Ya te hemos presentado la historia de las comunicaciones ópticas, pero… ¿qué es la fibra óptica y cómo funciona? La fibra óptica es una guía de ondas de luz, es un cable delgado y flexible.
La luz tiene un comportamiento dual, es decir se comporta como onda y como partícula; dentro de su comportamiento de onda tiene ciertas características como frecuencia, amplitud y longitud de onda. La longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales y nos permiten clasificar la luz en un espectro electromagnético, el cual se muestra en la Figura 1. Del lado derecho de este espectro se encuentran las clases de energía de menor frecuencia y por lo tanto mayor longitud de onda, la fibra óptica trabaja en el espectro infrarrojo IR y luz visible. Por lo que la longitud de onda de operación de la fibra va desde los 850 nm hasta los 1550 nm.
Figura 1. Preforma
La fibra óptica ésta formada de:
Núcleo: de plástico o cristal (oxido de silicio y germanio) es el medio por el cual la luz es guiada.
Revestimiento: de plástico o cristal es el encargado de “atrapar” la luz en el núcleo gracias a la reflexión interna total.
Recubrimiento: cubierta plástica que protege al núcleo y revestimiento de la humedad y daños físicos.
Figura 2. Estiramiento de fibra
Los fenómenos físicos de refracción y reflexión son los protagonistas del funcionamiento de la fibra óptica. Cuando un haz de luz incide sobre una superficie de separación de dos medios transparentes distintos, en este caso el núcleo y revestimiento; parte de la luz resulta reflejada, permaneciendo en el primer medio, como se muestra en la Figura 3 y otra parte de la luz resulta refractada, penetrando en el segundo medio como se muestra en la Figura 4.
Figura 3. Revisión de diámetro
Figura 4. Fibra con acrilato
Para asegurarnos de que la luz será guiada correctamente el núcleo deberá tener un índice de refracción mayor al del revestimiento. El índice de refracción nos permite conocer cuánto se reduce la velocidad de la luz en el medio sobre el cual incide la luz; el aire, el agua, los cuarzos, diamantes y vidrios tienen un índice diferente cada uno. Además, es importante el ángulo con el cual incide la luz, ya que de esto dependerá si se tendrá una reflexión total o no. Si no se logra la reflexión total, revestimiento no podrá “atrapar” la luz, es decir, se “escapará” y con ello tendremos pérdidas de la información que estemos transmitiendo.
Figura 5. Cables
En la Figura 5 se ve un ejemplo de la reflexión interna total, donde el haz “a” la logra sin problema y de esa manera la luz es guiada correctamente a través del núcleo. Por otro lado, el haz “b” no tiene el ángulo de incidencia adecuado y no logra la reflexión interna total por lo que la luz se “escapa”.
Adicionalmente, si la fibra sufre dobleces, cortes o tiene suciedad tampoco será posible lograr la reflexión interna total y perderemos información o sufriremos la caída del servicio. Es importante realizar pruebas de continuidad a la red, limpiar los conectores y realizar los empalmes de fibra con el equipo y herramientas necesarias.
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