Query: ¿Cómo se construye la fibra óptica?

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La fabricación de fibra óptica se realiza en tres pasos: creación de la preforma, o tubo cilíndrico de entre unos 60 a 120 cm de largo y un diámetro de entre 10 y 25 mm, después la creación de la fibra óptica propiamente dicha pasa mediante por un procedimiento de estirado con la posterior aplicación de un revestimiento primario y por último las pruebas y medidas.

Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite.A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las siguientes: Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.

La fibra óptica plástica (o POF, por "Plastic -o Polymer- Optical Fibre") es un tipo de fibra óptica hecha esencialmente de plástico. Generalmente se construye con un núcleo de polimetilmetacrilato y un revestimiento de polímeros fluoruros. Fueron unos investigadores coreanos del Korea Institute of Science and Technology los que descubrieron que este tipo de fibra era una alternativa económica a la fibra óptica tradicional.

El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total, la luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz debida a imperfecciones de la superficie de la fibra, el núcleo de la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio o plástico con un índice de refracción menor, de tal forma que las reflexiones se producen en la superficie que separa el núcleo de la fibra y su recubrimiento. En función del tamaño del núcleo y de la diferencia de índices de refracción entre núcleo y recubrimiento, las fibras ópticas serán monomodo o multimodo.

Una fibra óptica consiste en un núcleo, un revestimiento y un "" (una capa exterior de protección). El revestimiento guía la luz a lo largo del núcleo mediante el método de reflexión interna total. El núcleo y el revestimiento, que tienen un menor índice de refracción, son generalmente de vidrio de sílice, aunque pueden ser también de plástico. En la conexión de dos fibras ópticas se realiza el empalme de fusión o empalme mecánico, y requiere habilidades especiales y la tecnología de interconexión debido a la precisión microscópica necesaria para alinear los núcleos de fibra.

La fibra óptica es un enlace hecho con un hilo muy fino de material transparente de pequeño diámetro y recubierto de un material opaco que evita que la luz se disipe. Por el núcleo, generalmente de vidrio o plásticos, se envían pulsos de luz, no eléctricos. Hay dos tipos de fibra óptica: la multimodo y la monomodo. En la fibra multimodo la luz puede circular por más de un camino pues el diámetro del núcleo es de aproximadamente 50 µm. Por el contrario, en la fibra monomodo sólo se propaga un modo de luz, la luz sólo viaja por un camino. El diámetro del núcleo es más pequeño (menos de 10 µm).

La fibra óptica es una fibra flexible, transparente, hecha al embutir o extrudir vidrio (sílice) en un diámetro ligeramente más grueso que el de un cabello humano promedio. Son utilizadas comúnmente como un medio para transmitir luz entre dos puntas de una fibra y tienen un amplio uso en las comunicaciones por fibra óptica, donde permiten la transmisión en distancias y en un ancho de banda (velocidad de datos) más grandes que los cables eléctricos. Se utilizan fibras en vez de alambres de metal porque las señales viajan a través de ellas con menos pérdida; además, las fibras son inmunes a la interferencia electromagnética, un problema del cual los cables de metal sufren ampliamente. Las fibras también se usan para la iluminación e imaginería, y normalmente se envuelven en paquetes para introducir o sacar luz de espacios reducidos, como en el caso de un fibroscopio. Algunas fibras diseñadas de manera especial se usan también para una amplia variedad de aplicaciones diversas, algunas de ellas son los sensores de fibra óptica y los láseres de fibra.

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La tecnología FTTH propone utilizar la fibra óptica hasta la vivienda del usuario o cliente de fibra llamado también "usuario final". La red de acceso entre el abonado y el último modo de distribución puede realizarse con una o dos fibras ópticas dedicadas a cada usuario (una conexión punto-punto que resulta en una topología en estrella) o una red óptica pasiva (del inglés "Passive Optical Network", PON) que usa una estructura arborescente con una fibra en el lado de la red y varias fibras en el lado usuario. Se recomienda la arquitectura distribuida en las redes. Es decir, los elementos pasivos se distribuirán lo más cerca del cliente final, minimizando los gastos de fibra óptica. Sin embargo, su principal objetivo no es minimizar los gastos de fibra, sino diseñar una red fácilmente escalable en el futuro, aprovechando los recursos del diseño inicial. Con la menor inversión posible, permitirá aumentar las zonas de cobertura en caso de crecimiento urbano de la localidad. Se recomienda distinguir tres ramales, con las siguientes características en la distribución de la fibra óptica:

Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable.

Generalmente, este tipo de fibras es construido usando los mismos métodos que otras fibras ópticas: primero se construye una "preforma" en escala de centímetros de tamaño y entonces se calienta dicha preforma y se reduce a un diámetro mucho menor (algunas veces con el mismo diámetro de un cabello humano) reduciendo la sección cruzada de la preforma pero manteniendo las mismas capacidades. De esta forma, kilómetros de fibra pueden ser producidas desde una sola preforma.