Las
fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente
compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano.
Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es
controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción
de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las
desviaciones, entre sus principales características se puede mencionar que son
compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de
transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las
interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia.
Las
fibras ópticas no conducen señales eléctricas por lo tanto son ideales para
incorporarse en cables sin ningún componente conductivo y pueden usarse en
condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas
diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y no hay
problemas debido a los cortos circuitos Tienen un gran ancho de banda, que
puede ser utilizado para incrementar la capacidad de transmisión con el fin de
reducir el costo por canal; De esta forma es considerable el ahorro en volumen
en relación con los cables de cobre.
Originalmente,
la fibra óptica fue propuesta como medio de transmisión debido a su enorme
ancho de banda; sin embargo, con el tiempo se ha planteado para un amplio rango
de aplicaciones además de la telefonía, automatización industrial, computación,
sistemas de televisión por cable y transmisión de información de imágenes
astronómicas de alta resolución entre otros
EL
MODELO DE RED Y LAS EXIGENCIAS DE UNA
RED ACTUAL
Dentro
de una red de telecomunicaciones existe una gran cantidad de equipos y
funcionalidades.
El
personal del área de operaciones de las
empresas de telecomunicaciones esta dividida en dos áreas: Conmutación y
Transmisión. De estos dos grupos se derivan cuatro bloques importantes para una
red de telecomunicaciones y son los siguientes:
Transmisión
o Transporte: la forma de conectar los elementos de conmutación entre si, puede
ser local o de larga distancia.
Conmutación:
los equipos responsables de establecer la comunicación entre dos extremos es
decir los usuarios o los clientes.
Acceso: La forma de conectar las instalaciones del
usuario con la empresa que le prestara el servicio.
Equipo Terminal: equipo situado en las instalaciones
del cliente para aprovechar un servicio de telecomunicaciones.
El
elemento de transporte
Un
enlace de transporte se distingue por dos elementos. El primero que nos define físicamente
el medio de transmisión que será utilizado para llevar la información, como lo
puede ser la fibra óptica (FO), las microondas (MO), el satélite, el par de
cobre o cable coaxial.
El segundo elemento es el modo de transmisión,
este nos define de qué forma será llevada la información, así como la cantidad
de información que podrá transportarse de manera simultánea. En formato
analógico o digital y con técnicas de multiplexación FDM o TDM (PDH y SDH).
Las
redes de transporte pueden clasificarse en redes de transporte de larga
distancia y redes de transporte local. La red de transporte de larga distancia
es aquella que se encarga de transportar información entre dos equipos de
conmutación que se encuentran en dos ciudades, estados o países diferentes. Una
red de transporte local es aquella que se encarga de transportar información
entre dos elementos de conmutación que se encuentran dentro de una misma
ciudad.
El
elemento de acceso
La
red de acceso es la que permite a un usuario de un servicio de
telecomunicaciones conectarse a una red para hacer uso de dicho servicio. La
red de acceso tradicional es la que encontramos en la red telefónica pública.
Nos referimos a la red constituida por todos los pares de cobre que permiten al
aparato telefónico conectarse a una central telefónica local.
La
implementación de redes de acceso representa uno de los grandes retos para las
empresas del sector de las telecomunicaciones. Por un lado, esto permite el
acceso a usuarios que no cuentan con los servicios básicos. Tal vez para el
segundo caso la dificultad no sea tan grande, pues estos servicios serán
llevados a zonas en donde la rentabilidad económica esté más o menos garantizada,
Sin embargo, para el primer caso, la situación es totalmente opuesta, pues las
empresas deben llevar los servicios a lugares en donde la rentabilidad
probablemente ni siquiera exista, por lo que se requieren de incentivos y
condiciones que lo permitan. Aquí el papel importante del gobierno como entidad
reguladora.
Redes
de acceso inalámbricas fijas
Las telecomunicaciones ya han
demostrado su capacidad de contribuir al desarrollo económico de una nación.
Por esta razón se han desarrollado tecnologías que permiten una eficiente y
rápida implementación de redes de telefonía que ofrecen el servicio. Encontramos
a las redes de telefonía inalámbrica o
fija o en ingles WLL (Wireless Local Loop). Con estas tecnologías se permite
una rápida implementación de red de telefonía básica y además la inversión que
se debe realizar es proporcional a la demanda existente, por lo que es posible
llegar de una manera eficiente a lugares en donde se carece del servicio
Redes
de acceso inalámbricas móviles
Otra
forma es permitir la movilidad, pues él poder estar comunicados en cualquier
lugar y en cualquier momento resulta cada día más importante. Es por esto que
el concepto de sistemas personales de comunicación o en ingles PCS es cada vez
más utilizado, pues hay una clara tendencia a crear dispositivos que permitan
comunicaciones de voz y datos.
