Fibra Óptica

La fibra óptica está basada en la utilización de ondas de luz para transmitir información binaria. Un sistema de transmisión óptico tiene tres componentes:

• La fuente de luz que se encarga de convertir una señal digital eléctrica en una señal óptica.
• El medio de transmisión es una fibra de vidrio ultradelagada que transporta la luz. 
• El detector se encarga de generar un pulso eléctrico en el momento en el que la luz incide sobre él.  

Los principios básicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la óptica geométrica, principalmente, la ley de la refracción (principio de reflexión interna total) y la ley de Snell.
Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite.

Los cables de fibra óptica  pueden transmitir la luz de tres formas diferentes:

• Monomodo: Sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).
• Multimodo:es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico. El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
• Multimodo de índice gradual:En este tipo de fibra óptica, el núcleo está constituido de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción, causando que el rayo de luz de refracte poco a poco mientras viaja por el núcleo.

Los cables de fibra óptica suelen estar formados por variass fibras que forman dos tipos de cables dependiendo de dónde van a ser instalados:

• Cable holgado: Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable. Su núcleo se complementa con un elemento que le brinda resistencia a la tracción que bien puede ser de varilla flexible metálica o dieléctrica como elemento central o de hilaturas de Aramida o fibra de vidrio situadas periféricamente.

• Cable con recubrimiento ajustado: Es un cable diseñado para instalaciones en el interior de los edificios, es más flexible y con un radio de curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada. Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, todo ello cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección plástica extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 µm rodeando al recubrimiento de 250 µm de la fibra óptica. Esta protección plástica además de servir como protección adicional frente al entorno, también provee un soporte físico que serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir las bandejas de empalmes.

Existen tres formas de unir dos cables de fibra óptica:

• Utilizando conectores
• Realizando empalmes de forma mecánica 
• Fundiendo los extremos 

Las ventajas que tiene el uso de fibra óptica frente a los cables de cobre  convencionales son las siguientes:

• Puede manejar anchos de banda mucho más grandes que en el de cobre.
• Debido a su baja atenuación sólo se necesitan repetidores cada 30 km.
• No es interferida por  ondas electromagnéticas.
• Es delgada y ligera, sobre todo comparada con cables de cobre de igual capacidad de transmisión.
• Las fibras no tienen fugas y es muy difícil intervenirlas