La comunicación por fibra óptica tiene una gran capacidad y una larga distancia de transmisión. Ha sido uno de los principales pilares de las comunicaciones modernas. Los cables de red de par trenzado de cobre tradicionales funcionan a 1,54 MHZ por segundo, mientras que la fibra óptica puede funcionar hasta a 2,5 GB por segundo.
Tabla de contenidos
- Principios de la transmisión de señales ópticas
- Dispositivos en sistemas de comunicación de fibra óptica
- Internet por fibra óptica
- Ventajas de las fibras ópticas
- Más sobre Fibra Óptica:
Además de las altas velocidades de transmisión, la fibra óptica es muy sensible e inmune a las interferencias electromagnéticas. Entonces, ¿cómo transmite exactamente la fibra óptica las señales ópticas?
Principios de la transmisión de señales ópticas
1. Conversión de señales eléctricas en señales ópticas
Las fibras ópticas son el soporte para la transmisión de señales ópticas. La señal óptica se convierte a partir de una señal eléctrica. El equipo que permite la conversión eléctrica y óptica se llama transmisor óptico. En un sistema de fibras ópticas, el transmisor óptico es el punto de partida de la señal de la línea de fibra óptica. Antes de que el transmisor pueda recibir la señal, es necesario codificarla. La señal de impulso electrónico codificado procede del cable de cobre. A continuación, el transmisor procesa la señal de pulso electrónico y la convierte en una señal de pulso óptico codificada equivalente.
La señal de impulso óptico se genera mediante un diodo emisor de luz o un láser inyectado. También enfoca el impulso óptico a través de una lente. Así permite que el pulso óptico se transmita a lo largo de la línea en el medio de fibra óptica.
2. Transmisión de señales ópticas
La transmisión de señales ópticas se realiza por el principio de reflexión total de la luz. Cuando el ángulo de incidencia supera el ángulo crítico, el pulso óptico puede avanzar fácilmente a lo largo de la línea de fibra óptica mediante la reflexión de la luz.
Las fibras ópticas se dividen generalmente en tres capas:
Núcleo: un núcleo de vidrio de alto índice de refracción
Revestimiento: revestimiento de vidrio de sílice de bajo índice de refracción
Recubrimiento exterior: una capa protectora de refuerzo
Tanto el núcleo como el revestimiento de vidrio tienen una propiedad intrínseca, índice de refracción. Es un parámetro fundamental para medir la velocidad de propagación de la luz a través de un objeto. Para que el sistema funcione correctamente, el revestimiento debe tener un índice de refracción ligeramente inferior al del núcleo. Esta diferencia en el índice de refracción significa que si la luz se dirige al revestimiento en un ángulo suficientemente pequeño, se reflejará completamente en el mismo ángulo. Esto significa que la luz puede viajar a través de la fibra en un camino de dientes de sierra.
Aunque, en teoría, la señal óptica debería transmitirse hasta el otro extremo. En la práctica, sin embargo, la transmisión de fibra óptica a larga distancia requiere la ayuda de repetidores y amplificadores para combatir la atenuación de la señal.
3. Conversión de señales ópticas en señales eléctricas
Una vez que la señal óptica se ha transmitido a través de las fibras ópticas al otro extremo del sistema, es necesario convertirla en una señal eléctrica. Sólo entonces se pueden utilizar varios dispositivos de red. El dispositivo que puede realizar esta función es el receptor óptico.
El componente principal de un receptor óptico es el fotodetector. El componente más importante del fotodetector es el fotodiodo (PIN), que es extremadamente sensible. Utiliza el efecto fotoeléctrico del semiconductor para reducir la señal luminosa a una señal eléctrica. A continuación, la señal eléctrica se amplifica y, tras otros procesamientos, se emite una señal eléctrica cualificada. Este proceso permite una reducción de la señal eléctrica en gran medida no atenuada.
En resumen, la transmisión por fibra óptica es una tecnología que transmite información en forma de señal óptica entre el transmisor óptico y el receptor óptico. Esto convierte efectivamente de señales eléctricas a señales ópticas y viceversa.
Dispositivos en sistemas de comunicación de fibra óptica
Normalmente, también se utilizan repetidores ópticos, amplificadores y WDM para garantizar la calidad de la señal a larga distancia y un mayor ancho de banda de transmisión.
Transmisor óptico: convierte las señales eléctricas en señales ópticas, compuesto principalmente por el enrutamiento de la señal y las fuentes de luz.
Multiplexor de señales: toma varias señales portadoras ópticas de diferentes longitudes de onda y las acopla en la misma fibra para su transmisión. El resultado es una multiplicación de la capacidad de transmisión.
Amplificadores de fibra óptica: la amplificación se consigue convirtiendo la energía de la luz de bombeo en la energía de la luz de señal.
Internet por fibra óptica
Con la creciente demanda de tecnología de velocidad de Internet, la tecnología de red de acceso de banda ancha de fibras ópticas es ampliamente reconocida. Esta tecnología se utiliza como medio principal de transmisión digital mediante terminales remotos y puestos individuales de usuario de banda ancha. La tecnología de la red de acceso de banda ancha de fibra óptica es una parte importante de la tecnología de red por cable.
El acceso a Internet por fibra óptica significa generalmente que el lado de acceso es exclusivamente de fibra óptica. Realmente puede lograr un acceso a Internet de alta velocidad por fibra óptica. Es teóricamente más rápido que el acceso a Internet por ADSL porque la línea del usuario está directamente conectada a los servidores de la oficina de distrito de telecomunicaciones. La diferencia entre la fibra óptica y el método de acceso ADSL es que el ADSL es una transmisión de señal eléctrica y la fibra óptica es una transmisión de señal óptica.
Ventajas de las fibras ópticas
1. Mayor ancho de banda y velocidades más rápidas: El cable de fibra admite anchos de banda y velocidades extremadamente altos. Su mayor ventaja es que cada fibra puede transportar una gran cantidad de información.
2. Bajo coste: La materia prima más básica para la fabricación de fibras de vidrio es el dióxido de silicio. Esta sustancia es casi inagotable en la naturaleza, por lo que su coste potencial es relativamente bajo.
3. Más finas y ligeras: En comparación con los cables de cobre similares, las fibras ópticas son más pequeñas y ligeras. Esto hace más adecuadas cuando el espacio es limitado.
4. Mayor capacidad de transporte: Como las fibras ópticas son mucho más finas que los cables de cobre, se pueden agrupar más fibras en un determinado diámetro de cable. Esto también permite a las fibras ópticas transportar mayores capacidades de comunicación.
5. Baja atenuación de la señal: la pérdida de señal en las fibras ópticas es menor que en los cables de cobre.
6. Gran resistencia a las interferencias: El componente básico de la fibra óptica es el cuarzo. Sólo transmite luz, no conduce la electricidad y no está sometida a campos electromagnéticos. Por lo tanto, la transmisión por fibra óptica tiene una gran resistencia a las interferencias electromagnéticas y a las interferencias industriales.
7. Larga vida útil: Las fibras ópticas suelen tener un ciclo de vida más largo, normalmente de más de 100 años.
Las ventajas de la comunicación óptica son numerosas. La comunicación óptica es ya inseparable de nuestras vidas. Los móviles, los ordenadores y los teléfonos IP son algunos de los dispositivos que utilizan Internet para conectar a todo el mundo con su región, con países enteros e incluso con la red de comunicación mundial. La llegada de las redes ópticas ha hecho nuestra vida más cómoda y conveniente.
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