Fibra Optica, que es y como funciona

Buenas amigos informáticos ¡¡¡ Hoy quería contarles un poco sobre un medio revolucionario, por lo menos para mí, y que cada vez se esta empleando más. Les voy a contar un poco de que se trata este medio, como está compuesto, algunos consejitos y puntos de vista.

Cuando dije revolucionario, me refería más que nada, a que este es un tipo de medio que ha cambiado los conceptos de transmisión de la información como lo hizo el Wi-fi años atrás. Hoy podemos decir que una LAN puede estar dentro de los 20 KM. cuadrados…sí, esto es como para comenzar y ni hablar cuando hablamos de SAN, MAN….¿LAN entre paises?, seguridad que ofrece, ancho de banda gracias a que transmite Full dúplex (un cable para transmitir y otro para recibir, por eso vienen de a pares, evitando asi también colisiones aprovechando el ancho de banda), etc.

La fibra óptica resulta interesante porque toma un concepto muy antiguo que es la manipulación de la luz, no es otra cosa más que eso, la manipulación controlada de la luz. Si nos remontamos a la historia, los mismos egipcios controlaban la luz por medio de espejos para iluminar dentro de las íncreibles pirámides…..¿Precursores de la fibra óptica?

Hoy la manipulación de la luz está controlada dentro de un cable, con terminaciones especiales y en placas especiales que hacen que la transmisión sea posible y que detallaré a lo largo de esta humilde nota.

Cómo está compuesta la fibra óptica

Al ver con detalle cómo esta compuesta la fibra óptica, vamos a comprender sus ventajas y desventajas, así también, tendremos una visión global de este medio.Este ejemplo es sobre un cable compuesto de muchas partes, hay que entender que hay muchos tipos de cables que se adaptan a distintas ocasiones (interior, exterior, etc) pero tomé este como referencia porque se pueden ver con detalle que elementos puede contener un cable. Esto les servirá porque comunmente en los catálogos de cables de fibra óptica, se especifican de que estan compuestos, por lo tanto, conociendo los componentes y para que funcionan, podremos elegir al mejor cable para lo que estamos montando.

Fibra óptica en detalle

De adentro hacia afuera de la fibra óptica.

1- Elemento central dieléctrico: este elemento central que no esta disponible en todos los tipos de fibra óptica, es un filamento que no conduce la electricidad (dieléctrico), que ayuda a la consistencia del cable entre otras cosas.

2-Hilo de drenaje de humedad: su fin es que la humedad salga a través de el, dejando al resto de los filamentos libres de humedad.

3-Fibras: esto es lo más importante del cable, ya que es el medio por dónde se transmite la información. Puede ser de silicio (vidrio) o plástico muy procesado. Aqui se producen los fenómenos físicos de reflexión y refracción. La pureza de este material es lo que marca la diferencia para saber si es buena para transmitir o no. Una simple impureza puede desviar el haz de luz, haciendo que este se pierda o no llegue a destino. En cuanto al proceso de fabricación es muy interesante y hay muchos videos y material en la red, pero basicamente las hebras (micrones de ancho) se obtienen al exponer tubos de vidrio al calor extremo y por medio del goteo que se producen al derretirse, se obtienen cada una de ellas.

4-Loose Buffers: es un pequeño tubo que recubre la fibra y a veces contiene un gel que sirve para el mismo fin haciendo también de capa oscura para que los rayos de luz no se dispersen hacia afuera de la fibra.

5-Cinta de Mylar: es una capa de poliéster fina que hace muuuuuchos años se usaba para transmitir programas a pc, pero en este caso sólo cumple el rol de aislánte.

6-Cinta antiflama: es un cobertor que sirve para proteger al cable del calor y las llamas.

7-Hilos sintéticos de Kevlar: estos hilos ayudan mucho a la consistencia y protección del cable, teniendo en cuenta que
el Kevlar es un muy buen innífugo, ademas de soportar el estiramiento de sus hilos.

8-Hilo de degarre: son hilos que ayudan a la consistencia del cable.

9-Vaina: la capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al conjunto que tiene en su interior.

Ahora que sabemos como está compuesto, vamos a ver como funciona. No voy a detallar matemáticamente el funcionamiento porque no es la idea, solamente voy a hablar de los dos fenómenos de la óptica que permiten la transmisión y son la frutilla de esta torta maravillosa. Igualmente en la red hay información de sobra para ampliar sus conocimientos.
Los dos principios por los que la fibra funciona son la Reflexión y la Refracción. Ellos son los culpables de llevar esto adelante.

