Que es la fibra óptica y cuales son sus aplicaciones practicas


que es la fibra óptica

Foto: Tubo de luz: la fibra óptica significa enviar haces de luz mediante hebras delgadas de plástico o de vidrio, haciéndolos rebotar repetidamente contra las paredes. foto de wikipedia para simular que es la fibra óptica.

Antes de hablar de lo que es la fibra óptica me imagino que los romanos deben haber sido particularmente satisfechos de sí mismos el día que inventaron las tuberías de plomo alrededor de 2000 años atrás. Por fin, tenían una manera fácil de llevar su agua de un lugar a otro. Imagínese lo que harían con estos cables- modernos “tubos” de fibra óptica que pueden transportar llamadas telefónicas y mensajes de correo electrónico alrededor del mundo en un séptimo de segundo!

¿Qué es la fibra óptica?

Estamos acostumbrados a la idea de la información que viaja de diferentes maneras. Cuando hablamos de una línea fija de teléfono, un cable de alambre lleva los sonidos de la voz en un enchufe en la pared, donde otro cable lo lleva a la central telefónica local. Los celulares funcionan de una manera diferente: envían y reciben información a través de ondas invisibles inalámbricas, ya que no utilizan cables. Para responder a nuestra pregunta que es la fibra óptica tenemos que saber cue esta funciona como una tercera vía. Se envía la información codificada en un haz de luz por una tubería de vidrio o plástico. Fue desarrollado originalmente para endoscopios en la década de 1950 para ayudar a los médicos ver el interior del cuerpo humano sin tener que cortarlo o abrir con bisturí. En la década de 1960, los ingenieros encontraron una forma de utilizar la misma tecnología para transmitir llamadas telefónicas a la velocidad de la luz (186.000 millas o 300.000 km por segundo).

La tecnología óptica

Para entender que es la fibra óptica tenemos que saber que un cable de fibra óptica se compone de filamentos muy delgadas de vidrio o plástico conocidos como fibras ópticas; un cable puede tener tan pocas como dos hebras o tantos como varios cientos. Cada hebra es menos de una décima parte del grosor de un cabello humano y puede llevar a algo así como 25.000 llamadas telefónicas, por lo que un cable completo de fibra óptica puede transportar fácilmente varios millones de llamadas.

Los cables de fibra óptica transportan información entre dos lugares utilizando tecnología totalmente óptica (basada en la luz). Suponga que desea enviar información desde su ordenador de la familia a la casa de un amigo por la calle usando fibra óptica. Se podía conectar el ordenador a un láser, lo que convertiría a la información eléctrica desde el ordenador en una serie de pulsos de luz. Entonces será disparar el láser por el cable de fibra óptica. Después de viajar por el cable, los haces de luz surgirían en el otro extremo. Su amigo necesitaría una célula fotoeléctrica (componente detector de luz) para convertir los pulsos de luz de fondo en información eléctrica que su computadora podría entender. Así que todo el aparato sería como una versión de alta tecnología muy avanzada del tipo de teléfono que se puede hacer de dos latas y una cuerda!

cable de fibra de 144 hebras - que es la fibra óptica

Foto: Un cable de fibra óptica de 144 hebras. Cada hebra es de vidrio ópticamente puro y es más delgado que un cabello humano.

Que es la fibra óptica y cómo funciona

En nuestra disertación de lo que es la fibra óptica tenemos que hablar de que la luz viaja por un cable adecuado haciendo rebotar repetidamente contra las paredes. Cada uno de los pequeños fotones (partículas de luz) salta por el tubo como un trineo bajando una pista de hielo. Ahora se podría esperar que un haz de luz, que viaja en un tubo de vidrio transparente, que simplemente pueda salirse de los bordes. Pero si la luz incide en el vidrio en un ángulo muy bajo (menos de 42 grados), que refleja de vuelta de nuevo, como si el vidrio fuera realmente un espejo. Este fenómeno se llama reflexión interna total. Es una de las cosas que mantiene la luz en el interior del tubo.

La otra cosa que impide que la luz salga de la tubería es la estructura del cable, que se compone de dos partes separadas. La parte principal del cable en el medio se llama el núcleo y que es la parte a través del cual viaja la luz. Envuelto alrededor del exterior del núcleo es otra capa de vidrio llamado el revestimiento . El trabajo del revestimiento es mantener las señales de luz en el interior del núcleo. Puede hacer esto porque está hecho de un tipo diferente de cristal. (Más técnicamente, el revestimiento tiene un menor (índice de refracción).

