¿Cómo se fabrica la fibra óptica?

24 comentarios

Fibra óptica

La fibra óptica es el material que constituye la base de las modernas redes de telecomunicaciones de alta capacidad. Una fibra óptica no es más que un larguísimo filamento de vidrio, tan fino que es perfectamente flexible, debidamente protegido por una camisa plástica. A traves de estos haces se transmiten, mediante un láser acoplado, señales luminosas que se detectan en el destino.

Pero evidentenente, para tener una gran capacidad de transmisión a larga distancia, la fibra debe tener unas características muy particulares. La fabricación de fibra óptica es un proceso de alta tecnología. Tengamos en cuenta que el grosor estándar de la fibra es 125 micras (aproximadamente el doble que un cabello humano) y el núcleo es de unas 8 micras (en fibras monomodo, que son las usadas para comunicaciones a larga distancia). Y evidentemente, es crítico mantener la pureza y la regularidad del núcleo.

Todo ello convierte la fabricación de fibra en un proceso complicado. Sin embargo, el fundamento es sencillo (y es una idea brillante). Se trata de construir grandes tubos de vidrio que reproducen a escala macroscópica la estructura de la fibra. Estos tubos se llaman preformas. Posteriormente, la preforma se va fundiendo y estirando hasta que obtenemos un filamento alargado cuyo fino diámetro reproduce a escala microscópica la preforma original.

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El proceso de fabricación de las preformas no es en absoluto sencillo ya que evidentemente no estamos hablando de simple vidrio, sino de unas características muy concretas y una extrema pureza. Un modo de fabricación de preformas es el que os mostramos en el siguiente vídeo del Discovery Channel (hay un grave error de doblaje, cuando dice ‘silicona’ en realidad quiere decir ‘sílice’, en inglés silica).

En este proceso, se parte de barras de vidrio huecas, que se bañan en un gas que contiene las partículas de lo que será el futuro núcleo. Calentando hasta mil grados, estas partículas comienzan a fundirse hasta que el tubo hueco colapsa y forma una vara maciza con la estructura deseada: la preforma.

Una vez hechas las preformas, se colocan verticalmente y se calientan hasta que se van fundiendo formando un hilillo continuo. De una preforma se sacan kilómetros y kilómetros de fibra. Este proceso, a pesar de la sencillez de la idea, es muy complejo y delicado, ya que hay que garantizar que el flujo se mantiene constante, que el hilo mantiene un grosor de 125 micras y que no se producen tensiones excesivas. Durante esta fase además se aprovecha para crear una capa protectora sobre el vidrio.

La fibra óptica se enrolla en grandes bobinas. Las grandes redes de comunicación usan haces de varias fibras agrupadas en un cable tan grueso como un cable eléctrico pero capaces de transmitir una cantidad de información mucho mayor, a distancias muchísimo mayores y con un menor gasto de potencia.

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Comentarios

  • 1

    Avatar de heygonza !

    Votado, no hay mucho más que decir.-

  • 2

    Avatar de Alfonso M !

    No solo existe ese proceso de fabricación pasaros por : http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_óptica aquí están unos cuantos. di que son todos parecidos, siempre me ha llamado la atención la cantidad de utilidades que tiene algo tan simple

  • 3

    Avatar de Ignacio !

    #2 De hecho lo mencionamos en el post, hay varios métodos para fabricar las preformas, existen otros que son al contrario de como lo explica en un vídeo: en lugar de partir de un tubo hueco y rellenarlo, se va haciendo la preforma de dentro afuera, depositando progresivamente más capas.

  • 4

    Avatar de Alfonso M !

    uy!, perdón es cierto. tengo una pregunta (que quizás se un poco tonta), la información se transporta perfectamente, pero ¿a forma de transportar energía de forma rentable con fibra óptica?

  • 5

    Avatar de Ignacio !

