Fibras opticas

En este curso trataremos el tema de los usos de las fibras ópticas. Podremos revisar cuales el uso actual que tienen y cómo han ido evolucionando y cómo gracias a los avances cada vez tienen más aplicaciones.

El objetivo de este tutorial es servir como punto de referencia a los alumnos que deseen entender el uso de fibras ópticas así como ayudar a los maestros que quieran ejemplificar sus explicaciones y les permita orientar de mejor manera y con mayor sencillez a los estudiantes.

Trataremos de hacer un repaso breve a la historia, al desarrollo y la construcción actual de fibras ópticas pero sobre todo nos enfocaremos en el uso de estas de manera genera.

Introduccion

Justificacion del curso

El objetivo de este tutorial es mostrar los diferentes usos que tiene la fibra óptica en la actualidad, ya que estos pueden ser muy variados se hablara de manera general, se realizará una breve introducción a la tecnología, más adelante hablaremos de la historia y de los eventos que ayudaron en el desarrollo de esta útil herramienta, para estar un poco en contexto y después se procederá a explicar su uso. Por último se quiere recalcar el compromiso que se tiene con servir como una fuente fiable por lo que recurriremos a libros y revistas científicas reconocidas, las cuales podrán ser encontradas más adelante en la bibliografía para una futura referencia y para expandir la investigación si se requiere.

Contenido del tutorial

Para iniciar este tutorial haremos una breve introducción al tema de las fibras ópticas, en qué consisten y por son tan importantes, además de el futuro de esta. Trataremos un poco más su historia y como llegamos al estado actual de esta tecnología. Explicar sus usos y posibilidades requiere entender el origen de esta tecnología además es necesario revisar su funcionamiento de forma no demasiado profunda pues para entenderla completamente tendrias que explicar protocolos y sobre todo las leyes físicas y ecuaciones usadas en esta herramienta.

Por último terminaremos con el tema más principal pero que debido a su complejidad dejaremos al final, los usos de que se le pueden dar.

Fibras opticas

Para que sirve las fibras opticas

Las fibras ópticas sirven de forma general para transmitir luz, alterando el camino que sigue está de forma que se puede dirigir y redirigir en la dirección deseada así como poder alterar la  frecuencia y longitud del haz utilizado, todo esto es de manera general en lo que consisten, pero también es necesario recalcar la importancia de la luz, de la cual se aprovecha el hecho de ser una fuente de energía “limpia” y eficiente.

Como ya se dijo, aunque el uso de la fibra óptica se puede simplificar a la transmisión de luz es realmente las variaciones que se le pueden hacer a esto lo que le brinda su utilidad, poder variar la intensidad y frecuencia es lo que nos permite transmitir información de la misma manera que se hace con alambres de cobre.

Como estan hechas las fibras opticas

Las fibras ópticas pueden estar construidas de diversos materiales sin embargo cualquiera que sea el material escogido este tiene que cumplir con diversos requerimientos. Por ejemplo el más importante es que este debe estar dividido en dos partes  el núcleo, y la separación con el ambiente, además la separación tiene  que tener un índice de refracción menor al núcleo, por último este debe estar los mas limpio de impurezas, pues de esto depende la eficiencia de la transmisión, los materiales que cumplen con estas características son el silicio, el plástico y con mejor resultado el vidrio. La diferencia en el nivel de refracción del núcleo y su recubrimiento es necesaria ya que esto permite que la luz rebote en las paredes del recubrimiento y siga viajando dentro de este, y si el núcleo tiene impurezas estas dispersan la luz en lugar de mantener concentrado el haz provocando con esto una señal más débil.

Historia de las fibras opticas

Ya antes de usar un medio físico para la transmisión de luz se usaban espejos para redireccionar un haz solar, estos eran usados por los antiguos griegos, en una forma parecida a la actualidad se instalan varias estaciones con estos espejos para después ser operadas de forma manual, enviando mensajes codificados que recorren cada estación hasta llegar a su destino.

Cuando se descubrió la eficacia del vidrio para transmitir la luz, fue cuando inició el estudio de esta tecnología como algo viable. Desde 1890 se conocen las ecuaciones por las que se rige la captura de la luz. Sin embargo el principal problema con el que se enfrentaban era que la tecnología de ese tiempo no permitían la eficacia de esta transmisión por lo que solo se utilizaba para la iluminación.

Usos de la fibra optica

Transmicion de informacion

El uso más conocido y útil que tiene la fibra óptica es para enviar información de la misma manera que se hace con alambres de cobre usando distintas frecuencias y cambios en la longitud de onda se logra modular la información. Las diferencias que pueden existir son que al estar basada en luz esta es teóricamente la velocidad a la que pude trabajar la fibra óptica sin embargo esto no se cumple por el uso de otros componentes usados en la red así como la atenuación presente en la fibra. Al no usarse una corriente eléctrica su consumo es mucho más bajo, y ya que el diámetro de un cable de fibra óptica es del grosor del cabello humano su peso se reduce drásticamente, sin embargo esto tiene como costo una menor resistencia.

Usos medicos.

Uno de los primeros usos que se le dio a esta herramienta fue en la transmisión de imágenes con un estetoscopio. En general se utiliza para iluminar y/u observar zonas difíciles de alcanzar dentro del cuerpo humano, por su pequeño tamaño permite realizar procedimientos que no son muy invasivos.

Sensores

Aunque no es un uso muy común la fibra óptica también se puede usar como sensor de sensor temperatura o presión entre otros. Al no usar una corriente eléctrica ofrece ciertas ventajas que son necesarias para no alterar el ambiente que quieren medir.

Esto mediante la medición de los fenómenos no lineales en la fibra óptica.

 

Iluminacion

Al tener su funcionamiento la base en la transmicion de luz el suo como illuminacion es mas que obvio. 

Aplicaciones futuras

Mejoras en los usos actuales y creacion de unos nuevo.

La fibra es una herramienta que esta teniendo un gran auje actualmente sin embargo sus limites aun no estan definidos y cada dia se pueden encontrar mejoras y nuevos usos que se le pueden dr a estas.

Algo que podriamos mencionar es el uso actual que algunas empresas de telefonica le estan dando en casas de personas las cuales le an el uso de acceso a inmternet mejorando con esto la velocidad por que con el auge de las redes sociales y los servicios de streaming el ancho de banda demandando comiencza a crecer rapdamente.

La tecnologia para 100 Gbps 100GBASE-SR utiliza 10 pares de fibras en 10 Gbps sobre la base de conectores MPO/MTTP . Ademas ya se esta trabajando sobre la base de canales de 25 Gbps para lograr los 100 Gbps en cuatro pares.

 

Otro enfoque que esta teniendo su desarrollo es el uso de fibras mucore. los OFS en conjunto con EMCORE han logrado tasas de 1209 Gbps para 100 metros sobre fibras multicore multimodo de 7 nucleos de 26 um los que son compatibles con la tecnologia VSCEL