Fibra óptica: tipos, ventajas, desventajas y aplicaciones

La fibra óptica, una tecnología revolucionaria en el mundo de las comunicaciones, se ha convertido en la columna vertebral de la conectividad moderna. Desde su creación, ha ido evolucionando y mejorando, ofreciendo una amplia gama de ventajas y aplicaciones. Sin embargo, a pesar de sus muchas virtudes, también presenta algunas desventajas que deben ser tomadas en cuenta. En este artículo exploraremos los diferentes tipos de fibra óptica, sus ventajas y desventajas, así como las múltiples aplicaciones en las que se puede utilizar esta tecnología. ¡Prepárate para descubrir el fascinante mundo de la fibra óptica!

En este artículo, discutiremos la fibra óptica, su definición, construcción, funcionamiento, ventajas, desventajas y aplicaciones. Entonces, comencemos con la introducción básica de la fibra óptica.

¿Qué es la fibra óptica?

Fibra óptica es un tipo de medio utilizado para la comunicación de datos o la transmisión de datos con la ayuda de pulsos de luz. La fibra óptica es un soporte flexible del grosor de un cabello hecho de vidrio. Es capaz de transmitir señales ópticas de un punto a otro a largas distancias.


Actualmente, las fibras ópticas se utilizan ampliamente en la transmisión de datos digitales de alta velocidad en la comunicación por Internet. Son más eficientes que los cables de cobre ordinarios, ya que las señales de luz no se ven afectadas por las interferencias electromagnéticas. La fibra óptica funciona según el principio de la reflexión interna total de la luz. Por lo tanto, en el caso de la fibra óptica, ninguna luz puede salir del límite de la fibra óptica una vez que ingresa al núcleo de la fibra.

Construcción de Fibra Óptica

Un cable de fibra óptica generalmente consta de tres partes principales, a saber, núcleo, revestimiento y cubierta exterior.


El núcleo de la fibra óptica es un hilo delgado de vidrio o plástico que tiene una forma cilíndrica a través del cual viajan pulsos de luz de un extremo a otro. El diámetro del núcleo de la fibra óptica oscila típicamente entre 4 micras y 10 micras.

Fibra óptica: tipos, ventajas, desventajas y aplicaciones

La capa que cubre o rodea el núcleo de la fibra óptica se denomina revestimiento. El revestimiento del cable de fibra se compone de un material diferente al que se utiliza para fabricar el núcleo. Generalmente, el material de revestimiento se elige de modo que tenga un índice de refracción menor que el del material del núcleo. Esto permite que la luz viaje a lo largo del cable de fibra.

El índice de refracción más alto del revestimiento en comparación con el núcleo refleja totalmente la luz de regreso al núcleo, cuando alcanza el límite entre el núcleo y el revestimiento.

Finalmente, hay una capa más externa que sirve como cubierta protectora para el cable de fibra. Esta capa se denomina comúnmente cubierta exterior. Está hecho de un material de polímero de alta calidad que puede manejar los impactos ambientales.

Trabajo de fibra óptica

El funcionamiento de la fibra óptica es muy simple, es decir, simplemente guía la luz o las señales ópticas a lo largo del núcleo de la fibra utilizando la reflexión interna total.

Como discutimos anteriormente, la capa de revestimiento de la fibra óptica está hecha de un material con un índice de refracción relativamente más bajo, mientras que el núcleo está hecho de un material con un índice de refracción más alto. Por lo tanto, cuando una señal óptica ingresa al núcleo de la fibra, es guiada a través del núcleo por reflexión interna total repetida por el límite entre el núcleo y el revestimiento.

La fibra óptica transmite señales de datos en forma de luz. Por lo tanto, en el extremo de envío, se usa un generador de luz para convertir señales digitales en señales ópticas, y en el extremo de recepción, se usa un convertidor óptico a eléctrico para recuperar la señal original.

De esta manera, una fibra óptica funciona para transmitir señales de un punto a otro en una red.