Tipos de cables de fibra óptica

Las fibras ópticas transportan las señales de luz hacia abajo en lo que se denominan modos. Eso suena técnica, pero sólo significa diferentes formas de viajar: un modo no es más que el camino que sigue un haz de luz por la fibra. Un modo es ir directamente por el centro de la fibra. Otro es hacer rebotar por la fibra con un ángulo pequeño. Otros modos implican rebotando por la fibra en otros ángulos, más o menos pronunciados.

fibra monomodo y multimodo

Para entender que es la fibra óptica sepan que la luz viaja de manera diferente en las fibras monomodo y multimodo.

Para explicar lo que es la fibra óptica tenemos que saber que el tipo más sencillo de fibra óptica se denomina de modo único. Tiene un núcleo muy delgado alrededor de 5-10 micrones (millonésimas de metro) de diámetro. En una fibra monomodo, todas las señales tienen un desplazamiento en línea recta por el centro sin ir rebotando en los bordes. Señales de teléfono, TV por cable, Internet,  se llevan a cabo generalmente por fibras monomodo, envueltos juntos en un paquete enorme. Los cables de este tipo pueden enviar información a más de 100 km (60 millas).

Continuando con el tema de lo que es la fibra óptica sepan que otro tipo de cable de fibra óptica se denomina multi-modo . Cada fibra óptica en un cable multi-modo es aproximadamente 10 veces más grande que una en un cable monomodo. Esto significa que los rayos de luz pueden viajar a través del núcleo, siguiendo una variedad de diferentes caminos (púrpura, verde, azul y líneas), es decir, en varios modos diferentes. Los cables multi-modo pueden enviar información sólo en distancias relativamente cortas y se utilizan (entre otras cosas) para enlazar redes de ordenadores.

Incluso fibras más gruesas se utilizan en un instrumento médico llamado un gastroscopio (un tipo de endoscopio), que los médicos empujan en la garganta de una persona para la detección de enfermedades dentro de su estómago. El gastroscopio es un cable de fibra óptica espeso que consta de muchas fibras ópticas. En el extremo superior de un gastroscopio, hay un ocular y una lámpara. La lámpara manda su luz hacia abajo hacia el otro lado del cable que está en el estómago del paciente. Cuando la luz llega al estómago, se refleja en las paredes del estómago hacia una lente en la parte inferior del cable. A continuación, se desplaza hacia atrás hasta otra parte del cable en el lado del médico. Otros tipos de endoscopios funcionan de la misma manera y se pueden utilizar para inspeccionar diferentes partes del cuerpo. Hay también una versión industrial de la herramienta, llamada vibroscopio, que se puede utilizar para examinar cosas como piezas de difícil acceso de maquinaria y de motores.


Intente este experimento de fibra óptica para entender mejor que es la fibra óptica!


Este pequeño experimento es una recreación moderna de una famosa demostración científica llevada a cabo por el físico irlandés John Tyndall en 1870 y es posible que le haga entender muy bien que es la fibra óptica.


Lo mejor es hacerlo en un oscuro cuarto de baño o cocina, en el fregadero o lavabo. Se necesita de una vieja botella de plástico transparente, la más brillante linterna (antorcha) que se pueda encontrar, papel de aluminio, y un poco de cinta adhesiva.



  1. Tomar la botella de plástico y con el papel de aluminio envolver herméticamente alrededor de los lados, dejando la parte superior e inferior de la botella descubiertos. Si es necesario, sostener al aluminio en su lugar con cinta adhesiva.

  2. Llene la botella con agua.

  3. Encender la linterna y apoyarlo sobre la base de la botella para que la luz brilla en el interior del agua. Funciona mejor si se presiona firmemente la linterna contra la botella. Es necesaria tanta luz como sea posible, tendrá que utilizar la linterna más brillante que pueda encontrar.

  4. De pie junto al fregadero, incline la botella para que el agua comienza a derramar. Mantenga la linterna presionado firmemente contra la botella. Si la habitación se oscureció, se debería ver el chorro de agua hasta con una ligera iluminación. Nótese cómo el agua se lleva la luz, con el haz de luz de la linterna! Si no puede ver la luz en el surtidor de agua, trate de utilizar una linterna más brillante. (Creo que ahora ya entienden mejor que es la fibra óptica)

Usos de la fibra óptica

Es lógico que cuando hablamos de lo que es la fibra óptica pensemos que un disparo de luz por un tubo parece un truco de fiesta científica, y es posible que pueda pensar que no habría muchas aplicaciones prácticas para algo así. Pero al igual que la electricidad puede alimentar muchos tipos de máquinas, con los rayos de luz se pueden realizar muchos tipos de información, por lo que pueden ayudarnos de muchas maneras. No nos damos cuenta como de comunes se han convertido los cables de fibra óptica porque las señales de láser de propulsión que llevan el parpadeo muy por debajo de nuestros pies, debajo de los pisos de las oficinas y de calles de la ciudad. Las tecnologías que utilizan estas redes son los ordenadores, la radiodifusión, la exploración médica y los equipos militares (por nombrar sólo cuatro).

