Lasredes de fibra pticase emplean entelecomunicaciny redes de comunicaciones oredes de computadoras.En las redes de comunicaciones porfibra ptica(FO) se emplean sistemas de emisinlser. Las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una seal para transportar informacin aumenta con la frecuencia.En los primeros tiempos de la FO se utilizaron tambin emisoresLED, aunque desde el2007estn prcticamente en desuso

Aplicaciones[editar]Lasredes de rea local(comnmente abreviadasLAN, del idioma inglsLocal Area Network) de FO son ampliamente utilizadas para comunicacin a larga distancia, proporcionando conexiones transcontinentales y transocenicas, ya que una ventaja de los sistemas de fibra ptica es la gran distancia que puede recorrer una seal antes de necesitar unrepetidororegeneradorpara recuperar su intensidad. En la actualidad, losrepetidoresde los sistemas de transmisin por FO estn separados entre s unos 100 km, frente a aproximadamente 1,5 km en los sistemas elctricos. Los amplificadores pticos recientemente desarrollados pueden aumentar todava ms esta distancia.Una aplicacin cada vez ms extendida de la FO son las LAN. Las LAN estn formadas por un conjunto decomputadorasque pueden compartir datos, aplicaciones y recursos, por ejemploimpresoras. Las computadoras de una LAN estn separadas por distancias de hasta unos pocos kilmetros, y suelen usarse en oficinas o campus universitarios. Una LAN permite la transferencia rpida y eficaz de informacin entre un grupo de usuarios y reduce los costes de explotacin. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fcilmente la incorporacin de nuevos usuarios a la red. El desarrollo de nuevos componentes electropticos y de ptica integrada aumentar an ms la capacidad de los sistemas de fibra.Otros recursos informticos conectados son lasredes de rea amplia(WAN) y las centralitas particulares (PBX). Las WAN son similares a las LAN, pero conectan entre s computadoras separadas por distancias mayores, situadas en distintos lugares de datos de corta duracin empleados por la mayora de las aplicaciones informticas. Al momento de conectar las WAN se hace a travs de sus intefaces seriales, mas luego para conectarroutercon pc a travs de las interfaces ethernet

Nuevos requerimientos tcnicos y econmicos[editar]Las redes por FO son un modelo de red que permite satisfacer las nuevas y crecientes necesidades de capacidad de transmisin y seguridad demandadas por las empresas operadoras de telecomunicacin, todo ello adems con la mayor economa posible.Mediante las nuevas tecnologas, con elementos de red puramente pticos, se consiguen los objetivos de aumento de capacidad de transmisin y seguridad.Aumento de la capacidad de transmisin[editar]Cuando las empresas encargadas de abastecer las necesidades de comunicacin por medio de FO necesitaron mayor capacidad entre dos puntos, pero no disponan de las tecnologas necesarias o de unas FO que pudieran llevar mayor cantidad de datos, la nica opcin que les quedaba era instalar ms FO entre estos puntos. Pero para llevar a cabo esta solucin haba que invertir mucho tiempo y dinero, o bien aadir un mayor nmero de sealesmultiplexadas por divisin en el tiempoen la misma FO, lo que tambin tiene un lmite.Es en este punto cuando lamultiplexacin por divisin de longitud de onda(WDM) proporcion la obtencin, a partir de una nica fibra, de muchas fibras virtuales, transmitiendo cada seal sobre unaportadoraptica con unalongitud de ondadiferente. De este modo se podan enviar muchas seales por la misma FO como si cada una de estas seales viajara en su propia fibra.Aumento de la seguridad[editar]Los diseadores de las redes utilizan muchos elementos de red para incrementar la capacidad de las fibras ya que un corte en la FO puede tener serias consecuencias.En las arquitecturas elctricas empleadas hasta ahora, cada elemento realiza su propia restauracin de seal. Para un sistema tradicional de fibras ticas con muchos canales en una fibra, una rotura de la fibra podra acarrear el fallo de muchos sistemas independientes. Sin embargo, las redes pticas pueden realizar la proteccin de una forma ms rpida y ms econmica, realizando la restauracin de seales en la capa ptica, mejor que en la capa elctrica. Adems, la capa ptica puede proporcionar capacidad de restauracin de seales en las redes que actualmente no tienen un esquema de proteccin. As, implementando redes pticas, se puede aadir la capacidad de restauracin a los sistemas asncronos embebidos sin necesidad de mejorar los esquemas de proteccin elctrica.Reduccin de costes[editar]En los sistemas que utilizan nicamente multiplexacin elctrica, cada punto que demultiplexa seales necesitar un elemento de red elctrica para cada uno de los canales, incluso si no estn pasando datos en ese canal. En cambio, si lo que estamos utilizando es una red ptica, solo aquellas longitudes de onda que suban o bajen datos a un sitio necesitarn el correspondiente nodo elctrico. Los otros canales pueden pasar simplemente de forma ptica, proporcionando as un gran ahorro de gastos en equipos y administracin de red.Otro de los grandes aspectos econmicos de las redes pticas es la capacidad para aprovechar elancho de banda, algo que no suceda con las fibras simples. Para maximizar la capacidad posible en una FO, las empresas de servicios pueden mejorar sus ingresos con la venta de longitudes de onda, independientemente de la tasa de datos (bit rate) que se necesite. Para los clientes, este servicio proporciona el mismo ancho de banda que una fibra dedicada, entre otros.

Lafibra pticaes unmedio de transmisin, empleado habitualmente enredes de datos, consistente en unhilomuy fino de material transparente,vidrioomateriales plsticos, por el que se envanpulsosdeluzque representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ngulo dereflexinpor encima del ngulo lmite de reflexin total, en funcin de laley de Snell. La fuente de luz puede provenir de unlsero undiodo LED.Las fibras se utilizan ampliamente entelecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisin por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnticas, y tambin se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra ptica sobre otros medios de transmisin.

