La fibra óptica ya forma parte de nuestras vidas pues, a día de hoy, se ha convertido en la tecnología de banda ancha más utilizada en España para la transmisión de comunicaciones telefónicas y televisivas. Nuestro país puede presumir de su masiva adopción, ocupando las primeras posiciones el ranking de despliegue en el viejo continente por delante de grandes potencias de nuestro entorno; y lo que es mejor, no sólo “ilumina” las ciudades, también la fibra rural avanza a marchas agigantadas.
En este artículo hablamos de qué se entiende por fibra óptica y los diferente tipos que hay en el mercado, para que no te den gato por liebre…
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¿Qué es la fibra óptica?
Técnicamente la fibra óptica es un filamento de material dieléctrico, como el vidrio o los polímeros acrílicos, capaz de conducir y transmitir impulsos luminosos de uno a otro de sus extremos. Estos hilos pueden llegar a ser tan finos como un pelo y son el medio de transmisión de la señal.
Por estos escuálidos cables se transfiere una señal luminosa desde un extremo del cable hasta el otro. Esta luz puede ser generada mediante un láser o un LED, y su uso más extendido es el de transportar datos a grandes distancias, ya que este medio tiene un ancho de banda mucho mayor que los cables metálicos, menores pérdidas y a mayores velocidades de trasmisión. Además, es inmune a las interferencias electromagnéticas.
Gracias a esta cualidad, la fibra óptica se utiliza para la transmisión de comunicaciones telefónicas, de televisión, etc., a gran velocidad y distancia, sin necesidad de utilizar señales eléctricas, solamente por señales de luz.
Conexiones a Internet de fibra óptica: FTTH o HFC
España es uno de los países de Europa mejor conectados en lo que a banda ancha se refiere. Las operadoras ofrecen infinidad de ofertas y tarifas de conexiones de fibra óptica, pero hay que tener en cuenta qué tipo de red es la que nos instalan para asegurarnos que sea fibra óptica pura.
En este sentido, las conexiones a Internet de fibra óptica pueden ser de dos tipos, fibra óptica hasta el hogar (FTTH) o fibra óptica híbrida (HFC).
FTTH
FTTH son las siglas, en inglés, de Fiber To The Home o fibra hasta el hogar. En este caso el cable de fibra óptica nos llega directamente hasta el router de casa.
HFC
HFC son las siglas de Hybrid Fiber Coaxial o Híbrido de Fibra-Coaxial o fibra óptica híbrida. Se trata de una modalidad híbrida de fibra óptica y cable coaxial y el cable que nos llega al router de casa es como el de una antena de televisión.
Ventajas y desventajas de FTTH y HFC
FTTH ofrece mayor velocidad y llega a casa sin pérdidas. Como redes puras de fibra permiten una baja atenuación y alta capacidad para transportar datos de forma que pueden soportar gigabits y servicios simétricos de alta velocidad. Además, como hemos mencionado antes, son inmunes a las interferencias electromagnéticas.
Como desventaja, esta modalidad puede ser más delicada o costosa si se compara con otros métodos como el cable coaxial.
Por su parte, en el caso de HFC es un cable coaxial el que distribuye la red por todas las casas de un edificio o un barrio. Dicho cable suele estar en el último tramo y es le que se enchufa al router. La fibra llega hasta nodos intermedios y de ahí se distribuye a través de cables coaxiales. Dada esta conectividad o Internet híbrido, este modelo necesita un divisor de señal o splitter.
Este método transporta los datos por señales eléctricas lo que le hace vulnerable a interferencias electromagnéticas y empeoramientos de la señal en el cable. Todo ello debido a la longitud de los cables, lo que implica, en muchas ocasiones, que haya que emplear amplificadores o regeneradores.
Su gran ventaja es el precio. Se trata de una alternativa más económica. Asimismo, para realizar un despliegue de este tipo se puede usar una instalación previa de cable coaxial, lo que facilita el cambio de operadora. Junto a ello hay que mencionar que siempre que haya sido instalada con precisión, ofrecerá una conexión más estable.
Velocidad de la fibra óptica
A escala general, la velocidad máxima del cable de fibra óptica puede llegar hasta los 100 Gbps (gigabits por segundo). Mientras que la velocidad máxima de los cables de cobre se queda en los 300 Mbps (megabits por segundo).
