en luminosa (por esto es considerado el componente activo del proceso), mientras que en el otro extremo del circuito se encuentra el detector óptico o receptor, el cual se encarga de trasformar la señal luminosa en energía electromagnética, parecida a la original.
La comunicación por ondas luminosas es un concepto conocido desde la época de los antiguos griegos, sin embargo, no fue hasta mediados de los años setenta que los resultados del trabajo teórico se publicaron. Éstos indicaban que se podía confinar, por medio de refracción, un haz luminoso dentro de una fibra fibra transparente y flexible, como alternativa a la señalización señalización electrónica por medio de conductores metálicos Con respecto a la constitución de un cable de fibra óptica, a grandes rasgos, éste posee dos componentes esenciales, el núcleo y el revestimiento. El núcleo consiste en uno o varios cilindros de vidrio (o plástico, el cual es más fácil de instalar, pero no puede llevar los haces de luz a grandes distancias) extremadamente delgado, por donde se guía la luz; el revestimiento es una capa de vidrio concéntrica que rodea y protege al núcleo. A su vez el núcleo y el revestimiento están rodeados por una capa de plástico y por las fibras de Kevlar (material poliamida sintético que soporta altas temperaturas, ligero, ligero, 5 veces más resistente resistente que el acero, y no le afecta la corrosión), lo que ofrece solidez al cable. cable. Por último todo este conjunto se encierra encierra en una funda o forro de plástico que lo protege de la humedad, los roedores, el aplastamiento y otros riesgos del entorno.
Las fibras ópticas utilizadas actualmente en el área de las telecomunicaciones, se clasifican fundamentalmente en dos grupos, según el modo de propagación (ambos emplean modo de emisión laser): fibra multimodo y fibra monomodo. El término multimodo indica que se pueden guiar varios modos (modo significa trayectoria) o rayos luminosos (los cuales siguen distintos caminos) dentro de la fibra óptica. Por ésta razón, su ancho de banda es inferior al de las fibras monomodo. La fibra multimodo es ampliamente utilizada para comunicaciones a distancias cortas (hasta 10 Km). Las fibras monomodo son aquellas que, por su diseño (diámetro muy pequeño) pueden guiar y trasmitir un solo rayo luminoso, el cual se propaga directamente sin reflexión, y poseen un enorme ancho de banda, por lo que se utilizan para comunicar grandes distancias (superiores a 10 Km). La fibra óptica es una forma relativamente segura de enviar datos debido a que, a diferencia de los cables de cobre que llevan los datos en forma de señales electrónicas, los cables de fibra óptica transportan impulsos no eléctricos. Esto significa que el cable de fibra óptica no se puede pinchar y sus datos no se pueden robar. A demás los cables son mucho más finos, de modo que pueden ir muchos más cables en el espacio donde antes solo iba un cable de cobre.
Usos de la fibra óptica en redes LAN Las redes de fibra óptica se emplean cada vez más en telecomunicaciones y en poco más de 10 años se han convertido en una de las tecnologías más avanzadas que se utilizan como medio de transmisión de información. Una de las aplicaciones más extendidas de esta tecnología, son las redes de área local (LAN), las cuales están formadas por un conjunto de computadores que comparten datos, aplicaciones y recursos. El cableado de fibra óptica se utiliza principalmente para la conectividad a distancias mayores que las requeridas en una red de área local o en una red empresarial (campus), las cuales conectan usuarios a distancias de entre 2 a 5 km, aún así la fibra óptica es el medio preferido por las empresas para distancias superiores a los 100 metros, como los cables del trocal de campus, ya que supera la limitación de distancia del par trenzado (UTP) en estas aplicaciones. O sea una de las ventajas de la fibra óptica en este tipo de instalaciones es que ya no estamos limitados en cuanto al largo del cable (recordemos que con un cable de red el largo máximo eran 100 metros y 185 para el cable coaxial), ya que cubre distancias de hasta 2000 metros en redes LAN, característica muy útil si estamos haciendo una red de área local entre edificios.
