Fibra óptica - Explicación y definición de fibra óptica

¿Qué es la fibra óptica?

La fibra óptica es un filamento de vidrio o plástico flexible y con un espesor inferior a un cabello humano empleado para transmitir luz de un extremo a otro independientemente de la geometría que exista durante su recorrido. La fibra óptica es la tecnología resultante de unir el conocimiento de las propiedades de la luz y el vidrio con el objeto de poder enviar y transmitir pulsos de luz a grandes distancias con velocidades cercanas a los 200.000 Km por segundo, siendo utilizadas ampliamente en el sector de las telecomunicaciones.

La fibra óptica basa su funcionamiento en las propiedades de refracción y reflexión que tiene la luz cuando atraviesa un medio, en este sentido la fibra óptica está fabricada para que el pulso de luz enviado se reflecte totalmente a lo largo de todo el filamento con objeto de conseguir transmitirlo sin pérdidas producidas por la refracción, es como si disparásemos una bala de acero desde el extremo de una tubería y esta fuera capaz de rebotar a lo largo de todo el recorrido hasta llegar al otro extremo.

La fibra óptica la podemos asemejar a un cable de cobre en el que en vez de electricidad se transmite luz, es decir es un cable de luz, a diferencia de los tradicionales cables de electricidad la luz no interacciona ante la presencia de perturbaciones de origen electromagnético como pueden ser las tormentas, llamaradas solares o por la presencia intencionada de algún medio que entre en interferencia, esto hace a la luz un emisor de información de alta calidad, por otro lado la elevada capacidad y velocidad de transmisión cercana a la velocidad de la luz hacen a la fibra óptica el medio idóneo para enviar grandes cantidades de información de alta calidad en escasos milisegundos.

Los pulsos de luz enviados a través de la fibra óptica pueden ser utilizados como medio de iluminación o como medio de transmisión de información binaria o digital, la presencia de un pulso representa un 1 y la ausencia un 0, posteriormente un receptor óptico recoge las señales luminosas y las transforma en el formato de información elegido como imágenes, audio, video o datos.

La fibra óptica consta de 3 elementos básicos y bien diferenciados entre ellos:

• Núcleo - Medio por donde viaja la luz.

• Revestimiento - Medio que hace de pared y evita que se escape el pulso luminoso.

• Recubrimiento - Medios de protección del cable.

El núcleo es el medio por el cual la luz rebota y viaja a lo largo de todo el cable, para evitar que la luz se escape y se encuentre en continua reflexión total existe un revestimiento que hace de pared al núcleo de la fibra, tanto el núcleo como el revestimiento son vidrios de diferentes composición en donde se busca que el vidrio del revestimiento posea un índice de refracción inferior al vidrio del núcleo con el objeto de atrapar al pulso de luz que ha sido transmitido con cierto grado de inclinación.

Por último existen una o varias capas de recubrimientos de diferentes materiales metálicos, cerámicos o poliméricos que actúan como medios protectores del cable óptico frente posibles golpes, esfuerzos, exposición a altas o bajas temperaturas, ambientes corrosivos para el vidrio, etc...

Por otro lado es necesario el uso de conversores, emisores y receptores de luz para que el sistema de fibra óptica pueda enviar y transmitir la información. En principio un conversor puede transformar la señal digital o eléctrica inicial en pulsos de luz los cuales son emitidos generalmente por leds o láseres los cuales emiten la luz con un ángulo predefinido de tal forma que rebote o reflecte totalmente a lo largo de toda la fibra. Posteriormente un receptor de silicio o germanio capta la señal luminosa en el otro extremo de la fibra y la vuelve a convertir en la señal digital o eléctrica inicial.

Aplicaciones de la fibra óptica

Tal y como hemos descrito anteriormente estos cables de vidrio aprovechan las propiedades de la luz para transmitir información de alta calidad en grandes cantidades y a altas velocidades así como iluminando zonas de dificil acceso por ello hoy en día el uso de las fibras ópticas se expande en un amplio abanico de campos como el de la medicina, telecomunicaciones, militar e incluso la arqueología.

Las primeras aplicaciones de la fibra óptica fueron destinadas al sector médico aprovechando la capacidad de iluminación y flexibilidad que disponían esta tecnología fueron utilizados para la exploración del estómago sustituyendo a los antiguos y rígidos endoscopios por los modernos y cómodos fibroscopios que iluminan y transmiten la exploración en formato de video. El uso de los fibroscopios se expandió rápidamente a otros sectores como el de la arqueología por medio del cual podían ver a través de complicados laberintos de rocas y muros imposibles de acceder al otro lado sin derribarlos, en el sector de industrial se utiliza como medio de inspección en tubos, serpentines, ensamblajes de dificil acceso, etc... En un futuro próximo la telemedicina y la fibra óptica permitirán que robots manejados por médicos especialistas puedan operar a pacientes ubicados a largas distancias.

El sector de las telecomunicaciones ha encontrado en la fibra óptica la tecnología idónea para enviar y transmitir cualquier tipo de señal, sus aplicaciones en telefonía, internet, redes locales, televisión y radio ha permitido mejorar la calidad de los servicios ofertados.

Sus aplicaciones en internet ha permitido que numerosas empresas del sector se decante por esta tecnología como medio de acceso a la Red, actualmente se alcanzan la cifra de transmisiones del orden de Gigabits por segundo, para hacerte una idea gracias a este tipo de conexión puedes descargarte toda la información contenida en Wikipedia en apenas 5 segundos o el equivalente a 10 películas en HD.

En el sector telefónico la fibra óptica ha mejorado la calidad de audición de las comunicaciones telefónicas eliminando las interferencias y ruidos existentes con los clásicos cables eléctricos, por otro lado la seguridad que ofrece esta tecnología frente a posibles robos o pinchazos telefónicos hacen un uso idóneo en el sector de las telecomunicaciones militares.

En el sector audiovisual esta tecnología ha traido a nuestros hogares la televisión en ultra alta definición ofertando una amplia variedad de servicios como un número casi ilimitado de canales televisivos, películas y juegos online, participación en redes sociales... en un solo cable de fibra óptica conectado a nuestra televisión.

En un futuro muy próximo esta tecnología será la base para el funcionamiento del llamado Internet de las cosas en el que cualquier componente electrónico estará conectado a Internet para facilitar nuestra vida diaria. ¿Os imagináis que vuestro frigorífico hiciese la compra online cuando detectase que algún alimento de la nevera falta o se encuentra caducado?.