Fibra Óptica

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.