Introducción

Las fibras ópticas multimodales, es decir, las fibras con varios modos de transmisión de señales, se pueden dividir en dos tipos principales:

Fibras ópticas multimodales de sílice, que se utilizan principalmente en redes de área local (local area network - LAN), centros de datos (data centers), almacenes de datos o centros de datos masivos (data warehouse o mammoth data center), centros de computación de alto rendimiento (high performance computing - HPC), etc. Varios organismos participan en su normalización (véase el siguiente apartado: Organismos de normalización). La variedad de estas fibras y sus características asociadas se presentan en la sección Fibras ópticas de sílice multimodales.
Fibras plásticas multimodales, con prestaciones de velocidad binaria x distancia muy inferiores, pero muy fáciles de instalar. Han ido ganando terreno, ampliando su gama de aplicaciones y encontrando poco a poco su lugar en las redes gracias a las fibras que soportan 1 Gbit/s. La sección Fibras ópticas plásticas multimodales ofrece una visión general de estas fibras.

Organismos de normalización

1. Correspondencia entre organismos

Mientras que el UIT-T es el organismo de normalización más importante para las fibras ópticas unimodales, no ocurre lo mismo con las fibras ópticas multimodales. Por supuesto, existe la recomendación UIT-T G.651.1 (véase el apartado Fibras ópticas de sílice multimodales - Recomendación UIT-T G.651.1), que define las características de las fibras ópticas multimodales de 50/125 µm. Sin embargo, existen tres organismos clave en este campo:

La Organización Internacional de Normalización (OSI u International standardisation organisation - ISO) con, entre otras, la norma ISO 11801-1 para sistemas de cableado y fibras ópticas multimodales (OM) de tipo OMx con x = 1, 2, 3, 4 ó 5 (véase el apartado Fibras ópticas de sílice multimodales - Fibras ópticas multimodales OMx para redes locales).
La CEI, con el documento IEC 60793-2-10:2022, proporciona las características de un determinado tipo de fibra óptica multimodales identificada como A1-OMx, donde x corresponde a 1, 2, 3, 4 ó 5. Las fibras A1-OM2 a A1-OM5 son fibras 50/125 y existen en dos variantes: a y b. Estas dos variantes definen dos niveles de rendimiento en términos de resistencia a las pérdidas debidas a la macrocurvatura. Las fibras A1-OM1 son 62,5/125 pero con una variante A1d para fibras...

Fibras ópticas de sílice multimodales

1. Antecedentes históricos y antecedentes de gran núcleo

a. Historia de las fibras de sílice multimodales

Es cierto que las fibras ópticas unimodales han acaparado la mayor parte de las redes de fibra óptica (véase Estado de las fibras ópticas unimodales) y su despliegue se cuenta por cientos de millones de kilómetros. Pero no hay que olvidar que esta aventura comenzó con las fibras ópticas multimodales.

Los elementos históricos clave datan de la década de 1960-1970: en primer lugar, en 1960, con la primera demostración de un láser y después, en 1966, con la aparición de la idea de que una fibra óptica podía ser un buen ejemplo de utilización de este equipamiento. En aquella época, la dificultad residía en las pérdidas, que eran del orden de 1.000 dB/km y por tanto, prohibitivas.

El punto de inflexión llegó en 1970 cuando, por un lado, estas pérdidas bajaron a 20 dB/km en una región cercana a los 1.000 nanómetros y, por otro, los láseres pudieron funcionar a temperaturas de oficina. Esto llevó a seguir investigando en el desarrollo de sistemas de comunicación por fibra óptica.

El primer paso importante se dio hacia 1975 con un sistema que funcionaba a unos 850 nanómetros utilizando un láser semiconductor de arseniuro de galio (AsGa) y una fibra óptica multimodal. Tras tres o cuatro años de investigación y ensayo y error, en 1980 se instalaron los primeros sistemas comercialmente viables. Podían transmitir una velocidad de datos de unos treinta megabits por segundo a una distancia de unos diez kilómetros entre repetidores. Fue esta distancia, unas diez veces mayor que la de los sistemas basados en cables coaxiales de cobre, combinada con el menor coste de instalación y mantenimiento de los repetidores, lo que motivó la perseverancia en la investigación.

Las especificaciones del sistema para esta primera etapa se publicaron en dos recomendaciones del UIT-T:

La recomendación UIT-T G.651 indica las características de una fibra óptica multimodal que funciona a 850 nanómetros.
La recomendación UIT-T G.956 sobre las características de un sistema óptico que funciona...

Fibras ópticas plásticas multimodales

1. Información general sobre fibras ópticas de plástico

En sentido estricto, las fibras ópticas de plástico no tienen núcleo ni revestimiento. Consisten en un tubo de plástico transparente, de uno a dos milímetros de diámetro, rodeado por una funda de plástico negro, de modo que hay reflexión en la interfaz transparente-opaca. Tienen grandes pérdidas, lo que limita mucho la velocidad binaria x distancia, pero su coste y facilidad de instalación -las fibras son muy fáciles de conectar- les abren nichos de mercado.

Se utilizan principalmente en iluminación de automóviles, arquitectura interior, decoración de escaparates, señalización, audiovisuales y comunicación voz-datos-imagen en empresas e industria.

Sus principales ventajas son la facilidad de uso e instalación, la inmunidad a las interferencias electromagnéticas, el aislamiento galvánico (sin riesgo de chispas), la verificación inmediata del funcionamiento gracias a la luz visible y la seguridad de transmisión frente a la posible piratería de las líneas de cobre, sin olvidar su amplia apertura digital.

Gran apertura numérica para fibras ópticas de plástico

2. Fibras ópticas de plástico de tipo PMMA

Muchos tipos de fibra óptica de plástico están fabricados con el polímero polimetacrilato de metilo (polymethyl methacrylate - PMMA). No sólo proporciona una excelente transmisión de la luz -hasta el 92% de la luz visible, más que el vidrio-, sino que es el único polímero transparente a la luz ultravioleta.

Composición del PMMA

La curva de atenuación espectral de las fibras ópticas de plástico PMMA indica claramente la fuerte atenuación de la señal luminosa. A la vista de esta curva, es fácil entender por qué la luz emitida se sitúa en torno a los 650 nanómetros.

Atenuación espectral de las fibras de plástico PMMA

Algunos ejemplos de fibras ópticas basadas en PMMA

Fibra con núcleo de poliestireno y cubierta de PMMA

Ventana: 650 nanómetros
Atenuación: 350 a 400 dB/km
Apertura numérica: 0,73
Temperatura máxima de funcionamiento: 85°C
Aplicaciones:...

Fibras multimodales de sílice y fibras plásticas