Historia[editar]

Daniel Colladonfue el primero en describir la "fuente de luz" en el artculo que en 1842 titulOn the reflections of a ray of light inside a parabolic liquid stream. Ilustracin de este ltimo artculo de Colladon, en 1884.Los antiguos griegos usaban espejos para transmitir informacin, de modo rudimentario, usando luz solar. En 1792,Claude Chappedise un sistema de telegrafa ptica, que, mediante el uso de un cdigo y torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200km que separan aLilledePars, consegua transmitir un mensaje en tan slo 16 minutos.Aunque en 1820, eran conocidas las ecuaciones por las que rige la captura de la luz dentro de una placa de cristal lisa, no sera sino 90 aos mas tarde que estas ecuaciones se ampliaron hacia los llamadoscables de vidriogracias a los trabajos de los fsicosDemetrius HondrosyPeter Debyeen 1910.1El confinamiento de la luz por refraccin, el principio de que posibilita la fibra ptica, fue demostrado por Daniel Colladon yJacques Babineten Pars en los comienzos de la dcada de 1840. El fsico irlandsJohn Tyndalldescubri que la luz poda viajar dentro del agua, curvndose por reflexin interna, y en 1870 present sus estudios ante los miembros de la Real Sociedad.2A partir de este principio se llevaron a cabo una serie de estudios, en los que demostraron el potencial del cristal como medio eficaz de transmisin a larga distancia. Adems, se desarrollaron una serie de aplicaciones basadas en dicho principio para iluminar corrientes de agua en fuentes pblicas. Ms tarde, el ingeniero escocsJohn Logie Bairdregistr patentes que describan la utilizacin de bastones slidos de vidrio en la transmisin de luz, para su empleo en su sistema electromecnico de televisin en color. Sin embargo, las tcnicas y los materiales usados no permitan la transmisin de la luz con buen rendimiento. Las prdidas de seal ptica eran grandes y no haba dispositivos de acoplamiento ptico.Solamente en 1950 las fibras pticas comenzaron a interesar a los investigadores, con muchas aplicaciones prcticas que estaban siendo desarrolladas. En 1952, el fsicoNarinder Singh Kapany, apoyndose en los estudios deJohn Tyndall, realiz experimentos que condujeron a la invencin de la fibra ptica.Uno de los primeros usos de la fibra ptica fue emplear un haz de fibras para la transmisin de imgenes, que se us en elendoscopio. Usando la fibra ptica, se consigui un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por laUniversidad de Mchiganen 1956. En este invento se usaron unas nuevas fibras forradas con un material de bajo ndice de refraccin, ya que antes se impregnaban con aceites o ceras. En esta misma poca, se empezaron a utilizar filamentos delgados como el cabello que transportaban luz a distancias cortas, tanto en la industria como en la medicina, de forma que la luz poda llegar a lugares que de otra forma seran inaccesibles. El nico problema era que esta luz perda hasta el 99% de su intensidad al atravesar distancias de hasta 9 metros de fibra.Charles K. Kao, en su tesis doctoral de 1956, estim que las mximas prdidas que debera tener la fibra ptica, para que resultara prctica en enlaces de comunicaciones, eran de 20decibeliospor kilmetro.En 1966, en un comunicado dirigido a laAsociacin Britnica para el Avance de la Ciencia, los investigadoresCharles K. Kaoy George Hockham, de los laboratoriosStandard Telecommunications, en Inglaterra, afirmaron que se poda disponer de fibras de una transparencia mayor y propusieron el uso de fibras de vidrio y de luz, en lugar deelectricidady conductores metlicos, en la transmisin de mensajes telefnicos. La obtencin de tales fibras exigi grandes esfuerzos de los investigadores, ya que las fibras hasta entonces presentaban prdidas del orden de 100dB/km, adems de una banda pasante estrecha y una enorme fragilidad mecnica. Este estudio constituy la base para reducir las prdidas de las seales pticas que hasta el momento eran muy significativas y no permitan el aprovechamiento de esta tecnologa. En un artculo terico, demostraron que las grandes prdidas caractersticas de las fibras existentes se deban a impurezas diminutas intrnsecas del cristal. Como resultado de este estudio fueron fabricadas nuevas fibras con atenuacin de 20dB/km y una banda pasante de 1GHzpara un largo de 1km, con la perspectiva de sustituir los cables coaxiales. La utilizacin de fibras de 100m de dimetro, envueltas en fibras denylonresistente, permitiran la construccin de hilos tan fuertes que no podan romperse con las manos. Hoy ya existen fibras pticas con atenuaciones tan pequeas de hasta 1dB/km, lo que es muchsimo menor a las prdidas de un cable coaxial.En 1970, los investigadores Robert Maurer,Donald Keck, Peter Schultz, adems de Frank Zimar que trabajaban para Corning Glass, fabricaron la primera fibra ptica aplicando impurezas detitanioenslice, con cientos de metros de largo con la claridad cristalina que Kao y Hockman haban propuesto, aunque las prdidas eran de 17dB/km.34Durante esta dcada, las tcnicas de fabricacin se mejoraron, consiguiendo prdidas de tan solo 0,5dB/km.Poco despus, los fsicosMorton B. PanisheIzuo Hayashi, de losLaboratorios Bell, mostraron un lser de semiconductores que poda funcionar continuamente a temperatura ambiente. Adems, John MacChesney y sus colaboradores, tambin de los laboratorios Bell, desarrollaron independientemente mtodos de preparacin de fibras. Todas estas actividades marcaron un punto decisivo ya que ahora, existan los medios para llevar las comunicaciones de fibra ptica fuera de los laboratorios, al campo de la ingeniera habitual. Durante la siguiente dcada, a medida que continuaban las investigaciones, las fibras pticas mejoraron constantemente su transparencia.El 22 de abril de 1977,General Telephone and Electronicsenvi la primera transmisin telefnica a travs de fibra ptica, en 6Mbit/s, en Long Beach, California.Un dispositivo que permiti el uso de la fibra ptica en conexiones interurbanas, reduciendo el coste de ellas, fue elamplificador pticoinventado por David N. Payne, de laUniversidad de Southampton, y por Emmanuel Desurvire en los Laboratorios Bell. A ambos se les concedi laMedalla Benjamin Franklinen 1988.