    #4 no, la fibra óptica transporta señales luminosas, que son comparativamente mucho menos potentes que las eléctricas. No tiene sentido pensar en la luz para transportar cantidades masivas de energía, y en cualquier caso, lo que nosotros consumimos es electricidad, por lo cual necesitaríamos además realizar la conversión fotoeléctrica.

    De momento, creo que hay pocas alternativas a los cables. En su día el gran Tesla experimentó con la transmisión inalámbrica, pero esta tecnología sigue aún en fase experimental (de hecho Francia lleva a cabo experimientos de transmisión de energía inalámbrica en la Isla Reunión).

  • 6

    Avatar de Franco García Bailez !

    wow es impresionante! como me gusta cuando hay tantos posts en pocos dias, han logrado que ni bien abro el explorador casi antes de abrir el facebook abra genciencia y a la par genbeta, no se como voy a hacer cuando me quede sin pc..

  • 7

    Avatar de Cendrero !

    Muy bueno y completo este artículo Ignacio. Una duda: ¿Esta fibra óptica se puede fabricar a partir de otros materiales? Porque supongo que este vidrio será frágil, aunque se protega mucho ¿no es verdad? No conozco mucho el tema, corregidme si me equivoco.

  • 8

    Avatar de Ignacio !

    #7 la fibra óptica usada en redes de telecomunicaciones debe ser de vidrio, y además con una composición muy concreta. Generalmente, está optimizada para la transmisión de luz (infrarroja) a 1310 nm (dispersión nula) o a 1550 nm (atenuación mínima).

    No obstante, existen fibras ópticas plásticas (POF), mucho más baratas y fáciles de producir, diseñadas para comunicaciones de baja capacidad y distancias cortas (por ejemplo, para la comunicación entre aparatos electrónicos). Usan luz en el espectro visible. Las POF son una solución ideal para las conexiones de aparatos domésticos de vídeo/audio, ya que son cables más baratos, menos voluminosos y además inmunes a las interferencias eléctricas de los propios aparatos. Por este motivo se usan también para interconexiones de maquinaria en entornos industriales.

  • 9

    Avatar de Desfasado !

    Confirmo, mi tele, lector de CD, DVD los output de sonido (salidas) los tengo conectados al amplificador con la fibra óptica. Con esto logro una muy buena calidad de sonido en mis DVD y CD.

    Saludos

  • 10

    Avatar de nemilk !
    nemilk | 3 estrellas

    Que alguien me lo explique, ¿la fibra óptica de los "chinos" que usan en árboles de Navidad es lo mismo? ¿En qué se diferencian?

  • 11

    Avatar de heygonza !

    si te refieres a los que yo creos, es el mismo principio salvando las distancias claro.

    En la comunicación por fibra óptica, esa "luz" que tu vez en el borde de cada "hilo" es interpretada al llegar a destino.-

  • 12

    Avatar de nemilk !
    nemilk | 3 estrellas

    Cuando estube haciendo unas prácticas en El Corte Ingles (departamento técnico) vi "in situ" un uso intensivo de fibra óptica. Son dos cables, uno de entrada y otro de salida. Y la luz es roja.

  • 13

    Avatar de CH3NO !
    CH3NO | 4 estrellas

    Una pega que le veo a la fibra óptica respecto a un cable de cobre es que cuando se rompe no se puede "hacer un empalme", sino que hay que sustituir todo un tramo, a veces de varios cientos de metros (esto ocurre en mi universidad, cada vez que una excavadora se carga la fibra nos quedamos sin red durante días porque hay que reponer un tramo completo entre no sé qué aparatitos, o nodos o lo que sea). Supongo que se estará investigando en cómo hacer estas reparaciones más fáciles y menos costosas.

  • 14

    Avatar de Ignacio !

