Resumen Fibra Óptica

COMUNICACIONES POR FIBRA ÓPTICA

INTRODUCCIÓN 

En poco más de 10 años la fibra óptica se ha convertido en una de las tecnologías más avanzadas que se utilizan como medio de transmisión de información. Este novedoso material vino a revolucionar los procesos de las telecomunicaciones en todos los sentidos, desde lograr una mayor velocidad en la transmisión y disminuir casi en su totalidad los ruidos y las interferencias hasta multiplicar las formas de envío en comunicaciones y recepción por vía telefónica. 

Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones, entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. 

Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas por lo tanto son ideales para incorporarse en cables sin ningún componente conductivo y pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y no hay problemas debido a los cortos circuitos Tienen un gran ancho de banda, que puede ser utilizado para incrementar la capacidad de transmisión con el fin de reducir el costo por canal; De esta forma es considerable el ahorro en volumen en relación con los cables de cobre.

Con un cable de seis fibras se puede transportar la señal de más de cinco mil canales o líneas principales, mientras que se requiere de 10,000 pares de cable de cobre convencional para brindar servicio a ese mismo número de usuarios, con la desventaja que este último medio ocupa un gran espacio en los ductos y requiere de grandes volúmenes de material, lo que también eleva los costos. 

EL MODELO DE RED Y LAS  EXIGENCIAS DE UNA RED ACTUAL

Dentro de una red de telecomunicaciones existe una gran cantidad de equipos y funcionalidades.

El personal   del  área de operaciones de las empresas de telecomunicaciones esta dividida en dos áreas: Conmutación y Transmisión. De estos dos grupos se derivan cuatro bloques importantes para una red de telecomunicaciones y son los siguientes:

 

Transmisión o Transporte: la forma de conectar  los elementos  de conmutación entre si, puede ser local o de larga distancia.

Conmutación: los equipos responsables de establecer la comunicación entre dos extremos es decir los usuarios o los clientes.

Acceso: La forma de conectar las instalaciones del usuario con la empresa que le prestara el servicio.

Equipo Terminal: equipo situado en las instalaciones del cliente para aprovechar  un servicio de telecomunicaciones.

En la figura tenemos un  ejemplo del modelo, la red de  telecomunicaciones  más antigua y grande del mundo: la red telefónica pública conmutada o por sus siglas en inglés PSTN (Public Switched Telefone Network). 

En esta red los elementos que corresponden al modelo de red son  el teléfono como  equipo terminal, el par de cobre como medio de acceso de conmutación y los enlaces de microondas y fibra óptica como medio de transporte.

Los elementos  que componen el modelo de red, todos son de suma importancia en el proceso de  comunicación, pues si alguno de ellos faltara  simplemente no se podría dar la misma.

El elemento de conmutación es el más importante, pues este es quien define  que tipo de servicio se brinda.

El elemento de Conmutación.

El elemento de conmutación  es quien propiamente se encarga de establecer la comunicación  entre un punto con otro, dependiendo como sea llevado acabo esta tarea será el servicio ofrecido.

En  general  existen tres tipos de elementos de conmutación  y en consecuencia tres tipos de servicios de telecomunicaciones. En la siguiente  tabla se muestran los diferentes elementos de conmutación, así como los servicios que de estos se desprenden.

Central telefónica

Mediante este elemento de conmutación es posible establecer conexiones dinámicas basadas  en circuitos de 64 kps. Cuando se establece una llamada telefónica de un extremo  a otro, se establece una conexión de 64 kps en ambos sentidos, la cual es reservada para uso exclusivo  de los dos extremos en comunicación  mientras la llamada dure.

El servicio que se ofrece es conmutado porque en la contratación del mismo solo  se especifica un extremo de la comunicación, el otro extremo será definido de manera dinámica mediante un plan de numeración  y algún esquema de marcación.

Los servicios ofrecidos a través de este elemento se  conocen como servicios dedicados, y a diferencia de los servicios conmutados, en la contratación del servicio se definen los extremos que estarán  en comunicación, reservando así canales exclusivos y permanentes a lo largo de la red de transporte.

Dicho de otra manera se establece una conexión dedicada punto a punto, se reservan ancho de banda y se paga una renta mensual fija, sin importar si se usa el 100% del ancho de banda disponible y contar con este tipo de elementos dentro  de una red de telecomunicaciones, donde se  permite usar de manera más flexibles los medios de transmisión, optimizando los recursos disponibles y reduciendo así los costos de los servicios

Conmutador de paquetes

La conmutación de paquetes  parte de principios totalmente diferentes  a los utilizados en la conmutación de circuitos, utilizada para construir una red telefónica. Y esto no es de extrañar pues, ambos principios fueron diseñados para redes que transportarían tráficos totalmente diferentes y por lo tanto con demanda de recursos diferentes. Estamos hablando de tráficos de voz y datos.

El primer tipo de tráfico demanda un retardo mínimo  y en principio ganara una cantidad de  información constante. Por otro lado los datos no son tan sensibles con respecto al retardo y la cantidad de información que normalmente se genera es variable.

Debido a esta  situación no resultaba eficiente ni económico establecer una comunicación de larga distancia a través de la red telefónica, pues se reserva un recurso el cual no es utilizado todo el tiempo debido a la naturaleza variable del tráfico  de datos.