Cable submarino de fibra ptica.En 1980, las mejores fibras eran tan transparentes que una seal poda atravesar 240 kilmetros de fibra antes de debilitarse hasta ser indetectable. Pero las fibras pticas con este grado de transparencia no se podan fabricar usando mtodos tradicionales. Otro avance se produjo cuando los investigadores se dieron cuenta de que el cristal de slice puro, sin ninguna impureza de metal que absorbiese luz, solamente se poda fabricar directamente a partir de componentes de vapor, evitando de esta forma la contaminacin que inevitablemente resultaba del uso convencional de los crisoles de fundicin. La tecnologa en desarrollo se basaba principalmente en el conocimiento de la termodinmica qumica, una ciencia perfeccionada por tres generaciones de qumicos desde su adopcin original por parte deWillard Gibbs, en elsiglo XIX.Tambin en 1980,AT&Tpresent a laComisin Federal de Comunicacionesde los Estados Unidos un proyecto de un sistema de 978 kilmetros que conectara las principales ciudades del trayecto deBostonaWashington D. C. Cuatro aos despus, cuando el sistema comenz a funcionar, su cable, de menos de 25 centmetros de dimetro, proporcionaba 80000 canales de voz para conversaciones telefnicas simultneas. Para entonces, la longitud total de los cables de fibra nicamente en los Estados Unidos alcanzaba 400000 kilmetros.El primer enlace transocenico con fibra ptica fue elTAT-8que comenz a operar en 1988, usando un cristal tan transparente que los amplificadores para regenerar las seales dbiles se podan colocar a distancias de ms de 64 kilmetros. Tres aos despus, otro cable transatlntico duplic la capacidad del primero. Desde entonces, se ha empleado fibra ptica en multitud de enlaces transocenicos o entre ciudades, y paulatinamente se va extendiendo su uso desde las redes troncales de las operadoras hacia los usuarios finales.Hoy en da, debido a sus mnimas prdidas de seal y a sus ptimas propiedades de ancho de banda, adems de peso y tamao reducidos la fibra ptica puede ser usada a distancias ms largas que el cable de cobre.