En el ámbito de consumo, de nuestro día a día, las operadoras ofrecen 100, 300 y 600 megas, aunque algunas han llegado ya a los 1.000 megas (es decir, el giga) o los 10 Gigas -gracias a la tecnología XGSPON-, e incluso están probando los 50 Gbps.
En el ámbito teórico, cada vez hay más proyectos en los que las velocidades que se están alcanzado a través de la fibra óptica superan los Terabits por segundo.
Fibra óptica monomodo y multimodo
Otro de los conceptos con los que nos podemos encontrar a la hora de hablar de fibra óptica es la distinción entre fibra multimodo y monomodo.
Dentro de estas categorías, las fibras se identifican por sus diámetros de núcleo y revestimiento expresados en micrones (la millonésima parte de un metro), por ejemplo, fibra multimodo de 50/125 micrones.
La mayoría de las fibras tienen 125 micrones de diámetro exterior, un poco más que un cabello humano
La mayoría de las fibras tienen 125 micrones de diámetro exterior (un micron es la millonésima parte de un metro y 125 micrones son 0.005 pulgadas), un poco más que un cabello humano.
Fibra multimodo
La fibra multimodo hace que la luz viaje por el núcleo en muchos rayos, llamados modos. Tiene un núcleo más grande (casi siempre de 50 o 62.5 micrones) que admite la transmisión de múltiples modos (rayos) de luz. Esta modalidad suele utilizarse con fuentes LED a longitudes de onda de 850 y 1300 nm para redes de área local (LAN) más lentas y láseres a 850 (VCSEL) y 1310 nm (láseres Fabry-Pérot) para redes que funcionan a gigabits por segundo o más.
También conocida como MMF, es un tipo de fibra óptica mayormente utilizada en el ámbito de la comunicación en distancias cortas, como por ejemplo en un edificio o un campus. Los enlaces multimodo típicos tienen una velocidad de datos desde los 10 Mbit/s a los 10 Gbit/s en distancias de hasta 600 metros.
Fibra monomodo
La fibra monomodo tiene un núcleo mucho más pequeño, de sólo unos 9 micrones, por lo que la luz viaja en un solo rayo (modo.) Se utiliza para telefonía y CATV con fuentes láser a 1300 y 1550 nm porque tiene menos pérdidas y un ancho de banda prácticamente infinito.
También conocida por las siglas SMF, se utiliza para la transmisión a larga distancia. Transmite directamente señales ópticas en horizontal. Funciona a una velocidad de movimiento de 100 M/s o 1 G/s, y la distancia de transmisión puede alcanzar al menos 5 kilómetros.
Tipos de conectores de fibra
Las siglas SC, LC, FC y ST corresponden a los tipos de conector óptico más comunes en aplicaciones FTTH y en redes de datos. Esta terminología no se debe confundir con la nomenclatura PC/UPC/APC, siglas que se refieren al tipo de pulido del terminal óptico (ferrule) que hace posible el paso de pulsos de luz láser entre dos fibras ópticas.
Así, por ejemplo, un típico latiguillo de FTTH terminado en SC/APC se refiere a un conector SC que tiene un pulido APC.
Veamos en detalle los conectores de fibra más comunes:
Conector FC
FC son las siglas de Conector de Ferrule (Ferrule Connector). Fue el primer conector óptico con ferrule cerámico, desarrollado por Nippon Telephone and Telegraph. Su uso está cayendo en favor de los conectores SC y LC.
Se trata de un conector roscado con una fijación muy resistente a vibraciones, por ello se utiliza en aplicaciones sometidas a movimiento. También se emplea en los instrumentos de precisión (como los OTDR) y es muy popular en CATV.
Características ópticas: Para fibras monomodo. Sus pérdidas de inserción alcanzan los 0,3 dB.
Conector ST
Son las siglas de Punta Recta (Straight Tip). Fue desarrollado en EE.UU. por AT&T y utilizado en entornos profesionales como redes corporativas, así como en el ámbito militar.
Es similar en forma al conector japonés FC, pero su ajuste es similar al de un conector BNC (montura en bayoneta).