    #13 es cierto lo que dices, los empalmes de fibra óptica son una cosa delicada (que se lo pregunten a todos los que hemos hecho alguna vez un laboratorio de comunicaciones ópticas en la universidad, jejej) y muchas veces lo más práctico es sustituir todo el cable. Recuerdo hace bastantes años que por unas obras en la A6 nos quedamos sin Internet en todo el noroeste de España por unas horas, precisamente por la ruptura de un cable de fibra óptica. Qué tiempos.

  • 15

    Avatar de rahec !

    Naturalmente el proceso de fabricacion de la preformas, es laborioso y detallado de hacer, ya si alguna de estas llegara a tener alguna inperfeccion, no funcionaria, seria lamentable ya que se tendra que cambiar y afectaria a las demas preformas.

  • 16

    Avatar de Ricardo !

    y cómo se hace la conversión de electricidad a luz y viceversa a principio y final de los cables?

  • Respondiendo a #16:
  • 18

    Avatar de Alfonso M !

    Ricardo, una imagen vale mas que mil palabras, creo que es esquematico pero muy esclarecedor: http://neo.lcc.uma.es/evirtual/cdd/graficos/transfibra.gif

    De todas formas la información está codificada en forma de una sucesión de «0» y de «1», en la que cada elemento se llama «bit». Los «0» y «1» son transportados físicamente por una onda luminosa cuya intensidad se modula: el tiempo se divide en almenas de igual duración, y en cada almena, el «1» se codifica por medio de un impulso luminoso de una cierta intensidad, mientras que el «0» se representa por una ausencia de luz(tipos de ondas).

  • Respondiendo a #18:
  • 19

    Avatar de Ricardo !

    Muy interesante Alfonso. Muchas gracias :-)

    Así que se emite con diodos y se recoge con fotodiodos, y la información son "pulsos" de luz que equivalen a 1 bit cada uno. Leyendo la wikipedia he encontrado una frase que habla de la velocidad:

    "Su ancho de banda es muy grande, gracias a técnicas de multiplexación por división de frecuencias (X-WDM), que permiten enviar hasta 100 haces de luz (cada uno con una longitud de onda diferente) a una velocidad de 10 Gb/s cada uno por una misma fibra, se llegan a obtener velocidades de transmisión totales de 1 Tb/s."

    Impresionante la sensibilidad de los fotodiodos, no?

  • 17

    Avatar de danakvs !

    wow q pasada,no tenia ni idea,grtacias por el aporte

  • 20

    Avatar de Robinson Molina !

    La fibra óptica para distancias intercontinentales, la tecnología LTE para internet de los usuarios individuales y WiFi para comunicación entre equipos. ¡Que llegue ya! (y a bajos costos)

  • 21

    Avatar de ozz !
    ozz | 1 estrellas

    En realidad el error de doblaje viene de la versión original en inglés, he encontrado el video y dicen 'silicon'. A partir de minuto 1:15...

    http://www.youtube.com/watch?v=llI8Mf_faVo

    Según he leido, los japoneses están a la vanguardia en esta tecnología con muchas empresas fabricando este material lo que le sale más barato su implementación, de ahí que tengan casi todo el país cableado con fibra optica. Usando FTTH para conexiones a internet residencial!. Que envidia!.

  • Respondiendo a #21:
  • 22

    Avatar de Ignacio !

    Ahí está el problema. 'Silicon' significa silicio, no silicona (que se dice 'silicone'). La pronunciación es igual, pero evidentemente decir que una fibra óptica (o un microprocesador) está hecho de silicona, es para castigarlos con las orejas de burro mirando a la pared durante tres semanas :)

  • Respondiendo a #22:
  • 23

    Avatar de ozz !
    ozz | 1 estrellas

    Tienes razón. Me dejé llevar por lo que habías dicho de 'en inglés silica' y creí que hasta era un vidrio aún mas raro. Encontré el video en medio segundo y lo puse :D

    Google antes que youtube para la próxima jeje

  • 24

    Avatar de horacioj !

    Gracias, estuvo muy interesante.

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