Proceso de fabricacin[editar]Artculo principal:Fabricacin de la fibra pticaPara la creacin de la preforma existen cuatro procesos que son principalmente utilizados.La etapa de fabricacin de la preforma puede ser a travs de alguno de los siguientes mtodos: M.C.V.D (Modified Chemical Vapor Deposition)Fue desarrollado originalmente por Corning Glass y modificado por los Laboratorios Bell para su uso industrial. Utiliza un tubo de cuarzo puro de donde se parte y es depositada en su interior la mezcla de dixido de silicio y aditivos de dopado en forma de capas concntricas. A continuacin en el proceso industrial se instala el tubo en un torno giratorio. El tubo es calentado hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 1400C y 1600C mediante un quemador de hidrgeno y oxgeno. Al girar el torno, el quemador comienza a desplazarse a lo largo del tubo. Por un extremo del tubo se introducen los aditivos de dopado, parte fundamental del proceso, ya que de la proporcin de estos aditivos depender el perfil final del ndice de refraccin del ncleo. La deposicin de las sucesivas capas se obtienen de las sucesivas pasadas del quemador, mientras el torno gira; quedando de esta forma sintetizado el ncleo de la fibra ptica. La operacin que resta es el colapso, se logra igualmente con el continuo desplazamiento del quemador, solo que ahora a una temperatura comprendida entre 1700C y 1800C. Precisamente es sta temperatura la que garantiza el ablandamiento del cuarzo, convirtindose as el tubo en el cilindro macizo que constituye la preforma. Las dimensiones de la preforma suelen ser de un metro de longitud til y de un centmetro de dimetro exterior. V.A.D (Vapor Axial Deposition)Su funcionamiento se basa en la tcnica desarrollada por la Nippon Telephone and Telegraph (N.T.T), muy utilizado enJapnpor compaas dedicadas a la fabricacin de fibras pticas. La materia prima que utiliza es la misma que el mtodo M.C.V.D, su diferencia con ste radica, que en este ltimo solamente se depositaba el ncleo, mientras que en este adems del ncleo de la FO se deposita el revestimiento. Por esta razn debe cuidarse que en la zona de deposicin axial o ncleo, se deposite ms dixido de germanio que en la periferia, lo que se logran a travs de la introduccin de los parmetros de diseo en el software que sirve de apoyo en el proceso de fabricacin. A partir de un cilindro de vidrio auxiliar que sirve de soporte para la preforma, se inicia el proceso de creacin de sta, depositndose ordenadamente los materiales, a partir del extremo del cilindro quedando as conformada la llamada "preforma porosa". Conforme su tasa de crecimiento se va desprendiendo del cilindro auxiliar de vidrio. El siguiente paso consiste en el colapsado, donde se somete la preforma porosa a una temperatura comprendida entre los 1.500C y 1.700C, logrndose as el reblandecimiento del cuarzo. Quedando convertida la preforma porosa hueca en su interior en el cilindro macizo y transparente, mediante el cual se suele describir la preforma.Comparado con el mtodo anterior (M.C.V.D) tiene la ventaja de que permite obtener preformas con mayor dimetro y mayor longitud, a la vez que precisa un menor aporte energtico. El inconveniente ms destacado es la sofisticacin del equipamiento necesario para su realizacin. O.V.D (Outside Vapor Deposition)Desarrollado porCorning Glass Work. Parte de una varilla de substrato cermica y un quemador. En la llama del quemador son introducidos los cloruros vaporosos y sta caldea la varilla. A continuacin se realiza el proceso denominado sntesis de la preforma, que consiste en el secado de la misma mediante cloro gaseoso y el correspondiente colapsado de forma anloga a los realizados con el mtodo V.A.D, quedando as sintetizados el ncleo y revestimiento de la preforma.Entre las Ventajas, es de citar que las tasas de deposicin que se alcanzan son del orden de, lo que representa una tasa de fabricacin de FO de, habiendo sido eliminadas las prdidas iniciales en el paso de estirado de la preforma. Tambin es posible la fabricacin de fibras de muy baja atenuacin y de gran calidad mediante la optimizacin en el proceso de secado, porque los perfiles as obtenidos son lisos y sin estructura anular reconocible. P.C.V.D (Plasma Chemical Vapor Deposition)Es desarrollado por la empresa holandesa Philips y se caracteriza por la obtencin de perfiles lisos sin estructura anular reconocible. Su principio se basa en la oxidacin de los cloruros de silicio y germanio, creando en stos un estado de plasma, seguido del proceso de deposicin interior.Etapa de estiramiento de la preforma[editar]Cualquier tcnica que se utilice que permita la construccin de la preforma es comn en todos los procesos de estiramiento de sta. La tcnica consiste bsicamente en la existencia de unhornotubular abierto en cuyo interior se somete la preforma a una temperatura de 2000C para lograr el reblandecimiento del cuarzo y que quede fijo eldimetroexterior de la FO. Este dimetro se ha de mantener constante mientras se aplica una tensin sobre la preforma. Para lograr esto, los factores que lo permiten son precisamente la constancia y uniformidad de la tensin de traccin y la ausencia de corrientes de conveccin en el interior del horno. En este proceso se debe cuidar que la atmsfera interior del horno est aislada de partculas provenientes del exterior para evitar que la superficie reblandecida de la FO pueda ser contaminada, o que se puedan crear microfisuras con la consecuente inevitable rotura de la fibra. Aqu es donde tambin se aplica a la fibra un material sinttico que generalmente es un polmero viscoso, el cual posibilita las elevadas velocidades de estirado comprendidas entrey, formndose as una capa uniforme sobre la fibra totalmente libre de burbujas e impurezas. Posteriormente se pasa al endurecimiento de la proteccin antes descrita, quedando as la capa definitiva depolmeroelstico. Esto se realiza habitualmente mediante procesostrmicoso a travs de procesos dereacciones qumicasmediante el empleo deradiaciones ultravioletas.

Aplicaciones[editar]Su uso es muy variado: desde comunicaciones digitales y joyas, pasando por sensores y llegando a usos decorativos, como rboles de Navidad, veladores y otros elementos similares. Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables submarinos, cables interurbanos, etc.

1998 joya en Fibra ptica, oro blanco y diamantes ganadora de una competencia de diseo en Tokio.Comunicaciones con fibra ptica[editar]La fibra ptica se emplea como medio de transmisin en redes de telecomunicaciones ya que por su flexibilidad los conductores pticos pueden agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plstico o de vidrio y algunas veces de los dos tipos. Por la baja atenuacin que tienen, las fibras de vidrio son utilizadas en medios interurbanos.Sensores de fibra ptica[editar]Las fibras pticas se pueden utilizar como sensores para medir: tensin, temperatura, presin y otros parmetros. Su tamao pequeo y el hecho de que por ellas no circula corriente elctrica les dan ciertas ventajas respecto a los sensores elctricos.Las fibras pticas se utilizan comohidrfonospara los sismos o aplicaciones desonar. Se han desarrollado sistemas hidrofnicos con ms de 100 sensores usando la fibra ptica. Los hidrfonos son usados por la industria de petrleo as como las marinas de guerra de algunos pases. La compaa alemanaSennheiserdesarroll un micrfono que trabaja con lser y fibras pticas.Se han desarrollado sensores de fibra ptica para eltemperaturay presin de pozos petrolferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de semiconductores.Otro uso de la fibra ptica como un sensor es elgirscopo de fibra pticaque usa elBoeing 767y el uso en microsensores del hidrgeno.Iluminacin[editar]Otro uso que se le da a la fibra ptica es la iluminacin de cualquier espacio. En los ltimos aos las fibras pticas han empezado a ser muy utilizadas debido a las ventajas que este tipo de iluminacin representa: Ausencia de electricidad y calor: Esto se debe a que la fibra slo tiene la capacidad de transmitir los haces de luz, adems de que la lmpara que ilumina la fibra no est en contacto directo con la misma. Se puede cambiar el color de la iluminacin sin necesidad de cambiar la lmpara: Esto se debe a que la fibra puede transportar el haz de luz de cualquier color sin importar el color de la fibra. Por medio de fibras, con una sola lmpara se puede hacer una iluminacin ms amplia: Esto es debido a que con una lmpara se puede iluminar varias fibras y colocarlas en diferentes lugares.Ms usos de la fibra ptica[editar] Se puede usar como una gua de onda en aplicaciones mdicas o industriales en las que es necesario guiar un haz de luz hasta un blanco que no se encuentra en la lnea de visin. La fibra ptica se puede emplear como sensor para medir tensiones,temperatura, presin as como otros parmetros. Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar instrumentos de visualizacin largos y delgados llamados endoscopios. Los endoscopios se usan en medicina para visualizar objetos a travs de un agujero pequeo. Los endoscopios industriales se usan para propsitos similares, como por ejemplo, para inspeccionar el interior de turbinas. Las fibras pticas se han empleado tambin para usos decorativos incluyendo iluminacin, rboles de Navidad. Lneas de abonado Las fibras pticas son muy usadas en el campo de la iluminacin. Para edificios donde la luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra ptica a cualquier parte del edificio. Se emplea como componente en la confeccin del hormign translcido, invencin creada por el arquitecto hngaro Ron Losonczi, que consiste en una mezcla de hormign y fibra ptica formando un nuevo material que ofrece la resistencia del hormign pero adicionalmente, presenta la particularidad de dejar traspasar la luz de par en par.Caractersticas[editar]

