La fibra optica

Comunicaciones con fibra óptica

INTRODUCCIÓN
En esencia, un sistema óptico de comunicaciones es un sistema electrónico de comunicaciones
que usa la luz como portador de información. Sin embargo, es difícil e impráctico propagar ondas
luminosas por la atmósfera terrestre. En consecuencia, los sistemas de comunicaciones con fibra óptica usan fibras de vidrio o de plástico para “contener” lasondas luminosas y guiarlas en
una forma similar a como las ondas electromagnéticas son guiadas en una guía de ondas. La optoelectrónica es la rama de la electrónica que estudia la transmisión de la luz a través de fibras ultrapuras, que se suelen fabricar con vidrio o con plástico.
La capacidad de conducción de información de un sistema electrónico de comunicaciones
es directamente proporcionala su amplitud de banda. Para fines de comparación, se acostumbra
expresar el ancho de banda de un sistema analógico de comunicaciones como un porcentaje
de la frecuencia de su portadora. A esto se le llama a veces relación de utilización del ancho de
banda. Por ejemplo, un sistema de radiocomunicaciones de VHF trabajando a una frecuencia
de portadora de 100 MHz con ancho de banda de 10 MHztiene una relación de utilización de
ancho de banda de 10%. Un sistema de radio de microondas que funciona con una frecuencia
de portadora, con una relación de utilización de ancho de banda igual a 10% tendría disponible
1 GHz de ancho de banda. Es obvio que mientras mayor es la frecuencia de portadora, el ancho
de banda es mayor y la capacidad de conducción de información es mayor. Lasfrecuencias luminosas que se usan en los sistemas de comunicaciones con fibra óptica están entre 1 ϫ 1014 y
4 ϫ 1014 Hz (100,000 a 400,000 GHz). Una relación de utilización de ancho de banda de 10%
significaría una banda de entre 10,000 y 40,000 GHz de ancho.

HISTORIA DE LAS FIBRAS ÓPTICAS
Alexander Graham Bell, en 1880, experimentó con un aparato al que llamó fotófono. El fotófono
era undispositivo formado con espejos y detectores de selenio, que transmitía ondas sonoras sobre un rayo de luz. Ese fotófono era muy malo, no confiable y no tenía aplicación práctica. En
realidad, la luz visible era un medio principal de comunicaciones antes de que comenzaran las
comunicaciones electrónicas. Durante mucho tiempo se usaron señales de humo para mandar
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mensajes cortos y sencillos. Sinembargo, el concepto de Bell fue el primer intento de usar un
rayo de luz para transportar información.
Es impráctica la transmisión de ondas luminosas a través de cualquier distancia útil a
través de la atmósfera terrestre, porque el vapor de agua, el oxígeno y las partículas en el aire
absorben y atenúan las señales en frecuencias luminosas. En consecuencia, el único tipo práctico decomunicaciones ópticas es el que usa una guía de fibra. En 1930, J. L. Baird, científico
inglés, y C. W. Hansell, de Estados Unidos, obtuvieron patentes para barrer y transmitir imágenes de televisión a través de cables de fibra no recubierta. Algunos años después un científico
alemán, llamado H. Lamm, transmitió bien imágenes a través de una sola fibra de vidrio. En esa
época, la mayoría de laspersonas consideraban a la óptica de fibras más como juguete o como
una gracia de laboratorio y, en consecuencia, no fue sino hasta principios de la década de 1950
que se hicieron avances sustanciales en el campo de las fibras ópticas.
En 1951, A. C. S. van Heel de Holanda, y H. H. Hopkins y N. S. Kapany de Inglaterra experimentaron con transmisión de luz a través de haces de fibras. Sus estudioscondujeron al
desarrollo del fibroscopio flexible, que se usa mucho en el campo de la medicina. Kapany fue
quien acuño el término “fibra óptica” en 1956.
En 1958, Charles H. Townes, de Estados Unidos, y Arthur L. Schawlow, de Canadá, presentaron un trabajo donde se describía cómo era posible usar emisión estimulada para amplificar
las ondas luminosas (láser) y las microondas (máser). Dos años...