Que es la fibra óptica en la red de ordenadores

Que es la fibra óptica…, bien sepan que los cables de fibra óptica son ahora la principal forma de llevar la información a través de largas distancias, ya que tienen tres ventajas muy grandes respecto a los cables de cobre de estilo antiguo:

  • Menos atenuación: (pérdida de señal) La información viaja aproximadamente 10 veces más antes de que necesite amplificación, lo cual hace que las redes de fibra sean simples y más baratos de operar y mantener.
  • No hay interferencia: A diferencia de los cables de cobre, no hay “crosstalk” (interferencia electromagnética) entre las fibras ópticas, por lo que la transmisión de información es más fiable y con mejor calidad de señal
  • Mayor ancho de banda: Como ya hemos visto, los cables de fibra óptica pueden llevar a muchos más datos que los cables de cobre del mismo diámetro.

Usted está leyendo estas palabras ahora gracias a Internet (aun que no entiendan bien que es la fibra óptica). Es probable que por casualidad ha llegado aquí con un motor de búsqueda como Google, que opera una red mundial de centros de datos gigantes conectadas por cables de fibra óptica de gran capacidad (y ahora está tratando de desplegar conexiones de fibra para el resto de nosotros). Después de haber hecho clic en un enlace de alguno de los motores de búsqueda, que haya descargado esta página web desde mi servidor web. De hecho, si usted está utilizando una conexión rápida de banda ancha de fibra óptica, los cables de fibra óptica están haciendo casi todo el trabajo cada vez que se conecte.

Son cables de fibra óptica, y no de cobre, que ahora llevan “me gusta” y “tweets” en nuestras calles, a través de un número cada vez mayor de las zonas rurales, e incluso muy por debajo de los océanos que unen los continentes. Si usted representa Internet como una tela de araña mundial, las hebras se mantienen juntos son cables de fibra óptica; de acuerdo con algunas estimaciones, los cables de fibra cubren más del 99 por ciento del kilometraje total de la Internet, y llevan más del 99 por ciento de todo el tráfico internacional de comunicaciones.

La llegada de Internet de banda ancha hace posible el fenómeno de la computación en la nube (donde la gente puede almacenar y procesar sus datos de forma remota, utilizando los servicios en línea en lugar de un PC de casa o negocio en sus propias instalaciones). De la misma manera, el despliegue constante de banda ancha de fibra (típicamente 5-10 veces más rápido que xDSL de banda ancha convencional, que utiliza corrientes de líneas telefónicas) hará que sea mucho más común que la gente haga cosas como streaming de películas en línea en lugar de ver la televisión abierta o el alquiler de DVD. Con más capacidad de fibra y conexiones más rápidas, vamos a seguir y controlar los muchos más aspectos de nuestras vidas en línea usando el llamado Internet de las cosas .

Pero no se trata solo de datos de Internet pública que fluye mediante las líneas de fibra óptica. Las computadoras fueron una vez conectadas a través de largas distancias por las líneas telefónicas o (en distancias más cortas) por cables ethernet de cobre, pero los cables de fibra son cada vez más el método preferido para la creación de redes porque son muy asequibles, seguros, confiables, y tienen una capacidad mucho mayor. En lugar de vincular sus oficinas en la Internet pública, es perfectamente posible que una empresa instale fibra para establecer su propia red de fibra (si puede permitirse el lujo de hacerlo) o (más probablemente) comprar espacio en una red de fibra privada. Muchas redes de ordenadores privados se ejecutan en lo que se llama fibra oscura, que suena un poco siniestro, pero no es más que la capacidad no utilizada en otra red (fibras ópticas en espera de ser iluminadas).

