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La Fibra Óptica en la Telefonía IP
Research Proposal · July 2015
DOI: 10.13140/RG.2.2.13563.98083
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Ricardo Canchis Caballero
National University of San Marcos
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS
Escuela Académico Profesional de Física
La Fibra Óptica en la Telefonía IP
Por:
Ricardo Antonio Canchis Caballero
Monografía Técnica para Optar el Título Profesional de Licenciado en Física
Modalidad M3
2015

Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Facultad de Ciencias Físicas
Ricardo Canchis Caballero Página 2 de 35
Resumen:
La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes
de datos; un hilo delgado fino de material transparente, vidrio (Si3BrO) o
materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz (normalmente visible)
que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente
confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por
encima del ángulo límite de reflexión total, (en función de la Ley de Snell). La
fuente de luz puede ser láser o un LED (Light-Emitting Diode: Diodo Emisor de
Luz).
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten
enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a
las de radio y superiores a las de cable convencional (Cobre). Son el medio de
transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias
electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se
necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de
transmisión.

Abstract:
Fiber optics is a transmission medium usually applied in data networks; a thin
thread of transparent material, glass (Si3BrO) or plastics whereby are sent light
pulses (usually visible) representing the data to be transmitted. The light beam
is completely confined and propagated through the fiber interior with a reflection
angle that is above the critical angle of total reflection (according to Snell’s
Law). The light source might be a laser or LED (Light-Emitting Diode).
Fibers are widely used in telecommunications since they allow sending a big
amount of data over a large distance, with similar speeds to those obtained by
radio and higher than those achieved through conventional wired cable
(copper). Fibers are the transmission medium par excellence since they are
immune to electromagnetic interference, and are used for local networks that
need to take advantage of fiber optics over other means of transmission.

Lista de figuras y/o gráficos
Figura 1. Alexander Graham Bell
Figura 2. Daniel Colladon fue el primero en describir la "fuente de luz" en el
artículo que en 1842 tituló On the reflections of a ray of light inside a
parabolic liquid stream. Ilustración de este último artículo de
Colladon, en 1884.
Figura 3. Thoedoro Maiman con su láser de rubí en 1960, The National
Academies
Figura 4. Amplificador Óptico
Figura 5. Cable submarino de Fibra Óptica
Figura 6. Partes Componentes de la Fibra Óptica
Figura 7. Reflexión
Figura 9. Refracción
Figura 10. Donde n1 y n2 son los índices de refracción de los medios 1 y 2.
Figura 11. Guía de ondas
Figura 12. Reflexión Interna Total
Figura 13. Apertura Numérica
Figura 14. Modos
Figura 15. Estructura
Figura 16. Tipos de Revestimiento
Figura 17. Pérdidas Intrínsecas
Figura 18. Pérdidas Extrínsecas
Figura 19. Atenuación de la Fibra Óptica en función de la longitud de onda
Figura 20. Representación de la tecnología VoIP

Motivación
Este trabajo monográfico se inicia con la mayor motivación que se tiene
día a día en el lugar en donde me desempeño como Capacitador en el área
comercial, recomendando a los usuarios de la telefonía IP que deben de tener
un soporte adecuado de Internet, estable y con la menor cantidad de perdida
de paquetes de datos y esta alternativa sin ninguna duda es la Fibra Óptica.
Revisando bibliografía e información en diferentes fuentes, detecto los
múltiples beneficios que se consiguen teniendo este tipo de tendidos de fibra
óptica, la gran capacidad de transmisión y la practicidad para su transporte e
implementación, pero también descubro los costos que por el momento son
elevados y no están al alcance de la gran mayoría de personas, pero esto en el
tiempo debe de cambiar por el beneficios y lo popular que se debe de convertir
este tipo de red, esto último lo considero que ocurrirá ya que el mercado por el
efecto de la demanda hace que las cosas se abaratan debido a la masificación
de usuarios, esperemos que estos suceda rápido para beneplácito de todos
nosotros y poder disfrutar de transmisión de datos altas velocidades y de gran
calidad.
La fibra óptica cuenta con características que la hacen atractiva para los
operadores y prestadores de servicios de telecomunicación, lo que les permite
mejorar su productividad, simplificar la actividad y mantenimiento de la red,
reducir costos y acelerar la activación de servicios y por consiguiente aumentar
la satisfacción del cliente o usuario final.

Contenido
1. Introducción
1.1.Historia
2. Descripción de la Fibra Óptica
2.1.Primeros experimentos de guiado de la luz
2.2.Fuentes luminosas
2.3.Problemas en el material
2.4. Instalación
2.5.Amplificadores ópticos
2.6.Cables trasatlánticos Europa-América del Norte
3. Definición de Fibra Óptica
3.1.Fundamento Teórico
3.1.1. Principio de funcionamiento
3.1.2. Reflexión
3.1.3. Refracción
3.1.4. Leyes de Refracción
3.1.4.1. 1ra Ley
3.1.4.2. 2da Ley
3.1.5. Reflexión Interna Total
4. Estructura de la Fibra Óptica
4.1.Núcleo
4.2.Revestimiento
4.3.Amortiguador
4.4.Material Resistente
4.5.Revestimiento Exterior
5. Degradación de la Señal en la Fibra Óptica
5.1.Atenuación
5.1.1. Pérdidas Intrínsecas
5.1.2. Absorción
5.1.3. Dispersión por efecto de Rayleigh
5.1.4. Pérdidas Extrínsecas
5.1.5. Impurezas
5.2.Defectos Físicos
5.2.1. Irregularidades geométricas
5.2.2. Microfisuras
6. Ventanas de Transmisión
7. Telefonía IP
7.1.Marco Teórico
7.2.Introducción a la Telefonía IP
7.3.El estándar VoIP - Voz sobre IP
7.4.Cómo Funciona la Telefonía IP
7.5.Ventajas de la Tecnología de Voz Sobre IP
8. Más usos de la fibra óptica
9. Conclusiones
10. Metodología
11. Referencias

1. Introducción:
1.1. Historia [01, 04, 07, 12, 13]
El primer intento de utilizar la luz como soporte para
una transmisión fue realizado por Alexander
Graham Bell [Figura 1], en el año 1880. Utilizó un haz
de luz para llevar información, pero se evidenció que
la transmisión de las ondas de luz por la atmósfera
de la tierra no es práctica debido a que el vapor de
agua, oxígeno y partículas en el aire absorben y
atenúan las señales en las frecuencias de luz.
Se ha buscado entonces la forma de transmitir
usando una línea de transmisión de alta confiabilidad
que no reciba perturbaciones desde el exterior, una guía de fibra llamada Fibra
Óptica la cual transmite información lumínica.
La fibra óptica puede decirse que fue obtenida en 1951, con una atenuación de
1000 dB/Km. (al incrementar la distancia 3 metros la potencia de luz disminuía),
estas pérdidas restringía, las transmisiones ópticas a distancias cortas. En
1970, la compañía de CORNING GLASS de Estados Unidos fabricó un
prototipo de fibra óptica de baja perdida, con 20 dB/Km. Luego se consiguieron
fibras de 7 dB/Km. (1972), 2.5 dB/Km. (1973), 0.47 dB/Km. (1976), 0.2 dB/Km.
(1979). Por tanto a finales de los años 70 y a principios de los 80, el avance
tecnológico en la fabricación de cables ópticos y el desarrollo de fuentes de luz
y detectores, abrieron la puerta al desarrollo de sistemas de comunicación de
fibra óptica de alta calidad, alta capacidad y eficiencia. Este desarrollo se vio
apoyado por diodos emisores de luz LEDs, Fotodiodos y LASER (amplificación
de luz por emisión estimulada de radiación).
2. Descripción de la fibra óptica:
La Fibra Óptica es una varilla delgada y flexible de vidrio u otro material
transparente con un índice de refracción alto, constituida de material dieléctrico
(material que no tiene conductividad como vidrio o plástico), es capaz de
concentrar, guiar y transmitir la luz con muy pocas pérdidas incluso cuando
esté curvada. Está formada por dos cilindros concéntricos, el interior llamado
núcleo (se construye de elevadísima pureza con el propósito de obtener una
mínima atenuación) y el exterior llamado revestimiento que cubre el contorno
(se construye con requisitos menos rigurosos), ambos tienen diferente índice
de refracción (n2 del revestimiento es de 0.2 a 0.3)
El diámetro exterior del revestimiento es de 0.1mm. aproximadamente y el
diámetro del núcleo que transmite la luz es próximo a 10 ó 50 micrómetros.
Figura 1.- Alexander
Graham Bell

