MEDIOS DE TRANSMISIÓN EN REDES DE COMPUTADORAS
Parte VI
 
Durante esta sexta edición de análisis de los medios de transmisión de datos en redes de computadoras, revisaremos un conjunto de términos y conceptos relacionados a fibra óptica que habíamos iniciado en la anterior edición. Todos ellos son importantes cuando se trata de conocer el medio de comunicaciones del futuro, y el que sin duda posibilitará acceder a Internet bajo la óptica de la autopista de la información.

Fig-1DISPERSIÓN DE LA LUZ.-  Este es uno de los fenómenos típicos perjudiciales que se producen dentro de la transmisión por fibra óptica. Por el efecto de la dispersión, todo rayo que viaja por una fibra se va "ensanchando" a medida que avanza por la misma. Los cálculos para la introducción de repetidores regenerativos deben contemplar este fenómeno. Es cierto que la fibra más que ningún otro medio de transmisión es ideal para transmitir a largas distancias, sin embargo el fenómeno de dispersión de la luz se produce y debe ser tenido muy en cuenta.

CABLES ÓPTICOS.- Para manipular la fibra óptica, esta se incorpora dentro de una estructura mayor que asegura su funcionalidad y conservación. Este grupo de varias fibras ópticas es conocido con el nombre de cable óptico. Un elemento central de tracción con un recubrimiento de polietileno es empleado para evitar tensiones y tracciones que puedan romper una o varias de las fibras contenidas en su interior. Las fibras están recubiertas por una cinta helicoidalmente dispuesta, con una vaina exterior que recubre todo el conjunto. Se pueden apreciar dos tipos de cables ópticos en la figura 1.

SISTEMAS OPTOELECTRÓNICOS.- Un sistema optoelectrónico es aquel conjunto de componentes  necesarios para formar un sistema de comunicación que emplea como medio básico de comunicación a la fibra óptica. Para transmitir la información, se requiere de un dispositivo emisor de luz como puede ser en LED - LIGHT EMITED DIODE - DIODO EMISOR DE LUZ, o bien un LASER - LIGHT AMPLIFICATION STIMULATED EMISSION RADIATIONS - AMPLIFICACIÓN DE LUZ, POR ESTIMULACIÓN DE EMISIÓN DE RADIACIÓN. En el otro extremo del vínculo, y para poder detectar esa luz, se usan fotodetectores, que pueden ser: APD - AVALANCHE PHOTO DIODE - FOTODIODO DE AVALANCHA, PIN - PHOTO DETECTOR - FOTODETECTOR, o bien PIN-FET - PHOTO DETECTOR FIELD EFFECT TRANSISTOR - FOTODETECTOR Y TRANSISTOR POR EFECTO DE CAMPO. Hasta ahora, existe una gran cantidad de dispositivos que están destinados a convertir todo tipo de señales: sonido, voz, video, etc., a señales ópticas.

Fig-2EMISORES DE LUZ: LED Y LASER.- Se emplean como emisores de luz, tanto diodos LED como diodos LASER. Ambos son semiconductores de estado sólido y emiten espontáneamente luz cuando se los somete a una corriente eléctrica. Sin embargo, la potencia del LED es inferior a la del LASER. El problema es que el LASER requiere de un conjunto de circuitos de enfriamiento, dado el elevado calor generado a partir de su uso. De ambos, el LASER es más caro, aunque evidentemente es el mejor. El ancho espectral del LED y del LASER varían, el LASER particularmente tiene un ancho espectral menor, lo que significa que tiene mayor potencia, dada su baja disipación, como se ilustra en la figura 2. Las fibras ópticas son realmente inmunes a cualquier tipo de ruido, sin embargo, tanto el transmisor como el receptor son sensibles al mismo, razón por la cual deben tener el blindaje adecuado, a fin de introducir la información a la fibra de forma correcta.

RECEPTORES DE LUZ: APD, PIN, PIN-FET.- Son dispositivos capaces de convertir las señales fotónicas en señales eléctricas. El diodo PIN tiene una capacidad lo suficientemente buena para trabajar con transmisiones analógicas. La velocidad del APD lo convierten en el ideal para trabajar con transmisiones digitales. El APD requiere adicionalmente de estabilización de tensión y temperatura.

Dentro del tema de los receptores existe una cantidad de términos muy interesantes. A continuación los mismos.

Fig-3FOTÓN / ELECTRÓN.- Dentro de la transmisión eléctrica, la unidad se denomina electrón. Dentro del sistema óptico, la unidad óptica se denomina fotón.
RESPONSABILIDAD Y EFICIENCIA CUÁNTICA.- Es el número de electrones generados por la incidencia de un cierto número de fotones recibidos. La eficiencia de un fotodetector APD es mucho mayor que la correspondiente a un PIN o PIN-FET.
CORRIENTE DE PÉRDIDA.- Es la corriente que circula a través de la juntura sin la presencia de luz incidente. Todo receptor tiene algún voltaje que lo mantiene operativo, la corriente de pérdida hace referencia a la misma.
RUIDO CUÁNTICO.- El ruido cuántico es el producto de la conversión del sistema fotónico al sistema eléctrico. Está compuesto por ligeras variaciones producto de este cambio. En este caso también un APD es mejor que un PIN o PIN-FET.
TIEMPO DE CRECIMIENTO.- Es el tiempo que un receptor tarda en predisponerse para la captura de información. El APD tiene un tiempo muy breve, y se convierte en el dispositivo ideal para capturar información a alta velocidad.

ELEMENTOS ACCESORIOS PARA INSTALACIONES OPTOELECTRÓNICAS.-  Aparte del transmisor, el receptor y el cable óptico, son necesarios algunos otros elementos que se ilustran en la figura 3. Los mismos son los siguientes.

REPETIDORES.- Aunque en baja escala, la señal que se transmite por la fibra óptica es atenuada. A fin de que la señal no se convierta en imperceptible, se deben instalar repetidores en sistemas que cubran grandes distancias.

EMPALMES.- Son interconexiones permanentes entre fibras. En este caso, los núcleos de las fibras que se unan deben estar perfectamente alineados a fin de que no se produzca ninguna pérdida. Dentro de los empalmes, existen dos formas de los mismos. Los primeros son los EMPALMES POR FUSIÓN, en la cual las dos fibras ópticas son calentadas hasta obtener el punto de fusión, y ambas quedan unidas. Este método siempre tiene una ligera pérdida de 0.2dB. El segundo tipo es el EMPALME MECÁNICO, en el cual, por elementos de sujeción mecánicos, las puntas adecuadamente cortadas de las fibras se unen, permitiendo el pasaje de la luz de una fibra a otras. La pérdida de información en este segundo caso, es ligeramente mayor al primer caso, de 0.5dB.

CONECTORES.- Son conexiones temporales de fibras ópticas. Este sistema debe tener una precisión grande para evitar la atenuación de la luz. Suelen emplear los denominados Lentes Colimadores, produciendo pérdidas de 1dB.

ACOPLADORES.- Existen dispositivos que permiten distribuir la luz proveniente de una fibra, hacia otras. Son dos tipos de acopladores los que existen: en T y en estrella. Los acopladores en T permiten distribuir la luz proveniente de una fibra, hacia dos salidas, por lo general una entra a una computadora, y la otra prosigue hacia las siguientes. Los acopladores en estrella permiten distribuir una sola entrada de información hacia muchas salidas. Estos últimos pueden ser de 3 a 40 puertas. Todo acoplador tiene una pérdida aproximada de 5dB.
 
 


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