ARPANET
En 1966, la agencia Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados (ARPA - Advanced Research Projects Agency) tenía
un programa con varias instituciones de investigación. La meta de ARPA era
enlazar diferentes ordenadores todos juntos, para mejorar la potencia general
del procesamiento de los ordenadores, y descentralizar el almacenamiento de
información.
La red de computadoras Advanced Research Projects Agency Network
(ARPANET) fue creada por encargo del Departamento de Defensa de Estados Unidos
("DOD" por sus siglas en inglés) como medio de comunicación para los
diferentes organismos del país. El primer nodo se creó en la Universidad de
California, Los Ángeles y fue la espina dorsal de Internet hasta 1990, tras
finalizar la transición al protocolo TCP/IP iniciada en 1983.
El concepto de una red de computadoras capaz de comunicar usuarios
en distintas computadoras fue formulado por J.C.R. Licklider de Bolt, Beranek
and Newman (BBN) en agosto de 1962
Mientras tanto, Paul Baran estaba trabajando desde 1959 en la RAND
Corporation en una red segura de comunicaciones capaz de sobrevivir a un ataque
con armas nucleares, con fines militares.
Sus resultados se publicaron a partir de 1960, y en ellos se describían dos ideas clave:
- El uso de una
red descentralizada con múltiples caminos entre dos puntos.
- La división de
mensajes completos en fragmentos que seguirían caminos distintos. La red
estaría capacitada para responder ante sus propios fallos.
El resumen final de este esquema se presentó en 1962 y se publicó
en 1964.
En la misma época, Leonard Kleinrock ya trabajaba en el concepto
de almacenar y reenviar mensajes en su tesis doctoral en el MIT. Esto incluía
un importante análisis de la teoría de colas aplicada a las redes de
comunicaciones (publicado como libro en 1964). Su trabajo aún no incluía la
idea de fragmentación en paquetes.
El concepto original de Roberts consistía en utilizar la técnica
de multiplexación en el tiempo, uniendo máquinas directamente con cables
telefónicos. En una de las primeras reuniones (de 1967), muchos participantes
no estaban dispuestos a que sus computadoras tuvieran que gestionar líneas
telefónicas. Uno de estos participantes, Wesley A. Clark, tuvo la idea de usar
pequeños ordenadores separados sólo para gestionar los enlaces de
comunicaciones. Esta idea permitió descargar de trabajo a las computadoras
principales, además de aislar la red de la distinta naturaleza de cada
computadora.
Sobre esta base comenzó el diseño inicial de ARPANET. Roberts
presentó su primer plan en un simposio de 1967. En este mismo evento se
encontraba presente Roger Scantlebury, colaborador de Davies. Gracias a este
encuentro discutieron la idea de la conmutación de paquetes, y permitió a
Roberts conocer el trabajo de Baran Holl.
Nacimiento de ARPANET.
Casualmente, fue Davies quien empezó a usar el término "paquete".
Casualmente, fue Davies quien empezó a usar el término "paquete".
En este estado de las cosas, cuatro centros de investigación
independientes (DARPA, la corporación RAND, el MIT y NPL en el Reino Unido)
acabarían convirtiéndose en los primeros nodos experimentales de ARPANET.
El gobierno de los Estados Unidos quería encontrar una manera de
acceder y distribuir la información en caso de una catástrofe, como por ejemplo
un ataque nuclear. Sin embargo, si se pudieran unir varias redes diferentes y
separadas, otras partes del sistema seguirían funcionando incluso si algunos
enlaces fueran destruidos.
Este proyecto de ARPA gradualmente fue evolucionando de la teoría
a proposiciones reales de construir esas redes. En 1968, ARPA envío una
petición a varias instituciones pidiendo ofertas para crear la primera red de
área extensa (WAN). La firma BBN ganó la oferta para diseñar 4 máquinas
procesadoras de mensajes que crearían comunicaciones abiertas entre los cuatro
dispositivos diferentes, y en cuatro sistemas operativos distintos.
El equipo que diseñó, construyo e instalo ARPANET era muy diverso,
consistiendo en ingenieros eléctricos, científicos en computación, matemáticos
y estudiantes avanzados. Grabaron el resultado de sus estudios e
investigaciones en una serie de documentos llamados RFCs (Request for Comments),
los cuales están disponibles para todo aquel que los quiera consultar. Veremos
a continuación el equipamiento usado en los cuatro nodos originales de ARPANET,
y los protocolos diseñados para permitir que los diferentes ordenadores
compartieran información entre ellos.
Los ordenadores de ARPANET
Antes de ARPANET, muchos sistemas de ordenadores consistían en una
masiva cantidad de computadoras, algunas veces del tamaño de una habitación
entera, las cuales usaban terminales completamente cableados. Un terminal era
de alguna manera un interfaz de usuario, que a menudo consistía en un teclado o
lector de tarjeta. Muchos usuarios podían acceder al ordenador simultáneamente.
Las computadoras en redes más antiguas, requerían una conexión directa entre
dos ordenadores, significando que solo había una vía de comunicación para poder
transferir los datos. Las conexiones directas limitaban el tamaño de las redes
de ordenadores, las cuales se empezaron a llamar LANs.
ARPA quería construir un sistema de red que pudiera expandirse por
toda América, enlazando organizaciones gubernamentales y científicas en una
manera nunca vista hasta el momento. Sin embargo, la primera fase de ARPANET
fue mucho más modesta: Cuatro sistemas de ordenadores en diferentes
localizaciones se unirían usando líneas de teléfono y cuatro procesadores de
mensajes (IMPs).
Los IMP se implementaron inicialmente con ordenadores DDP-516 de
Honeywell. Contaban con 24 kilobytes de memoria principal con capacidad para
conectar un máximo de cuatro ordenadores centrales, y comunicarlos con otros
seis IMP remotos. BBN tuvo disponible todo el hardware y el software necesario
en tan sólo nueve meses.
ARPA eligió las primeras localizaciones basándose en algunas
investigaciones previas que había hecho con el gobierno de los Estados Unidos.
Cada una de estas localizaciones tenía su propio equipo de ingenieros
responsables de conectarse con ARPANET. Las cuatro máquinas en la estructura
inicial de ARPANET incluían:
Una computadora de la universidad de UCLA, la cual era una SDS
Sigma 7, funcionando con un sistema operativo experimental de la propia
universidad.
El instituto de investigación de Stanford, puso el ordenador
SDS-90, que funcionaba con un sistema operativo Genie.
En la universidad de California – en el centro de matemáticas
interactivas - puso una computadora IBM
360/75.
Por último, la universidad de UTA puso un ordenador DEC PDP-10 con
un sistema operativo Tenex.
En Agosto de 1969, el equipo de UCLA enlazó su computadora a un
IMP – un ordenador DDP 516 – siendo el primero de los cuatro sitios en
conectarse a ARPANET. En pocos días, ambos ordenadores podían intercambiar
información. En Octubre, el equipo de Stanford añadió el segundo enlace al
sistema. Los ordenadores de UCLA y Stanford se comunicaron entre sí sobre una
línea telefónica de 50 Kbps
Hay que decir que en el primer intento, el sistema se vino abajo
antes de que UCLA pudiera enviar un comando completo al ordenador de Stanford.
Afortunadamente, todo funciono
perfectamente en el segundo intento. Los otros dos ordenadores se unieron a la
red antes de finales de 1969. Por primera vez, los científicos podían valorar
la potencia de muchos ordenadores en localizaciones remotas.
Primer despliegue
La ARPANET inicial consistía en cuatro IMPs instalados en:
-
UCLA, donde Kleinrock creó el Centro de
medición de red. Un ordenador SDS Sigma 7 fue el primero en conectarse.
-
El Augmentation Research Center en el Instituto
de investigación de Stanford, donde Doug Engelbart creó el novedoso sistema
NLS, un incipiente sistema de hipertexto. Un ordenador SDS 940 fue el primero
en conectarse.
-
La Universidad de California, con un IBM 360.
-
El Departamento Gráfico de la Universidad de
Utah, donde Ivan Sutherland se trasladó. Con un PDP-10 inicialmente conectado.
El primer enlace de ARPANET se estableció el 21 de noviembre de
1969 entre UCLA y Stanford. El 5 de diciembre del mismo año, toda la red
inicial estaba lista.
En marzo de 1970 ARPANET cruzó hasta la costa Este cuando la
propia BBN se unió a la red. En 1971 ya existían 24 ordenadores conectados,
pertenecientes a universidades y centros de investigación. Este número creció
hasta 213 ordenadores en 1981 con una nueva incorporación cada 20 días en media
y llegar a alcanzar los 500 ordenadores conectados en 1983.
Software desarrollado
-
El protocolo NCP (Network Control Program,
Programa de Control de Red), fue la base de las comunicaciones entre sistemas
pertenecientes a ARPANET hasta 1981 en que se diseñó TCP/IP para permitir un
mejor crecimiento de la red. Fue desplegado por primera vez hacia 1970.