El Internet ha sido diseñado inteligentemente para transportar cualquier tipo de información para cualquier tipo de uso; no se limita a la realización de los datos informáticos. Mientras que las líneas telefónicas, una vez llevadas a Internet, ahora el Internet de fibra óptica lleva teléfono. Donde las llamadas telefónicas se encaminan mediante un intrincado mosaico de cables de cobre y enlaces radio entre ciudades, la mayoría de las llamadas de larga distancia se encaminan ahora mediante líneas de fibra óptica. Grandes cantidades de fibra se establecieron a partir de la década de 1980 en adelante; las estimaciones varían ampliamente, pero se cree que el total mundial llega a varios cientos de millones de kilómetros (lo suficiente como para cruzar los Estados Unidos un millón de veces). A mediados de la década de 2000, se estima que hasta den un 98 % de esto fue utilizada “fibra oscura”; hoy en día, aunque mucha más fibra está en uso, todavía se cree generalmente que la mayoría de las redes contienen de un tercio a la mitad de fibra oscura.

despliegue de fibra óptica debajo de las calles

Las redes de fibra óptica son caros de construir (en gran parte porque cuesta tanto para desenterrar las calles). Debido a que los costos de trabajo y de construcción son mucho más caros que el propio cable, muchos operadores de red ponen deliberadamente mucho más cable de lo que actualmente necesitan por que saben que es la fibra óptica y el potencial de la misma.

Que es la fibra óptica para Radiodifusión

Volvemos a principios del siglo 20, la radio y la televisión, nació de una idea relativamente simple: era técnicamente muy fácil de disparar onda electromagnéticas a través del aire desde un solo transmisor (en la estación de radiodifusión) a miles de antenas en los hogares de las personas. En estos días, mientras que la radio sigue emitiendo a través del aire, existen las mismas probabilidades de conseguir televisión a través de cables de fibra óptica.

Las empresas de televisión por cable fueron pioneros en la transición de la década de 1950 (cuando no se tenia claro que es la fibra óptica), originalmente usando cables coaxiales (cables de cobre con una funda de tela de alambre envuelto alrededor de ellos para evita la interferencia de diafonía), que lleva sólo un puñado de señales de TV analógicas. A medida que más y más personas se conectan al cable y las redes comenzaron a ofrecer una mayor variedad de canales y programas, los operadores de cable encontraron que tenían que cambiar de cables coaxiales a las fibras ópticas y de analógico al digital. Afortunadamente, los científicos ya estaban pensando cómo eso podría ser posible una vez que tenian claro que es la fibra óptica; ya en 1966, Charles Kao (y su colega George Hockham) habían hecho los cálculos, lo que demuestra cómo un solo cable de fibra óptica podría llevar suficientes datos para varios cientos de canales de TV (o cientos de miles de llamadas telefónicas). Era sólo cuestión de tiempo antes de que el mundo de la televisión por cable se dio cuenta de este “enorme avance” y Kao fue reconocido correctamente cuando se le concedió el Premio Nobel de Física en el 2009.

Además de ofrecer una capacidad mucho mayor, las fibras ópticas sufren menos de interferencia, por lo que ofrecen una mejor señal (imagen y sonido) de calidad; que necesitan menos de amplificación para impulsar las señales por lo que viajan a largas distancias; y son en conjunto más rentable. En el futuro, la banda ancha de fibra puede muy bien ser la forma para que la mayoría de nosotros puedan ver la televisión, quizás a través de sistemas tales como IPTV (Internet Protocol Television), que utiliza la forma estándar el Internet para llevar los datos ( “conmutación de paquetes”) para servirla demanda de los programas de TV y las películas. Mientras que la línea telefónica de cobre sigue siendo la ruta principal de información en los hogares de muchas personas, en el futuro, nuestra principal conexión con el mundo será un cable de fibra óptica de banda ancha para llevar a cualquier parte todo tipo de información.

Que es la fibra óptica y las aplicaciones en Medicina

Aparatos médicos que podrían ayudar a los médicos mirar dentro de nuestros cuerpos sin cortarlos fueron la primera aplicación adecuada de la fibra óptica hace más de medio siglo. Hoy en día, los gastroscopios (como se llaman estas cosas) son tan importantes como siempre, pero la fibra óptica sigue creando nuevas e importantes formas de la exploración y el diagnóstico médico.

Uno de los últimos desarrollos se llama un laboratorio en una fibra , y consiste en insertar cables de fibra óptica delgadas como un cabello, con sensores incorporados, en el cuerpo de un paciente. Este tipo de fibras son similares en escala a los de los cables de comunicación y más delgados que las guías de luz relativamente gruesos utilizados en gastroscopios. ¿Cómo trabajan? Se manda a través de ellos la luz de una lámpara o láser, hacia la parte del cuerpo que el médico quiere estudiar. Como los silbidos luz a través de la fibra, el cuerpo del paciente altera sus propiedades de una manera particular (alteración de la intensidad de la luz o la longitud de onda muy ligeramente, tal vez). Mediante la medición de la forma en que ocurren los cambios de luz (utilizando técnicas tales como la interferometria), un instrumento unido al otro extremo de la fibra puede medir algún aspecto crítico en el cuerpo del paciente, tales como su temperatura, presión arterial, o la presencia de medicamentos en su torrente sanguíneo. En otras palabras, en lugar de simplemente utilizar la luz para ver el interior del cuerpo del paciente, este tipo de cable de fibra óptica utiliza la luz para detectar o medir.