Tipos de fibra óptica

Según los modos de transmisión, el cable de fibra se clasifica en los dos tipos siguientes:

(1). Fibra óptica monomodo (SMOF):

Un tipo de cable de fibra que tiene un solo camino para propagar el rayo de luz se denomina fibra óptica monomodo. El cable de fibra monomodo tiene un tamaño de núcleo relativamente más pequeño, normalmente alrededor de 9 micras. Como solo hay una ruta para la transmisión de señales ópticas, permite la transmisión a larga distancia con bajas pérdidas. Sin embargo, el cable de fibra monomodo es relativamente caro de fabricar e instalar.

(2). Fibra Óptica Multimodo (MMOF):

Un tipo de cable de fibra que tiene múltiples rutas dentro del núcleo para la propagación de señales de luz se denomina fibra óptica multimodo. El cable de fibra multimodo tiene un núcleo de mayor diámetro que el cable de fibra monomodo, normalmente de 50 a 62 micrones.

Por lo tanto, el cable de fibra multimodo puede transmitir más luz a la vez. Sin embargo, este tipo de fibra óptica es más adecuado para distancias cortas y transmisión de datos de menor ancho de banda.

Ventajas de la fibra óptica

Las siguientes son las principales ventajas del cable de fibra.

1. Seguridad más fuerte

No irradia la señal fuera de la fibra y dificulta la conexión. En el caso del sistema de cable de cobre, el equipo debe instalarse en varios lugares de la instalación. Sin embargo, el hardware de fibra se puede instalar en una ubicación central. Por lo tanto, proporciona una mayor seguridad.

2. Mayor flexibilidad

La productividad de una empresa se ve afectada negativamente cuando la comunicación es lenta y la conectividad no es confiable. Cualquier tiempo de inactividad no planificado afecta la productividad del negocio.

En comparación con los cables de cobre, los cables de fibra óptica son más livianos y delgados. Pueden soportar más fuerzas de tracción que el cobre y, por lo tanto, son menos propensos a dañarse y romperse. Los cables de fibra son más flexibles y se pueden doblar fácilmente y tienen una excelente resistencia a la corrosión.


Una de las características muy importantes de los cables de fibra es que no conducen la electricidad y, por lo tanto, estos cables son totalmente resistentes a las interferencias electromagnéticas, los rayos o las señales de radio. Por otro lado, los cables de cobre son vulnerables a la tensión inducida, la sobretensión y la tensión de los rayos.

Las inclemencias del tiempo pueden interferir o detener la transmisión de datos en el caso de los cables de cobre. Sin embargo, los cables de fibra no se ven afectados en tales condiciones.

3. Velocidad más rápida

El trabajo simultáneo, como cargar videos, archivos y realizar llamadas telefónicas, y la descarga son la necesidad del día para el funcionamiento eficiente del negocio. Todos los trabajos deben hacerse a una velocidad rápida. Una conexión a internet lenta afecta la productividad del negocio. El sistema de cable de fibra tiene una velocidad de transmisión de datos muy alta debido a su mayor ancho de banda.

Las redes de cable de fibra son extremadamente rápidas, incluso más rápidas que las conexiones de Internet de cobre de mayor velocidad.

4. Distancias de transmisión más largas

Podemos lograr mayores anchos de banda en mayores distancias de transmisión si hay una baja pérdida de potencia en el cable. El cable de cobre tiene una gran pérdida de potencia, por lo que no es adecuado para transmisiones de datos más largas. Por otro lado, los cables de fibra tienen una baja pérdida de energía y son los más adecuados para la transmisión de datos a una distancia más larga. Si comparamos la fibra con el cable de cobre, los cables de fibra pueden alcanzar decenas de kilómetros de distancia, mientras que los cables de cobre pueden alcanzar una distancia de 100 metros.

5. Mayor ancho de banda

En comparación con los cables de metal, los cables de fibra tienen un ancho de banda mucho mayor. La principal ventaja del cable de fibra es que la información se puede transmitir por unidad de tiempo de fibra sobre otros medios de transmisión. Más ancho de banda permite la transmisión simultánea de datos a través de un solo medio de transmisión.

Si enfrenta problemas como fallas en el video de multidifusión, imágenes de CCTV pixeladas/cortadas y dificultades para acceder a aplicaciones en la nube, debe actualizar su red a conectividad de fibra óptica.

6. Capacidad de carga superior

Las fibras son muy delgadas y pueden caber más de ellas en un cable de diámetro dado que los cables de cobre.

