Los romanos seguramente se vieron especialmente complacidos el día que inventaron las tuberías de plomo, hará 2.000 años. Por fin, podían transportar agua de forma fácil de un lugar a otro. Imagina lo que pensarían sobre los cables modernos de fibra óptica, las “tuberías” que ayudan a que se puedan realizar las llamadas telefónicas o enviar correos electrónicos alrededor del mundo en tan solo una séptima parte de un segundo.
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¿Qué es la fibra óptica?
Estamos acostumbrados a la idea de que la información viaja de diferentes formas. Cuando hablamos en un teléfono fijo, un cable de alambre lleva el sonido de tu voz a una toma que hay en la pared, donde otro cable la dirige hacia la central telefónica local. Mientras que los teléfonos móviles funcionan de diferente forma: ellos envían y reciben la información utilizando ondas de radio invisibles – una tecnología denominada inalámbrica porque no utiliza cables.
La fibra óptica es una tercera vía. Envía información codificada en un haz de luz por un tubo de vidrio o de plástico. Esto fue originalmente desarrollado para los endoscopios en la década de los 50, con el objetivo de ayudar a los médicos a ver el interior del cuerpo humano, sin necesidad de tener que abrirlo primero. En 1960, los ingenieros encontraron una forma de utilizar esta misma tecnología para transmitir llamadas telefónicas a la velocidad de la luz (186,000 millas o 300,000 km por segundo).
Tecnología óptica
Un cable de fibra óptica está formado de hebras delgadas de cristal o plástico, conocidas como fibras ópticas; un cable puede tener pocas hebras o incluso cientos de ellas. Cada hebra es menos de una décima parte del grosor de un cabello humano, pudiendo realizar a través de ella, aproximadamente, 25.000 llamadas telefónicas, por lo que un cable de fibra óptica entera puede llevar fácilmente varios millones de llamadas.
La tecnologia optica cuenta con una serie de caracteristicas que hacen unica
Los cables de fibra óptica llevan la información entre dos lugares utilizando completamente la tecnología óptica (basada en la luz). Imagina que quieres enviar información desde tu ordenador a la casa de un amigo que se encuentra calle abajo, utilizando la fibra óptica. Podrías conectar tu ordenador a un láser, que convertiría la información eléctrica de tu ordenador en una serie de impulsos de luz. Después estos se dispararían hacia abajo por el cable de fibra óptica. Después de viajar por él, los haces de luz emergerían en el otro extremo.
Tu amigo necesitaría de una célula fotoeléctrica (un componente que detecta la luz) para convertir los impulsos de luz en información eléctrica con el objetivo de que su ordenador pudiera comprenderla. Este aparato entero sería como una versión muy avanzada de cómo dos latas de frijoles unidas por una cuerda pueden desempeñar la misma función que un teléfono.
Cómo funciona la fibra óptica
La luz viaja por un cable de fibra óptica rebotando contra las paredes de forma repetida. Cada pequeño fotón (partícula de luz) rebota por la tubería como si fuera un patinador por una pista de hielo. Ahora se podría esperar un haz de luz, que viaja en un tubo de cristal transparente, simplemente para salirse de los bordes. Pero si la luz golpea el cristal en un ángulo muy poco profundo (menos de 24 grados), devolverá el reflejo – como si el cristal fuera en realidad un espejo. Este fenómeno es conocido como reflexión interna total. Es una de las cosas que mantienen la luz dentro de la tubería.
Ejemplificacion de como funciona la fibra optica. Fuente: www.slideplayer.es
La otra cosa que mantiene la luz en la tubería es la estructura del cable, que está formada de dos partes separadas. La parte principal del cable – en el medio – es conocida como núcleo, la parte por la que la luz viaja. Envolviendo la parte externa del núcleo hay otra capa de cristal, conocida como el revestimiento. El trabajo de esta zona es el de mantener las señales de la luz dentro del núcleo. Puede realizar esta función porque está compuesto de un tipo de cristal diferente al del centro.
Tipos de cables de fibra óptica
Las fibras ópticas transportan las señales de luz hacia abajo, en lo que se denominan modos. Esto suena técnico, pero solamente se refiere a diferentes formas de viajar: un modo es simplemente la vía que un haz de luz sigue por la fibra. Otros modos involucran rebotar por la fibra en otros ángulos, más o menos pronunciados.
Tipos de cables. Fuente: www.investigacionyciencia.es
El tipo más simple de fibra óptica es conocido como monomodo. Cuenta con un núcleo muy pequeño de 5-10 micrones en el diámetro. En esta fibra, todas las señales viajan directamente a través del medio, sin los extremos externos. El cable de la televisión, internet, y las señales del teléfono son generalmente fibras de monomodo, envueltas en conjunto en un haz enorme. Los cables como este pueden enviar información a 100 km (60 millas).
Otro tipo de cable de fibra óptica es conocido como multimodo. Cada fibra óptica de este modo es, aproximadamente, 10 veces más grande que un cable de monomodo. Esto significa que el haz de luz puede viajar a través del núcleo siguiendo una serie de vías diferentes – en otras palabras, en múltiples modos diferentes. Los cables multimodo pueden enviar información solamente a distancias relativamente cortas y ser utilizados para mantener redes computacionales juntas.
Incluso fibras más gruesas son utilizadas en una herramienta médica conocida como gastroscopio (un tipo de endoscopio), que los doctores introducen por la garganta del paciente con el objetivo de detectar enfermedades en el interior del estómago. Un gastroscopio es un cable gordo de fibra óptica que está formado por muchas fibras ópticas.
En el extremo superior del gastroscopio, hay un ocular y una lámpara. La lámpara proporciona su luz a lo largo del cable, para iluminar el estómago del paciente. Cuando la luz alcanza el estómago, refleja sus paredes en una lente que se encuentra en el otro extremo del cable. De esta forma esta información viaja a través del cable hacia el ocular del médico.
Otros tipos de endoscopio funcionan de la misma forma y pueden ser utilizados para inspeccionar diferentes partes del cuerpo. También hay una versión industrial de la herramienta, conocida como fibroscopio, que es utilizada para examinar materiales como piezas inaccesibles de la maquinaria de los aviones.
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