▷ Fibra òptica: què és, per a què es fa servir i com funciona

Anem a dedicar aquest article a aprendre més sobre la fibra òptica, explicarem què és i en què consisteix el seu funcionament. Tots sabem que aquest element de transmissió s'utilitza en xarxes de dades per connectar-nos a Internet, però no tots saben identificar físicament que és la fibra, així que anem a l'embolic.

Índex de continguts

La creació d'Internet ha estat sens dubte una de les tecnologies informàtiques i de comunicació més important del nostre segle. Internet és de recent creació, parlem de 1991, quan es va crear el World Wide Web, moment en què l'evolució en velocitat i accessibilitat va començar a disparés fins als nostres dies. Precisament gràcies tecnologies com la fibra òptica, l'augment de capacitat de transferència de dades ha arribat a altíssims nivells de velocitat i distància.

Què és la fibra òptica

Com ja vam avançar, la fibra òptica es tracta d'un mitjà de transmissió de dades mitjançant impulsos fotoelèctrics a través d'un fil construït en vidre transparent o altres materials plàstics amb la mateixa funcionalitat. Aquests fils poden arribar a ser gairebé tan fins com un cabell, i són precisament el mitjà de transmissió del senyal.

Bàsicament per aquests finíssims cables es transfereix un senyal lluminós des d'un extrem del cable fins a l'altre. Aquesta llum pot ser generada mitjançant un làser o un LED, i el seu ús més estès és el de transportar dades a grans distàncies, ja que aquest mitjà té un ample de banda molt més gran que els cables metàl·lics, menors pèrdues ja grans velocitats de transmissió.

Un altre aspecte molt important que hem de tenir en compte, és que la fibra òptica és immune a les interferències electromagnètiques, que és una cosa que per exemple els cables de parells trenats pateixen en tots els casos i contribueixen al fet que es necessitin repetidors cada certa distància. Hem de saber que la fibra òptica no transporta energia elèctrica, només senyals de llum.

Però la fibra òptica no només s'utilitza per a la transmissió de dades en xarxes, sinó també per a connexions d'àudio d'alta qualitat. A més, també és una font d'il·luminació per proporcionar visibilitat en espais reduïts i fins i tot per a productes de decoració, per exemple, en arbres de Nadal i coses similars. Per descomptat aquestes fibres estan construïdes de plàstic i són de baix cost, i tenen poc a veure amb els cables que s'utilitza per a dades.

Parts d'un cable de fibra òptica

Abans de veure com funciona, creiem que és important saber quines són les parts que constitueixen un cable de fibra òptica.

• Nucli: És l'element central d'un cable de fibra òptica que no sempre està present. La seva funció és simplement la de proporcionar un reforç per evitar el trencament i deformació del cable. Drenatge d'humitat: Aquest element tampoc està present en tots els cables. La seva funció és la de conduir possible humitat que tingui el cable p er que surti a través d'ell. Va enrotllat en el nucli. Fils de fibra: és l'element conductor, per ells viatja la llum i les dades en ella. Estan fabricats de vidre de silici o plàstic d'extrema qualitat que creen un mitjà en el qual la llum pugui reflectir-se i refractar correctament fins arribar a la destinació. Buffer i Cladding (revestiment): bàsicament és el recobriment de fils de fibra òptica. Consisteix en un farcit de gel de capa fosca per evit ar que els raigs de llum no es surtin de la fibra. Al seu torn el buffer és el recobriment extern que conté el gel i la fibra. Cinta de Mylar i capes aïllants: bàsicament és un recobriment aïllant que recobreix tots els buffers de fibra. En funció de l'tipus de construcció tindrà diversos elements, tots ells de material dielèctric (no conductor). Recobriment ignífug: si el cable és resistent a el foc, també necessitarà un recobriment capaç de suportar les flames. Armadura: la següent capa es tracta de l'armadura del cable, que en els de major qualitat sempre estan construïda de fils de Kevlar. Aquest material és lleuger i de gran resistència i ignífug, el podrem veure en armilles antibala i cascos de pilots. Recobriment exterior: com qualsevol cable, es necessita un recobriment exterior, normalment de plàstic o PVC.

Com funciona la fibra òptica

A l'ésser cables pels que viatja un senyal lluminós, la manera de transmissió no es basa en la transferència d'electrons a través d'un material conductor. En aquest cas atenem als fenòmens físics de la reflexió i refracció de la llum.