Adicionalmente incluye una cubierta externa adecuada para cada uso llamado
recubrimiento.
2.1. Primeros experimentos de guiado de la luz [01, 03, 13]
Colladon (en Génova en 1841)[Figura 2]. Tyndall (colaborador de Faraday) realizó
un experimento parecido en Londres, En 1854. La historia reconoce a Tyndall
como el descubridor del efecto de la reflexión
total, por muchos intentos que hizo Colladon para
reivindicar su anterior experimento.
Bell presenta el fotófono en 1880, basado en las
propiedades del selenio: Varía su resistencia con
la luz.
Patente US 247.229 de William Wheeler (1881)
para la iluminación de recintos mediante tuberías
de vidrio recubiertas con una película Metálica. No
emplea reflexión total sino solo reflexión sobre
una superficie metálica. En esa época, conseguir
fuentes de luz era complicado, y parecía más
sencillo tener una sola fuente y distribuir la luz,
que poner una fuente en cada dependencia que
se necesite iluminar.
2.2. Fuentes luminosas [01, 04, 07, 11, 14, 16]
En la década de 1880 hubo una gran proliferación de fuentes iluminadas. Las
primeras en una exposición de Londres de 1884. Luz producida por arcos
eléctricos, coloreada por filtros, y orientada al chorro de agua mediante lentes.
La luz inicialmente rodeaba el chorro, hasta que una parte quedaba confinada
en su interior. En 1887 otra exposición en Manchester. Las más exitosas, en la
Exposición Universal de Paris de 1889.
A principios del siglo XX se insertan fibras de vidrio en los vestidos para darles
brillo. En 1927 Clarence Weston Hansell, director de la RCA (Radio Corporation
of America), solicita una patente sobre transmisión de imágenes a través de
fibras. Generó más de 300 patentes a lo largo de su vida, casi todas en el
campo de la radio. También en 1930 Heinrich Lamm (médico Alemán),
transmite las primeras Imágenes a través de un mazo de fibras. Utiliza este
sistema con pacientes. No le es aceptada una patente, por haber una previa
parecida, de Hansell.
Abraham Van Heel, profesor de óptica en la universidad de Delf (Holanda),
trabaja en un periscopio de submarino basado en un mazo de fibras, para
Alemania, después de la Segunda Guerra Mundial. Colabora con Brian OBrien,

presidente de la Optical Society of America, y hacen las siguientes dos
propuestas: Poner una cubierta a las fibras, para que no pase la luz de unas a
otras cuando se toquen. Se proponen aceites como cubierta. Si construir una
fibra es muy difícil, añadir además la cubierta, Imposible. Si se desordenan las
fibras en su mitad, y se corta el mazo en dos trozos, sirve para codificar
imágenes. Por este proyecto estuvo muy interesada la CIA, hasta que se
descubrió, que si siempre se encripta con el mismo algoritmo, el sistema es
muy vulnerable.
En 1951 Harold H. Hopkins (Imperial College de Londres) animado por un
médico, se plantea desarrollar un Endoscopio. Consigue financiación y contrata
a Narinder S. Kapany para hacer la tesis en ese tema. Construyen un
endoscopio de 1,2 metros de largo con 15.000 fibras de 20µm Publican un
artículo de gran trascendencia: H.H.Hopkins and N.S.Kapany: "A flexible
fiberscope, using static scanning". Nature 173, pp. 39-41 (jan. 2, 1954).
Basil Hirschowitz, médico de origen Sudafricano, formado en Londres y
trabajando en Michigan, lee el articulo previo y se entusiasma por la idea.
Contrata a Lawrence Curtiss y se ponen a desarrollar. En 1956 deciden poner
una cubierta a las fibras. Curtiss es el primero en construir una fibra con
cubierta.
El 28 de Diciembre de 1956 hicieron una patente sobre el Endoscopio. El 6 de
Mayo de 1957 otra sobre la fibra con cubierta. El 18 de Febrero de 1957 lo
prueba Hirschowitz con el primer paciente, después de que días antes lo haya
probado consigo mismo. El 1960 ACMI Ltd. Produce los primeros endoscopios
comerciales. Este es el sistema que se ha utilizado hasta la llegada de los
diminutos sistemas de vídeo. El primer endoscopio con esta tecnología
apareció en 1983.
Entre 1960, la aparición del Láser de Rubí de
Maiman[Figura 3], y 1970, Maurer presenta fibras útiles,
aparecen numerosas especulaciones para transmitir
la luz. Ojo, las fibras utilizadas en endoscopia, sirven
para transmitir la luz a un metro, no más.
Transmisión por el aire: muy dependiente de las
condiciones climatológicas, AT&T quiere sistemas de
comunicación que estén fuera de servicio menos de
una hora al año. En Bell Labs (1966) una propuesta
de tubo hueco con lentes para evitar que el haz
incidiese en las paredes. Llegan a hacer una prueba
con un tubo de 15cm de diámetro, y longitud de
970mts. Muy optimistas calculan espaciado de
lentes cada 840mts, y de amplificadores cada 650Km. Problemas de
inestabilidad: cambios de temperatura, vibraciones, doblar el tubo.