Redes
de acceso de banda ancha alámbricas e inalámbricas
Otra
forma es el implementar redes que permiten el acceso de banda ancha para nuevas
aplicaciones. Por banda ancha entendemos velocidades entre 2 Mbps y 155 Mbps,
para permitir acceso a Internet de alta velocidad, distribución de vídeo, vídeo
en demanda, educación a distancia y teletrabajo. En esta clase de redes
encontramos las redes alambricas implementadas mediante fibra óptica y por
redes inalámbricas mediante enlaces de microondas punto a punto y también punto
a multipunto, como es el caso de la tecnología LMDS.
ASPECTOS GENERALES DE
LAS FIBRAS ÓPTICAS
Existen
diversas razones que apuntalan a las fibras ópticas como el medio por
excelencia para redes de transporte, entre ellas la gran disponibilidad de
materia prima; el silicio. Las grandes distancias que se pueden conseguir entre
repetidores. En la actualidad una distancia promedio es de 200 km. y se hablan
ya de distancias por encima de los 600 km. La inmunidad al ruido e interferencia
electromagnéticas al ser un medio no conductor, al mismo tiempo no genera
radiaciones electromagnéticas. Las dimensiones de las fibras son pequeñas y por
lo tanto los cables fabricados son más ligeros y fáciles de manejar. El tiempo
de vida se entiende por encima de los 25 años y en realidad se asume como
indeterminado pues no ha transcurrido el tiempo desde que se instalaron las
primeras fibras ópticas. Por último, la gran capacidad, que como dijimos antes,
permite en la actualidad transportar más
de un millón de llamadas a través un par de fibras ópticas.
VENTAJAS DE LAS FIBRAS ÓPTICAS
Tenemos diversas ventajas que favorecen la
utilización de las fibras óptica sobre redes de telecomunicaciones.
1)
Muy altas capacidades, en el orden de los Tbps.
2)
Calidad en transmisión, en el orden de BER=10-12
3)
Niveles bajos de atenuación, en el orden de 0.2
dB/km.
4)
Respuesta a la frecuencia plana dentro de las
ventanas ópticas, por lo tanto se prescinde
prácticamente de ecualización.
5)
Distancia grande entre repetidores, entre 150 y
600 kms.
6)
Inmunidad a ruidos e interferencias.
7)
Menor costo por circuito que cualquier otro
medio.
8)
Cables más ligeros, pequeños y flexibles.
9)
No generan interferencia y por lo tanto no existe
la diafonía.
10) Seguridad en la
transmisión.
11) Facilidad de
mantenimiento.
TIPOS DE FIBRAS ÓPTICAS
Existen
dos tipos de fibras ópticas, las cuales son las fibras multimodo y las fibras
monomodo. Por sus características particulares cada tipo se utilizan en
aplicaciones diferentes.
Fibras multimodo
Este
tipo de fibras fueron las primeras que se fabricaron para uso comercial en la
época de los 80´s.Este nombre se le atribuyo a su funcionamiento interno. Cuando
un haz de luz entra refractado al núcleo de una fibra, no toda la energía se
propaga por la misma trayectoria, algunos fotones tomarán una trayectoria, otros
tomarán otra y otros otra. Puede haber cientos de trayectorias dentro de
ese tipo de fibras.
Fibras Multimodo de Índice
Escalonado
En
este subtipo de fibras multimodo su núcleo esta ligeramente dopado, lo que hace
que su índice de refracción sea ligeramente mayor que el Indice de Refracción
del recubrimiento. Ese dopado es constante en todo el núcleo, en la frontera,
el valor del Indice de Refracción cambia abruptamente, disminuyendo al valor
del índice del recubrimiento. Este cambio abrupto en el valor de los Indices y
su representación gráfica en el perfil del índice es lo que da nombre a este
subtipo de fibras. Las dimensiones del diámetro del núcleo han variado y se han
fabricado núcleos de 62.5 micras y de 50 micras, seindo más comunes las
primeras
Fibras multimodo de Índice
Gradual
Este
tipo de fibras esta dopado en el núcleo y va cambiando conforme nos alejamos
del eje de la fibra; justo en el centro habrá
un nivel n1 que irá descendiendo
hasta llegar al nivel n2 correspondiente al recubrimiento. El dopado no es constante
en el núcleo, su valor de índice de refracción va descreciendo en forma gradual
hasta llegar al índice del recubrimiento,donde ya permanece constante.Este
cambio gradual en el valor de los
índices y su representación gráfoca en el perfil del índice,es lo que da nombre
a este tipo de fibras.Las dimensiones del diámetro son las mismas que las del
de Índice Escalonado.
FIBRAS MONOMODO
Este
nombre reciben laa fibras porque solamente un rayo o haz de luz entra
refractado al núcleo de una fibra y toda la energía se propaga por la misma
trayectoria y solo hay un modo o trayectoria dentro de este tipo de fibras. Este
tipo de fibras fueron construidas con el fin de evitar el alto índice de dispersión
causada por los múltiples modos.
Características de las
fibras monomodo
1)
Produce
mejor producto de ancho de banda por distancia.
2)
Solo se presenta dispersión cromática.
3)
Se requieren conectores muy adecuados.
4)
Se requieren fuentes de luz precisas.
5)
Se aplican para altas velocidades y redes de
larga distancia.