Ncleo y revestimiento de la fibra ptica.La fibra ptica es una gua de ondas dielctrica que opera a frecuencias pticas.Cada filamento consta de un ncleo central de plstico o cristal (xido de silicio y germanio) con un altondice de refraccin, rodeado de una capa de un material similar con un ndice de refraccin ligeramente menor (plstico). Cuando laluzllega a una superficie que limita con un ndice de refraccin menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de ndices y mayor el ngulo de incidencia, se habla entonces de reflexin interna total.En el interior de una fibra ptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ngulos muy abiertos, de tal forma que prcticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar las seales luminosas sin prdidas por largas distancias.Funcionamiento[editar]Los principios bsicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la ptica geomtrica, principalmente, la ley de la refraccin (principio de reflexin interna total) y laley de Snell.Su funcionamiento se basa en transmitir por el ncleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el ndice de refraccin del ncleo es mayor al ndice de refraccin del revestimiento, y tambin si el ngulo de incidencia es superior al ngulo lmite.Ventajas[editar] Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz). Pequeo tamao, por lo tanto ocupa poco espacio. Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalacin enormemente. Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilmetro, lo que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional. Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagntico, lo que implica una calidad de transmisin muy buena, ya que la seal es inmune a las tormentas, chisporroteo... Gran seguridad: la intrusin en una fibra ptica es fcilmente detectable por el debilitamiento de la energa lumnica en recepcin, adems, no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de confidencialidad. No produce interferencias. Insensibilidad a las seales parsitas, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los tneles del metro). Esta propiedad tambin permite la coexistencia por los mismos conductos de cables pticos no metlicos con los cables de energa elctrica. Atenuacin muy pequea independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario regenerar la seal, adems, puede extenderse a 150 km. utilizando amplificadores lser. Gran resistencia mecnica, lo que facilita la instalacin. Resistencia al calor, fro y corrosin. Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetra, lo que permite detectar rpidamente el lugar donde se har la reparacin de la avera, simplificando la labor de mantenimiento. Con un coste menor respecto al cobre. Factores ambientales.Desventajas[editar]A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra ptica presenta una serie de desventajas frente a otrosmedios de transmisin, siendo las ms relevantes las siguientes: La alta fragilidad de las fibras. Necesidad de usar transmisores y receptores ms costosos. Los empalmes entre fibras son difciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable. No puede transmitir electricidad para alimentarrepetidoresintermedios. La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversin elctrica-ptica. La fibra ptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.5 No existen memorias pticas. La fibra ptica no transmite energa elctrica, esto limita su aplicacin donde el terminal de recepcin debe ser energizado desde una lnea elctrica. La energa debe proveerse por conductores separados. Las molculas de hidrgeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuacin. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo ms importante para el envejecimiento de la fibra ptica. Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parmetros de los componentes, calidad de la transmisin y pruebas.Tipos[editar]Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagacin. Y segn el modo de propagacin tendremos dos tipos de fibra ptica: multimodo y monomodo.

Tipos de fibra ptica.Fibra multimodo[editar]Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por ms de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener ms de mil modos de propagacin de luz. Las fibras multimodo se usan comnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de disear y econmico.El ncleo de una fibra multimodo tiene un ndice de refraccin superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamao del ncleo de una fibra multimodo, es ms fcil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisin.Dependiendo el tipo de ndice de refraccin del ncleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo: ndice escalonado: en este tipo de fibra, el ncleo tiene un ndice de refraccin constante en toda la seccin cilndrica, tiene alta dispersin modal. ndice gradual: mientras en este tipo, el ndice de refraccin no es constante, tiene menor dispersin modal y el ncleo se constituye de distintos materiales.Adems, segn el sistema ISO 11801 para clasificacin de fibras multimodo segn su ancho de banda se incluye el +pichar (multimodo sobre lser) a los ya existentes OM1 y OM2 (multimodo sobre LED). OM1: Fibra 62.5/125 m, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores OM2: Fibra 50/125 m, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores OM3: Fibra 50/125 m, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300 m), usan lser (VCSEL) como emisores.Bajo OM3 se han conseguido hasta 2000 MHz km (10 Gbit/s), es decir, una velocidades 10 veces mayores que con OM1.Fibra monomodo[editar]Una fibra monomodo es una fibra ptica en la que slo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el dimetro del ncleo de la fibra hasta un tamao (8,3 a 10 micrones) que slo permite un modo de propagacin. Su transmisin es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km mximo, mediante un lser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de informacin (decenas de Gbit/s).

Unrouteranglicismo; tambin conocido comoenrutador1oencaminador2de paquetes, y espaolizado comorter3es un dispositivo que proporciona conectividad anivel de redo nivel tres en elmodelo OSI. Su funcin principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectarsubredes, entendiendo por subred un conjunto de mquinasIPque se pueden comunicar sin la intervencin de un encaminador (mediantepuentes de red), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.

Historia[editar]El primer dispositivo que tena fundamentalmente la misma funcionalidad que lo que el da de hoy entendemos por encaminador, era elInterface Message Processoro IMP. Los IMP eran los dispositivos que formaban laARPANET, la primera red de conmutacin de paquetes. La idea de un encaminador (llamado por aquel entoncespuerta de enlace) vino inicialmente de un grupo internacional de investigadores en redes de computadoras llamado elInternational Network Working Group(INWG). Creado en 1972 como un grupo informal para considerar las cuestiones tcnicas que abarcaban la interconexin de redes diferentes, se convirti ese mismo ao en un subcomit delInternational Federation for Information Processing.Esos dispositivos se diferenciaban de los conmutadores de paquetes que existan previamente en dos caractersticas. Por una parte, conectaban tipos de redes diferentes, mientras que por otra parte, eran dispositivos sin conexin, que no aseguraban fiabilidad en la entrega de trfico, dejando este rol enteramente a los anfitriones. Esta ltima idea haba sido ya planteada en la red CYCLADES.La idea fue investigada con ms detalle, con la intencin de crear un sistema prototipo como parte de dos programas. Uno era el promovido porDARPA, programa que cre la arquitecturaTCP/IPque se usa actualmente, y el otro era un programa en Xerox PARC para explorar nuevas tecnologas de redes, que produjo el sistema llamadoPARC Universal Packet. Debido a la propiedad intelectual que concerna al proyecto, recibi poca atencin fuera de Xerox durante muchos aos.Un tiempo despus de 1974,Xeroxconsigui el primer encaminador funcional, aunque el primer y verdadero enrutador IP fue desarrollado porVirginia Stazisaren BBN, como parte de ese esfuerzo promovido por DARPA, durante 1975-76. A finales de 1976, tres encaminadores basados enPDP-11entraron en servicio en el prototipo experimental deInternet.El primer encaminador multiprotocolo fue desarrollado simultneamente por un grupo de investigadores delMITy otro deStanforden 1981. El encaminador de Stanford se le atribuye a William Yeager y el del MIT a Noel Chiappa. Ambos estaban basados en PDP-11. Como ahora prcticamente todos los trabajos en redes usan IP en lacapa de red, los encaminadores multiprotocolo son en gran medida obsoletos, a pesar de que fueron importantes en las primeras etapas del crecimiento de las redes de ordenadores, cuando varios protocolos distintos de TCP/IP eran de uso generalizado. Los encaminadores que manejan IPv4 e IPv6 son multiprotocolo, pero en un sentido mucho menos variable que un encaminador que procesabaAppleTalk, DECnet,IP, y protocolos de XeroX. Desde mediados de losaos 1970y en losaos 1980, los miniordenadores de propsito general servan como enrutadores.Actualmente, los encaminadores de alta velocidad estn altamente especializados, ya que se emplea unhardwareespecfico para acelerar las funciones de encaminamiento ms especficas, como son el encaminamiento de paquetes y funciones especiales como la encriptacinIPsec.Funcionamiento[editar]El funcionamiento bsico de un enrutador o encaminador, como se deduce de su nombre, consiste en enviar los paquetes de red por el camino o ruta ms adecuada en cada momento. Para ello almacena los paquetes recibidos y procesa la informacin de origen y destino que poseen. Con arreglo a esta informacin reenva los paquetes a otro encaminador o bien alanfitrionfinal, en una actividad que se denomina 'encaminamiento'. Cada encaminador se encarga de decidir el siguiente salto en funcin de su tabla de reenvo otabla de encaminamiento, la cual se genera mediante protocolos que deciden cul es el camino ms adecuado o corto, como protocolos basado en elalgoritmo de Dijkstra.Por ser los elementos que forman la capa de red, tienen que encargarse de cumplir las dos tareas principales asignadas a la misma: Reenvo de paquetes: cuando un paquete llega al enlace de entrada de un encaminador, ste tiene que pasar el paquete al enlace de salida apropiado. Una caracterstica importante de los encaminadores es que no difundentrfico difusivo. Encaminamiento de paquetes: mediante el uso de algoritmos de encaminamiento tiene que ser capaz de determinar la ruta que deben seguir los paquetes a medida que fluyen de un emisor a un receptor.Por tanto, debemos distinguir entre reenvo y encaminamiento. Reenvo consiste en coger un paquete en la entrada y enviarlo por la salida que indica la tabla, mientras que por encaminamiento se entiende el proceso de hacer esa tabla.Arquitectura fsica[editar]

Representacin simblica de un encaminador.En un enrutador se pueden identificar cuatro componentes: Puertos de entrada: realiza las funciones de la capa fsica consistentes en la terminacin de un enlace fsico de entrada a un encaminador; realiza las funciones de la capa de enlace de datos necesarias para interoperar con las funciones de la capa de enlace de datos en el lado remoto del enlace de entrada; realiza tambin una funcin de bsqueda y reenvo de modo que un paquete reenviado dentro del entramado de conmutacin del encaminador emerge en el puerto de salida apropiado. Entramado de conmutacin: conecta los puertos de entrada del enrutador a sus puertos de salida. Puertos de salida: almacena los paquetes que le han sido reenviados a travs del entramado de conmutacin y los transmite al enlace de salida. Realiza entonces la funcin inversa de la capa fsica y de la capa de enlace que el puerto de entrada. Procesador de encaminamiento: ejecuta los protocolos de encaminamiento, mantiene la informacin de encaminamiento y lastablas de reenvoy realiza funciones de gestin de red dentro del enrutador.Tipos de enrutamiento[editar]Tanto los enrutadores como los anfitriones guardan una tabla de enrutamiento. El daemon de enrutamiento de cada sistema actualiza la tabla con todas las rutas conocidas. El ncleo del sistema lee la tabla de enrutamiento antes de reenviar paquetes a la red local. La tabla de enrutamiento enumera las direcciones IP de las redes que conoce el sistema, incluida la red local predeterminada del sistema. La tabla tambin enumera la direccin IP de un sistema de portal para cada red conocida. El portal es un sistema que puede recibir paquetes de salida y reenviarlos un salto ms all de la red local.Enrutamiento esttico[editar]Hosts y redes de tamao reducido que obtienen las rutas de un enrutador predeterminado, y enrutadores predeterminados que slo necesitan conocer uno o dos enrutadores en los siguientes saltos.Determinacin de enrutamiento[editar]La informacin de enrutamiento que el encaminador aprende desde sus fuentes de enrutamiento se coloca en su propia tabla de enrutamiento. El encaminadoor se vale de esta tabla para determinar los puertos de salida que debe utilizar para retransmitir un paquete hasta su destino. La tabla de enrutamiento es la fuente principal de informacin del enrutador acerca de las redes. Si la red de destino est conectada directamente, el enrutador ya sabr el puerto que debe usar para reenviar los paquetes. Si las redes de destino no estn conectadas directamente, el encaminador debe aprender y calcular la ruta ms optima a usar para reenviar paquetes a dichas redes. La tabla de enrutamiento se constituye mediante uno de estos dos mtodos o ambos: Manualmente, por el administrador de la red. A travs de procesos dinmicos que se ejecutan en la red.Rutas estticas[editar]Las rutas estticas se definen administrativamente y establecen rutas especficas que han de seguir los paquetes para pasar de un puerto de origen hasta un puerto de destino. Se establece un control preciso de enrutamiento segn los parmetros del administrador.Las rutas estticas por defecto especifican una puerta de enlace de ltimo recurso, a la que el enrutador debe enviar un paquete destinado a una red que no aparece en su tabla de enrutamiento, es decir, se desconoce.Las rutas estticas se utilizan habitualmente en enrutamientos desde una red hasta una red de conexin nica, ya que no existe ms que una ruta de entrada y salida en una red de conexin nica, evitando de este modo la sobrecarga de trfico que genera un protocolo de enrutamiento. La ruta esttica se configura para conseguir conectividad con un enlace de datos que no est directamente conectado al enrutador. Para conectividad de extremo a extremo, es necesario configurar la ruta en ambas direcciones. Las rutas estticas permiten la construccin manual de la tabla de enrutamiento.Enrutamiento dinmico[editar]El enrutamiento dinmico le permite a los encaminadores ajustar, en tiempo real, los caminos utilizados para transmitir paquetes IP. Cada protocolo posee sus propios mtodos para definir rutas (camino ms corto, utilizar rutas publicadas por pares, etc.).Introduccin a RIP[editar]RIP (Protocolo de Informacin de Enrutamiento) es uno de los protocolos de enrutamiento ms antiguos utilizados por dispositivos basados en IP. Su implementacin original fue para el protocolo Xerox a principios de los 80. Gano popularidad cuando se distribuyo con UNIX como protocolo de enrutamiento para esa implementacin TCP/IP. RIP es un protocolo de vector de distancia que utiliza la cuenta de saltos de enrutamiento como mtrica. La cuenta mxima de saltos de RIP es 15. Cualquier ruta que exceda de los 15 saltos se etiqueta como inalcanzable al establecerse la cuenta de saltos en 16. En RIP la informacin de enrutamiento se propaga de un enrutador a los otros vecinos por medio de una difusin de IP usando protocolo UDP y el puerto 520.Proceso de configuracin de RIP[editar]El protocolo RIP versin 1 es un protocolo de enrutamiento con clase que no admite la publicacin de la informacin de la mscara de red. El protocolo RIP versin 2 es un protocolo sin clase que admite CIDR, VLSM, resumen de rutas y seguridad mediante texto simple y autenticacin MD5.

Tipos de encaminadores[editar]Los encaminadores pueden proporcionarconectividaddentro de las empresas, entre las empresas eInternet, y en el interior de proveedores de servicios de Internet (ISP). Los encaminadores ms grandes (por ejemplo, elAlcatel-Lucent7750 SR) interconectan ISP, se suelen llamarmetro encaminador, o pueden ser utilizados en grandes redes de empresasConectividad Small Office, Home Office (SOHO)[editar]Los encaminadores se utilizan con frecuencia en los hogares para conectar a un servicio de banda ancha, tales como IP sobrecableoADSL. Un encaminador usado en una casa puede permitir la conectividad a una empresa a travs de unared privada virtual.Si bien son funcionalmente similares a los encaminadores, los encaminadores residenciales usantraduccin de direccin de reden lugar de direccionamiento.En lugar de conectar ordenadores locales a la red directamente, un encaminador residencial debe hacer que los ordenadores locales parezcan ser un solo equipo.Encaminador de empresa[editar]En las empresas se pueden encontrar encaminadores de todos los tamaos. Si bien los ms poderosos tienden a ser encontrados en ISP, instalaciones acadmicas y de investigacin, pero tambin en grandes empresas.El modelo de tres capas es de uso comn, no todos de ellos necesitan estar presentes en otras redes ms pequeas.Acceso[editar]

