Fibra Optica

Comunicación por fibra óptica

Un Sistema de Comunicaciones es aquél que sirve para transmitir información de un lugar a otro, ya sea que estén separados por unos cuantos metros o por distancias intercontinentales. Usualmente la información es transportada por una onda electromagnética de alta frecuencia denominada onda portadora, cuya frecuencia puede variar desde algunos kilohertz hasta cientos de terahertz. Los sistemas de comunicaciones ópticas utilizan señales portadoras de altas frecuencias (alrededor de100 THz) en la región visible o en la de infrarrojo cercano del espectro electromagnético. En ocasiones estos sistemas son llamados sistemas de ondas luminosas para distinguirlos de los sistemas de microondas, cuyas frecuencias portadoras son típicamente cinco órdenes de magnitud más pequeñas (alrededor de 1GHz). Los sistemas de comunicaciones de fibra óptica son sistemas de comunicación ópticos que utilizan fibras ópticas como líneas de transmisión. Estos sistemas se han utilizado a nivel mundial desde 1980 y han revolucionado la tecnología relacionada con las telecomunicaciones.

La comunicación por fibra óptica es un método de transmisión de información de un lugar a otro enviando señales de luz a través de fibra óptica. La luz en forma de ondas electromagnéticas viajeras es modulada para transmitir información. Desarrollados en la década de 1970, los sistemas de comunicación de fibra óptica han revolucionado la industria de las telecomunicaciones y han desempeñado un papel importante en el advenimiento de la era de la información. Debido a sus ventajas sobre la transmisión eléctrica, la fibra óptica ha sustituido en gran medida las comunicaciones mediante cables de cobre en las redes del mundo desarrollado.

El proceso de comunicación mediante fibra óptica implica los siguientes pasos: Creación de la señal óptica mediante el uso de un transmisor;

Transmisión de la señal a lo largo de la fibra, garantizando que la señal no sea demasiado débil ni distorsionada;

Recepción de la señal, lo que consiste en la conversión de ésta en una señal eléctrica. Los sistemas de comunicación por fibra óptica emplean también un medio físico dieléctrico como canal de transmisión. En este tipo de sistemas la información viaja en forma de rayos de luz, o sea en ondas electromagnéticas guiadas; la única diferencia con las ondas electromagnéticas de radio es la frecuencia de operación. Como los sistemas de radiocomunicación, estos sistemas requieren de transductores para el acondicionamiento de la señal útil a transmitirse y recibirse. En el transmisor se requiere de transductor de ondas de voltaje y corriente en ondas luminosas, en el receptor se requiere de un transductor de ondas luminosas en ondas de voltaje y corriente. Un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones punto a punto por fibras ópticas

Evolución de las Comunicaciones por Fibra Óptica

El desarrollo de la telegrafía en la década de 1830 a 1840 marcó el comienzo de la era de las comunicaciones eléctricas. Utilizado terminología actual, la tasa de transmisión de bits equivalente o efectiva B de ese tipo de sistemas era de alrededor de 10b/s con el uso de técnicas de codificación como el código Morse. El uso de estaciones repetidoras intermedias permitió establecer comunicaciones a través de grandes distancias (alrededor de 1000 Km) . La primera comunicación transatlántica exitosa fue posible en 1886. La telegrafía utilizaba esencialmente un esquema digital mediante dos pulsos eléctricos de diferente duración (los puntos y líneas del código Morse). La invención del teléfono en 1876 produjo un importante cambio ya que las señales eléctricas eran transmitidas en forma analógica por medio de una corriente eléctrica de variación continua. El desarrollo de redes telefónicas mundiales durante el siglo XX produjo diversos avances en el diseño de sistemas eléctricos de comunicaciones. El uso de cables coaxiales en lugar de pares de alambres incrementó considerablemente la capacidad de los sistemas. El primer sistema de cable coaxial, puesto en servicio en 940, fue un sistema con portadora de 3 MHZ capaz de transmitir 300 canales de voz o un solo canal de televisión. El ancho de banda de este tipo de sistemas es limitado debido a las

pérdidas del cable dependiendo de la frecuencia, que se incrementan rápidamente a frecuencias mayores de 10 MHz.

Aplicaciones de la fibra óptica

La fibra óptica es usada por muchas compañías de telecomunicaciones para transmitir señales telefónicas, comunicación vía Internet y señales de televisión por cable. Debido a su muy inferior atenuación e interferencia, la fibra óptica tiene grandes ventajas sobre el cable de cobre. Por eso es utilizado en largas distancias y aplicaciones de alta demanda. Sin embargo, el desarrollo de infraestructura dentro de las ciudades era relativamente difícil y los sistemas de fibra óptica eran complicados y costosos de instalar y operar. Debido a estas dificultades, los sistemas de comunicación de fibra óptica, al principio, fueron instalados principalmente en aplicaciones de larga distancia, donde podían utilizar su capacidad de transmisión al máximo, compensando el alto costo. Desde el 2002, los precios de los materiales y procesos de instalación de las comunicaciones de fibra óptica se fueron reduciendo considerablemente. El precio para el despliegue de fibra hasta el hogar resulta más rentable que el despliegue de una red basada en el cobre.

Desde 1990, cuando los sistemas de amplificación óptica se volvieron comerciales, la industria de telecomunicaciones ha establecido una amplia red de comunicación interurbana y transoceánica de esta fibra. En 2002 se terminó una red intercontinental de 250 000 km de comunicaciones por cable submarino, con una capacidad de 2,56 Tb/s, y aunque las capacidades específicas de una red son información privilegiada, los informes de telecomunicaciones indican que la capacidad de redes se ha incrementado ampliamente desde ese año.

Sistemas Ópticos de Comunicaciones.

En principio un sistema óptico de comunicaciones se diferencia de un sistema de microondas únicamente por el rango de frecuencias de sus ondas portadoras. Las frecuencias de las portadoras ópticas son típicamente de alrededor de 200 THz , en contraste con las portadoras de sistemas de microondas, con frecuencias desde 300 MHz hasta 300 GHz . La capacidad de un sistema óptico puede ser hasta 10,000 veces mayor que el de un sistema de microondas debido al hecho de poseer portadoras de tan altas frecuencias, ya que el ancho de banda de la onda moduladora puede ser un muy pequeño porcentaje de la frecuencia de la onda portadora. Si por ejemplo, se consideran señales moduladoras que posean un ancho de banda

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