{"id":6334,"date":"2022-03-29T13:50:50","date_gmt":"2022-03-29T13:50:50","guid":{"rendered":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/?p=6334"},"modified":"2022-04-01T15:01:35","modified_gmt":"2022-04-01T15:01:35","slug":"una-mirada-a-las-fibras-opticas-y-las-comunicaciones-en-el-mundo-moderno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/una-mirada-a-las-fibras-opticas-y-las-comunicaciones-en-el-mundo-moderno\/","title":{"rendered":"Una mirada a las fibras \u00f3pticas y las comunicaciones en el mundo moderno"},"content":{"rendered":"

Reproducimos el informe del Dr. Diego F. Grosz<\/strong>, publicado en la serie HOJITAS DE CONOCIMIENTO que edita el Instituto de Energ\u00eda y Desarrollo Sustentable (iEDS) de la Comisi\u00f3n Nacional de Energ\u00eda At\u00f3mica (CNEA), a quienes agradecemos la gentileza por compartirlo.<\/strong><\/p>\n

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El deseo de saber<\/strong><\/p>\n

La tecnolog\u00eda actual nos decepciona si pensamos que todav\u00eda no disponemos de autos voladores, de traslados por teleportaci\u00f3n, ni de vuelos interplanetarios. Sin embargo, hoy en d\u00eda tenemos al alcance de nuestros dedos y de nuestros ojos la suma del saber universal, en la forma cotidiana y natural de Internet, hasta en nuestro celular personal. Esta incre\u00edble y omnipresente red hizo realidad el sue\u00f1o de la humanidad, que surgi\u00f3 all\u00e1 por el 250 a.C. en la biblioteca de Alejandr\u00eda. Nada nos caracteriza m\u00e1s como especie que el deseo insaciable de saber y de aprender, y no hay herramienta m\u00e1s poderosa que Internet para satisfacerlo. Ella tambi\u00e9n nos permite comerciar, comunicarnos y entretenernos. Pero \u00bfc\u00f3mo logra Internet la conectividad global? La respuesta es gracias a las fibras \u00f3pticas.<\/p>\n

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\u00bfQu\u00e9 son las fibras \u00f3pticas? <\/strong><\/p>\n

Es algo realmente simple. Son cables flexibles muy finos, que permiten que la luz viaje distancias largu\u00edsimas en su interior. Estos cables tienen un n\u00facleo interno cil\u00edndrico muy fino, de vidrio de gran pureza, por donde se transmite la luz, y su espesor es de apenas la quinta parte de un cabello humano. El n\u00facleo est\u00e1 rodeado por un recubrimiento de protecci\u00f3n tambi\u00e9n de vidrio y cil\u00edndrico.<\/p>\n

La invenci\u00f3n en 1970 de las fibras \u00f3pticas de baja p\u00e9rdida produjo una verdadera revoluci\u00f3n en la forma en la que transmitimos y recibimos informaci\u00f3n. Este invento que mereci\u00f3 el premio Nobel de F\u00edsica en 2009, permiti\u00f3 enviar datos codificados en binario, mediante pulsos de luz emitidos por un l\u00e1ser, a tasas de transmisi\u00f3n cada vez m\u00e1s altas y a distancias de miles de kil\u00f3metros, con la ventaja adicional de que es inmune a las interferencias electromagn\u00e9ticas.<\/p>\n

Al final del recorrido, los pulsos de luz son decodificados, interpretando la luz como un uno y la falta de luz como un cero, de acuerdo con la codificaci\u00f3n digital. Sin embargo, para poder conectar a todo el planeta, los sistemas de comunicaci\u00f3n \u00f3ptica submarina (Fig.1 y 2) debieron superar las enormes distancias oce\u00e1nicas intercontinentales, y para ello fue necesario otro important\u00edsimo invento: el amplificador \u00f3ptico.<\/p>\n

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Fig. 1 – Los cables submarinos se apoyan en el lecho marino y poseen un di\u00e1metro entre 17 y 77 mm, seg\u00fan la profundidad a la que se encuentren. Normalmente este cable lleva ocho pares de fibras \u00f3pticas y est\u00e1 protegido por alambres de acero trenzado, aluminio y varias capas de pol\u00edmeros. Tambi\u00e9n lleva la alimentaci\u00f3n el\u00e9ctrica necesaria para que funcionen los l\u00e1seres de bombeo de los AOs. (Fuente: https:\/\/ace-submarinecable.com\/ – Vigente a julio\/2021).<\/em><\/strong><\/p><\/div>\n

