Las fibras ópticas y sus aplicaciones

La fibra óptica es un filamento de sílice o plástico delgado, flexible, transparente, con un diámetro aproximadamente igual al de un cabello humano, el cual se utiliza en las comunicaciones ópticas como medio de transmisión de datos.

Desde su creación, la fibra óptica ha sido objeto de un gran número de investigaciones las cuales han hecho de la misma, uno de los medios de comunicaciones con mayor preferencia por los proveedores de internet, debido a las diversas características que ofrece, entre las cuales podemos mencionar su gran capacidad para la transmisión de datos, baja atenuación, baja latencia, inmunidad a las interferencias electromagnéticas y alta seguridad en la transmisión, razón por la cual la transmisión a través de la fibra óptica ha reemplazado, en gran medida, a los otros medios de transmisión tales como cable coaxial, satélites y radio.

En los sistemas de comunicaciones ópticas, las fibras ópticas constituyen el medio fundamental por el cual se realiza la transmisión de los datos originados desde un transmisor óptico, mediante pulsos de luz láser y capturados por un receptor óptico.

En el caso de que la transmisión de datos se realice a grandes distancias, es necesario contar con repetidores de la señal, los cuales capturan y amplifican la señal atenuada para enviarla hacia el siguiente punto de destino.

Una de las ventajas de las fibras ópticas es su capacidad de transmitir datos simultáneamente y en ambas direcciones, mediante la utilización de tecnologías de comunicaciones como la Multiplexación por División de Longitud de Onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM), la Multiplexación Densa por División de Longitudes de Onda (Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM), la Multiplexación por Division de Tiempo Óptico (Optical Time Division Multiplexing, OTDM) y la Multiplexación de División Espacial (Spacial Division Multiplexing, SDM), las cuales son comúnmente aplicadas en los sistemas de comunicaciones ópticos.

El desarrollo de estas tecnologías de comunicaciones ópticas, anteriormente mencionadas, ha tenido como consecuencia, la expansión de los sistemas de comunicaciones ópticos y ha hecho posible que la fibra óptica llegue directamente a las residencias y a las oficinas, lo cual resulta en un aumento en los niveles de seguridad y estabilidad del servicio de internet.

Las fibras ópticas también son utilizadas para otras aplicaciones tales como la fabricación de sensores ópticos, los cuales aprovechan la fotosensibilidad de estas para lograr la detección de distintos parámetros físicos como temperatura, tensión, presión, índice de refracción, entre otros. Estos sensores basados en fibra óptica tienen múltiples aplicaciones en distintas áreas tales como ingeniería civil (monitoreo de la salud estructural de las obras civiles), ingeniería aeroespacial y automotriz (medición de parámetros de funcionamiento de motores), bioquímica (detección de proteínas y material genético mediante biosensores), medicina (monitoreo de frecuencias cardiacas y respiratorias, presión sanguínea, expansión y contracción arterial, etc.), entre otras.

También las fibras ópticas son utilizadas como instrumentos de iluminación, tanto en la fabricación de lámparas, así como para la iluminación de espacios reducidos, como es el caso de un fibroscopio, el cual se emplea tanto en las operaciones médicas, para iluminar y explorar distintos órganos del cuerpo, así como para la reparación, diagnóstico y mantenimiento de maquinarias, automóviles, tuberías, dispositivos electrónicos, entre otros, sin la necesidad de desarmar los mismos.

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Finalmente, queremos resaltar que el uso de las fibras ópticas ha tenido como resultado el crecimiento del mercado de las comunicaciones ópticas, el cual de acuerdo con un reporte de la compañía MarketsandMarkets, el mismo está valorado en aproximadamente $18.9 billones y se proyecta que para el 2025 alcance los $27.8 billones.

Profesor de la Facultad de Informática, Electrónica y Comunicación. Universidad de Panamá.