Una captura de pantalla de la interfaz web de LuCI OpenWrt.Los encaminadores de acceso, incluyendo SOHO, se encuentran en sitios de clientes como sucursales que no necesitan de encaminamiento jerrquico de los propios. Normalmente, son optimizados para un bajo costo.Distribucin[editar]Los encaminadores de distribucin agregan trfico desde encaminadores de acceso mltiple, ya sea en el mismo lugar, o de la obtencin de los flujos de datos procedentes de mltiples sitios a la ubicacin de una importante empresa. Los encaminadores de distribucin son a menudo responsables de la aplicacin de la calidad del servicio a travs de una WAN, por lo que deben tener una memoria considerable, mltiples interfaces WAN, y transformacin sustancial de inteligencia.Tambin pueden proporcionar conectividad a los grupos de servidores o redes externas. En la ltima solicitud, el sistema de funcionamiento del encaminador debe ser cuidadoso como parte de la seguridad de la arquitectura global. Separado del encaminador puede estar uncortafuegosoVPNconcentrador, o el encaminador puede incluir estas y otras funciones de seguridad. Cuando una empresa se basa principalmente en un campus, podra no haber una clara distribucin de nivel, que no sea tal vez el acceso fuera del campus.En tales casos, los encaminadores de acceso, conectados a unared de rea local(LAN), se interconectan a travs del enrutador de ncleo.Ncleo[editar]En las empresas, el enrutador de ncleo puede proporcionar una "columna vertebral" interconectando la distribucin de los niveles de los encaminadores de mltiples edificios de un campus, o a las grandes empresas locales.Tienden a ser optimizados para ancho de banda alto.Cuando una empresa est ampliamente distribuida sin ubicacin central, la funcin del enrutador de ncleo puede ser asumido por el servicio deWANal que se suscribe la empresa, y la distribucin de encaminadores se convierte en el nivel ms alto.Borde[editar]Los encaminadores de borde enlazansistemas autnomoscon las redes troncales de Internet u otros sistemas autnomos, tienen que estar preparados para manejar el protocoloBGPy si quieren recibir las rutas BGP, deben poseer una gran cantidad de memoria.Encaminadores inalmbricos[editar]A pesar de que tradicionalmente los encaminadores solan tratar con redes fijas (Ethernet, ADSL, RDSI...), en los ltimos tiempos han comenzado a aparecer encaminadores que permiten realizar una interfaz entre redes fijas y mviles (Wi-Fi,GPRS,Edge,UMTS,Fritz!Box,WiMAX...) Un encaminador inalmbrico comparte el mismo principio que un encaminador tradicional. La diferencia es que ste permite la conexin de dispositivos inalmbricos a las redes a las que el encaminador est conectado mediante conexiones por cable. La diferencia existente entre este tipo de encaminadores viene dada por la potencia que alcanzan, las frecuencias y los protocolos en los que trabajan.EnWi-Fiestas distintas diferencias se dan en las denominaciones como clase a/b/g/ y n.Equipos domsticos[editar]

Routerwifi.Los equipos que actualmente se le suelen vender al consumidor de a pie como enrutadores no son simplemente eso, si no que son los llamadosEquipos locales del cliente(CPE). Los CPE estn formados por un mdem, un enrutador, un conmutador y opcionalmente unpunto de accesoWiFi.Mediante este equipo se cubren las funcionalidades bsicas requeridas en las 3 capas inferiores delmodelo OSI.Los enrutadores en el modelo OSI[editar]

Enrutadores y conmutadores en el modelo OSIEn elmodelo OSIse distinguen diferentes niveles o capas en los que las mquinas pueden trabajar y comunicarse para entenderse entre ellas. En el caso de los enrutadores encontramos dos tipos deinterfaces: Interfaces encaminadas: son interfaces de nivel 3, accesibles por IP. Cada una se corresponde con una direccinsubreddistinta. En IOS se denominan "IP interface". Se distinguen a su vez dos subtipos: Interfaces fsicas: aquellas accesibles directamente por IP. Interfaces virtuales: aquellas que se corresponden con una VLAN o unCV. Si dicha interfaz se corresponde con una nicaVLANse denominaSwitch Virtual Interfaz(SVI), mientras que si se corresponde con un enlace trunk o con un CV, actan como subinterfaces. Interfaces conmutadas: se trata de interfaces de nivel 2 accesibles solo por el mdulo de conmutamiento. En IOS reciben el nombre de puertos de conmutador. Las hay de dos tipos: Puertos de acceso: soportan nicamente trfico de una VLAN. Puertos trunk: soportan trfico de varias VLANs distintas.Estas posibilidades de configuracin estn nicamente disponibles en los equipos modulares, ya que en los de configuracin fija, los puertos de un enrutador actan siempre como interfaces encaminadas, mientras que los puertos de un conmutaador como interfaces conmutadas. Adems, la nica posible ambigedad en los equipos configurables se da en los mdulos de conmutamiento, donde los puertos pueden actuar de las dos maneras, dependiendo de los intereses del usuario.Conmutadores frente a enrutadores[editar]Unconmutador, al igual que un encaminador es tambin un dispositivo deconmutacin de paquetesde almacenamiento y reenvo. La diferencia fundamental es que el conmutador opera en la capa 2 (capa de enlace) del modelo OSI, por lo que para enviar un paquete se basa en unadireccin MAC, al contrario de un encaminador que emplea ladireccin IP.Bibliografa[editar] Kurose, James. Ross, Keith (2008).Computer networking. Pearson.ISBN 987-0-321-51325-0. Peterson, Larry L.. Davie, Bruce S. (2003).Computer networks (3ed). Morgan Kaufmann.ISBN 1-55860-832-X. Stallings, William (2005).Comunicaciones y Redes de Computadores. Prentice Hall.ISBN 84-205-4110-9. Comer, Douglas (2000).Redes Globales de Informacin con Internet y TCP/ IP. Prentice Hall.ISBN 968-880-541-6. Parte de este artculo fue creado a partir de la traduccin del artculo Router de la Wikipedia en ingls, bajo licencia Creative Commons Atribucin Compartir Igual 3.0 y GFDL. Se us parte de los apuntes de clase de la asignatura Redes y Servicios Telemticos (Universidade de Vigo).