El amplificador \u00f3ptico<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0 Cuando una se\u00f1al luminosa se transmite por una fibra \u00f3ptica puede viajar cientos de kil\u00f3metros sin perder intensidad, pero como las distancias son muy largas, algo de esta decrece por p\u00e9rdida de energ\u00eda.<\/p>\n

El amplificador \u00f3ptico (AO) es un dispositivo que hace exactamente lo que indica su nombre: amplifica la luz aumentando su intensidad y permitiendo que pueda continuar recorriendo nuevos tramos de fibra, llegando as\u00ed\u00a0 al receptor con un nivel de potencia adecuado para poder detectarla.<\/p>\n

El AO act\u00faa como un repetidor, y se instalan normalmente cada 100 km en sistemas terrestres y cada 50 km en sistemas submarinos. Estos dispositivos no solo han permitido aumentar considerablemente las distancias de transmisi\u00f3n, sino que su implementaci\u00f3n tambi\u00e9n condujo a un incremento muy significativo de la cantidad de informaci\u00f3n transmitida. Esto se logra en el AO inyectando informaci\u00f3n mediante m\u00faltiples l\u00e1seres (cada uno es un canal de transmisi\u00f3n) en una misma fibra \u00f3ptica, generando lo que se denomina un sistema de comunicaci\u00f3n \u00f3ptica.<\/p>\n

Este esquema es conocido como WDM (Wavelength-DivisionMultiplexing) y su introducci\u00f3n en la segunda mitad de los 90\u00b4s produjo una verdadera revoluci\u00f3n en las comunicaciones. B\u00e1sicamente, no habr\u00eda WDM sin amplificadores \u00f3pticos, y sin WDM no habr\u00eda Internet a escala global. Por otro lado, los AO m\u00e1s utilizados son aquellos basados en fibras dopadas con erbio. Se trata de fibras \u00f3pticas a las cuales se agregan (\u201cse las dopa con\u201d) iones de erbio (Er), un elemento que pertenece al grupo de las tierras raras (observ\u00e1 la Tabla Peri\u00f3dica).<\/p>\n

A estos iones se les entrega energ\u00eda con un l\u00e1ser (\u201cse los excita\u201d) y estos devuelven esta energ\u00eda (\u201cse desexcitan\u201d) en las longitudes de onda a las cuales se transmite la informaci\u00f3n. De esta forma, estas fibras dopadas pueden transferir energ\u00eda de un l\u00e1ser externo a los canales WDM, aumentando la potencia de estos y permitiendo que las se\u00f1ales puedan viajar largas distancias. Mucho m\u00e1s importante es a\u00fan que un \u00fanico AO es capaz de amplificar hasta casi 100 canales simult\u00e1neamente.<\/p>\n

Los sistemas de comunicaci\u00f3n \u00f3ptica submarinos, que cubren varios miles de kil\u00f3metros, requieren de cientos de AOs funcionando con l\u00e1seres que bombean fibras \u00f3pticas dopadas con erbio debajo del agua. \u00bfHubieras pensado que hay decenas de miles de l\u00e1seres sumergidos en los oc\u00e9anos?<\/p>\n

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Fig. 2 – Mapa actualizado de la red de cables submarinos que ha hecho posible el despliegue de Internet a nivelplanetario. Entrando en https:\/\/www.submarinecablemap.com<\/a>\/ podr\u00e1s observarlo en detalle, pudiendo comprobar quecada l\u00ednea de color es un cable diferente. (Datos actualizados al 28 de junio 2021)<\/strong><\/em><\/p><\/div>\n

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Conclusi\u00f3n<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0 Es significativo saber que, aunque todos los meses nuevos sat\u00e9lites son puestos en \u00f3rbita para ofrecer servicios globales de Internet, la suma de sus capacidades combinadas es menor que la que puede transportar una sola fibra \u00f3ptica. Nuestro mundo est\u00e1 interconectado por medio de Internet gracias a ellas, y se estima que no ser\u00e1n reemplazadas ni en el corto ni en el largo plazo por ninguna otra tecnolog\u00eda conocida. Entonces, podemos preguntarnos \u00bfc\u00f3mo sigue esta historia? Aunque es dif\u00edcil hacer predicciones acerca del futuro, tenemos atisbos de lo que vendr\u00e1 en cuanto a sistemas de comunicaci\u00f3n: las comunicaciones cu\u00e1nticas. Pero esto es tema de otra Hojita.<\/p>\n

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