Refracción: es el cambio de dirección que llevan las ondas cuando pasan de un medio a otro. Sencillamente y para mejor
comprensión, esto se experimenta cuando metemos una cuchara en un vaso con agua y pareciera que se desplaza
dentro de este.

Reflexión: también es el cambio de dirección de la onda, pero hacia el origen. Esto sería lo que sucede cuando nos
miramos en el espejo…..sin la reflexión, no podríamos peinarnos o afeitarnos frente al espejo…..¿?

Ahora que sabemos cuales son los principios físicos que ocurren dentro de la fibra óptica, vamos a una figura que detalla estos fenómenos en acción:

Reflexión y refracción en acción

Ya sabemos como funciona, asi que vamos a hablar un poco de que tipos de fibra hay y para que sirve cada una. Para hacer esto vamos a agruparlas de dos maneras. Una es la fibra monomodo y la otra es Multimodo y este agrupamiento se debe en la forma en que transmiten la luz por dentro de la fibra.

Monomodo: se transimte un sólo haz de luz por el interior de la fibra.Tienen un alcance de transmisión de 300 km. en
condiciones ideales, siendo la fuente de luz un láser.

Multimodo: se pueden transmitir varios hases de luz por el interior de la fibra. Generalmente su fuente de luz son IODOS de
baja intensidad, teniendo distancias cortas de propagación (2 o 3 Km), pero son más baratas y mas fáciles de instalar.

Llegamos al punto en que sabemos como es una fibra o?tica, que materiales las componen y que tipos hay. Es el momento de conocer como conectarlas entre los dispositivos y cómo son las placas de red que tienen como misión “transformar” la luz en código binario (fotosensores) para que el dispositivo pueda interpretar.

Tipos de conectores…si, los pirulitos que van en las puntas de los cables….

Tipos de conectores que se utilizan

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, mas que nada usado en servers o clústers storage.
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.

Una vez que los tenemos conectados, las placas emiten luz por medio de distintos dispositivos:

Láser : el más potente y usado en el cable monomodo
LED : son baratos, no tienen mucha potencia y se usan en los cables multimodo.

Las placas de red, además de darnos la interfaz de conexión, son las encargadas de “convertir” los impulsos de luz en binarios para la comprensión de la PC. Basicamente toman los impulsos de esta manera: Impulso de Luz = 1 , oscuridad = 0. Así es como forma el binario. Igualmente para mas detalles, siempre esta la internet para profundizar.

Placa de red para Fibra óptica  con 2 puertos

Por último voy a dar, a mi forma de ver y entender, las ventajas y desventajas que valen la pena saber sobre la fibra óptica:

Ventajas:

* Alto ancho de banda (pruebas dieron casi 1 TB/s), haciendo que la transmisión dependa de la capacidad de procesamiento
de emisor-receptor mas que del medio (que obviamente es rapidísimo !!!! )
* Multiprotocolo (TCP/IP, SCSI, etc)
* Escalable
* Muy segura ya que no hay manera de acceder a los datos transmitidos sin romper la fibra
* El cable es muy liviano y se corroe poco
* La señal se pierde muy poco a lo largo del cable

Desventajas:

* El conjunto de conectores, cable, placas, dispositivos para fibra, etc, son caros para el uso no comercial, por eso se utiliza como backbone donde se debe transmitir un gran volumen de de informacion a grandes velocidades
* La fibra es frágil, lo que complica un poco la instalación
* Los empalmes entre fibra son complejos, con lo cual a veces hay que contratar una empresa para realizarlo
* Siempre se va a necesitar un conversor óptico-eléctrico, ya que e casi imposible tener toda una red de fibra, haciendo el costo mas caro

Creo que ya tenemos un conocimiento amplio sobre que es, como funciona y que se necesita para usar…. o no usar la fibra optica. Creo que ya lo dije varias veces durante la nota, pero es que quiero que quede en claro que este tema es muchísimo más amplio que estas simples y escuetas lineas. Esto es porque es lo que se viene y deberiamos estudiarlo en profundidad si nos interesa el mundillo de la informática.
Desde ya espero que les haya gustado y ya sben que cualquier cosa pueden preguntar y sacarse las dudas en el foro.

Un Abrazo

Juanci-tux

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