TAREAS




















FIBRA ÓPTICA






























1.1 Introducción

Los sistemas ópticos de comunicación se remontan al siglo XVIII cuando en Francia se inicia el uso del telégrafo visual, algo muy parecido a un sistema de señalización con banderas, cuya primera aplicación fue la de enviar y recibir instrucciones codificadas debatallones de guerra.

Cien años después, Alexander Graham Bell inventó el fotófono (construido con espejos y detectores de selenio), versión visual del teléfono, el cual no tuvo el impacto deseado. Y mientras en la década de los 20 se sugería ya el uso de tubos huecos para la transmisión de imágenes, es hasta 1954 que Abraham Van Hell (Holanda) y Harold H. Hopkins (Inglaterra) realizan losprimeros experimentos para el envío y recepción de señales a través de fibras delgadas de vidrio.

Medir la capacidad de los transmisores ópticos con escala lineal es poco práctico, por ello se emplea una escala logarítmica, medida en decibeles (dB) que corresponde a la relación entre la potencia de salida y la de entrada. Las fibras ópticas a mediados del siglo XX, poseían índices de atenuación (opérdida de la señal por absorción del medio) demasiado altos.

Van Hell añadió a su investigación la posibilidad de recubrir la fibra con un material de menor índice de refracción, que aisló al conductor principal del aire exterior, hecho que mejoró la calidad de las señales transmitidas, de tal forma que en la década de los 60, su uso principal se dio en las aplicaciones médicas, con atenuacionesde 1dB por metro de fibra. Sin embargo, este índice aún no era adecuado para las telecomunicaciones, que requerían atenuaciones no superiores a 10 o 20dB por kilómetro.

En 1970, gracias a las especificaciones para reducir la atenuación elaboradas por Charles K. Kao, se determinó que la clave era usar un material conductor de mayor pureza óptica. Fue así como empezaron los experimentos consilicio fundido que tiene un bajo índice de refracción.

Posteriormente, la empresa norteamericana Corning Glass, desarrolladora del vidrio empleado por Thomas A. Edison en sus primeras bombillas, obtuvo la patente 3 711 262 de los Estados Unidos, que describe la composición de la primera fibra óptica capaz de transportar 65 mil veces más información que un cable de cobre equivalente, a partir de latransmisión de ondas de luz. La clave para alcanzar 17dB por kilómetro de atenuación en esa primera fibra para telecomunicaciones, fue incluir algo de titanio en la mezcla del núcleo de la fibra.

Tiempo después, la misma empresa patentó la fibra con silicio y germanio, lo que redujo la atenuación a 4dB por kilómetro, no obstante, estas fibras todavía tenían un alto costo de producción.

En1973, Bell Labs introdujo una nueva forma de producir fibra óptica de alta pureza, permitió así, que en tan sólo cuatro años, pudiera inaugurarse el primer circuito telefónico construido con este material, operado por la empresa GTE a una velocidad de 6Mbps en Long Beach, California.


1.2 Ley de Snell e índice de refracción

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 depropagación, 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). Esto se muestra en la figura 1.










Figura 1. Reflexión y refracción de la luz

Dependiendo de la velocidad con que se propague la luz en un medio o material, se le asigna un índice...