-
En 1972, Ray Tomlinson de la BBN inventó el
correo electrónico. En 1973, el protocolo FTP ya estaba definido e implementado,
facilitando el movimiento de ficheros en ARPANET. Para entonces el 75% del
tráfico ya se debía al éxito del correo electrónico. También se especificó un
protocolo para transmisión de voz (RFC 741), que llegó a implementarse pero fue
un fracaso por motivos técnicos. Esto no vería la luz hasta varias décadas más
tarde.
Un manejo inteligente de la Fundación Nacional para la Ciencia de la NSFNET facilitó el primer período de crecimiento explosivo de la publicación de Internet.
Comenzando en 1979, la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) financió el desarrollo del CSNET vincular los departamentos de informática de las universidades que no están conectados a ARPANET, una experiencia que los familiarizó con los beneficios significativos de interconexión. En 1983, los militares de EE.UU. separaron la MILNET red de ARPANET, la reducción de su continuo interés en la red, y la liberación que se convierta en todo una red de investigación no clasificada.
NSFNET Fundación
Nacional para la Ciencia
(National
Science Foundation) Red
"Era prácticamente un niño ingobernable", dice Ellen
Hoffman. "Creo que en aquel entonces todos teníamos la esperanza de que
iba a crecer las formas en que lo hizo, pero ninguno de nosotros creíamos que
iba a crecer tan rápido. “Hans -Werner recuerda trabajar en un ambiente donde
" algo que era completamente nuevo y totalmente puesta al día en la mañana
estaba completamente fuera de fecha por la tarde. Eso ocurrió más o menos en
una base de día a día, porque nos movido tan rápido”.
Historia
Un manejo inteligente de la Fundación Nacional para la Ciencia de la NSFNET facilitó el primer período de crecimiento explosivo de la publicación de Internet.
Comenzando en 1979, la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) financió el desarrollo del CSNET vincular los departamentos de informática de las universidades que no están conectados a ARPANET, una experiencia que los familiarizó con los beneficios significativos de interconexión. En 1983, los militares de EE.UU. separaron la MILNET red de ARPANET, la reducción de su continuo interés en la red, y la liberación que se convierta en todo una red de investigación no clasificada.
En 1984, la NSF comenzó la construcción de varios centros de
supercomputación regionales para proporcionar recursos informáticos de muy alta
velocidad para la comunidad de investigación de los EE.UU. En 1985, con la
CSNET creciendo rápidamente, NSF contrató a Dennis Jennings para liderar el
establecimiento de la Red NSFNET para vincular a cinco de los centros de súper-computación
universitarios para permitir el intercambio de recursos e información. Jennings
tomó tres decisiones fundamentales que dieron forma al posterior desarrollo de
NSFNET: que sería una red de investigación de propósito general, no limitado a
la conexión de las supercomputadoras; que actuaría como el eje de conexión de
las redes regionales en cada sitio de la supercomputación; y sería utilizar el
protocolo TCP / IP de la ARPANET.
Caracteristicas
La NSFNET inicial consistía en una red troncal construida con
líneas de 56 Kbps por un equipo de la Universidad del Centro Nacional de
Illinois para Aplicaciones de Supercomputación (NCSA) y la Universidad de
Cornell Theory Center, porque eran los defensores de TCP / IP más grandes, con
la ayuda de Dave Mills de la Universidad de Delaware y Hans -Werner Braun al
Mérito Networks Inc. Mientras 56 Kbps suena terriblemente lento en comparación
con la actual Internet, la carga en los primeros NSFNET fue correspondientemente
así: "No había multimedia, sin embargo, y simple
estructura metálica y gráficos de contorno eran tan complejas como la mayoría
de las comunicaciones."
Ed Krol fue el administrador de la red para la NCSA que se recibió
el contrato para establecer la NSFNET, y lideró al equipo en el desarrollo de
la red. Entre las primeras cosas que hizo fue invitar a las empresas a un
"bake off " para elegir un router de NSFNET adecuada, evaluada por un
equipo formado por David Mills, Braun, Scott Brim de la Universidad de Cornell
, Charley Kline y Krol de NCSA , Dave Farber (a gran hombre de las redes ), y
Jennings . El único producto comercial viable era la puerta de enlace de la
mariposa producida por BBN para la ARPANET (ver RFC 898), pero era demasiado caro.
Sin embargo, Dave Mills tuvo la tarea de mantener una máquina llamada Fuzzball que incorporaba todos los
estándares de Internet aprobados, por lo que en otra demostración de la
diferencia entre la ingeniería y la ciencia - la parametrización por el costo -
que terminó la elección de la Fuzzball
para la inicial enrutador NSFNET.
Krol subcontrató el centro de operaciones de NSFNET a la
Universidad de Cornel , dirigida por Allison Brown y Scott Brim , y comenzó a
ordenar las líneas telefónicas y de hardware para ser enviado soltar a cada
sitio. Se llevaron a cabo reuniones trimestrales para trabajar a través de los
problemas y cuestiones inevitables y coordinar la evolución del sistema. Krol
recuerda que durante una de estas reuniones, Dave Farber mencionó que tenía la
cena con Len Bozak de la Universidad de Stanford de la noche anterior. Bozak
había mencionado que tenía planes de construir una máquina que manejar una
amplia gama de necesidades de protocolos de red , incluyendo TCP / IP, y el
poder de utilidad en la NSFNET . La compañía de Bozak fue llamado Cisco,
y más tarde se convirtió en la compañía de redes líder en el mundo.
En respuesta al rápido crecimiento de la red, en 1987 la NSF dio IBM,
MCI y Merit Network Inc. un contrato para modernizar la columna vertebral NSFNET.
Para el 1 de julio de 1988, una red de 1,5 Mbps más rápido se había establecido
para la comunicación entre los centros de supercomputación originales, además
de siete redes de investigación adicionales: BARRNet , Mérito , MIDnet , NCAR ,
NorthWestNet , SESQUINET , SURANet y Westnet . La NSFNET mejorado conectado más
de 170 TCP / IP redes habilitadas en absoluto. Mérito recibió un contrato para
gestionar la columna vertebral, y el tráfico comenzó a duplicar naproximadamente
cada siete meses.
En 1990, los militares patrocinadores de ARPANET la disolvieron
oficialmente, y la responsabilidad de los restantes elementos de la red de
investigación se pasó a la NSFNET . La red siguió extendiéndose entre las
instituciones académicas y de investigación en todos los EE.UU., incluyendo las
conexiones a las redes de investigación en Canadá y Europa, que se extiende en
gran medida el tamaño de la Internet y su alcance.
A medida que la red conectada creció, la presión comenzó a
construir para permitir el uso comercial de la red, que fue prohibido por la
gestión NSFNET con el fin de mantener el uso del ancho de banda para fines de
investigación. En respuesta a la demanda, se formaron una serie de redes
paralelas para permitir el tráfico comercial, incluyendo la ALTERNET red UUNET,
Performance Systems International (PSI) de la red PSI Net, CERFnet y NEARNet. Casi
la totalidad de las redes regionales de investigación, finalmente escindió
entidades comerciales. Como parte de la misma dinámica comercial, la
organización que agrupa Commercial Internet Exchange (CIX) Asociación fue
formada por CERFnet, PSI Net y AlterNet para promover el uso comercial de las
redes de Internet.
En reconocimiento del hecho de que la red estaba creciendo más
allá de su enfoque de la investigación en marzo de 1991, la NSFNET introdujo
oficialmente en la próxima ola de crecimiento de Internet mediante la
modificación de su política de uso aceptable para permitir el uso comercial por
"brazos de investigación de las empresas con fines de lucro cuando
participan en la comunicación académica abierta y la investigación”. Entre las
crecientes conexiones a las redes de investigación y el aumento del tráfico
comercial, el crecimiento de la NSFNET en los próximos años fue rápido:
-
Para enero de 1992, el tráfico de NSFNET superó
12 mil millones de paquetes (1 billón de bytes) de tráfico al mes. En noviembre
el tráfico se ha duplicado, y NSFNET fue conectado a más de 7.500 redes, una
tercera parte de los que estaban fuera de los Estados Unidos.
-
En diciembre de 1992, la columna vertebral
NSFNET fue completamente convertido a un T3 o capacidad de 44,736 Mbps, capaces
de transmitir 4 millones y medio de caracteres por segundo.
-
En 1994, el tráfico en NSFNET rompió los 10
billones de bytes de un nivel meses.
-
A partir de 1990, en los próximos años la NSF
llevado a cabo una serie de talleres y estudios para planificar la transición
de la NSFNET a la industria privada. El vehículo que se desarrolló para apoyar
esta nueva arquitectura es un conjunto de puntos de acceso a la red que actuaba
como puntos de conexión para las redes troncales comerciales para que la red se
mantendrá conectado en el nivel superior una vez que la NSFNET fue retirado. En
febrero de 1994, la NSF otorgó contratos para el establecimiento de cuatro
programas de acción nacionales que funcionan a 155 Mbps
·
En Nueva York operado por Sprint
·
En Washington, DC operado por MFS
·
En Chicago operado por Ameritech
·
En California operado por Pacific Bell
Durante el año siguiente, todas las redes NSFNET regionales
emigraron sus conexiones con los proveedores de redes comerciales que estaban
conectadas a uno o más de los programas de acción nacionales. El 30 de abril de
1995, la NSFNET se disolvió oficialmente, aunque, volviendo a sus raíces, la
NSF retuvo una red central de investigación para la investigación sólo usar
denominado Servicio de Backbone de la red de Muy Alta Velocidad (vBNS), que
pasó a ser la base para la el proyecto Internet2. En su apogeo, la NSFNET
conectado más de 4.000 instituciones y 50.000 redes en todo los Estados Unidos,
Canadá y Europa.
Internet2
Internet2 es un proyecto de la corporación universitaria para el
desarrollo avanzado en internet (UCAID). Que busca proporcionar un enfoque para
fomentar el crecimiento de las aplicaciones avanzadas de internet y los protocolos
de trabajo en red, que reforzarán el trabajo de universidades en sus papeles de
investigación y educación. Uno de los primeros objetivos de internet2 es
recrear las capacidades de las redes testbed y así facilitar la transferencia
de dichas tecnologías al internet global.
Backbone
El backbone es el enlace principal de una red, es el
cableado que comunica todos los Cuartos de telecomunicaciones con el cuarto de
equipos. Si se te llega a caer o romper el backbone, ten por seguro que toda tu
red fallara.
La palabra backbone se refiere a las principales conexiones
troncales de Internet. Está compuesta de un gran número de routers comerciales,
gubernamentales, universitarios y otros de gran capacidad interconectados que
llevan los datos a través de países, continentes y océanos del mundo mediante
cables de fibra óptica.
El término backbone también se refiere al cableado troncal o
subsistema vertical en una instalación de red de área local que sigue la
normativa de cableado estructurado.
Cronologia
El backbone original de Internet fue ARPANET (puesta en
marcha el 29 de octubre de 1969).
En 1989 se creó el backbone NSFNet. El ejército de los
Estados Unidos de América se separó, creando la red MILNET, y ARPANET se cerró.
Se desarrolló un plan para expandir más la red NSFNet, antes
de convertirlo en obsoleto, creando una nueva arquitectura de red basada en un
encaminamiento descentralizado.
Con el retiro del backbone de Internet de la NSFNet el 30 de
abril de 1995, Internet a partir de ahora consiste enteramente de varios ISPs
comerciales y redes privadas (así como redes entre universidades), conectadas a
puntos de peering.
El término backbone de Internet suele referirse a los
enlaces entre proveedores y puntos de peering. Sin embargo, con el uso
universal del protocolo de encaminamiento BGP, Internet funciona sin ninguna
red central.
Con la llegada de la burbuja de las punto com de 2002, un
número grande de empresas de telecomunicaciones se vieron amenazadas por la
bancarrota, y algunas quebraron completamente: por ejemplo, la red EBONE
desapareció completamente. Ésta fue una prueba exitosa del nivel de tolerancia
de errores y redundancia de Internet.
Con la llegada de la burbuja de las punto com de 2002, un
número grande de empresas de telecomunicaciones se vieron amenazadas por la
bancarrota, y algunas quebraron completamente: por ejemplo, la red EBONE
desapareció completamente. Ésta fue una prueba exitosa del nivel de tolerancia
de errores y redundancia de Internet.
Tipos de Backbone
Existen 2 tipos: cascada (cascadeado) y colapsado. En el
primero, todos los puestos de trabajo (host, terminales) están conectados a un
enlace troncal con el cuarto de equipos (ER); esta arquitectura es casi
obsoleta y genera mucho tráfico innecesario en la red. En el colapsado existen
varios tramos que salen del ER, permitiendo una mejor distribución de
servicios, sin saturar ningún sector de la red y dando una mejor calidad de
señal a los tramos lejos al ER.
Principales cables submarinos de Backbone:
Principales cables submarinos de Backbone:
Estos cables son de fibra optica instalados sobre el lecho marino y destinado fundalmente al servicio de telecomunicacion.
Los principales cables son SEA-ME-WE 4, PAN-AM, SAm-1, MAYA-1, ALBA-1, SEAMEWE-3.
SEA-ME-WE 4
El South East Asia–Middle East–Western Europe 4 (SEA-ME-WE 4) es un cable submarino de fibra óptica que mantiene las telecomunicaciones entre Singapur, Malasia, Tailandia, Bangladesh, India, Sri Lanka, Pakistán, Emiratos Árabes Unidos, Arabia Saudí, Egipto, Italia, Túnez, Argelia y Francia. El cable mide entre 18.800 y 20.000 kilómetros de largo, y es el principal backbone entre el sureste asiático, el subcontinente indio, el medio oriente y Europa. Fue desarrollado por un consorcio de 16 compañías de telecomunicaciones. Se inició en marzo de 2004. La construcción corrió a cargo de Alcatel Submarine Networks y Fujitsu. La obra fue terminada en diciembre de 2005, con un coste de 500 millones de dólares.
PAN-AM
El Cable submarino Panamericano (PAN-AM) es un cable submarino de fibra óptica destinado a brindar conectividad a Sudamérica (lado del Pacífico) y el Caribe. Los países que usan el cable son: Chile, Perú, Ecuador, Colombia, Venezuela, Aruba, Panamá y Estados Unidos. El cable mide 14490 Km de largo, y es uno de los tres cables usados por el lado oeste de Sudamérica.
SAm-1
SAm-1 (SudAmérica-1) es un cable submarino de fibra óptica. Comenzó sus operaciones en el año 2000, conectando los Estados Unidos, Puerto Rico, Brasil, Argentina, Chile, Perú y Guatemala. En el 2007, SAm-1 fue extendido a Ecuador y Colombia. Este cable pasa por Boca Raton, Florida, Estados Unidos. Isla Verde, Puerto Rico. Fortaleza, Ceará, Brasil. Salvador de Bahía, Bahía, Brasil. Río de Janeiro, Río de Janeiro, Brasil. Santos, São Paulo, Brasil. Las Toninas, Argentina. Valparaíso, Arica, Chile. Lurin, Mancora, Peru. Puerto San José, Puerto Barrios, Guatemala. Salinas, Ecuador. Barranquilla, Colombia. Una vez aprobado en el año 2000, consistía en cuatro pares de fibra operando inicialmente a 40 Gb/s en una configuración de anillo ampliable a 48 canales de 10 Gbps cada uno, para una capacidad total de diseño de 480 Gbps, y con la actualización de capacidad de uso alcanzó 1,92 terabits por segundo.1
MAYA-1
Es un cable submarino encargado de recibir y transmitir datos digitales por mediante fibra óptica. Inició sus operaciones en el año 2000, usando las tecnologías SDH y EDFA, tiene una capacidad de transmitir y recibir 95 GBps, es propiedad y está gestionado por las compañías AT&T, Telmex, Hondutel, tiene 4.323 kilometros (2.734 millas) de longitud. El MAYA-1 fue fabricado por ASN (Alcatel Submarine Networks). Este cable Maya 1 pasa por Hollywood, Florida, EE.UU. Cancún, México. Half-Moon Bay, Gran Caimán, Islas Caimán. Puerto Cortés, Honduras. Puerto Limón, Costa Rica. María Chiquita, Panamá. Tolú, Colombia
ALBA-1
El cable ALBA-1 llegó a la localidad de Siboney el nueve de febrero, conectando el este de la isla con el puerto venezolano de La Guaira. La segunda parte de proyecto conectará Cuba con Ocho Ríos en Jamaica. Con una longitud de 1.630 kilómetros y una capacidad de transmisión de información de 640 gigabytes, el cable de fibra óptica requirió una inversión de 72 millones de dólares.En una segunda fase se tiene previsto realizar la conexión con Haití y República Dominicana.
SEAMEWE-3. El cable submarino más largo del mundo (39.000 Km), es el Seamewe-3 que tiene un recorrido de 39.000 km. desde Alemania (Nordem) hasta Korea del sur (Keoje) y conecta 32 países tocando tierra en 39 puntos.
Fibra Óptica
La fibra óptica es un
medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; es un compuesto
hecho de sílice o plásticos transparentes de alta calidad, que consiste en
pequeñas fibras que transmiten la luz, por el que se envían pulsos de luz que
representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado
y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima
del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de
luz puede ser láser o un LED.