7. Latencia mejorada

Las redes de fibra óptica erradican muchos problemas de latencia en la red de cable, como descargar o cargar un video o consumir contenido de alta definición. Reducir la latencia mejora la calidad de voz para los usuarios de VOIP, la velocidad de carga y descarga de archivos de datos de gran tamaño y mejora la colaboración entre los empleados.

8. Delgado y ligero

Son mucho más delgados y livianos que los cables de cobre. Esto les permite ser estirados en diámetros más pequeños. Por lo tanto, son más adecuados para lugares donde el espacio es restringido.

Desventajas de la fibra óptica

Las siguientes son algunas de las principales desventajas del cable de fibra.

1. Costo de producción e instalación

Los cables de fibra son más costosos que los cables de cobre. Además, el costo de instalación de los cables de fibra es más elevado porque se requiere un equipo de prueba especial.

2. Dificultades de empalme

El empalme se realiza al agregar una nueva red de fibra óptica o expandir una red existente. El rebanado es un proceso muy específico y especializado y requiere experiencia para el rebanado correcto de los cables de fibra. Si los cables de fibra no están conectados correctamente, se producirá una pérdida de señal.

3. Riesgo de instalación y construcción

Los cables de fibra son muy compactos y pequeños y, por lo tanto, estos cables son más vulnerables a daños durante las actividades de construcción/renovación de la instalación. Por lo tanto, es muy esencial considerar la restauración, la copia de seguridad y la capacidad de supervivencia.


4. Fragilidad

Los cables de fibra están hechos de materiales frágiles como el vidrio. Por lo tanto, los cables de fibra son más delicados que los de cobre. La fibra se rompe si las doblas demasiado.

5. Más complejo

La fibra óptica tiene un sistema de transmisión más complejo que los cables de cobre, ya que requiere más equipo en los extremos de envío y recepción.

Aplicaciones de la Fibra Óptica

Actualmente, la fibra óptica se usa ampliamente en varias aplicaciones. Algunas aplicaciones comunes del cable de fibra se enumeran a continuación:

1. Telecomunicaciones para la transmisión de datos

Fiber Los cables son ampliamente utilizados para los sistemas de comunicación de fibra óptica porque se pueden utilizar tanto para la transmisión como para la recepción. Mediante el uso de varias aplicaciones de red, se puede mejorar su velocidad y precisión. Proporciona conectividad de alta velocidad.

2. Radiodifusión

Las fibras ópticas se utilizan para entregar señales HDTV de alta velocidad y gran ancho de banda. Se puede conectar a HDTV, CATV y otros servicios. Los cables de fibra son menos costosos que los cables de cobre.

3. Defensa

Los cables de fibra óptica se utilizan ampliamente para aquellas aplicaciones donde la seguridad de datos de alto nivel es imprescindible. Se utilizan en aplicaciones militares, aeroespaciales e hidrófonos para aplicaciones sísmicas y de SONAR.

4. Industria médica

La fibra óptica es muy delgada y se puede insertar en áreas de menor espacio. En el campo de la medicina, se utilizan para observar las partes internas del cuerpo penetrando en lugares huecos del cuerpo. Los cables de fibra se utilizan para láseres quirúrgicos, láseres de endoscopio, láseres de microscopio y láseres biomédicos.

5. Decoración e Iluminación

Los cables de fibra óptica se utilizan para la decoración de árboles y adornos navideños.

6. Inspección Mecánica

Los cables de fibra óptica se utilizan para inspeccionar las piezas o componentes instalados en lugares confinados de difícil acceso. Los fontaneros también utilizan cables de fibra para la inspección de tuberías.

7. Aplicaciones industriales

Estos cables se utilizan para fotografiar lugares de difícil acceso al igual que se utilizan para medidas de seguridad e iluminación en automóviles tanto en el interior como en el exterior. Son los más adecuados para bolsas de aire y aplicaciones de control de tracción. También se utilizan ampliamente con fines de investigación y pruebas en las industrias.


Conclusión

En conclusión, la fibra óptica es un medio confiable y eficiente para la transmisión de datos a largas distancias. Proporciona comunicación de datos de alta velocidad que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones como conectividad a Internet, telecomunicaciones, imágenes médicas, etc.

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