Características ópticas: Se utiliza en fibras multimodo. Sus pérdidas de inserción rondan los 0,25 dB.
Conector LC
Son las siglas de Conector Lucent (Lucent Connector) o Conector Pequeño (Little Connector). Es un desarrollo de Lucent Technologies que vio la luz en 1997.
En cuanto a características tiene un ajuste similar a un RJ45 (tipo push and pull). Más seguro y compacto que el SC, así que permite incluso mayores densidades de conectores en racks, paneles y FTTH.
Características ópticas: Para fibras monomodo y multimodo. Pérdidas de 0,10 dB.
Conector SC
SC corresponden a Conector de Suscriptor (Suscriptor Connector) o Conector Cuadrado (Square Connector). También fue desarrollado por Nipón Telegraph and Telephone y su menor coste de fabricación lo ha convertido en el más popular.
Como cualidades destacables figuran un ajuste rápido a presión. Además es compacto, permitiendo integrar gran densidad de conectores por instrumento. Se utiliza en FTTH, telefonía, televisión por cable, etc.
Características ópticas: Para fibras monomodo y multimodo. Pérdidas de 0,25 dB.
Recubrimiento de la fibra óptica
Como ya hemos explicado al principio de este artículo, la fibra óptica es frágil porque se compone de pequeños filamentos. Por esta razón, necesita llevar un recubrimiento que la proteja.
Así pues, consta de un núcleo conductor de la luz, un cladding (revestimiento) y un recubrimiento primario, sencillo; una especie de plástico protector que ofrece resistencia hacia elementos externos, como el tiempo atmosférico (humedad, frío, calor…), así como a su propio uso o fabricación.
Pero para su buen funcionamiento, la fibra óptica no puede llevar más protección en sí misma, y es eso, por lo que se debe poner una capa de protección externa.
Según el tipo de recubrimiento exterior, podemos hacer la siguiente clasificación: fibra con recubrimiento ajustado, el holgado, el slotted core, y el ribbon. Cada uno proporciona una serie de características en cuanto a grosores y capacidades. No obstante, como capa protectora del cable de fibra contra diversos entornos especiales y complejos, la cubierta debe tener excelentes propiedades mecánicas, resistencia ambiental y resistencia a la corrosión química.
Red de acceso FTTH basada en PON
Una red de acceso FTTH basada en PON es un conjunto de elementos pasivos (Passive Optical Network) que permiten la conexión de clientes a través de fibra óptica de extremo a extremo, es decir, hasta el domicilio (Fiber To The Home).
Este tipo de red FTTH tiene 3 componentes principales: el terminal de línea óptica, los divisores ópticos y el terminal de red.
OLT
El terminal de fibra óptica (OLT) es el ‘endpoint’ de una red óptica pasiva. Tiene dos funciones principales:
- Hacer la conversión entre las señales eléctricas de los equipos del proveedor y las señales de fibra usadas por la red óptica pasiva.
- Coordinar la unión entre los dispositivos de conversión y los demás dispositivos de la red.
Splitter
Estos dispositivos dividen la señal óptica en dos o más salidas y, al dividirlas, también se divide la potencia óptica. Para realizar esta tarea, el splitter divide el haz luminoso incidente en dos o más haces. Con esto permitimos que una sola interfaz PON sea compartida por muchos abonados.
Para un rendimiento óptimo, un splitter de calidad necesita cumplir una serie de características:
- Pérdida de inserción: Cuanto menor sea el valor de la pérdida de inserción, mayor será el rendimiento.
- Pérdida de retorno: Causada por discontinuidades en la fibra. Cuando menor sea la pérdida introducida por nuestro divisor, mejor.
- Proporción de división: Potencia registrada en la salida del divisor.
- Aislamiento: Divisor óptico de la luz a otras trayectorias ópticas.
Los splitters son dispositivos que no necesitan alimentación, son completamente pasivos.
ONT
Es el equipo que convierte la señal óptica que transporta fibra, en una señal de banda ancha que puede interpretar el router. Necesita alimentación eléctrica y debe estar siempre encendida.