El elemento de transporte

Un enlace de transporte se distingue por dos elementos. El primero que nos define fisicamente el medio de transmisión que será utilizado para llevar la información, como lo puede ser la fibra óptica (FO), las  microondas (MO), el satélite, el par de cobre o cable coaxial.

 El segundo elemento  es el modo de transmisión, este nos define de qué forma será llevada la información, así como la cantidad de información que podrá transportarse de manera simultánea. En formato analógico o digital  y con técnicas de múltiplexación FDM o     TDM (PDH y SDH). 

En términos de la capacidad de las redes de transporte han ido evolucionando a través del tiempo. Situemos dicha operación a partir de la era digital. Esta comienza cuando resulta posible transmitir por un par de cobre 30 llamadas simultáneas. A esta capacidad se le denomino  primera jerarquía digital plesiocrona o simplemente E1.



Por razones evidentes esto siguió avanzando a siguientes jerarquías E2, E3 y E4 como se muestra en la tabla.

Norma europea.

Las redes de transporte pueden clasificarse en redes de transporte de larga distancia y redes de transporte local. La red de transporte de larga distancia es aquella que se encarga de transportar información entre dos equipos de conmutación  que se encuentran en dos ciudades, estados o países diferentes. Una red de transporte local es aquella que se encarga de transportar información entre dos elementos de conmutación  que se encuentran dentro de  una misma ciudad.

Aunque existe esta clasificación  los modos y medios de transmisión utilizados  en ambos casos son los mismos, probablemente la capacidad requerida puede diferir.

El elemento de acceso

La red de acceso es la que permite a un usuario  de un servicio de telecomunicaciones conectarse a una red para hacer uso de dicho servicio. La red de acceso tradicional es la que encontramos en la red telefónica pública. Nos referimos a la red constituida por todos los pares de  cobre  que permiten al aparato telefónico conectarse a una central telefónica local.

La implementación  de redes de  acceso representa uno de los grandes retos para las empresas del sector de las telecomunicaciones. Por un lado, esto permite el acceso a usuarios que no cuentan con los servicios básicos. Tal vez para el segundo  caso la dificultad no sea tan grande, pues estos servicios serán llevados a zonas en donde la rentabilidad económica esté más o menos garantizada, Sin embargo para el primer caso, la situación es totalmente opuesta, pues las empresas deben llevar los servicios a lugares en donde la rentabilidad probablemente ni siquiera exista, por lo que se requieren de incentivos y condiciones  que lo permitan. Aquí el papel importante del gobierno como entidad reguladora.

Nueva red de acceso por cobre

En este tipo de redes se pretende eliminar el par de cobre como alternativa única para llegar al usuario. En algunos casos se implementa fibra óptica en los segmentos principales y el par de cobre se utiliza en él ultimo tramo. Otra alternativa es usar las redes de teléfonos por cable (CATV) mediante el cable coaxial para ofrecer servicios de telefonía y acceso a Internet, además de los de distribución  de video. Finalmente, nuevas tecnologías que permiten el uso del par de cobre a mayores velocidades (ADSL  y HDSL).

Redes de acceso inalámbricas fijas

Las telecomunicaciones ya han demostrado su capacidad de contribuir al desarrollo económico de una nación. Por esta razón se han desarrollado tecnologías que permiten una eficiente y rápida implementación de redes de telefonía que ofrecen el servicio. Encontramos a las redes   de telefonía inalámbrica o fija o en ingles WLL (Wireless Local Loop). Con estas tecnologías se permite una rápida implementación de red de telefonía básica y además la inversión que se debe realizar es proporcional a la demanda existente, por lo que es posible llegar de una manera eficiente a lugares en donde se carece del servicio.

Redes de acceso inalámbricas móviles

Otra forma es permitir la movilidad, pues él poder estar comunicados en cualquier lugar y en cualquier momento resulta cada día más importante. Es por esto que el concepto de sistemas personales de comunicación o en ingles PCS es cada vez mas utilizado, pues hay un clara tendencia  a crear dispositivos que permitan comunicaciones de voz y datos.

Redes de acceso de banda ancha alámbricas e inalámbricas

Otra forma  es el implementar redes que permiten el acceso de banda ancha para nuevas aplicaciones. Por banda ancha entendemos velocidades entre 2 Mbps y 155 Mbps, para permitir acceso a Internet de alta velocidad, distribución de vídeo, vídeo en demanda, educación a distancia  y teletrabajo. En esta clase de redes encontramos las redes alambricas implementadas mediante fibra óptica y por redes inalámbricas mediante enlaces de microondas punto a punto y también punto a multipunto, como es el caso de la tecnología LMDS.

OPCIONES PARA EL TRANSPORTE

En la actualidad son diversas las exigencias para las redes de transporte.
También existen diversas opciones de medios de transporte, pero la fibra es el medio que mejor satisface dichas exigencias.

 Exigencias en la actualidad para las redes de transporte. Una red de transporte debe de cubrir las siguientes cuatro condiciones:

Capacidad
Calidad
Confiabilidad
Costo.

Sin embargo podemos distinguir aspectos más específicos a continuación se describen: