La fibra óptica es un tipo de cable de comunicación que utiliza a la luz para transmitir datos a través de una serie de fibras de vidrio (Silicio o Germanio) o plástico. Estos cables se usan en una variedad de aplicaciones, desde la transmisión de datos a larga distancia, aplicaciones de salud, iluminación, actividades militares, hasta la conexión de dispositivos dentro de una red local, entre otros. La fibra óptica por su naturaleza de transmisión que se basa en el uso del haz de luz, ofrece una mayor velocidad de transmisión, mayor ancho de banda y mayor seguridad que los cables de cobre tradicionales. Estas características hacen que la fibra óptica sea en la actualidad el medio más utilizado para el despliegue de redes de telecomunicaciones ya que es una excelente opción para la transmisión de datos a larga distancia. Además, la fibra óptica es mucho más resistente a la interferencia electromagnética que los cables de cobre, lo que la hace ideal para aplicaciones en entornos con mucha interferencia.
A manera de definición, podríamos señalar que la fibra óptica es un medio de transmisión de señales de comunicación que utiliza hilos de vidrio o plástico extremadamente delgados y flexibles para transmitir señales de luz moduladas en información digital o designada a largas distancias y alta velocidad. La señal se propaga a través de la fibra óptica mediante el fenómeno de reflexión interna total de la luz, lo que permite la transmisión de datos a través de grandes distancias con una pérdida de señal mínima y sin interferencias electromagnéticas. La fibra óptica se utiliza comúnmente en las redes de telecomunicaciones, la televisión por cable y la transmisión de datos de alta velocidad en internet, por citar algunas.
Respecto al funcionamiento de la fibra óptica, este como ya se indicó se basa en la transmisión de luz a través de un hilo de vidrio o plástico, utilizando la propiedad de reflexión total interna, la fibra consta de dos partes principales: el núcleo y el revestimiento. El núcleo es el hilo de vidrio o plástico delgado por donde se transmite la luz, y el revestimiento es una capa que rodea el núcleo y tiene un índice de refracción más bajo. Cuando se envía una señal de luz al núcleo de la fibra óptica, la luz se refleja en las paredes del núcleo debido al ángulo de incidencia y la diferencia de índice de refracción entre el núcleo y el revestimiento. Esta reflexión interna total permite que la señal de luz se propague a través del núcleo sin que se pierda energía y sin interferencias electromagnéticas, sin embargo existe un valor de atenuación debido a la composición del material o a la dispersión de los diversos modos de transmisión presentes en la fibra.
Para aumentar la velocidad de transmisión, la fibra óptica utiliza la técnica de modulación de la luz, lo que implica variar la amplitud, la frecuencia o la fase de la señal de luz para codificar información digital o defectuosa. Finalmente, en el extremo receptor de la fibra óptica, la señal de luz se convierte de nuevo en una señal eléctrica para su procesamiento y decodificación.
La información se transmite en la fibra óptica utilizando señales de luz. Para transmitir la información, la fibra óptica utiliza una técnica de llamada modulación de amplitud o frecuencia, que implica variar la amplitud o la frecuencia de la señal de luz para codificar información digital o captura. Cuando la señal de luz modulada ingresa en el núcleo de la fibra óptica, se refleja internamente en las paredes del núcleo y se propaga a través del núcleo sin perder energía y sin sufrir interferencias electromagnéticas. La señal de luz modulada llega al extremo receptor de la fibra óptica, donde se convierte de nuevo en una señal eléctrica para su procesamiento y decodificación.
La velocidad de transmisión de datos en la fibra óptica es muy alta, ya que la luz viaja a una velocidad muy elevada. Además, la fibra óptica permite la transmisión de datos a largas distancias sin pérdida de señal significativa y sin interferencias electromagnéticas, lo que la hace una tecnología ideal para las redes de comunicaciones de alta velocidad. Debido a su capacidad para transportar grandes cantidades de datos a largas distancias, se utiliza en numerosas aplicaciones de telecomunicaciones, especialmente en las de alta velocidad para transportar grandes cantidades de datos a largas distancias. Las empresas de telecomunicaciones utilizan la fibra óptica para proporcionar servicios de banda ancha de alta velocidad a los hogares y empresas, en este aspecto es que el mercado de fibra óptica se ha desarrollado desplegando redes ópticas pasivas (PON), que son aquellas que no requieren de dispositivos de la red de distribución óptica sean alimentados por la energía eléctrica. Apareciendo una familia de redes XPON en base a las tecnicas, tecnologías y velocidades de transmisión como a APON, BPON, EPON, GPON, XG-PON, cuyas especificaciones técnicas están descritas en las recomendaciones UIT-T G. 984.x, G.987.x, principalmente.