Tipos de FTTH
GPON: Gigabit PON
GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network), significa Red Óptica Pasiva con Capacidad de Gigabit. Esta red permite la transmisión de datos, voz y TV con una velocidad garantizada superior a 1Gbps. Utiliza la tecnología SONET/SDH.
Como beneficios de esta conexión podemos destacar:
- Evitar la acumulación de instalaciones y que esto vuelva muy compleja la red, en lo que a infraestructura se refiere.
- Hacer múltiples instalaciones con una sola infraestructura (cuando hace años había que hacer una galería y una canalización por servicio).
- Menor coste económico.
- Aumento considerable de la velocidad de descarga/subida del cliente final.
En este tipo de redes, desde la central parte un troncal de fibras ópticas que se va dividiendo a través de multiplexores (a modo de árbol). Así, el ancho de banda total (el de bajada) se va dividiendo hasta llegar a los clientes finales. El tráfico de subida (desde los clientes hacia Internet) se emite en ráfagas.
EPON: Ethernet PON
Las redes EPON suelen usarse cuando se necesitan soluciones más económicas, por ejemplo, en áreas relativamente pequeñas. Puede ofrecer una capacidad de 1 a 10 Gbps (con 10 GEPON).
A diferencia de las redes GPON, EPON garantiza máximos de velocidades simétricas. También ocurre algo parecido con las divisiones (splitter) que se pueden hacer con EPON: 1:64 (ratio), mientras que en GPON puede llegar a 1:128.
XGPON: 10 Gigabit PON
Las redes XGPON permiten hasta 10 Gbps de descarga y 2,4 Gbps de subida. También puede coexistir en la misma fibra con señales GPON (Gigabit PON). Consiste básicamente en una versión de GPON con más posibilidades de caudal.
También, dependiendo de las veces que metamos un splitter, este tendrá más alcance: 100 kilómetros (GPON llega únicamente a 60 kilómetros).
La ratio del split también será mayor: 1:256 (GPON es de 1:128).
XGS-PON
Soportan 10Gbps de descarga y 10Gbps de subida, por lo que es simétrico. Esto, en combinación con Wi-Fi 6, hará que las conexiones con un gran número de dispositivos tengan un gran desempeño.
NG-PON2
Permite 4x10Gbps de bajada y 2,5Gbps. Es capaz de proveer más de 10Gbps simétricos de ancho de banda para cada cliente, si no está dividido en muchas ONU (splitter).
NG-PON2 fue diseñada para tener compatibilidad con las demás arquitecturas. Esta tecnología requiere que el operador tenga en las ONT / ONU con filtros WDM.
Analizar la oferta de cada operador
Instalar una fibra óptica FTTH o HFC no dependerá de tu elección, ya que en España no todos los operadores ofrecen la misma tecnología. Por ello, es conveniente analizar la oferta de cada operador antes de contratar ningún servicio.
Sobre esta cuestión, Juan Francisco Navarro, director de Avanza Solutions, empresa especializada en despliegue de redes de fibra óptica advierte que “la calidad y velocidad de nuestro Internet depende del tipo de red que nos instalen en casa y no debemos permitir que nos embauquen con cantos de sirena” ya que no hay duda que “Internet FTTH presenta una calidad excelente, permite navegar a velocidades de hasta 1000 Mg en el hogar y garantiza el máximo caudal contratado ya que el cable de fibra óptica llega hasta el router de tu casa”.
Por todo ello, es muy importante tener claro y comprobar qué clase de red de fibra óptica se nos va a instalar en nuestra casa o empresa. “La mejor forma de asegurarnos de que no nos den gato por liebre es preguntando a la operadora qué tipo de red es la que nos va a instalar y así nos cercioraremos de contratar la mejor opción de fibra”, sentencia Navarro.
¿Qué tipo de cable de fibra debo elegir?
El cable de fibra constituye la base de una red óptica sólida y robusta. Al seleccionarlo, hay que tener siempre en cuenta elementos como el modo de cable (multimodo o monomodo), tipo de transmisión (simplex vs dúplex), de cubierta, de conector y de pulido.
Asimismo, no hay que olvidar que el precio también juega un papel importante a la hora de tomar la decisión final.
En general, tomando en consideración todas estas variables, el cable de fibra elegido deberá ajustarse a las necesidades de cada empresa y entorno.