Las fibras se utilizan
ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de
datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y
superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por
excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se
utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la
fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
Tiene la función de
transmitir información sin que se interrumpa o corrompa la información ajena a
la inicialmente transmitida.
Objetivos:
·
Disminuir la
lentitud de la transmisión de datos en internet y televisión logrando obtener
datos e imágenes de calidad superior y con una frecuencia elevada.
·
Eleva la
velocidad de la comunicación transcontinental
·
Disminuye el
número de repetidores de información así como que amplifican con mayor
facilidad los datos transmitidos.
Se convierte en un medio
barato y de fácil instalación que sirve para acelerar los datos transmitidos
que se puede controlar mediante la purificación del material utilizado.
Su uso fue inicialmente
para transmitir datos telefónicos, posteriormente se utilizó para transmitir
datos de televisión por cable y finalmente para transmitir señal de internet.
La fibra óptica es el
instrumento óptimo para la realización de videoconferencias y conferencias
múltiples en tiempo real.
El rendimiento en la
fabricación de la fibra de vidrio es muy alto, pues con poca cantidad de
silicio se puede construir una cantidad muy elevada de fibra óptica.
La fibra óptica consta de
dos partes esenciales:
Núcleo y Forro
El núcleo es la fibra
óptica como tal, y el forro es una cubierta de plástico suave que protege al
núcleo de la intemperie y daños exteriores.
Historia
El uso de la luz para la
codificación de señales no es nuevo. Los antiguos griegos usaban espejos para
transmitir información, de modo rudimentario, usando luz solar. En 1792, Claude
Chappe diseñó un sistema de telegrafía óptica, que mediante el uso de un código
y torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200 km que separan Lille y
París, conseguía transmitir un mensaje en tan sólo 16 minutos.
La gran novedad aportada
en nuestra época es la de haber conseguido “domar” la luz, de modo que sea
posible que se propague dentro de un cable tendido por el hombre
Tiene muchas otras
ventajas, como bajas pérdidas de señal, tamaño y peso reducido, inmunidad
frente a emisiones electromagnéticas y de radiofrecuencia y seguridad.
Como resultado de estudios
en física enfocados de la óptica, se descubrió un nuevo modo de empleo para la
luz llamado rayo láser. Este último es usado con mayor vigor en el área de las
telecomunicaciones, debido a lo factible que es enviar mensajes con altas
velocidades y con una amplia cobertura. Sin embargo, no existía un conducto
para hacer viajar los fotones originados por el láser.
La posibilidad de
controlar un rayo de luz, dirigiéndolo en una trayectoria recta, se conoce
desde hace mucho tiempo. En 1820, Augustin-Jean Fresnel ya conocía las
ecuaciones por las que rige la captura de la luz dentro de una placa de cristal
lisa. Su ampliación a lo que entonces se conocía como cables de vidrio fue obra
de D. Hondros y Peter Debye en 1910.
El confinamiento de la luz
por refracción, el principio de que posibilita la fibra óptica, fue demostrado
por Daniel Colladon yJacques Babinet en París en los comienzos de la década de
1840. El físico irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía viajar dentro
de un material (agua), curvándose por reflexión interna, y en 1870 presentó sus
estudios ante los miembros de la Real Sociedad. A partir de este principio se
llevaron a cabo una serie de estudios, en los que demostraron el potencial del
cristal como medio eficaz de transmisión a larga distancia. Además, se
desarrollaron una serie de aplicaciones basadas en dicho principio para
iluminar corrientes de agua en fuentes públicas. Más tarde, J. L. Baird
registró patentes que describían la utilización de bastones sólidos de vidrio
en la transmisión de luz, para su empleo en un primitivo sistema de televisión
de colores. El gran problema, sin embargo, era que las técnicas y los
materiales usados no permitían la transmisión de la luz con buen rendimiento. Las
pérdidas eran grandes y no había dispositivos de acoplamiento óptico.
Solamente en 1950 las
fibras ópticas comenzaron a interesar a los investigadores, con muchas
aplicaciones prácticas que estaban siendo desarrolladas. En 1952, el físico
Narinder Singh Kapany, apoyándose en los estudios de John Tyndall, realizó
experimentos que condujeron a la invención de la fibra óptica.
Uno de los primeros usos
de la fibra óptica fue emplear un haz de fibras para la transmisión de
imágenes, que se usó en el endoscopio médico. Usando la fibra óptica, se
consiguió un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad
de Míchigan en 1956. En este invento se usaron unas nuevas fibras forradas con
un material de bajo índice de refracción, ya que antes se impregnaban con
aceites o ceras. En esta misma época, se empezaron a utilizar filamentos
delgados como el pelo que transportaban luz a distancias cortas, tanto en la
industria como en la medicina, de forma que la luz podía llegar a lugares que
de otra forma serían inaccesibles. El único problema era que esta luz perdía
hasta el 99% de su intensidad al atravesar distancias de hasta 9 metros de
fibra.
Charles K. Kao, en su
tesis doctoral de 1956, estimó que las máximas pérdidas que debería tener la
fibra óptica, para que resultara práctica en enlaces de comunicaciones, eran de
20 decibelios por kilómetro.
En 1966, en un comunicado
dirigido a la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia, los
investigadores Charles K. Kao y G. A. Hockham, de los laboratorios de Standard
Telecommunications, en Inglaterra, afirmaron que se podía disponer de fibras de
una transparencia mayor y propusieron el uso de fibras de vidrio y luz, en
lugar de electricidad y conductores metálicos, en la transmisión de mensajes
telefónicos. La obtención de tales fibras exigió grandes esfuerzos de los
investigadores, ya que las fibras hasta entonces presentaban pérdidas del orden
de 100 dB/km, además de una banda pasante estrecha y una enorme fragilidad
mecánica. Este estudio constituyó la base para mejorar las pérdidas de las
señales ópticas que hasta el momento eran muy significativas y no permitían el
aprovechamiento de esta tecnología. En un artículo teórico, demostraron que las
grandes pérdidas características de las fibras existentes se debían a impurezas
diminutas intrínsecas del cristal. Mientras tanto, como resultado de los
esfuerzos, se hicieron nuevas fibras con atenuación de 20 dB/km y una banda
pasante de 1GHz para un largo de 1 km, con la perspectiva de sustituir los
cables coaxiales. La utilización de fibras de 100 µm de diámetro, envueltas en
nylon resistente, permitirían la construcción de hilos tan fuertes que no
podían romperse con las manos. Hoy ya existen fibras ópticas con atenuaciones
tan pequeñas de hasta 1 dB/km, lo que es muchísimo menor a las pérdidas de un
cable coaxial.
El artículo de Kao-Hockman
estimuló a algunos investigadores a producir dichas fibras con bajas pérdidas.
El gran avance se produjo en 1970, cuando los investigadores Maurer, Keck,
Schultz y Zimar que trabajaban para Corning Glass, fabricaron la primera fibra
óptica aplicando impurezas de titanio en sílice, con cientos de metros de largo
con la claridad cristalina que Kao y Hockman habían propuesto. Las pérdidas
eran de 17 dB/km. Durante esta década las técnicas de fabricación se mejoraron,
consiguiendo pérdidas de tan solo 0,5 dB/km.
Poco después, Panish y
Hayashi, de los laboratorios Bell, mostraron un láser de semiconductores que
podía funcionar continuamente a temperatura ambiente. En 1978 ya se transmitía
a 10 Gb km/segundos. Además, John MacChesney y sus colaboradores, también de
los laboratorios Bell, desarrollaron independientemente métodos de preparación
de fibras. Todas estas actividades marcaron un punto decisivo ya que ahora,
existían los medios para llevar las comunicaciones de fibra óptica fuera de los
laboratorios, al campo de la ingeniería habitual. Durante la siguiente década,
a medida que continuaban las investigaciones, las fibras ópticas mejoraron
constantemente su transparencia.
El 22 de abril de 1977,
General Telephone and Electronics envió la primera transmisión telefónica a
través de fibra óptica, en 6 Mbit/s, en Long Beach, California.
El amplificador que marcó
un antes y un después en el uso de la fibra óptica en conexiones interurbanas,
reduciendo el coste de ellas, fue el amplificador óptico inventado por David N.
Payne, de la Universidad de Southampton, y por Emmanuel Desurvire en los
Laboratorios Bell. A ambos se les concedió la Medalla Benjamin Franklin en
1988.
En 1980, las mejores
fibras eran tan transparentes que una señal podía atravesar 240 kilómetros de
fibra antes de debilitarse hasta ser indetectable. Pero las fibras ópticas con
este grado de transparencia no se podían fabricar usando métodos tradicionales.
El gran avance se produjo cuando se dieron cuenta de que el cristal de sílice
puro, sin ninguna impureza de metal que absorbiese luz, solamente se podía
fabricar directamente a partir de componentes de vapor, evitando de esta forma
la contaminación que inevitablemente resultaba del uso convencional de los
crisoles de fundición. El progreso se centraba ahora en seleccionar el
equilibrio correcto de componentes del vapor y optimizar sus reacciones. La
tecnología en desarrollo se basaba principalmente en el conocimiento de la
termodinámica química, una ciencia perfeccionada por tres generaciones de
químicos desde su adopción original por parte de Willard Gibbs, en el siglo
XIX.
También en 1980, AT&T
presentó a la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos un
proyecto de un sistema de 978 kilómetros que conectaría las principales
ciudades del corredor que iba de Boston aWashington D. C.. Cuatro años después,
cuando el sistema comenzó a funcionar, su cable, de menos de 25 centímetros de
diámetro, proporcionaba 80.000 canales de voz para conversaciones telefónicas
simultáneas. Para entonces, la longitud total de los cables de fibra únicamente
en los Estados Unidos alcanzaba 400.000 kilómetros (suficiente para llegar a la
luna).
Pronto, cables similares
atravesaron los océanos del mundo. El primer enlace transoceánico con fibra
óptica fue el TAT-8 que comenzó a operar en 1988, usando un cristal tan
transparente que los amplificadores para regenerar las señales débiles se
podían colocar a distancias de más de 64 kilómetros. Tres años después, otro
cable transatlántico duplicó la capacidad del primero. Los cables que cruzan el
Pacífico también han entrado en funcionamiento. Desde entonces, se ha empleado
fibra óptica en multitud de enlaces transoceánicos o entre ciudades, y
paulatinamente se va extendiendo su uso desde las redes troncales de las
operadoras hacia los usuarios finales.
Hoy en día, debido a sus
mínimas pérdidas de señal y a sus óptimas propiedades de ancho de banda, la
fibra óptica puede ser usada a distancias más largas que el cable de cobre.
Además, las fibras por su peso y tamaño reducido, hace que sea muy útil en
entornos donde el cable de cobre sería impracticable.
Proceso de fabricación
Una vez obtenida mediante
procesos químicos la materia de la fibra óptica, se pasa a su fabricación.
Proceso continuo en el tiempo que básicamente se puede describir a través de
tres etapas; la fabricación de la preforma, el estirado de ésta y por último
las pruebas y mediciones. Para la creación de la preforma existen cuatro
procesos que son principalmente utilizados.
La etapa de fabricación de
la preforma puede ser a través de alguno de los siguientes métodos:
• M.C.V.D Modified
Chemical Vapor Deposition (
Fue
desarrollado originalmente por Corning Glass y modificado por los Laboratorios
Bell Telephone para su uso industrial. Utiliza un tubo de cuarzo puro de donde
se parte y es depositado en su interior la mezcla de dióxido de silicio y
aditivos de dopado en forma de capas concéntricas. A continuación en el proceso
industrial se instala el tubo en un torno giratorio. El tubo es calentado hasta
alcanzar una temperatura comprendida entre 1.400 °C y 1.600 °C mediante un
quemador de hidrógeno y oxígeno. Al girar el torno, el quemador comienza a
desplazarse a lo largo del tubo. Por un extremo del tubo se introducen los
aditivos de dopado, parte fundamental del proceso, ya que de la proporción de
estos aditivos dependerá el perfil final del índice de refracción del núcleo.
La deposición de las sucesivas capas se obtienen de las sucesivas pasadas del
quemador, mientras el torno gira; quedando de esta forma sintetizado el núcleo
de la fibra óptica. La operación que resta es el colapso, se logra igualmente
con el continuo desplazamiento del quemador, solo que ahora a una temperatura
comprendida entre 1.700 °C y 1.800 °C. Precisamente es ésta temperatura la que
garantiza el ablandamiento del cuarzo, convirtiéndose así el tubo en el
cilindro macizo que constituye la preforma. Las dimensiones de la preforma
suelen ser de un metro de longitud útil y de un centímetro de diámetro
exterior.
• V.A.D Vapor Axial Deposition
Su
funcionamiento se basa en la técnica desarrollada por la Nippon Telephone and
Telegraph (N.T.T), muy utilizado en Japón por compañías dedicadas a la
fabricación de fibras ópticas. La materia prima que utiliza es la misma que el
método M.C.V.D, su diferencia con éste radica, que en este último solamente se
depositaba el núcleo, mientras que en este además del núcleo de la FO se
deposita el revestimiento. Por esta razón debe cuidarse que en la zona de
deposición axial o núcleo, se deposite más dióxido de germanio que en la
periferia, lo que se logran a través de la introducción de los parámetros de
diseño en el software que sirve de apoyo en el proceso de fabricación. A partir
de un cilindro de vidrio auxiliar que sirve de soporte para la preforma, se
inicia el proceso de creación de ésta, depositándose ordenadamente los
materiales, a partir del extremo del cilindro quedando así conformada la
llamada "preforma porosa". Conforme su tasa de crecimiento se va
desprendiendo del cilindro auxiliar de vidrio. El siguiente paso consiste en el
colapsado, donde se somete la preforma porosa a una temperatura comprendida
entre los 1.500 °C y 1.700 °C, lográndose así el reblandecimiento del cuarzo.
Quedando convertida la preforma porosa hueca en su interior en el cilindro
macizo y transparente, mediante el cual se suele describir la preforma.
Comparado
con el método anterior (M.C.V.D) tiene la ventaja de que permite obtener
preformas con mayor diámetro y mayor longitud, a la vez que precisa un menor
aporte energético. El inconveniente más destacado es la sofisticación del
equipamiento necesario para su realización.
• O.V.D Outside Vapor
Deposition
Desarrollado
por Corning Glass Work. Parte de una varilla de substrato cerámica y un
quemador. En la llama del quemador son introducidos los cloruros vaporosos y
ésta caldea la varilla. A continuación se realiza el proceso denominado
síntesis de la preforma, que consiste en el secado de la misma mediante cloro
gaseoso y el correspondiente colapsado de forma análoga a los realizados con el
método V.A.D, quedando así sintetizados el núcleo y revestimiento de la
preforma.
Entre
las Ventajas, es de citar que las tasas de deposición que se alcanzan son del
orden de, lo que representa una tasa de fabricación de Fibra Optica de,
habiendo sido eliminadas las pérdidas iniciales en el paso de estirado de la
preforma. También es posible la fabricación de fibras de muy baja atenuación y
de gran calidad mediante la optimización en el proceso de secado, porque los
perfiles así obtenidos son lisos y sin estructura anular reconocible.
• P.C.V.D Plasma Chemical Vapor
Deposition
Es
desarrollado por Philips, se caracteriza por la obtención de perfiles lisos sin
estructura anular reconocible. Su principio se basa en la oxidación de los
cloruros de silicio y germanio, creando en éstos un estado de plasma, seguido
del proceso de deposición interior.
La etapa de estirado de la preforma
Sea
cualquiera que se utilice de las técnicas que permiten la construcción de la
preforma, es común a todas el proceso de estirado de ésta. Consiste básicamente
en la existencia de un horno tubular abierto, en cuyo interior se somete la
preforma a una temperatura de 2.000 °C, logrando así el reblandecimiento del
cuarzo y quedando fijado el diámetro exterior de la Fibra Óptica. Este diámetro
se ha de mantener constante mientras se aplica una tensión sobre la preforma,
para lograr esto precisamente la constancia y uniformidad en la tensión de
tracción y la ausencia de corrientes de convección en el interior del horno,
son los factores que lo permiten. En este proceso se ha de cuidar que en la
atmósfera interior del horno esté aislada de partículas provenientes del
exterior para evitar que la superficie reblandecida de la FO pueda ser
contaminada, o se puedan crear micro fisuras, con la consecuente e inevitable
rotura de la fibra. También es aquí donde se aplica a la fibra un material
sintético, que generalmente es un polimerizado viscoso, el cual posibilita las
elevadas velocidades de estirado, comprendidas entre y ,
conformándose así una capa uniforme sobre la fibra totalmente libre de burbujas
e impurezas. Posteriormente se pasa al endurecimiento de la protección antes
descrita quedando así la capa definitiva de polímero elástico. Esto se realiza
habitualmente mediante procesos térmicos o a través de procesos de reacciones
químicas mediante el empleo de radiaciones ultravioletas.
Aplicaciones
Su
uso es muy variado: desde comunicaciones digitales y joyas, pasando por
sensores y llegando a usos decorativos, como árboles de Navidad, veladores y
otros elementos similares. Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables
submarinos, cables interurbanos, etc.
Características
La fibra óptica es una
guía de ondas dieléctrica que opera a frecuencias ópticas.
Núcleo y revestimiento de
la fibra óptica.
Cada filamento consta de
un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un
alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con un
índice de refracción ligeramente menor. Cuando la luz llega a una superficie
que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto
mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla
entonces de reflexión interna total.