Trabajos de George Hockham y Charles Kao en Standard Telecommunication
Laboratories. Dada la potencia de los emisores, y la sensibilidad de los
detectores ópticos, disponemos un margen de 40db, para la atenuación del
medio. Las comunicaciones ópticas serían rentables con amplificadores
espaciados cada 2Km, por lo que se necesitan fibras con atenuaciones de
20db/Km. El elemento más adecuado es el cristal, y la pregunta es: ¿Se puede
llegar con el cristal a estos niveles?. En ese entonces el cristal más puro tenía
atenuaciones de 1000db/Km, porque nadie había tenido necesidades de
mayores purezas.
2.3. Problemas en el material [01, 16]
Reflexión en las superficies, solo se produce una al principio y otra al final,
irrelevante. Scattering: dispersión de la luz, por choques con los átomos del
cristal. En un primer estudio calculó valores menores de 5db/Km, posteriores
estudios lo pusieron en 1dB/km. Absorción de la luz por impurezas. La
pregunta es: se pueden reducir Las impurezas hasta llegar a un nivel de
atenuación aceptable. Kao no entiende de cristal y no la sabe responder. Prof.
Rawson del Sheffield Institute of Glass Technology dijo que sí era posible.
Artículo: K.C.Kao and G.A.Hockham Dielectric-fibre surface waveguides for
optical frequencies Proceedings IEE 113 pp 1151-1158 (Julio de 1966) El
artículo fue enviado en Noviembre de 1965.
La fibra óptica interesa mucho al ejército. Explosiones nucleares producen
fuertes campos, que inducen fuertes corrientes en los cables eléctricos, que
deterioran los equipos a los que están conectados, además en casos como
aviones las longitudes de fibra necesaria son cortas; se pueden permitir
mayores atenuaciones. Zen-ichi Kiyasu y Jun-ichi Nishizawa proponen en 1966
la fibra de Índice gradual.
Grandes ventajas:
Disminuye la dispersión del pulso, entre 100 y 1000 veces.
Es más fácil de acoplar a los láseres que la monomodo, por ser su
diámetro mayor.
En 1969 consiguen perdidas de 100db/Km. A finales de los sesenta, son
muchos los que persiguen fibras de baja atenuación, pero es Robert Maurer y
sus colaboradores, en la Corning Glass, quienes primero lo consiguen. Donal
Keck, Robert Maurer y Peter Schultz después de haber conseguido las fibras
de baja atenuación.
Corning es una empresa de gran experiencia en tecnología del vidrio. Utilizan
sílice fundida, el proceso que puede producir material más puro. Otros no
tenían hornos de suficiente potencia para llegar a esas temperaturas. El vidrio

puro tiene un índice de refracción muy bajo, para formar el núcleo hay que
doparlo. Las primeras fibras fueron con titanio, después con germanio. El titanio
tiene una estructura muy distinta del silicio, y daba muchos problemas. Artículo:
F.P.Kapron, D.B.Keck and R.D.Maurer Radiation losses in glass optical
waveguides Conference on Trunk Telecommunications by Guided Weawes
(IEE, Londres, 1970, pp.148-153).
2.4. Instalación [01, 03]
El primer sistema de fibra óptica real lo instaló la policía de Dorset, un pueblo
del Sur de Inglaterra, en 1975. En esas fechas el estado del arte de la
tecnología era: 850nm, 2db/km, índice gradual, decenas de Mbits/seg.,
separación entre repetidores de 10Km. Los operadores telefónicos querían
equipos seguros, fiables, y las comunicaciones ópticas tenían que demostrar su
fiabilidad con el tiempo. 1977 es el año del despegue de las comunicaciones
ópticas. AT&T une 3 edificios en Chicago con un cable de 2.6Km. La Oficina
Postal hace diferentes instalaciones en el Reino Unido. En pocos meses se
pasa de 8.4MBits/seg. a 140 Mbits/seg. El 22 de Abril de 1977, General
Telephone and Electronics envió la primera transmisión telefónica a través de
fibra óptica, en 6 Mbit/seg. En Long Beach California
Se apertura la 2da y 3ra ventana (en investigación) y se descubren dos
problemas de la atenuación de la señal de fibra y son: Absorción (qu depende
del material) y Scattering (que disminuye cuando λ aumenta). Por encima de
850nm aumentaba tanto la atenuación que eclipsaba las mejoras del
Scattering. Se calcula que en 1300 nm la dispersión es nula. Pero los problema
de atenuación eran por átomos de H y O, procedentes de trazas de agua del
proceso de fusión. En 1975 se consiguen fibras con 80 partes de agua por
billón. Supone atenuaciones de 0.5db/Km y dispersión nula en 1.300nm. El
problema es que no había láseres a esa λ. En 1976 se descubre la tercera
ventana, y en 1978 se presentan fibras monomodo con 0.2db/km a 1550 nm.
La segunda generación de tecnología (instalación) basada en fibra de índice
gradual a 1.300 nm. Al tener menor atenuación y menor dispersión, se podía,
sobre todo, aumentar la distancia entre repetidores hasta unos 30Km. Muy
interesante para áreas rurales, donde se pretende no amplificar entre la central
y el usuario. Instalaciones entre 1978 y 1982 aprox. A principios de los 80 la
telefonía del Reino Unido, pasa a la British Telecom y comienza a hacer
pruebas con monomodo, con muy buenos resultados:
1980: 1300nm, 140Mbits/seg, 49Km.
1982: 1300nm, 566Mbits/seg, 62Km.
1982: 1550nm, 140Mbits/seg, 91Km.

Velocidad menor, porque la dispersión es mayor. En 1983 pasa a instalar
monomodo. En cambio AAT sigue con la fibra de índice gradual, piensa que la
monomodo solo tiene sentido para cables transatlánticos.
2.5. Amplificadores ópticos [01, 02, 03, 07, 09, 12]
Hasta su llegada, los repetidores
estaban basados en conversión
óptico-eléctrico, regeneración y vuelta
a convertir eléctrico-óptico. Basados
en emisión estimulada, los primeros
como un láser sin resonador. El
bombeo se hacía con corriente. En
1987, Dave Payne de la Universidad
de Southamton desarrolla un
amplificador óptico de fibra, dopada
con erbio. EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)[Figura 4]. El bombeo se hace
con luz. Fibras dopadas de 10 a 30mts. Solo disponibles para tercera ventana.
Resuelve el problema de atenuación pero no el de dispersión, las soluciones se
dieron con cuidar mucho la dispersión, fibras dispersión desplazada. Intercalar
tramos fibra dispersión positiva y negativa, Intercalar algún amplificador
eléctrico, entre los ópticos.
2.6. Cables trasatlánticos Europa-América del Norte. [01, 03]
Los cables telegráficos no requerían amplificación intermedia, los telefónicos si.
Las primeras válvulas no soportaban la presión del fondo del mar. Válvulas
útiles desarrolladas durante la Segunda
Guerra Mundial. Las primeras
comunicaciones telefónicas
trasatlánticas, vía radio. En 1956 se
tiende el primer cable trasatlántico (TAT-
1), 36 canales telefónicos, 3.100Kms, 51
repetidores. El primer repetidor
transistorizado se instaló en 1968. 1976
se instala el TAT-6, máximo nivel
tecnológico a nivel de cable coaxial.
Añade 4.000 canales de voz a los 1.200
ya existentes. 12Mhz. En 1983 se tiende
el TAT-7 de iguales características que el anterior. Ultimo coaxial. 1988 el TAT-
8 [Figura 5], mono modo a 1.300nm, dos pares de fibras a 280Mbits/seg,
equivalente a 40.000 canales telefónicos. El lado Americano lo desarrolla AT&T
con amplificadores cada 65Km. El Europeo STL con repetidores cada 40Km.
Ojo, canales de menos de 64Kbits/seg. 1991-92-93 el TAT-9, 10, 11, 1550nm,
dispersión desplazada, distancia entre repetidores 140Km. Dos pares de fibras
a 560Mbits/seg. 1998 TAT-12, dos pares de fibras a 5Gbits/seg., amplificadores

ópticos separados 45Km., en 1999 se acopla en tierra 3λ, capacidad a
15Gbits/seg. 2000 TAT-14, cuatro pares de fibras, a 10Gbits/seg. con 16λ, total
160Gbits.
Hoy en día, debido a sus mínimas pérdidas de señal y a sus óptimas
propiedades de ancho de banda, la fibra óptica puede ser usada a distancias
más largas que el cable de cobre. Además, las fibras por su peso y tamaño
reducido, hace que sea muy útil en entornos donde el cable de cobre sería
impracticable.
3. Definición de Fibra Óptica [01, 03, 04, 07, 08, 12]
La fibra óptica es un sistema de traslado de información que se utiliza
normalmente en las telecomunicaciones; es un alambre bastante delgado
compuesto por materiales transparentes, plásticos o vidrio. Mediante la fibra
óptica se trasladan pulsos de luz que son los que simbolizan los datos que se
van a transmitir.
El haz luminoso que se utiliza permanece encerrado por completo y se difunde
mediante el núcleo de la fibra teniendo un ángulo de reflexión mayor al ángulo
límite de reflexión total. El haz luminoso se puede producir mediante un láser o
un LED.
Los circuitos de fibra óptica son hilos cristalinos con un grosor semejante al de
un cabello humano, esta medida puede variar entre 10 y 300 micrones. Estos
circuitos trasladan mensajes mediante haces de luz que van de un extremo del
circuito al otro. Aunque el circuito tenga curvaturas, el mensaje se podrá enviar
sin ninguna interrupción.
La fibra óptica se puede utilizar al igual que un alambre de cobre común, ya
sea en entornos pequeños hasta en las más extensas redes que abarcan miles
de kilómetros.
La transferencia de luz mediante fibra óptica se fundamenta de la siguiente
manera: mediante el núcleo de la fibra viaja un haz de luz el cual choca en la
cara externa teniendo un ángulo mayor al ángulo crítico, de esta forma el haz
de luz será reflejado hacia el interior de la fibra sin presentar perdidas.
De esta manera, se puede transmitir luz en distancias largas reflejándose una y
otra vez. Para prevenir pérdidas por propagación de luz, causadas por residuos
presentes en la superficie de la fibra, el núcleo de la fibra óptica se debe
recubrir con una película cristalina de índice de refracción pequeño, ya que la
reflexión se origina entre la superficie de la fibra y el recubrimiento.

La mayor parte de las fibras ópticas se fabrican de dióxido de silicio o sílice,
relativamente estas sustancias son más abundantes que el cobre y con muy
poca sílice se logran producir varios metros de fibra óptica.
Las dos partes más importantes de la fibra óptica la constituyen el núcleo y el
recubrimiento. En el núcleo es donde se va a guiar el haz de luz y el
recubrimiento va a impedir que se presenten impurezas.
Una vez que se han extraído la arena del subsuelo y se le ha extraído el
dióxido de silicio, se pasara a la fabricación de la fibra óptica.
Aunque pueden ser construidas guías de onda ópticas a partir de diversos
materiales, le Dióxido de Silicio (SiO2) es generalmente el elemento constitutivo
de las fibras. Este material lo conocemos en la vida cotidiana con el nombre de
“vidrio”. Otro material con el que se hacen filamentos es el plástico (polímeros
artificiales).
A diferencia de lo que sucede con el vidrio en la vida cotidiana. El Dióxido de
Silicio se encuentra en un estado de pureza muy alto en la fibra óptica, lo que
hace que la luz tenga atenuaciones mucho menores, y por lo tanto pueda
recorrer distancias mucho más grandes. Alta pureza equivale a
concentraciones insignificantes de otros tipos de moléculas ”contaminantes”.
Para tener una idea sobre la pureza que debe tener el Dióxido de Silicio en la
fibra óptica, imaginemos transmitir luz a través de un vidrio de 60Km de
espesor.
Un cable de fibra óptica está compuesta por tres estructuras concéntricas:
núcleo (core), revestimiento (cladding) y un recubrimiento (buffer) como se
puede ver en la figura [Figura 6].
Figura 6. Partes Componentes de la Fibra Óptica
(htpp://rares.com.ar)
Por lo tanto la importancia de conocer y estudiar la fibra óptica en las
comunicaciones y en la transmisión de calidad a gran velocidad de los datos es
importante, más aún en la nueva era de los Sistemas Cloud (Nube) que están
marcando la tendencia a nivel mundial con el Cloud Communications y es aquí
en donde cobra una enorme importancia la fibra óptica con su sinfín de
ventajas superiores al resto de tendidos de comunicación, no podemos dejar de
mencionar su aporte al área médica, aeronáutica y otras en las cuales las
investigaciones van avanzando con gran firmeza.

3.1. Fundamento Teórico
3.1.1. Principio de funcionamiento: Para las transmisiones por fibra
óptica se utilizan las longitudes de onda del infrarrojo, o sea 800 a 1600 nm,
siendo los valores preferidos los de 850, 1300,1550 nm que es donde están las
de menores interferencias.
Las fibras ópticas se componen de un cilindro material dieléctrico llamado
núcleo rodeado por un revestimiento también dieléctrico con un índice de
refracción ligeramente inferior al núcleo. La forma de propagación de la señal
se basa en las propiedades de refracción y reflexión de la luz (reflexión total).
Supongamos dos sustancias diferentes: en donde tenemos dos experiencias
3.1.2. Reflexión [01, 03, 11, 16, 17]
La luz viaja a velocidades diferentes según el tipo de material que atraviesa.
Cuando un rayo de luz, denominado incidente, cruza los límites de un material
a otro, se refleja parte de la energía del rayo de luz. La luz reflejada recibe el
nombre de rayo reflejado[Figura 7]
Fuente: Academia de Networking CISCO, CCNA1
El ángulo que se forma entre el rayo incidente y una perpendicular a la
superficie del vidrio, en el punto donde el rayo incidente toca la superficie del
vidrio, recibe el nombre de ángulo de incidencia. Esta Línea perpendicular
recibe el nombre de normal. El ángulo que se forma entre el rayo de luz y la
normal recibe el nombre de ángulo de reflexión. La ley de la Reflexión
establece que el ángulo de reflexión de un rayo de luz es equivalente al ángulo
de incidencia. En otras palabras, el ángulo en el rayo de luz toca una superficie
reflectora determina el ángulo en el que reflejará el rayo en la superficie[Figura 8]

Fiura. 8. Reflexión
3.1.3. Refracción [01, 03, 11, 16, 17]
La energía de la luz de un rayo incidente que no se refleja entra en el material.
El rayo entrante se dobla en ángulo desviándose de su trayectoria original. Este
rayo recibe el nombre de rayo refractado. El grado en que se dobla el rayo de
luz incidente depende del ángulo que forma el rayo incidente al llegar a la
superficie del material y de las distintas velocidades a la que la luz viaja de las
dos sustancias[Figura 9]
Fiura. 9. Refracción
La densidad óptica del material determina la desviación de los rayos de luz en
el vidrio. La densidad óptica se refiere a cuánto la velocidad del rayo de luz
disminuye al atravesar una sustancia respecto al vacío. Cuanto mayor es la
densidad óptica del material más se desacelere la luz en la relación a su
velocidad en el vacío. El índice de refracción (ɳ) se define como la velocidad de
la luz dividida por la velocidad de la luz en el medio.

Por lo tanto, la medida de la densidad óptica de una material es el índice de
refracción de ese material. Un material con un alto índice de refracción es
ópticamente más denso y desacelera más la luz que un material con menor
índice de refracción.
Si el rayo de luz parte de una sustancia, entrando a una sustancia cuyo índice
de refracción es mayor, el rayo refractado se acerca hacia la normal. Si el rayo
de luz parte de una sustancia, entrando a una sustancia cuyo índice de
refracción es menor, el rayo refractado se aleja de la normal.
3.1.4. Leyes de Refracción [01, 03, 11, 13, 16, 17]
Son la base inicial para entender el principio de cómo trabaja la fibra óptica.
3.1.4.1. 1ra Ley.- El rayo refractado se encuentra en el plano del rayo incidente
y la normal que pasa por el punto de incidencia.
3.1.4.2. 2da Ley.- Cuando una onda incide sobre la superficie de separación
entre dos medios, parte de la energía se refleja y parte entra en el segundo
medio. El rayo transmitido está contenido en el plano de incidencia pero cambia
de dirección (rayo refractado) formando un ángulo con la normal a la superficie,
dado por la Ley de Snell[Figura 10]
Figura 10. Donde n1 y n2 son los índices de refracción de los medios 1 y 2.
(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/refr.html)
3.1.5. Reflexión Interna Total [01, 03, 11, 16, 17]
Este fenómeno es el más importante el cual determina la eficiencia de la fibra
óptica y se explica así:
Un rayo de luz se enciende y apaga para enviar datos (unos y ceros) dentro de
refracción produciría una pérdida de una parte de la energía de la luz del rayo.
Es necesario lograr un diseño de fibra en el que la superficie externa de la fibra
actúe como espejo para el rayo de luz que viaja a través de la fibra. Si un rayo
de luz que trata de salir por el costado de la fibra se refleja hacia adentro de la
fibra a un ángulo tal que lo envíe hacia el otro extremo de la misma, se formaría
un buen “conducto” o “guía de ondas”[Figura 11]

Figura 11. Guía de ondas
Las leyes de la reflexión y refracción ilustran cómo diseñar una fibra que guíe
las ondas de luz a través de la fibra con una mínima pérdida de energía. Se
deben cumplir las dos siguientes condiciones para que un rayo de luz en una
fibra se refleje dentro de ella sin ninguna pérdida por refracción. Estos son los
dos conceptos más importantes para el entendimiento de la fibra óptica
El núcleo de la fibra óptica debe tener un índice de refracción (ɳ) mayor
que el del material que lo envuelve. El material que envuelve al núcleo
de la fibra recibe el nombre de revestimiento.
El ángulo de incidencia del rayo de luz es mayor que el ángulo crítico
para el núcleo y su revestimiento.
Cuando se cumplen estas dos, toda la luz que incide en la fibra se refleja
dentro de ella. Esto se llama reflexión interna total, que es la base sobre la que
se construye una fibra óptica. La reflexión interna total hace que los rayos de
luz dentro de la fibra reboten en el límite entre el núcleo y el revestimiento y
que continúen su recorrido hacia el otro extremo de la fibra. La luz sigue una
trayectoria en zigzag a lo largo del núcleo de la fibra[Figura 12]
Figura 12. Reflexión Interna Total

Resulta fácil crear una fibra que cumpla con esta primera condición. Además, el
ángulo de incidencia de los rayos de luz que entran al núcleo puede ser
controlado. La restricción de los siguientes dos factores permiten controlar el
ángulo de incidencia:
La apertura numérica de la fibra [17].- La apertura numérica del núcleo
es el rango de ángulos de los rayos de luz incidente que ingresan a la
fibra y que son reflejados en su totalidad[Figura 13]
Figura 13. Apertura Numérica
Modos.- Los trayectos que pueden recorrer un rayo de luz cuando viaja
por la fibra[Figura 14]
Fiura. 14. Modos
Al controlar ambas condiciones, el tendido de la fibra tendrá reflexión interna
total. Esto sirve de guía a la onda de luz que puede ser utilizada para las
comunicaciones de datos.

4. Estructura de la Fibra Óptica [01, 03, 04, 13, 16]
En general un cable de fibra óptica se compone de cinco partes. Estas partes
son: el núcleo, el revestimiento, un amortiguador, un material resistente y un
revestimiento exterior[Figura 15]
Figura 15. Estructura
4.1. Núcleo.- El núcleo es el elemento que trasmite la luz y se encuentra en el
centro de la fibra óptica. Todas las señales luminosas viajan a través del
núcleo. Es núcleo es, en general, vidrio fabricado de una combinación de
dióxido de silicio (sílice), cuarzo fundido o plástico. Tiene un diámetro de 50 o
62,5 µm para la fibra multimodo y 9µm para la fibra monomodo.
4.2. Revestimiento.- Recubre a cada una de las fibras del núcleo, está
fabricado con sílice pero con un índice de refracción menor que el del núcleo.
Los rayos de luz que se transportan a través del núcleo de la fibra se reflejan
sobre el límite entre el núcleo y el revestimiento a medida que se mueven a
través de la fibra por reflexión total interna.
4.3. Amortiguador.- Alrededor del revestimiento se encuentra un material
amortiguador que es generalmente de plástico. El material amortiguador ayuda
a proteger al núcleo y al revestimiento de cualquier daño. Existen dos diseños
básicos para cable. Son los diseños de cable de amortiguación estrecha y de
tubo libre.
Los cables con amortiguación estrecha tienen material amortiguador que rodea
y está en contacto directo con el revestimiento. La diferencia más práctica entre
los dos diseños está en su aplicación. El cable de tubo suelto se utiliza
principalmente para instalaciones en el exterior de los edificios mientras que el
cable d amortiguación estrecha se utiliza en el interior de los edificios[Figura 16]

Figura 16. Tipos de Revestimiento
4.4. Material Resistente.- El material resistente rodea al amortiguador,
evitando que el cable de fibra óptica se estire cuando los encargados de la
instalación tiran de él, El material utilizado es en general Kevlar, el mismo
material que se utiliza para fabricar los chalecos a prueba de bala.
4.5. Revestimiento Exterior.- Este es el último elemento. El revestimiento
exterior rodea al cable para así proteger la fibra de abrasión (desgaste),
solventes, corrosión, humedad, etc., es decir asegura la protección mecánica
de la fibra
5. Degradación de la Señal en la Fibra Óptica [12]
Las características de transmisión son de importancia primordial cuando se
evalúa el uso de algún tipo de fibra. Las características de mayor interés son la
atenuación (pérdidas de señal) y el ancho de banda.
Inicialmente el desarrollo de la fibra fue determinado por el tremendo potencial
de las comunicaciones ópticas en lo que se refiere al ancho de banda de
transmisión, pero la gran limitación venía fijada por las enormes pérdidas. De
hecho unos pocos metros de un bloque de vidrio eran suficientes para reducir
la señal a niveles de despreciables de señal.
La otra característica importante a analizar es el ancho de banda real, éste nos
determina el número de bits que pueden transmitirse por unidad de tiempo.
Cuando se consiguió bajar la atenuación a valores aceptables se empezó a
trabajar en dicho punto consiguiéndose anchos de banda de decenas de GHz
para distancias de varios km.

5.1. Atenuación [01, 04, 12, 13, 16, 17]
Es probable que la pérdida de potencia en un cable de fibra óptica sea la
característica más importante del cable. Con frecuencia se llama atenuación a
la pérdida de potencia de la onda luminosa al atravesar el cable. La atenuación
tiene varios efectos adversos sobre el funcionamiento, que incluyen la
reducción del ancho de banda del sistema, la rapidez de transmisión de
información, la eficiencia y la capacidad general del sistema.
La fórmula normal con la que se expresa la pérdida total de potencia en una
fibra es:
A(dB) = 10 log (Psal / Pent)
Dónde:
A(dB) = Reducción total de potencia (atenuación)
Psal = Potencia de salida del cable (watts)
Pent = Potencia de entrada al cable (watts)
En general, las fibras multimodal tienden a tener mayores pérdidas de
atenuación que los cables monomodo, debido principalmente a la mayor
dispersión de la onda luminosa, producida por las impurezas. La tabla 1 [06]
muestra la potencia de salida como porcentaje de la potencia de entrada para
un cable de fibra óptica a distintos valores de pérdida en dB. Un cable con
pérdida de 3dB reduce la potencia de salida a 50% de la potencia de entrada.
Pérdida (dB)
Potencia de
salida (%)
1 79
3 50
6 25
9 12.5
10 10
13 5
20 1
30 0.1
40 0.01
50 0.001
Tabla 1.- Porcentaje de potencia de salida en función de la pérdida de dB[09]
(Tabla tomada de Tomasi, W.)
Aunque la pérdida total de potencia es de principal importancia, la atenuación
de un cable óptico se expresa, en general, en dB de pérdida por unidad de
longitud, La atenuación se representa con un valor positivo de dB, porque por
definición es una pérdida. La potencia óptica, en Watts, medida a determinada
distancia a una fuente de potencia, se puede calcular con la siguiente ecuación

P = Pt * 10-Al/10
En donde:
P = Valor medido de la potencia (Watts)
Pt = Valor de la potencia de transmisión (Watts)
A = Pérdidas de potencia en el cable (dB/km)
L = Longitud del cable (Km)
La dispersión modal y la dispersión cromática limitan el ancho de banda y con
ello la velocidad de los datos, debido al ensanchamiento que provocan en los
pulsos. A mayor longitud de la fibra mayor ensanchamiento.
A diferencia de los cables de cobre, la atenuación en la fibra óptica no se
incrementa con la frecuencia, esta es constante dentro del rango frecuencia
utilizable o ventana. La atenuación es proporcional a la longitud de la fibra y
depende de las λ propagadas.
Hay que tener presente que en las fibras multimodo no puede hablarse de
atenuación en el mismo sentido que en un portador metálico, debido a que la
potencia óptica se distribuye entre los diferentes modos de propagación, que
presentan diferentes atenuaciones.
Las pérdidas que se producen en una fibra óptica se pueden agrupar en dos
grandes grupos pérdidas intrínsecas y pérdidas extrínsecas, las cuales se
pueden subdividir de la forma siguiente:
5.1.1. Pérdidas Intrínsecas (Figura 17)
Son propias de la fibra
Dependen de Su construcción
No se pueden eliminar
Figura 17. Pérdidas Intrínsecas
(http://fibraoptica.blog.tartanga.net/files/2012/01/fundamentos-de-fibras-opticas_23.jpg)
Dentro de este tipo de pérdidas hay:
5.1.2. Absorción:
Picos de absorción en infrarrojos y ultravioletas, se trata de energía que se
transforma en calor.

5.1.3. Dispersión por efecto de Rayleigh:
Fluctuaciones en la composición del vidrio, serán fluctuaciones en el
índice de refracción originadas por la agitación térmica (serán del orden
de la λ).
Es proporcional a λ-4
5.1.4. Pérdidas Extrínsecas
No son propias de la fibra
Dependen del proceso de producción
A este tipo de pérdidas pertenecen:
5.1.5. Impurezas:
Hidrógeno
Algunos iones metálicos
Sobre todo a los grupos OH que se producen durante la fabricación. Estos son
los más difíciles de eliminar. Presentan picos de absorción a 950, 1250 y
1380nm.
5.2. Defectos Físicos.
5.2.1. Irregularidades geométricas:
Curvaturas originadas, por la fatiga estática que se produce si se guarda
durante mucho tiempo en bobinados, o bien ocasionadas en la fase de
instalación. conviene que el radio de curvatura sea más grande a 10
veces el radio de la fibra (Figura 18).
Microcurvaturas, es decir, irregularidades geométricas entre el núcleo y
el revestimiento. Son pérdidas por radiación (Figura 18).
Figura 18. Pérdidas Extrínsecas
http://www.yio.com.ar/fibras-opticas/imagenes/macrocurvatura-cables-fibras-opticas.gif
5.2.2. Microfisuras, causadas por:
Fatiga
Presión
Humedad

6. Ventanas de Transmisión [12, 13, 17]
El cristal de Silicio ofrece tres ventanas de mínima atenuación localizadas entre
las fronteras de absorción ultravioleta e infrarrojo y abarca el rango de 800nm a
1600nm, la teórica atenuación mínima entre los dos bordes está determinada
por el esparcimiento Rayleigh, el cual constituye una propiedad física del
material, cambios de la densidad local del cristal causa una fluctuación del
Índice de Refracción que no puede ser eliminada y limita la más baja
atenuación espectral de la fibra a un valor bajo de 0.13dB/km a 1550nm, otras
atenuaciones son causadas por impurezas del material tales como iones OH-
que entran a la fibra durante el proceso de producción y provocan picos de
atenuación a 950nm, 1240nm y 1380nm y la Fibra Monomodo con una
atenuación ligeramente menor de 0.2dB/km es estándar.
En la figura 19 se muestra la atenuación típica de la Fibra Monomodo vs la
Longitud de Onda de la luz usada para transmitir a través de ella y al rango de
baja atenuación (Casi Rayleigh) entre picos de atenuación de absorción se le
nombra Ventana, la Fibra Óptica tiene 3 ventanas de mínima atenuación.
Las primeras fibras comerciales obtenidas eran del tipo Multimodo para Salto
de índice y operaban a 850nm, las mismas se caracterizaban por un coeficiente
de atenuación relativamente alto a su vez que la frecuencia de operación
estaba por debajo de 1Ghz a distancias máximas de unos 10Km sin Repetidor,
actualmente operan en Redes de Área Local (LAN) hasta 1Gbits/s y presentan
la ventaja de un menor costo, además de que pueden utilizar como fuente de
luz un dispositivo relativamente barato como el diodo emisor de luz. (LED)
Figura 19. Atenuación de la Fibra Óptica en función de la longitud de onda
(http://player.slideplayer.es/1/106726/data/images/img0.jpg)

La segunda generación trabaja a 1300nm y desde el punto de vista tecnológico
se les conocen como Fibras Multimodos de Índice Gradual, las cuales logran
una atenuación muy baja típicamente inferior a los 0.4dB/Km así como mayor
ancho de banda, operando a un poco más de 2,5Gbps, preferiblemente utilizan
fuentes de luz Láser y se aplican en redes de larga distancia con tramos de
repetición sobre los 50Km.
La tercera generación es la más importante porque es un tipo de Fibra
Monomodo de altas prestaciones que puede operar en 1300nm y 1550nm, con
atenuación por debajo de 0.4dB/Km y un ancho de banda que le permite
alcanzar más de 10Gbps, con tramos de repetición de 100Km
aproximadamente y en la cual la pérdida por esparcimiento de Rayleigh y la
absorción infrarroja están minimizados, la misma requiere necesariamente el
empleo de fuente de láser en sus diferentes alternativas comerciales se ha
convertido en el Caballo de Batalla de las redes de transporte óptico actuales y
sobre ellas se soportan los sistemas de transmisión de la Jerarquía Digital
Síncrona (SDH), así como los servicios Frame Relay y ATM de banda ancha.
7. Telefonía IP
7.1. Marco Teórico [10]
En esta parte se desarrollará el marco teórico de la telefonía IP, partiendo de
los conceptos básicos de voz sobre IP hasta llegar a estudiar los hechos
particulares que es el fin de esta monografía.
La telefonía sobre IP abre un espacio muy importante dentro del universo
tecnológico que es Internet. El crecimiento y la fuerte implantación de las redes
IP no se detiene, al contrario, crece exponencialmente, tanto en ámbitos
locales y como en entornos inalámbricos, el desarrollo de técnicas avanzadas
de digitalización de voz, mecanismos de control y priorización de tráfico,
protocolos de transmisión en tiempo real, así como el estudio de nuevos
estándares que permitan la calidad de servicio en ambientes IP, han creado un
ambiente donde es posible transmitir el servicio de la telefonía sobre redes IP.
Con la telefonía IP tenemos la posibilidad de estar comunicados a costos más
bajos dentro de las empresas y fuera de ellas, es la puerta de entrada de
nuevos servicios apenas imaginados y es la forma de combinar una página de
presentación de Web con la atención en vivo y en directo desde un call center,
entre muchas otras prestaciones. En la actualidad las aplicaciones de voz y
video están convirtiéndose en herramientas claves para la comunicación entre
personas.

7.2. Introducción a la Telefonía IP [10]
Hace 30 años Internet no existía, y las comunicaciones se realizaban por medio
del teléfono a través de la red telefónica pública conmutada (PSTN), pero con
el pasar de los años y el avance tecnológico han ido apareciendo nuevas
tecnologías y aparatos bastante útiles que nos han permitido pensar en nuevas
tecnologías de comunicación: PCS, teléfonos celulares y finalmente la
popularización de la gran red Internet hoy por hoy podemos ver una gran
revolución en comunicaciones: todas las personas usan los computadores e
Internet en el trabajo y en el tiempo libre para comunicarse con otras personas,
para intercambiar datos y a veces para hablar con más personas usando
aplicaciones como NetMeeting o teléfono IP (Internet Phone), el cual
particularmente comenzó a difundir en el mundo la idea que en el futuro se
podría utilizar una comunicación en tiempo real por medio del PC: VoIP (Voice
Over Internet Protocol).
7.3. El estándar VoIP - Voz sobre IP [07, 10]
Desde hace tiempo, los responsables de comunicaciones de las empresas
tienen en mente la posibilidad de utilizar su infraestructura de datos, para el
transporte del tráfico de voz interno de la empresa. No obstante, es la aparición
de nuevos estándares, así como la mejora y abaratamiento de las tecnologías
de compresión de voz, lo que está provocando finalmente su implantación.
Después de haber constatado que desde un PC con elementos multimedia, es
posible realizar llamadas telefónicas a través de Internet, podemos pensar que
la telefonía en IP es poco más que un juguete, pues la calidad de voz que
obtenemos a través de Internet es muy pobre.
No obstante, si en nuestra empresa disponemos de una red de datos que tenga
un ancho de banda bastante grande, también podemos pensar en la utilización
de esta red para el tráfico de voz entre las distintas delegaciones de la
empresa. Las ventajas que obtendríamos al utilizar nuestra red para transmitir
tanto la voz como los datos son evidentes:
Ahorro de costos de comunicaciones pues las llamadas entre las
distintas delegaciones de la empresa saldrían gratis.
Integración de servicios y unificación de estructura.
Realmente la integración de la voz y los datos en una misma red es una idea
antigua, pues desde hace tiempo han surgido soluciones desde distintos
fabricantes que, mediante el uso de multiplexores, permiten utilizar las redes
WAN de datos de las empresas (típicamente conexiones punto a punto y
frame-relay) para la transmisión del tráfico de voz.

La aparición del VoIP junto con el abaratamiento de los DSP’s (Procesador
Digital de Señal), los cuales son claves en la compresión y descompresión de
la voz, son los elementos que han hecho posible el despegue de estas
tecnologías. Por otro lado los operadores de telefonía están ofreciendo,
servicios IP de calidad a las empresas.
7.4. Cómo Funciona la Telefonía IP [10]
El funcionamiento de la telefonía IP es el siguiente: cuando una llamada
entrante se recibe en la central telefónica, la red es capaz de detectar si la línea
de destino se encuentra ocupada en una sesión Internet y en ese caso
inmediatamente la reenruta a un servidor especializado que la digitaliza y la
convierte en una trama de datos, convierte el número telefónico a la dirección
Internet de destino e inmediatamente envía un mensaje que se representa en
un icono en la pantalla del terminal indicando que hay una llamada en espera,
pidiendo su aceptación. Para las llamadas salientes se realiza el proceso
inverso.
Si el usuario dispone del ancho de banda mínimo requerido, puede hablar y
mantener la sesión Internet al mismo tiempo, despreocupándose del tiempo
que emplea navegando por Internet, teniendo la tranquilidad de que no va
perder ninguna llamada. De esta forma, se genera negocio extra para el
operador de la red y el proveedor del servicio Internet (ISP).
Los pasos básicos que tienen lugar en una llamada a través de Internet
son(Figura 20):
1. conversión de la señal de voz analógica a formato digital y compresión
de la señal a protocolo de Internet (IP) para su transmisión.
2. En recepción se realiza el proceso inverso para poder recuperar de
nuevo la señal de voz analógica.
Figura 20. Representación de la tecnología VoIP
(http://1.bp.blogspot.com/_JwZ4lp01o18/Rz81jP1DcWI/AAAAAAAAAHA/Kyu2hto07vo/s1600/IP.jpg)

Cuando hacemos una llamada telefónica por IP, nuestra voz se digitaliza, se
comprime y se envía en paquetes de datos IP. Estos paquetes se envían a
través de Internet a la persona con la que estamos hablando.
Cuando alcanzan su destino, son ensamblados de nuevo, descomprimidos y
convertidos en la señal de voz original.
7.5. Ventajas de la Tecnología de Voz Sobre IP [10],
Las ventajas de la telefonía IP son:
1) Es evidente que el hecho de tener una red en vez de dos, es beneficioso
para cualquier operador que ofrezca ambos servicios, véase gastos
inferiores de mantenimiento, personal cualificado en una sola tecnología.
2) Realmente se trata de una solución verdaderamente fantástica, facturas de
teléfono muy bajas, oficinas virtuales, dirección centralizada y un rápido
despliegue, son sólo algunos de sus muchos beneficios.
3) Como si el ahorro de ancho de banda no fuera suficiente, el despliegue de la
voz sobre IP reduce el costo y mejora la escalabilidad empleando
componentes de redes de datos estándares (enrutador, switches), en vez de
los caros o complicados switches para teléfonos.
4) VoIP posibilita desarrollar una única red convergente que se encargue de
cursar todo tipo de comunicación, ya sea voz, datos, video o cualquier tipo
de información.
5) La telefonía IP no requiere el establecimiento de un circuito físico durante el
tiempo que toma la conversación, por lo tanto, los recursos que intervienen
en la realización de una llamada pueden ser utilizados en otra cuando se
produce un silencio, lo que implica un uso más eficiente delos mismos.
Las redes de conmutación por paquetes proveen alta calidad telefónica
utilizando un ancho de banda menor que el de la telefonía clásica, ya que los
algoritmos de compresión pueden reducir hasta 8kbps para digitalización de la
voz.
8. Más usos de la fibra óptica [01, 03, 05, 15],
Se puede usar como una guía de onda en aplicaciones médicas
(Endoscopio) o industriales en las que es necesario guiar un haz de luz
hasta un blanco que no se encuentra en la línea de visión.

La fibra óptica se puede emplear como sensor para medir tensiones,
temperatura, presión así como otros parámetros.
Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar
instrumentos de visualización largos y delgados llamados endoscopios. Los
endoscopios se usan en medicina para visualizar objetos a través de un
agujero pequeño. Los endoscopios industriales se usan para propósitos
similares, como por ejemplo, para inspeccionar el interior de turbinas.
Las fibras ópticas se han empleado también para usos decorativos
incluyendo iluminación, árboles de Navidad.
Líneas de abonado Las fibras ópticas son muy usadas en el campo de la
iluminación. Para edificios donde la luz puede ser recogida en la azotea y
ser llevada mediante fibra óptica a cualquier parte del edificio.
También es utilizada para trucar el sistema sensorial de los taxis
provocando que el taxímetro (algunos le llaman cuenta fichas) no marque
el costo real del viaje.
Se emplea como componente en la confección del hormigón translúcido,
invención creada por el arquitecto húngaro Ron Losonczi, que consiste en
una mezcla de hormigón y fibra óptica formando un nuevo material que
ofrece la resistencia del hormigón pero adicionalmente, presenta la
particularidad de dejar traspasar la luz de par en par.
Láser de alta potencia entrega para la soldadura, micro-mecanizado, y anti-
corrosión tratamiento de superficies
Espectrógrafos para los telescopios

9. Conclusiones
Después de efectuada la presente investigación se obtienen las siguientes
conclusiones:
La fibra óptica es el medio de transmisión de información que hoy en día es
sinónimo de rapidez y eficiencia, y se utiliza en la transmisión de todas las
comunicaciones de datos, voz y video, pero aún la utilización de ella es limitada
a gran escala debido a su elevado costo de instalación y la capacitación
necesaria.
La fibra óptica para las comunicaciones telefónicas IP es el medio
indiscutiblemente óptimo, ya que la fibra óptica proporciona y asegura una red
estable y constante de la transmisión de los datos en las comunicaciones
telefónicas, con la cual les asegura al usuario una comunicación de calidad.
Recordemos que su funcionamiento se basa en el principio de reflexión total
interna.

10. Metodología:
La presente monografía fue pensada gracias a la motivación tenida en el día a
día en el centro de labores, nació la curiosidad en la diferencia de tipos de
internet, luego de ello empecé a investigar las diferentes formas de internet que
se pueden contratar y empecé con los datos iniciales y cono cimientos del
departamento de redes de la empresa en donde trabajo, ellos me dieron luces
sobre como mejora y la estabilidad del servicio de fibra óptica, por tanto luego
era revisar en el mundo de internet este producto de fibra óptica, y encontré lo
siguiente:
1. Wikipedia.- La gigante fuente de información que aparece encabezando
la búsqueda de cualquier tema, donde describe de manera amplia y en
algunos casos muy cortos los conceptos de la fibra óptica.
2. Monografias.com.- También en esta página encontré muchísima
información sobre el tema en particular.
3. Tesis.- Encontré también muchas tesis y publicaciones al respecto de
este tema, dentro de esta categoría incluyo los trabajos de
implementación o investigación para implementación de centrales
telefónicas de ministerios o universidades de países vecinos.

11. Referencias:
[01] César Orlando Torres Moreno, Lorenzo Mattos Vásquez. Fibras
Ópticas. Universidad Popular del Cesar, Colombia, p. 5 – 2009
[02] http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/index.htm
[03] Julio Proaño Orellana; Xavier Serrano Guerrero, Tesis previa a la
obtención del Título de: Ingeniero Electrónico, Titulo: “Estudio Técnico
Sobre la Implementación de un Sistema de Monitoreo Centralizado para
la Red de Fibra Óptica de Etapa”, Universidad Politécnica Salesiana Sede
Cuenca, Capitulo 1, 2008
[04] Miguel Ángel Mánica Rincón, Tesis previa a la obtención del Título de:
Ingeniero Electricista, Titulo: “Estudio De La Fibra Óptica y sus
Aplicaciones”, Universidad Veracruzana, México, Capitulo 1, Pagina 12,
Enero 2013
[05] IOP – Intitute Of Physics, Optics and photonics: Physics enhancing our
lives: Microstructured optical fibres”, Pagina 12, 2009
[06] Tomasi, W. Sistemas de comunicaciones electrónicas. Ed. Pearson
Education. México D.F., Pagina 438-443, 445-448, 2003
[07] Bates, Regis J. Optical Switching and Networking Handbook. Nueva York:
McGraw-Hill. p. 10 – 2001.
[08] DeCusatis, Casimer. Handbook of Fiber Optic Data Communication: A
Practical Guide to Optical Networking. Elsevier Academic Press. p. 10 –
2011
[09] P. Martín-Ramos, J. Martín-Gil, P. Chamorro-Posada, Amplificadores de
fibra óptica dopada con Erbio e Iterbio (EDFAs y YEDFAs). Dpto. de
Teoría de la Señal e Ingeniería Telemática, y Dpto. de Ingeniería Agrícola
y Forestal, Universidad de Valladolid (Spain) Junio 2010
[10] Oscar Baque Pinargote, Tesis previa a la obtención del Título de
Ingeniero en Sistemas, Titulo: “Diseño y Desarrollo de un Prototipo para
el Levantamiento de Servicios sobre IP para la Red de Fibra Óptica de la
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabi”, Ecuador, Capitulo 3 y 4, 2008-
2009
[11] Benjamín Alonso Fernández; Rocío Borrego Varillas; Carlos
Hernández García; José Antonio Pérez Hernández; Carolina Romero
Vázquez, El Láser, la luz de nuestro tiempo, Capitulo 1, 2010

[12] Luis Carlos Hinojosa Gómez, Tesis previa a la obtención del Título de
Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones, Titulo: “Tópicos Selectos
de Fibra Óptica”, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Pachuca,
México Capítulos 1 y 2, 2007
[13] Ing. Oscar M. Santa Cruz, Principios generales del Sistema de Fibra
Óptica - Módulo Introductorio
[14] Alexander Chalacán L., Edwin Orosco, Normas para fibra óptica,
Universidad de las Américas, Redes I Telecomunicaciones, Tecnologías
de comunicación y fibra óptica, Chile
[15] Ing. Maytée Odette López Catalá, Ing. Virgilio Zuaznabar Mazorra,
Evolución de la Fibra Óptica en el Futuro, Dpto. Telecomunicaciones y
Telemática, Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría,
Facultad: Eléctrica, Cuba – 2009
[16] Curso Elementos y Equipos Eléctricos - Capitulo 5: Fibras Ópticas,
Escuela de Ingeniería Mecánica Electricista, Departamento de
Electrotecnia, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales,
Universidad Nacional de Córdoba, Argentina
[17] Juan Carlos Campos Rodríguez, Área Tecnología Electrónica, Curso
Fibra Óptica, Universidad de Oviedo, España

Nivel del Trabajo de la monografía:
El trabajo monográfico tiene el nivel requerido para obtener el Título Profesional
de Licenciado en Ciencias Físicas.
C. U., 30 de Octubre del 2015
__________________________ __________________________
Dr. Juan Carlos González Ricardo Canchis Caballero
Asesor Bachiller
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