Por lo tanto podemos decir que la te cnología de fibra óptica permite “liberar” una red LAN, y ampliarla más allá de los límites de un edificio, para así integrarla al entorno campus. Usos de la fibra óptica en transmisión de audio y video Las transmisiones de de audio y video, empleando como medio físico la fibra óptica, comenzaron tímidamente con algunos equipos de audio y video para el hogar, con su conexión óptica (accesorio común de ver, incluido en las cajas de los equipos). La fibra óptica se ha sabido adaptar a las características de entornos en los que resulta muy deseable disponer de ella. Un ejemplo es su utilización en la comunicación telefónica, con la implementación de los servicios de banda ancha como la video conferencia y la video telefonía. A medida que las compañías de teléfono conviertan su alambrado a fibra óptica, las transmisiones de video se harán tan fáciles como el sencillo acto de conectar un equipo de video a un circuito de teléfono y marcar el número correcto. En los grandes sistemas de audio, incluyendo la automatización residencial o “casa inteligente” (es un hogar que permite tener el control total de todos los dispositivos electrónicos), la fibra óptica ya está presente. Tanto para el envío de las señales de audio en sí, como para los comandos de control de sistemas múltiples. La televisión por cable también se trasmite por medio de fibra óptica, desde hace un tiempo, sin embargo últimamente se ha logrado probar con éxito televisión en 3D usando una red típica de fibra óptica, la cual puede aguantar sin problemas la retransmisión de vídeo en 3D, teniendo en cuenta que se necesita mucho más ancho de banda que el vídeo tradicional. También pueden emplearse para transmitir imágenes, en este caso se utilizan haces de varios miles de fibras muy finas, situadas exactamente una al lado de la otra. Cada punto de la imagen proyectada sobre un extremo del haz se reproduce en el otro extremo, con lo que se reconstruye la imagen, que puede ser observada a través de una lupa. La transmisión de imágenes se utiliza mucho en instrumentos médicos para examinar el interior del cuerpo humano y para efectuar cirugía con láser, en sistemas de reproducción mediante facsímil y fotocomposición, en gráficos de computador y en muchas otras aplicaciones. Usos y Tipos de conexiones entre redes MAN y WAN Una red MAN es una versión más grande que la LAN, que normalmente comprende una ubicación geográfica determinada como una ciudad o una región, y que normalmente se basa en una tecnología similar a esta. La fibra óptica y el cobre, se complementan de forma ideal en el ámbito metropolitano, ofreciendo cobertura total a cualquier servicio, a desplegar. Los anillos metropolitanos, o Redes MAN, comprenden anillos simples de fibra óptica que permiten la conexión directa con los clientes dentro de la ciudad o del área metropolitana. En general la tasa de error para fibra óptica es menor que la del cable de cobre a igualdad de longitud. Esta característica permite a las redes de área metropolitana trabajar en entornos donde los errores pueden resultar desastrosos. La fibra óptica ofrece un medio seguro porque no es posible leer o cambiar la señal óptica sin interrumpir físicamente el enlace. La rotura de un cable y la inserción de mecanismos ajenos a la
red implican una caída del enlace de forma temporal. En lugares críticos donde la red sufre interferencias electromagnéticas considerables la fibra óptica ofrece un medio de comunicación libre de ruidos. Otro concepto que se está ampliando en estos días (y que está fuertemente relacionado con las MAN), es La multiplexación por división en longitud de onda, multiplexación óptica o DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing ) tiene su origen, en la posibilidad de acoplar la salida de diferentes fuentes emisoras de luz, cada una a una longitud de onda o frecuencia óptica diferente, sobre una misma fibra óptica. Después de la transmisión a través de la fibra, cada una de estas señales o canales ópticos en distintas longitudes de onda, pueden ser separadas entre sí hacia diferentes detectores en su extremo final. El medio de transmisión utilizado en DWDM es la fibra óptica y, en concreto, la fibra óptica monomodo. Por otra parte Una Red de Área Amplia o WAN, es un tipo de red de computadores