¿Cómo funciona la fibra óptica?

Los cables de fibra óptica transportan la gran mayoría de los datos del mundo. Las fibras ópticas utilizan la luz para transmitir información. La reflexión interna total se produce cuando el láser incide en la interfaz con un ángulo mayor que el ángulo crítico, y la luz llega al extremo opuesto de un cable de fibra óptica. Esto significa que, independientemente de la forma complicada de la fibra, la luz puede mezclarse en la fibra óptica a lo largo de grandes distancias. La reflexión interna total se produce cuando el vidrio de alto índice de refracción choca con el aire de bajo índice de refracción; no obstante, las fibras ópticas requieren un revestimiento protector.

La introducción del material protector reemplazará la posición del aire y detendrá el fenómeno de reflexión interna total. Una sencilla manera de superar este conflicto es introducir un vidrio de bajo índice de refracción sobre el vidrio central conocido como revestimiento. De esta manera se producirá una reflexión interna total y se empleará una capa protectora. Tanto el núcleo como el revestimiento utilizan silicio como material base. La diferencia en el índice de refracción se consigue añadiendo diferentes tipos de dopantes. 

La fibra óptica que anteriormente se describió no podrá transportar señales durante más de 100 kilómetros. Esto se debe a las diversas pérdidas que se producen en el cable. Esta pérdida de intensidad de la señal se denomina atenuación. La absorción y la dispersión son las principales razones de la atenuación de la señal; por esta razón, se logran distinguir los amplificadores en los cables después de una cierta distancia. La potencia necesaria para el amplificador se obtiene de fuentes cercanas; por lo tanto, aumentan la intensidad de la señal y permiten que las señales se transmitan a larga distancia.


¿Cómo puede la fibra óptica transmitir información como las llamadas telefónicas y las señales de Internet? Los ceros y los unos se utilizan para representar cualquier información. Si envía un mensaje de texto con la palabra "hola", ésta se traducirá a código binario, que es una serie de ceros y unos. Estos unos y ceros se enviarán como ondas electromagnéticas, siendo el "uno" una onda de alta frecuencia y el "cero" una onda de baja frecuencia. Se forma un pulso de luz si la onda electromagnética es de alta frecuencia; en caso contrario, no se genera ningún pulso. Las líneas de fibra óptica facilitan el envío de estos pulsos. Para llegar a su destino, los pulsos de luz portadores de información pasan por una compleja red de cables. 

Sólo una pequeña sección de un cable submarino se utiliza para soportar la fibra óptica. El resto del cable es una estructura mecánica que proporciona protección y resistencia. Entonces, en las profundidades del océano, ¿dónde adquiere el amplificador su energía? Se utiliza un fino revestimiento de cobre dentro del cable para transportar la energía eléctrica necesaria para alimentar los amplificadores. Si los cables de fibra óptica no llegan a un lugar determinado, ese lugar quedará aislado de Internet y de las comunicaciones móviles.

Como la velocidad de la luz es siempre mayor que la de los electrones, las conexiones de fibra óptica proporcionan un mayor ancho de banda y transportan datos a velocidades mucho mayores que las líneas de cobre. Las interferencias electromagnéticas se deben al movimiento de los electrones en un cable de cobre, que produce un campo magnético incluso fuera del cable. En cambio, la luz que fluye por un cable óptico está constantemente limitada dentro de la fibra, por lo que no hay posibilidad de que interactúe con una señal externa.