En el interior de una
fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy
abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se
pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.
A lo largo de toda la
creación y desarrollo de la fibra óptica, algunas de sus características han
ido cambiando para mejorarla. Las características más destacables de la fibra
óptica en la actualidad son:
•
Cobertura más
resistente: La cubierta contiene un 25% más material que las cubiertas
convencionales.
•
Uso dual
(interior y exterior): La resistencia al agua y emisiones ultravioleta, la
cubierta resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra óptica
contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la fibra.
•
Mayor protección
en lugares húmedos: Se combate la intrusión de la humedad en el interior de la
fibra con múltiples capas de protección alrededor de ésta, lo que proporciona a
la fibra, una mayor vida útil y confiabilidad en lugares húmedos.
•
Empaquetado de
alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor diámetro posible se
consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el cable debe enfrentar
dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a conseguir un cable con 72
fibras de construcción súper densa cuyo diámetro es un 50% menor al de los
cables convencionales.
Funcionamiento
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.
Ventajas
·
Una banda de paso
muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz).
·
Pequeño tamaño,
por lo tanto ocupa poco espacio.
·
Gran
flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita
la instalación enormemente.
·
Gran ligereza, el
peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve
veces menos que el de un cable convencional.
·
Inmunidad total a
las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de
transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas,
chisporroteo...
·
Gran seguridad:
la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el debilitamiento
de la energía lumínica en recepción, además, no radia nada, lo que es
particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de
confidencialidad.
·
No produce
interferencias.
·
Insensibilidad a
los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios
industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro).
Esta propiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de
cables ópticos no metálicos con los cables de energía eléctrica.
·
Atenuación muy
pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias
importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar
comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario regenerar la señal,
además, puede extenderse a 150 km. utilizando amplificadores láser.
·
Gran resistencia
mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación).
·
Resistencia al
calor, frío, corrosión.
·
Facilidad para
localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que
permite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería,
simplificando la labor de mantenimiento.
·
Con un coste
menor respecto al cobre.
·
Factores
ambientales.
Desventajas
A pesar de las ventajas
antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de desventajas frente a
otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las siguientes:
·
La alta fragilidad
de las fibras.
·
Necesidad de usar
transmisores y receptores más costosos.
·
Los empalmes
entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que
dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.
·
No puede
transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
·
La necesidad de
efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.
·
La fibra óptica
convencional no puede transmitir potencias elevadas.
·
No existen
memorias ópticas.
·
La fibra óptica
no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de
recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe
proveerse por conductores separados.
·
Las moléculas de
hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la
atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo
más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.
·
Incipiente
normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de
los componentes, calidad de la transmisión y pruebas.
Tipos
Las diferentes
trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se
denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos
tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.
Tipos de fibra óptica.
Fibra multimodo
Una fibra 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.
Dependiendo el tipo de
índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo:
·
Índice escalonado:
en este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de refracción constante en
toda la sección cilíndrica, tiene alta dispersión modal.
·
Índice gradual:
mientras en este tipo, el índice de refracción no es constante, tiene menor
dispersión modal y el núcleo se constituye de distintos materiales.
Además, según el sistema
ISO 11801 para clasificación de fibras multimodo según su ancho de banda se
incluye el +pichar (multimodo sobre láser) a los ya existentes OM1 y OM2
(multimodo sobre LED).
·
OM1: Fibra
62.5/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores
·
OM2: Fibra 50/125
µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores
·
OM3: Fibra 50/125
µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300 m), usan láser (VCSEL) como emisores.
Bajo OM3 se han conseguido
hasta 2000 MHz km (10 Gbit/s), es decir, una velocidades 10 veces mayores que
con OM1.
Fibra monomodo
Una fibra monomodo es una
fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el
diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) 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).
Tipos según su diseño
De acuerdo a su diseño,
existen dos tipos de cable de fibra óptica
·
Cable de
estructura holgada
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 de
estructura ajustada
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.
Componentes de la fibra
óptica
Dentro de los componentes
que se usan en la fibra óptica caben destacar los siguientes: los conectores,
el tipo de emisor del haz de luz, los conversores de luz, etc.
Transmisor de energía
óptica. Lleva un modulador para transformar la señal electrónica entrante a la
frecuencia aceptada por la fuente luminosa, la cual convierte la señal
electrónica (electrones) en una señal óptica (fotones) que se emite a través de
la fibra óptica.
Detector de energía
óptica. Normalmente es un fotodiodo que convierte la señal óptica recibida en
electrones (es necesario también un amplificador para generar la señal)
Su componente es el
silicio y se conecta a la fuente luminosa y al detector de energía óptica.
Dichas conexiones requieren una tecnología compleja.
Tipos de pulido
Los extremos de la fibra
necesitan un acabado específico en función de su forma de conexión. Los
acabados más habituales son:
•
Plano: Las fibras
se terminan de forma plana perpendicular a su eje.
•
PC: (Phisical
Contact) Las fibras son terminadas de forma convexa, poniendo en contacto los
núcleos de ambas fibras.
•
SPC: (Super PC)
Similar al PC pero con un acabado más fino. Tiene menos pérdidas de retorno.
•
UPC: (Ultra PC)
Similar al anterior pero aún mejor.
•
Enhanced UPC:
Mejora del anterior para reducir las pérdidas de retorno.
•
APC: (Angled PC)
Similar al UPC pero con el plano de corte ligeramente inclinado. Proporciona
unas pérdidas similares al Enhanced UPC.
Tipos de conectores
Estos elementos se
encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya puede ser un
transmisor o un receptor. Los tipos de conectores disponibles son muy variados,
entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:
Tipos de conectores de la
fibra óptica.
•
FC, que se usa en
la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.
•
FDDI, se usa para
redes de fibra óptica.
•
LC y MT-Array que
se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.
•
SC y SC-Dúplex se
utilizan para la transmisión de datos.
•
ST o BFOC se usa
en redes de edificios y en sistemas de seguridad.
Emisores del haz de luz
Estos dispositivos se
encargan de convertir la señal eléctrica en señal luminosa, emitiendo el haz de
luz que permite la transmisión de datos, estos emisores pueden ser de dos
tipos:
•
LEDs. Utilizan
una corriente de 50 a 100 mA, su velocidad es lenta, solo se puede usar en
fibras multimodo, pero su uso es fácil y su tiempo de vida es muy grande,
además de ser económicos.
•
Láseres. Este
tipo de emisor usa una corriente de 5 a 40 mA, son muy rápidos, se puede usar
con los dos tipos de fibra, monomodo y multimodo, pero por el contrario su uso
es difícil, su tiempo de vida es largo pero menor que el de los LEDs y también
son mucho más costosos.
Conversores luz-corriente
eléctrica
Este tipo de dispositivos
convierten las señales luminosas que proceden de la fibra óptica en señales
eléctricas. Se limitan a obtener una corriente a partir de la luz modulada
incidente, esta corriente es proporcional a la potencia recibida, y por tanto,
a la forma de onda de la señal moduladora.
Se fundamenta en el
fenómeno opuesto a la recombinación, es decir, en la generación de pares
electrón-hueco a partir de los fotones. El tipo más sencillo de detector
corresponde a una unión semiconductora P-N.
Las condiciones que debe
cumplir un fotodetector para su utilización en el campo de las comunicaciones,
son las siguientes:
•
La corriente
inversa (en ausencia de luz) debe ser muy pequeña, para así poder detectar
señales ópticas muy débiles (alta sensibilidad).
•
Rapidez de
respuesta (gran ancho de banda).
•
El nivel de ruido
generado por el propio dispositivo ha de ser mínimo.
Hay dos tipos de
detectores: los fotodiodos PIN y los de avalancha APD.
•
Detectores PIN:
su nombre viene de que se componen de una unión P-N y entre esa unión se
intercala una nueva zona de material intrínseco (I), la cual mejora la eficacia
del detector.
Se
utiliza principalmente en sistemas que permiten una fácil discriminación entre
posibles niveles de luz y en distancias cortas.
•
Detectores APD:
los fotodiodos de avalancha son fotodetectores que muestran, aplicando un alto
voltaje en inversa, un efecto interno de ganancia de corriente (aproximadamente
100), debido a la ionización de impacto (efecto avalancha). El mecanismo de
estos detectores consiste en lanzar un electrón a gran velocidad (con la
energía suficiente), contra un átomo para que sea capaz de arrancarle otro
electrón.
Estos detectores se pueden
clasificar en tres tipos:
•
De silicio:
presentan un bajo nivel de ruido y un rendimiento de hasta el 90% trabajando en
primera ventana. Requieren alta tensión de alimentación (200-300V).
•
De germanio:
aptos para trabajar con longitudes de onda comprendidas entre 1000 y 1300 nm y
con un rendimiento del 70%.