Reflexió: La reflexió d'un feix de llum es produeix quan aquest incideix sobre una superfície de separació de dos medis i es produeix el canvi de direcció de l'ona que la porta a prendre una direcció amb un angle igual al d'incidència. Per exemple, si el feix lluminós incideix en un angle de 90 graus sobre una superfície, aquest rebotarà en direcció contrària, això és el que passa quan ens col·loquem davant d'un mirall. Si en un altre cas el feix de llum incideix sobre una superfície amb 30 graus, el feix sortirà rebotat amb aquests mateix 30 graus.

Refracció: en aquest cas és quan es produeix un canvi de direcció i velocitat en una ona a el passar d'un medi a un altre. Per exemple, és el que veiem quan la llum passa de l'aire a l'aigua, veurem la mateixa imatge, però en un angle diferent.

Mitjançant aquests dos fenòmens, la llum s'anirà transmetent al llarg de cable de fibra fins a arribar al seu destí.

Tipus de fibra òptica i connectors

Ja sabem com funciona, però encara no sabem la forma en què es transmet la llum dins d'aquests cables. En aquest cas hem de distingir entre la fibra monomode i la fibra multimode.

A la fibra monomode, només es transmet un feix lluminós pel mig. Aquest feix serà capaç d'arribar, en el millor dels casos fins a una distància de 400 km sense l'ús d'un repetidor, i s'utilitza un làser d'alta intensitat per generar aquest feix. Aquest feix és capaç de transportar fins a 10 Gbit / s per cada fibra.

En la fibra multimode en canvi, es pot transmetre diversos senyals de llum per un mateix cable, que són generades per LEDs de baixa intensitat. S'usa per a transmissions de més curt abast, sent a més més barates i fàcils d'instal·lar.

Pel que fa a tipus de connectors de fibra òptica, podrem trobar els següents:

• SC: Aquest connector és el que amb més freqüència veurem, ja que s'utilitza per a la transmissió de dades en connexions de fibra monomode. També hi ha una versió SC-Dúplex que bàsicament són dos SC units. FC: aquest és un altre dels més utilitzats i tenen un aspecte similar a un connector d'antena coaxial. ST: també és similar a l'anterior amb un element central d'uns 2, 5 mm el qual està més exposat. LC: en aquest cas el connector és quadrat, tot i que es manté l'element central de la mateixa configuració que els dos anteriors. FDDI: és un connector de fibra dúplex, és a dir, connecta dos cables en lloc d'un. MT-RJ: També és un connector dúplex i no se sol utilitzar per a fibres monomode.

Conclusions i avantatges i desavantatges d'utilitzar fibra òptica

Amb aquesta informació podem formar-nos una idea força genèrica i completa sobre què és la fibra òptica i com és la base del seu funcionament. Les connexions domèstiques de fibra òptica són cada vegada més comuns, encara que de vegades en lloc d'arribar-nos directament en fibra, ens arriba en forma de cable coaxial si la xarxa és híbrida. Aprofitarem en un altre article per parlar més llargament sobre aquest tipus de cable.

Sens dubte el futur que ens espera se situa clarament en xarxes de fibra òptica, cada vegada són més els nuclis de població relativament petits que compten amb aquest tipus de connectivitat d'alt ample de banda, ja que aquesta és una de les principals avantatges. A més, a l'basar-se en llum en lloc d'energia elèctrica, és totalment immune a interferències, ia més tampoc les produeix. De la mateixa manera suporta molt bé els canvis climàtics i temperatures i és molt lleugera, a l'tractar-se d'elements no metàl·lics.

Però no tot és bo en la fibra òptica, ja que una de les limitacions és que els cables han de ser de gran fermesa i estar molt bon protegits, per evitar el trencament de la fibra. Tampoc podem transmetre electricitat, això és lògic, així que tot element que necessiti energia elèctrica, ha de tenir una font d'alimentació propera.

En quan a la instal·lació i connexió de cables de fibra, és un procés força complex i és necessària gran precisió perquè el senyal es traslladi d'un cable a un altre sense degradació del senyal. Els aparells de transmissió i recepció també són molt més cars i complexos, i en la majoria d'ocasions es necessiten aparells de conversió entre energia elèctrica i lluminosa perquè arribi a les nostres llars.

Això és tot sobre les connexions i cables de fibra òptica. Confiem que hàgim pogut solucionar els dubtes que tenies sobre aquesta tecnologia i el seu ús. Si t'interessen altres tutorials relacionats amb les xarxes, aquí et deixem alguns.

Si tens dubtes o vols puntualitzar o afegir alguna cosa, escriu-nos en els comentaris. Sempre intentem millorar el contingut en la mesura del possible.