capaz de cubrir distancias desde unos 100km hasta unos 1000Km, dando el servicio a un país o un continente. Un ejemplo de este tipo de redes sería Internet o cualquier red en la cual no estén en un mismo edificio todos sus miembros (sobre la distancia hay discusión posible. La demanda para la información en tiempo real está creciendo continuamente, con altas demandas en redes de comunicaciones de hoy. Los portadores en todo el mundo están buscando para que las maneras extiendan sus redes y alcancen a nuevos mercados, a nuevas localizaciones y a nueva gente. El ejemplo más claro de uso de la fibra óptica en redes WAN son los cables submarinos. Estos enlaces son capaces de transmitir flujos de información de cientos de Giga bits por segundo a miles de kilómetros de distancia. Los cables submarinos de fibra óptica constituyen las autopistas de la información del siglo XXI, y han permitido el incesante desarrollo de otro de los grandes inventos de las últimas décadas, Internet. Conclusiones En la actualidad y pese a la actual crisis económica mundial, estamos asistiendo a una auténtica revolución de las telecomunicaciones avanzadas derivada, principalmente, de la liberalización del sector y el crecimiento de los usuarios de Internet y de la telefonía móvil, con unas tasas de crecimiento del número de usuarios y de tráfico superiores al 100% y al 50%, respectivamente, durante los últimos años. La fibra óptica es un medio de transmisión fiable y rentable, pero debido a la necesidad de alineación precisa de fibras muy pequeñas, pueden surgir problemas que van desde la contaminación del extremo final al daño del enlace. Aparte de esto, limitar las causas de los fallos es a menudo una tarea que consume mucho tiempo y recursos. La fibra óptica se recomienda siempre como alternativa a los cables de cobre en presencia de fuertes interferencias electromagnéticas, por esta razón, el cable de fibra óptica es el apropiado para transmitir datos a velocidades muy altas y con grandes. Las transmisiones del cable de fibra óptica no están sujetas a intermodulaciones eléctricas y son extremadamente rápidas, comúnmente transmiten a unos 100 Mbps, con velocidades
demostradas de hasta 1 giga bit por segundo. Pueden transportar una señal (el pulso de luz) varios kilómetros. Los propietarios de redes empresariales pueden aprovechar la tecnología de fibra óptica para ampliar sus redes LAN, de zonas geográficas relativamente limitadas a redes en todo el campus. Los propietarios de redes pueden ampliarlas para cubrir el área metropolitana, con edificios situados a una distancia superior a los 80 kilómetros. En estos casos, las empresas deben asumir algunas de las tareas de monitorización y solución de problemas que, normalmente, realizan los proveedores de servicios WAN. Otros usos Las aplicaciones de la fibra óptica hoy en día son múltiples. Además, esta en un continuo proceso de expansión, sin conocer exactamente límites sobre ello. Partiendo de que la fibra óptica transmite luz, todas las aplicaciones que se basan en la luminosidad (bien sea por falta de esta, por difícil acceso, con fines decorativos o búsqueda de precisión) tiene cabida este campo. Si a todo esto sumamos la gran capacidad de transmisión de información de este medio, (debido a su gran ancho de banda, baja atenuación, a que esta información viaja a la velocidad de la luz, etc.) dichas aplicaciones se multiplican. Campos tales como las telecomunicaciones, medicina, arqueología, prácticas militares, mecánica y vigilancia se benefician de las cualidades de esta herramienta óptica. Referencias http://www.yio.com.ar/fibras-opticas/ http://www.monografias.com/trabajos13/fibropt/fibropt.shtml http://neo.lcc.uma.es/evirtual/cdd/tutorial/fisico/fibra.html http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica http://glorsarm.tripod.com/index-4.html http://www.paratorpes.es/manuales/curso%20fibra%20optica.pdf http://www.fibraopticahoy.com/cableado-de-fibra-optica-para-comunicaciones-de-datos1%C2%AA-parte/ http://modul.galeon.com/aficiones1366320.html http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_fibra_%C3%B3ptica http://www.gestiopolis.com/canales8/ger/uso-de-la-fibra-optica-en-las-empresas.htm http://www.librosvivos.net/smtc/pagporformulario.asp?idIdioma=ES&TemaClave=1039&pagina=2 &est=0