•
De compuestos de
los grupos III y V.
Cables de fibra óptica
Un cable de fibra óptica
está compuesto por un grupo de fibras ópticas por el cual se transmiten señales
luminosas. Las fibras ópticas comparten su espacio con hiladuras de aramida que
le confieren la necesaria resistencia a la tracción.
Los cables de fibra óptica
proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en la industria de la
electrónica y las telecomunicaciones. Así, un cable con 8 fibras ópticas tiene
un tamaño bastante más pequeño que los utilizados habitualmente, puede soportar
las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o 4 cables
coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores mucho
mayor.
Por otro lado, el peso del
cable de fibra óptica es muchísimo menor que el de los coaxiales, ya que una
bobina del cable de 8 fibras antes citado puede pesar del orden de 30 kg/km, lo
que permite efectuar tendidos de 2 a 4 km de una sola vez, mientras que en el
caso de los cables de cobre no son prácticas distancias superiores a 250 - 300
m.
La “fibra óptica” no se
suele emplear tal y como se obtiene tras su proceso de creación (tan sólo con
el revestimiento primario), sino que hay que dotarla de más elementos de
refuerzo que permitan su instalación sin poner en riesgo al vidrio que la
conforma. Es un proceso difícil de llevar a cabo, ya que el vidrio es
quebradizo y poco dúctil. Además, la sección de la fibra es muy pequeña, por lo
que la resistencia que ofrece a romperse es prácticamente nula. Es por tanto
necesario protegerla mediante la estructura que denominamos cable.
Las funciones del cable
Las funciones del cable de
fibra óptica son varias. Actúa como elemento de protección de la(s) fibra(s)
óptica(s) que hay en su interior frente a daños y fracturas que puedan
producirse tanto en el momento de su instalación como a lo largo de la vida
útil de ésta. Además, proporciona suficiente consistencia mecánica para que
pueda manejarse en las mismas condiciones de tracción, compresión, torsión y
medioambientales que los cables de conductores. Para ello incorporan elementos
de refuerzo y aislamiento frente al exterior.
Instalación y
explotación
Referente a la instalación
y explotación del cable, nos encontramos frente a la cuestión esencial de qué
tensión es la máxima que debe admitirse durante el tendido para que el cable no
se rompa y se garantice una vida media de unos 20 años.
Técnicas de empalme: Los
tipos de empalmes pueden ser:
•
Empalme mecánico
con el cual se pueden provocar pérdidas del orden de 0,5 dB.
•
Empalme con
pegamentos con el cual se pueden provocar pérdidas del orden de 0,2 dB.
•
Empalme por
fusión de arco eléctrico con el cual se logran pérdidas del orden de 0,02 dB.
Elementos y diseño del
cable de fibra óptica
La estructura de un cable
de fibra óptica dependerá en gran medida de la función que deba desempeñar esa
fibra. A pesar de esto, todos los cables tienen unos elementos comunes que
deben ser considerados y que comprenden: el revestimiento secundario de la
fibra o fibras que contiene; los elementos estructurales y de refuerzo; la
funda exterior del cable, y las protecciones contra el agua. Existen tres tipos
de “revestimiento secundario”:
•
“Revestimiento
ceñido”: Consiste en un material (generalmente plástico duro como el nylon o el
poliéster) que forma una corona anular maciza situada en contacto directo con
el revestimiento primario. Esto genera un diámetro externo final que oscila
entre 0’5 y 1 mm. Esto proporciona a la fibra una protección contra micro
curvaturas, con la salvedad del momento de su montaje, que hay que vigilar que
no las produzca ella misma.
•
“Revestimiento
holgado hueco”: Proporciona una cavidad sobredimensionada. Se emplea un tubo
hueco extruido (construido pasando un metal candente por el plástico) de
material duro, pero flexible, con un diámetro variable de 1 a 2 mm. El tubo
aísla a la fibra de vibraciones y variaciones mecánicas y de temperatura
externas.
•
“Revestimiento
holgado con relleno”: El revestimiento holgado anterior se puede rellenar de un
compuesto resistente a la humedad, con el objetivo de impedir el paso del agua
a la fibra. Además ha de ser suave, dermatológicamente inocuo, fácil de
extraer, auto-regenerativo y estable para un rango de
temperaturas que oscila entre los ¬ 55 y los 85 °C Es frecuente el empleo de
derivados del petróleo y compuestos de silicona para este cometido.
Elementos estructurales
Los elementos
estructurales no son cable y tienen como misión proporcionar el núcleo
alrededor del cual se sustentan las fibras, ya sean trenzadas alrededor de él o
dispersándose de forma paralela a él en ranuras practicadas sobre el elemento a
tal efecto.
Elementos de refuerzo
Tienen por misión soportar
la tracción a la que éste se ve sometido para que ninguna de sus fibras sufra
una elongación superior a la permitida. También debe evitar posibles torsiones.
Han de ser materiales flexibles y, ya que se emplearán kilómetros de ellos han
de tener un coste asequible. Se suelen utilizar materiales como el acero,
Kevlar y la fibra de vidrio.
Funda
Por último, todo cable
posee una funda, generalmente de plástico cuyo objetivo es proteger el núcleo
que contiene el medio de transmisión frente a fenómenos externos a éste como
son la temperatura, la humedad, el fuego, los golpes externos, etc. Dependiendo
de para qué sea destinada la fibra, la composición de la funda variará. Por
ejemplo, si va a ser instalada en canalizaciones de planta exterior, debido al
peso y a la tracción bastará con un revestimiento de polietileno extruido. Si
el cable va a ser aéreo, donde sólo importa la tracción en el momento de la
instalación nos preocupará más que la funda ofrezca resistencia a las heladas y
al viento. Si va a ser enterrado, querremos una funda que, aunque sea más
pesada, soporte golpes y aplastamientos externos. En el caso de las fibras
submarinas la funda será una compleja superposición de varias capas con
diversas funciones aislantes.
Pérdida en los cables
de Fibra Óptica
A la pérdida de potencia a
través del medio se conoce como Atenuación, es expresada en decibelios, con un
valor positivo en dB, es causada por distintos motivos, como la disminución en
el ancho de banda del sistema, velocidad, eficiencia. La fibra de tipo
multimodal, tiene mayor pérdida debido a que la onda luminosa se dispersa
originada por las impurezas. Las principales causas de pérdida en el medio son:
•
Pérdidas por
absorción
•
Pérdida de
Rayleigh
•
Dispersión
cromática
•
Pérdidas por
radiación
•
Dispersión modal
•
Pérdidas por
acoplamiento
-
Pérdidas por absorción. Ocurre cuando las impurezas en la fibra absorben la
luz, y esta se convierte en energía calorífica; las pérdidas normales van de 1
a 1000 dB/km.
-
Pérdida de Rayleigh. En el momento de la manufactura de la fibra, existe un momento donde
no es líquida ni sólida y la tensión aplicada durante el enfriamiento puede
provocar microscópicas irregularidades que se quedan permanentemente; cuando
los rayos de luz pasan por la fibra, estos se difractan haciendo que la luz
vaya en diferentes direcciones.
-
Dispersión cromática. Esta dispersión sólo se observa en las fibras tipo
unimodal, ocurre cuando los rayos de luz emitidos por la fuente y se propagan
sobre el medio, no llegan al extremo opuesto en el mismo tiempo; esto se puede
solucionar cambiando el emisor fuente.
-
Pérdidas por radiación. Estas pérdidas se presentan cuando la fibra sufre de
dobleces, esto puede ocurrir en la instalación y variación en la trayectoria,
cuando se presenta discontinuidad en el medio.
-
Dispersión modal. Es la diferencia en los tiempos de propagación de los rayos de luz.
-
Pérdidas por acoplamiento. Las pérdidas por acoplamiento se dan cuando existen
uniones de fibra, se deben a problemas de alineamiento.
Conectores
Los conectores más comunes
usados en la fibra óptica para redes de área local son los conectores ST, LC, FC
Y SC.
El conector SC (Set and
Connect) es un conector de inserción directa que suele utilizarse en
conmutadores Ethernet de tipo Gigabit. El conector ST (Set and Twist) es un
conector similar al SC, pero requiere un giro del conector para su inserción,
de modo similar a los conectores coaxiales.
Tipos de dispersión
La dispersión es la
propiedad física inherente de las fibras ópticas, que define el ancho de banda
y la interferencia ínter simbólica (ISI).
•
Dispersión
intermodal: también conocida como dispersión modal, es causada por la
diferencia en los tiempos de propagación de los rayos de luz que toman
diferentes trayectorias por una fibra. Este tipo de dispersión solo afecta a
las fibras multimodo.
•
Dispersión
cromática del material: esto es el resultado de las diferentes longitudes de
onda de la luz que se propagan a distintas velocidades a través de un medio
dado.
