Introducción a los sistemas de comunicación de fibra óptica

Aprenda información básica y fundamental sobre los sistemas de comunicación por fibra óptica en este manual.

Este artículo analiza los sistemas de comunicación óptica y explica los circuitos transmisores y receptores para sistemas de comunicación de fibra óptica.

¿Qué es un sistema de comunicación óptica?

Durante décadas, las señales electrónicas se han enviado de forma eficaz a través de conexiones "cableadas" normales o mediante el uso de diferentes tipos de enlaces de radio que tenían sus propias fallas. Por el contrario, los enlaces de fibra óptica, ya sea que se utilicen para enlaces de video o audio en rangos largos o cortos, ofrecen algunas ventajas únicas en comparación con los cables cableados estándar. Este artículo profundiza para discutir los circuitos de transmisores y receptores ópticos para sistemas de comunicación de fibra óptica.

En la actualidad, el crecimiento de la tecnología de la información ha incrementado el uso de los sistemas de telecomunicaciones actuales. A menudo, la comunicación por fibra óptica juega un papel importante en el desarrollo de sistemas de telecomunicaciones con alta calidad y velocidad. Hoy en día, las aplicaciones de fibra óptica involucran principalmente sistemas de telecomunicaciones con una inclusión de Internet y redes de área local (LAN) para lograr altas tasas de señalización.

Cómo funciona la fibra óptica

En la tecnología de fibra óptica, se utiliza un enlace de fibra óptica para transferir datos analógicos o digitales en forma de frecuencia de luz a través de un cable con un núcleo central altamente reflectante. El papel del núcleo central altamente reflectante es actuar como una guía de luz para la transferencia de luz a través de él a través de reflejos continuos a través de sus característicos paredes reflectantes. Como se ilustra en el diagrama de bloques a continuación, el módulo de comunicación de fibra óptica comprende principalmente un circuito transmisor (Tx) y un módulo receptor (Rx).

Un diagrama de bloques de receptor-transmisor simple

Como se muestra en el enlace de datos de fibra óptica anterior, el transmisor está ubicado en un extremo del cable de fibra mientras que el receptor está ubicado en los otros lados. Como es común, en la mayoría de los sistemas se emplea un transceptor, un módulo que incluye un transmisor y un receptor. La entrada al transmisor comprende una señal eléctrica que se convierte en una señal óptica de un diodo emisor de luz (LED) o un diodo láser. Según sea necesario, la señal luminosa del transmisor se conecta al cable de fibra con el uso de un conector y se transmite a través del cable. Posteriormente, la señal luminosa del terminal de fibra se puede vincular a un receptor, en cualquier lugar donde un detector convierta la luz en una señal eléctrica, después de lo cual se acondiciona adecuadamente para su uso por parte del equipo receptor. La siguiente figura muestra un diagrama de bloques para un transmisor y receptores ópticos típicos.

Diagrama de bloques para un transmisor y receptores ópticos típicos

Pros y contras de la fibra óptica

Un aspecto más importante de los enlaces del circuito de fibra óptica es la perfecta inmunidad a las interferencias eléctricas y las tomas perdidas. Si bien el problema de las interferencias eléctricas y las tomas perdidas se puede reducir diseñando los enlaces de cable estándar, puede ser cada vez más difícil eliminar el problema por completo. Por el contrario, los atributos no eléctricos de los cables de fibra óptica ayudan a que la interferencia eléctrica sea intrascendente, con la excepción de la posible perturbación en el terminal del receptor, que puede erradicarse mediante un blindaje eficaz del circuito del receptor.

Los sistemas que incorporan cables de fibra óptica que trabajan juntos no tienen casi ninguna complicación o problemas asociados con las conversaciones cruzadas. Esto es así dado el encapsulado de los cables de fibra óptica evitando cualquier fuga de luz. Como tal, los enlaces realizados por fibra óptica garantizan una transferencia de datos razonablemente segura y confiable.

Además, a través de circuitos de transmisión y recepción adecuados, es cada vez más adecuado que los enlaces de fibra óptica tengan la capacidad de manejar rangos sustanciales de ancho de banda, especialmente debido al aislamiento eléctrico mejorado en todo el sistema, asegurándose de que no se desarrollen complicaciones con los lazos de tierra. En particular, los cables ópticos son típicamente delgados y livianos, con inmunidad a las condiciones climáticas y varias otras sustancias químicas. Como consecuencia, se utilizan con frecuencia con facilidad en entornos inhóspitos donde los cables eléctricos, en particular los cables coaxiales, serían de otro modo muy ineficaces.

Como cualquier sistema, aunque los circuitos de fibra óptica cuentan con varias ventajas, tiene sus defectos. Por ejemplo, una deficiencia que es bastante evidente es la imposibilidad de transferir las señales eléctricas directamente al cable de fibra óptica. Los problemas y el costo asociados con los circuitos codificadores y decodificadores cruciales son contradictorios. Además, doblar las fibras ópticas a menudo no es deseable, ya que torcerlas con una curva pronunciada las expone a daños físicos, lo que las hace funcionalmente inútiles, ya que la propagación de las señales de luz se verá obstaculizada y provocará pérdidas drásticas.