Por su parte las redes GPON (Red Óptica Pasiva con capacidad de Gigabit) es una tecnología de red de fibra óptica que se utiliza en las redes de acceso de alta velocidad para proporcionar servicios de banda ancha a los usuarios finales. La tecnología GPON utiliza una topología en estrella, donde una sola fibra óptica se conecta a múltiples usuarios finales a través de divisores ópticos pasivos. En este tipo de redes, la señal de luz se transmite desde la central de la red hasta el divisor óptico pasivo (Splitter) en el edificio del usuario final, y luego se distribuye a través de una serie de fibras ópticas hasta el equipo de terminación de la red, que convierte la señal óptica en una señal eléctrica para su uso en dispositivos electrónicos, como computadora, teléfonos y televisores.
Las redes GPON ofrecen velocidades de transmisión de datos muy altas, de hasta 2,5 Gbps en la dirección descendente (de la central a los usuarios finales) y de hasta 1,25 Gbps en la dirección ascendente (de los usuarios finales a la central ). Además, las redes GPON son escalables y pueden ser utilizadas para proporcionar servicios de voz, datos y video a través de una sola conexión de fibra óptica. En resumen, las redes GPON son una tecnología de red avanzada que se utiliza en las redes de acceso de alta velocidad para proporcionar servicios de banda ancha a los usuarios finales de manera eficiente y rentable, utilizando una topología en estrella y divisores ópticos pasivos. Esta tecnología es muy utilizada en despliegues de redes de fibra hasta el hogar (FTTH), por su bajo costo y facilidad de estructura.
Por otro lado se evidencia que otra aplicación de la fibra óptica es en aplicaciones de iluminación, como la iluminación decorativa, donde se la utiliza a menudo para iluminar esculturas, monumentos y otros elementos decorativos. Las fibras ópticas emiten luz en el extremo y transmiten la luz a través de la longitud de la fibra, creando un efecto luminoso en la superficie de la escultura o monumento.
Las ventajas de la fibra óptica en comparación con otros medios de transmisión de datos, incluyen entre otras: i) Mayor velocidad de transmisión: La fibra óptica permite la transmisión de datos a velocidades mucho más altas que otros medios de transmisión, como el cable de cobre o el cable coaxial. La fibra óptica puede proporcionar velocidades de transmisión de hasta varios terabits por segundo; ii) Seguridad y Dificultad de intercepción: La fibra óptica es muy difícil de interceptar y espiar en comparación con otros medios de transmisión de datos, como el cable de cobre o el inalámbrico. Esto se debe a que las señales de la fibra óptica se transmiten en forma de luz y no de señales eléctricas, lo que hace que sea difícil para los hackers interceptar y decodificar la señal.
En conclusión, la fibra óptica tiene una amplia variedad de aplicaciones en diferentes sectores, como las telecomunicaciones, la iluminación, la medicina, ambientes militares y la seguridad, por citar algunas. Entre sus principales ventajas incluyen la alta velocidad de transmisión, la mayor distancia de transmisión, la inmunidad a interferencias electromagnéticas, la menor pérdida de señal y la seguridad. Estas características hacen que la fibra óptica sea una opción preferida para aquellos que buscan una solución de transmisión de datos rápida, confiable y segura. Además, a medida que la tecnología continúa avanzando, se espera que la fibra óptica tenga un papel aún más importante en la creación de una infraestructura de comunicaciones eficiente y de alta velocidad en todo el mundo. Así como un despliegue total en redes de fibra hasta el hogar (FTTH).