•
Dispersión
cromática de la guía de onda: Es función del ancho de banda de la señal de
información y la configuración de la guía generalmente es más pequeña que la
dispersión anterior y por lo cual se puede despreciar.
•
Los circuitos de
Fibra Óptica son filamentos de vidrio flexibles, del espesor de un pelo. Llevan
mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un
extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y
esquinas) sin interrupción.
•
Las fibras
ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en
pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de
aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas
urbanas mantenidos por compañías telefónicas).
El
concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido por muchos
años. Sin embargo, no fue hasta mediados de los años setenta que se publicaron
los resultados del trabajo teórico. Estos indicaban que era posible confiar un
haz luminoso en una fibra transparente y flexible y proveer así un canal analógico
óptico de la señalización por alambres electrónicamente. El problema técnico
que se había de resolver para el avance de la fibra óptica residía en las
fibras mismas, que absorbían luz que dificultaba el proceso. Para la
comunicación práctica, la fibra óptica debe transmitir señales luminosas
detectables por muchos kilómetros. El vidrio ordinario tiene un haz luminoso de
pocos metros. Se han desarrollado nuevos vidrios muy puros con transparencias
mucho mayores que la del vidrio ordinario. Estos vidrios empezaron a producirse
a principios de los setenta. Este gran avance dio ímpetu a la industria de las
fibras ópticas. Ambos han de ser miniaturizados para componentes de sistemas
fibro-ópticos, lo que ha exigido considerable labor de investigación y
desarrollo. Los láseres generan luz "coherente" que ni es fuerte ni
concentrada. Lo que se debe usar depende de los requisitos Técnicos para
diseñar el circuito de fibras ópticas dado.
INTRODUCCIÓN
Para navegar por la red
mundial de redes, Internet, no sólo se necesitan un computador, un módem y
algunos programas, sino también una gran dosis de paciencia. El ciberespacio es
un mundo lento hasta el desespero. Un usuario puede pasar varios minutos esperando
a que se cargue una página o varias horas tratando de bajar un programa de la Red a su PC.
Esto se debe a que las
líneas telefónicas, el medio que utiliza la mayoría de los 50 millones de
usuarios para conectarse a Internet, no fueron creadas para transportar vídeos,
gráficas, textos y todos los demás elementos que viajan de un lado a otro en la
Red.
Pero las líneas
telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio. Recientemente un
servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra óptica.
Origen y Evolución
La Historia de la
comunicación por la fibra óptica es relativamente corta. En 1977, se instaló un
sistema de prueba en Inglaterra; dos años después, se producían ya cantidades
importantes de pedidos de este material.
Antes, en 1959, como
derivación de los estudios en física enfocados a la óptica, se descubrió una
nueva utilización de la luz, a la que se denominó rayo láser, que fue aplicado
a las telecomunicaciones con el fin de que los mensajes se transmitieran a
velocidades inusitadas y con amplia cobertura.
Sin embargo esta
utilización del láser era muy limitada debido a que no existían los conductos y
canales adecuados para hacer viajar las ondas electromagnéticas provocadas por
la lluvia de fotones originados en la fuente denominada láser.
Fue entonces cuando los
científicos y técnicos especializados en óptica dirigieron sus esfuerzos a la
producción de un ducto o canal, conocido hoy como la fibra óptica. En 1966
surgió la propuesta de utilizar una guía óptica para la comunicación.
Esta forma de usar la luz
como portadora de información se puede explicar de la siguiente manera: Se
trata en realidad de una onda electromagnética de la misma naturaleza que las
ondas de radio, con la única diferencia que la longitud de las ondas es del orden
de micrómetros en lugar de metros o centímetros.
El concepto de las
comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido por muchos años. Sin
embargo, no fue hasta mediados de los años setenta que se publicaron los
resultados del trabajo teórico. Estos indicaban que era posible confiar un haz
luminoso en una fibra transparente flexible y proveer así un análogo óptico de
la señalización por alambres electrónicamente.
El problema técnico que se
había de resolver para el avance de la fibra óptica residía en las fibras
mismas, que absorbían luz que dificultaba el proceso. Para la comunicación
práctica, la fibra óptica debe transmitir señales luminosas detestables por
muchos kilómetros. El vidrio ordinario tiene un haz luminoso de pocos metros.
Se han desarrollado nuevos vidrios muy puros con transparencias mucho mayores
que la del vidrio ordinario. Estos
vidrios empezaron a producirse a principios de los setenta. Este gran avance
dio ímpetu a la industria de fibras ópticas. Se usaron láseres o diodos emisores
de luz como fuente luminosa en los cables de fibras ópticas. Ambos han de ser
miniaturizados para componentes de sistemas fibro-ópticos, lo que ha exigido
considerable labor de investigación y desarrollo. Los láseres generan luz
"coherente" intensa que permanece en un camino sumamente
estrecho. Los diodos emiten luz
"incoherente" que ni es fuerte ni concentrada. Lo que se debe usar
depende de los requisitos técnicos para diseñar el circuito de fibras ópticas
dado.
Qué es Fibra Óptica
Antes de explicar directamente
que es la fibra óptica, es conveniente resaltar ciertos aspectos básicos de
óptica. La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, sin embargo,
cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor. Así, cuando
la luz pasa de propagarse por un cierto medio a propagarse por otro determinado
medio, su velocidad cambia, sufriendo además efectos de reflexión (la luz
rebota en el cambio de medio, como la luz reflejada en los cristales) y de
refracción (la luz, además de cambiar el modulo de su velocidad, cambia de
dirección de propagación, por eso vemos una cuchara como doblada cuando está en
un vaso de agua, la dirección de donde nos viene la luz en la parte que está al
aire no es la misma que la que está metida en el agua).
Concepto de Fibra Óptica
Los circuitos de fibra
óptica son filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plástico
(cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones).
Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos
de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y
esquinas) sin interrupción.
Las fibras ópticas pueden
ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños
ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones),
como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas
mantenidos por compañías telefónicas).
El principio en que se
basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total; la luz
que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa
con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja
sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a
larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por
dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, el núcleo de
la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de
refracción mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa
la fibra de vidrio y el recubrimiento.
Concluyo pues diciendo
que, la Fibra Óptica consiste en una guía de luz con materiales mucho mejores
que lo anterior en varios aspectos. A esto le podemos añadir que en la fibra
óptica la señal no se atenúa tanto como en el cobre, ya que en las fibras no se
pierde información por refracción o dispersión de luz consiguiéndose así buenos
rendimientos, en el cobre, sin embargo, las señales se ven atenuadas por la
resistencia del material a la propagación de las ondas electromagnéticas de
forma mayor. Además, se pueden emitir a la vez por el cable varias señales
diferentes con distintas frecuencias para distinguirlas, lo que en telefonía se
llama unir o multiplexar diferentes conversaciones eléctricas. También se puede
usar la fibra óptica para transmitir luz directamente y otro tipo de ventajas en
las que no entraré en detalle
COMPARACIÓN CON OTROS
MEDIOS DE COMUNICACIÓN
Comparación con los cables
coaxiales
Características Fibra Óptica Coaxial
Longitud de la Bobina
(mts) 2000 230
Peso (kgs/km) 190 7900
Diámetro (mm) 14 58
Radio de Curvatura (cms) 14 55
Distancia entre
repetidores (Kms) 40 1.5
Atenuación (dB / km) para
un Sistema de 56 Mbps 0.4 40
Comunicaciones por
Satélite vs Fibra Óptica
Es más económica la F.O.
para distancias cortas y altos volúmenes de tráfico, por ejemplo, para una ruta
de 2000 ctos., el satélite no es rentable frente a la solución del cable de
fibras hasta una longitud de la misma igual a unos 2500 km/s.
La calidad de la señal por
cable es por mucho más alta que por satélite, porque en los geoestacionarios,
situados en órbitas de unos 36,000 Km/s. De altura, y el retardo próximo a 500
m/seg. Introduce eco en la transmisión, mientras que en los cables este se
sitúa por debajo de los 100 m/seg admitidos por el CCITT. La inclusión de
supresores de eco encarece la instalación, disminuye la fiabilidad y resta la
calidad al cortar los comienzos de frase.
El satélite se adapta a la
tecnología digital, si bien las ventajas en este campo no son tan evidentes en
el analógico, al requerirse un mayor ancho de banda en aquel y ser éste un
factor crítico en el diseño del satélite.
•
BIBLIOGRAFÍA
•
http://www.encarta.msn.es
•
http://usuarios.lycos.es/Fibra_Optica/comparacion.htm
INTEGRANTES
Ariel Jhoel Limachi
Nicolas Verón
Franco Bargas
Joaquïn Murillo
INTEGRANTES
Ariel Jhoel Limachi
Nicolas Verón
Franco Bargas
Joaquïn Murillo
