Tecnología de transmisión de fibra óptica

Normalmente, un sistema de comunicación de fibra óptica consta de tres componentes principales: un transmisor óptico, un cable de fibra óptica y un receptor óptico. El transmisor óptico convierte la señal eléctrica en señal óptica; el cable de fibra óptica transporta la señal óptica desde el transmisor óptico al receptor óptico, y el receptor óptico reconvierte la señal óptica en señal eléctrica. El transmisor óptico más utilizado son los dispositivos semiconductores como los LED (diodos emisores de luz) y los diodos láser. El fotodetector es la parte clave de un receptor óptico. Convierte la luz en electricidad mediante el efecto fotodetector. En cuanto al cable de fibra óptica, hay mucho que decir. En cuanto al uso y demanda de velocidad y ancho de banda, el desarrollo de cables ópticos es sorprendente. Ahora, en el mercado de cables ópticos, existen cables de fibra OS2, fibra OM1, fibra OM2, fibra OM3, fibra OM4 y fibra OM5 para diferentes aplicaciones ópticas. Las fibras ópticas se utilizan como medio para telecomunicaciones y redes porque son flexibles y pueden agruparse como cables. Es especialmente ventajoso para comunicaciones de larga distancia, porque la luz se propaga a través de la fibra con poca atenuación en comparación con los cables eléctricos de cobre. La siguiente figura muestra que todos los sistemas de transmisión de fibra óptica utilizan luz modulada para transmitir información desde un transmisor a un receptor complementario.

Figura 1: ilustración de un sistema de transmisión de fibra óptica básico

Ventajas de la transmisión por fibra óptica

Las fibras ópticas han reemplazado en gran medida las comunicaciones por cable de cobre en las redes centrales del mundo desarrollado, debido a sus ventajas sobre la transmisión eléctrica. A continuación te presentamos las principales ventajas de la transmisión por fibra óptica.

Ancho de banda extremadamente alto : Ningún otro medio de transmisión de datos por cable ofrece el ancho de banda que ofrece la fibra. El volumen de datos que transmiten los cables de fibra óptica por unidad de tiempo es mucho mayor que el de los cables de cobre.

Mayor distancia : en la transmisión de fibra óptica, los cables ópticos son capaces de proporcionar una baja pérdida de energía, lo que permite que las señales se puedan transmitir a una distancia más larga que los cables de cobre.

Resistencia a las interferencias electromagnéticas : en la implementación práctica de cables, es inevitable encontrarse con entornos como subestaciones eléctricas, calefacción, ventilación y otras fuentes industriales de interferencia. Sin embargo, la fibra tiene una tasa muy baja de error de bits (10 EXP-13), como resultado de que la fibra es muy resistente a las interferencias electromagnéticas. La transmisión de fibra óptica prácticamente no produce ruido.

Bajo riesgo de seguridad : el crecimiento del mercado de comunicaciones por fibra óptica se debe principalmente a una mayor conciencia sobre los problemas de seguridad de los datos y el uso de materia prima alternativa. Los datos o señales se transmiten a través de la luz en la transmisión de fibra óptica. Por lo tanto, no hay forma de detectar los datos que se transmiten "escuchando" la energía electromagnética que "se escapa" a través del cable, lo que garantiza la absoluta seguridad de la información.

Tamaño pequeño : el cable de fibra óptica tiene un diámetro muy pequeño. Por ejemplo, el diámetro del cable de una única fibra multimodo OM3 es de aproximadamente 2 mm, que es más pequeño que el del cable de cobre coaxial. El tamaño pequeño ahorra más espacio en la transmisión de fibra óptica.

Peso ligero : los cables de fibra óptica están hechos de vidrio o plástico y son más delgados que los cables de cobre. Esto los hace más livianos y fáciles de instalar. Fácil de acomodar Ancho de banda creciente: con el uso de cable de fibra óptica, se pueden agregar nuevos equipos a la infraestructura de cable existente. Porque el cable óptico puede proporcionar una capacidad enormemente ampliada con respecto al cable tendido originalmente. Y la tecnología WDM (multiplexación por división de longitud de onda), incluidas CWDM y DWDM, permite que los cables de fibra puedan acomodar más ancho de banda.

Desventajas de la transmisión por fibra óptica

Aunque la transmisión por fibra óptica aporta mucha comodidad, tampoco se pueden ignorar sus desventajas.

Fragilidad : normalmente los cables de fibra óptica están hechos de vidrio, lo que hace que sean más frágiles que los cables eléctricos. Además, el vidrio puede verse afectado por diversos productos químicos, incluido el gas hidrógeno (un problema en los cables submarinos), lo que hace que necesiten más cuidados cuando se instalan bajo tierra.

Difícil de instalar : no es fácil empalmar cables de fibra óptica. Y si los doblas demasiado, se romperán. Y el cable de fibra es muy susceptible a cortarse o dañarse durante las actividades de instalación o construcción. Todo esto dificulta la instalación.

Atenuación y dispersión : a medida que la distancia de transmisión aumenta, la luz se atenuará y dispersará, lo que requiere que se agreguen componentes ópticos adicionales como EDFA.

El costo es mayor que el del cable de cobre : ​​a pesar de que los costos de instalación de fibra óptica están cayendo hasta un 60% al año, la instalación de cableado de fibra óptica sigue siendo relativamente más alta que la de los cables de cobre. Porque la instalación de cables de cobre no necesita cuidados adicionales como los cables de fibra. Sin embargo, la fibra óptica todavía se está incorporando al bucle local y a través de tecnologías como FTTx (fibra hasta el hogar, locales, etc.) y PON (redes ópticas pasivas), que permiten el acceso de banda ancha a suscriptores y usuarios finales.

Figura 2: cable de fibra óptica y cobre en FTTx

A menudo se requiere equipo especial : para garantizar la calidad de la transmisión de fibra óptica, se necesita algún equipo especial. Por ejemplo, se requieren equipos como OTDR (reflectometría óptica en el dominio del tiempo) y en la mayoría de los puntos finales de fibra se necesitan equipos de prueba óptica especializados y costosos, como sondas ópticas y medidores de potencia, para realizar pruebas adecuadas de la fibra óptica.

La transmisión de fibra óptica se utiliza ampliamente para la transmisión de datos y se utiliza cada vez más en lugar de cables metálicos debido a su eficiencia y alta capacidad de transmisión. Hemos visto que los cables de fibra óptica han sustituido al tradicional cable de cobre de par trenzado o al cable coaxial. Dado el uso y la demanda de un gran ancho de banda y alta velocidad, no hay duda de que la transmisión por fibra óptica traerá más oportunidades y se investigará y ampliará continuamente para satisfacer las demandas futuras.