Que es la fibra óptica en el area Militar

aplicaciones militares de fibra optica

no podemos hablar de lo que es la fibra óptica sin hablar de sus aplicaciones militares

Es fácil imaginar a los usuarios de Internet vinculados entre sí por redes gigante de cables de fibra óptica; es mucho menos evidente que las fuerzas militares del mundo están conectadas de la misma manera. Los cables de fibra óptica son de bajo costo, delgadas, ligeras, de alta capacidad, y robustas contra los ataques, y extremadamente seguros, por lo que ofrecen formas perfectas para conectar las bases militares y otras instalaciones, tales como los sitios de lanzamiento de misiles y los radares o las estaciones de seguimiento. Puesto que no llevan señales eléctricas, que no emiten radiación electromagnética que un enemigo pueda detectar, y son robustos frente a las interferencias electromagnéticas. Otro de los beneficios es el peso relativamente ligero de los cables de fibra en comparación con los cables tradicionales de metal de cobre engorroso y caro. Tanques militares, aviones y helicópteros de todo el mundo han estado cambiando lentamente de cables metálicos a los de fibra óptica. En parte es una cuestión de reducción de costes y ahorro de peso (los cables de fibra óptica pesan casi el 90 por ciento menos que los cables de cobre comparables “de par trenzado”). Pero también mejora la fiabilidad; por ejemplo, a diferencia de los tradicionales cables en un avión, que tienen que ser cuidadosamente apantallados (aislados) para protegerlos contra la caída de rayos, las fibras ópticas son totalmente inmune a ese tipo de problema.

¿Quién inventó la fibra óptica?

  • Años 1840: físico suizo Daniel Colladon (1802-1893) descubrió que podía brillar la luz a lo largo de una tubería de agua (sin saber todavia que es la fibra óptica). El agua lleva a la luz por reflexión interna.
  • Años 1870: Un físico irlandés llamado John Tyndall (1820-1893) demostró la reflexión interna en la Royal Society de Londres. Hizo brillar la luz en una jarra de agua. Cuando se vierte un poco de agua fuera de la jarra, la luz curvada sigue la ruta del agua. Esta idea de “curvatura de la luz” es exactamente lo que ocurre en la fibra óptica. Aunque Colladon es el verdadero abuelo de la fibra óptica, Tyndall a menudo se gana el crédito.
  • 1930: Heinrich Lamm y Walter Gerlach , dos estudiantes alemanes, trataron de usar cables para hacer el gastroscopio – un instrumento para mirar dentro del estómago de una persona.
  • 1950: en Londres, Inglaterra, físico indioNarinder Kapany (1927-) y físico británico Harold Hopkins (1918-1994) lograron enviar una imagen sencilla por un tubo de luz a partir de miles de fibras de vidrio. Después de la publicación de numerosos trabajos científicos, Kapany ganó una reputación como el “padre de la fibra óptica.”
  • 1957: Tres científicos estadounidenses de la Universidad de Michigan,Lawrence Curtiss , albahaca Hirschowitz y Wilbur Peters , han utilizado con éxito la tecnología de fibra óptica para hacer el primer gastroscopio del mundo.
  • 1960: El físico chino nacido estadounidense Charles Kao(1933-) y su colega George Hockham se dio cuenta de que el vidrio era impuro y no sirve para recorridos largos de fibra óptica. Kao sugirió que un cable de fibra óptica hecho de vidrio muy puro sería capaz de transportar señales telefónicas a través de distancias mucho más largas y fue galardonado con el Premio Nobel de Física 2009 por este descubrimiento revolucionario que respondio muy bien a la pregunta que es la fibra óptica.
  • 1960: Los investigadores de la Corning Glass Company hicieron el primer cable de fibra óptica capaz de transportar señales telefónicas.
  • 1977: Se colocó el primer cable telefónico de fibra óptica entre Long Beach y Artesia, California.
  • 1997: Un enorme cable telefónico de fibra óptica transatlántica llamado FLAG (enlace de fibra óptica alrededor del globo) se colocó entre Londres, Inglaterra y Tokio, Japón. Por fin ya se sabe exactamente que es la fibra óptica.

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