Fundamentos de los divisores ópticos

Los divisores ópticos, también conocidos como divisores de fibra óptica, son componentes integrales de las redes de fibra óptica que permiten dividir una entrada de fibra en varias salidas. Esta capacidad es crucial en las telecomunicaciones, especialmente en las redes ópticas pasivas (PON), donde las redes de fibra óptica deben dar servicio a múltiples usuarios a través de una red compartida. Este artículo explica cómo se fabrican los divisores ópticos, sus principios de funcionamiento y sus diversas aplicaciones.

 

¿Qué son los divisores ópticos?

Los divisores ópticos son dispositivos pasivos que dividen una única señal óptica en varias señales o combinan varias señales en una sola. Como dispositivos pasivos, no necesitan una fuente de alimentación externa para funcionar, ya que se basan únicamente en las propiedades de transmisión de la luz a través de la fibra. La capacidad de dividir la luz eficazmente con una pérdida de señal mínima es vital para los diseños de red en los que varios puntos finales necesitan acceder a la misma señal óptica.

 

Tipos de divisores ópticos

Existen dos tipos principales de divisores ópticos, cada uno de los cuales responde a necesidades distintas de la red:

1. Divisores cónicos bicónicos fundidos (FBT): Un tipo de divisor más antiguo que utiliza calor para fusionar fibras en una estructura cónica, donde la luz se divide en proporciones variables. Los divisores FBT son rentables y eficaces para redes de baja relación de división (normalmente divisiones 1:2 o 1:4), lo que los hace adecuados para aplicaciones de corta distancia. El divisor FBT divide la luz estrechando gradualmente las fibras, lo que permite que una parte de la luz pase a través de cada fibra. Debido a la estructura cónica, parte de la luz se divide de forma natural en el punto de unión entre fibras. Este método da lugar a una distribución irregular de la luz, pero resulta eficaz en aplicaciones con una relación de división más baja.
2. Divisores de circuitos planares de onda luminosa (PLC): Divisores modernos que utilizan técnicas fotolitográficas y guías de onda de sílice sobre un sustrato semiconductor. Los divisores PLC ofrecen un rendimiento constante y fiable con bajas pérdidas en las relaciones de división más altas (por ejemplo, 1:32 o 1:64). Su diseño es ideal para redes de mayor tamaño con un elevado número de extremos. El diseño de los divisores PLC permite una división uniforme y controlada de la luz guiándola a través de las guías de ondas estampadas en el sustrato de silicio. Cada rama de la guía de ondas divide la luz uniformemente, proporcionando una potencia uniforme en todas las salidas, independientemente de la relación de división. Este control preciso es especialmente beneficioso en sistemas PON, donde es esencial una distribución uniforme de la luz.

   

   Aplicaciones de los divisores ópticos

   Los divisores ópticos son esenciales en telecomunicaciones y otros campos en los que es crucial compartir la señal entre varios puntos finales. Los divisores ópticos no necesitan fuente de alimentación y permiten que una sola fibra sirva a varios extremos. Su uso está muy extendido en las redes FTTx (Fibra hasta la X), ya que reduce el número de fibras encaminadas de vuelta a la central. Esta característica es crucial, sobre todo en ciudades densamente pobladas.

   Fibra hasta el hogar (FTTH) y fibra hasta las instalaciones (FTTP)

   Los divisores ópticos permiten la conectividad de última milla para los sistemas FTTH y FTTP distribuyendo la señal desde el proveedor de servicios hasta las viviendas o locales individuales. Los divisores PLC, con sus elevadas relaciones de división, son los preferidos en estas aplicaciones, ya que permiten que varias residencias compartan una única línea de fibra.

   Centros de datos y computación en nube

   Los centros de datos necesitan una conectividad fiable y de gran ancho de banda para poder intercambiar y procesar datos entre varios servidores. Los divisores ópticos permiten distribuir señales de luz desde una única entrada a varios servidores, garantizando un enrutamiento eficaz de los datos dentro de la infraestructura del centro de datos.

   Redes de televisión por cable (CATV)

   Los divisores ópticos distribuyen señales de televisión en redes CATV para permitir que varios usuarios reciban la misma señal simultáneamente. Al aprovechar los divisores, los proveedores de CATV pueden llegar a un público más amplio a través de una red de fibra compartida sin degradación de la señal.

   Sensores ópticos e instrumentación

   En aplicaciones industriales y científicas especializadas, los divisores ópticos distribuyen la luz a distintos sensores, lo que permite realizar mediciones simultáneas en varios puntos. Los sensores ópticos se utilizan para controlar las condiciones ambientales, la temperatura, la presión y la deformación en diversos campos, como la industria aeroespacial, la ingeniería civil y la sanidad.

    

   El futuro de los divisores ópticos

   A medida que crezca la demanda de Internet de alta velocidad y una amplia conectividad de datos, seguirá aumentando el uso de divisores ópticos en redes de telecomunicaciones y centros de datos. La investigación en tecnología de divisores está en curso, centrándose en aumentar la eficiencia, minimizar la pérdida de señal y desarrollar diseños más resistentes y estables a la temperatura. Es probable que estos avances desempeñen un papel fundamental en la evolución de 5G y más allá, donde se esperan velocidades de datos y densidad de conectividad aún mayores.

    

   Conclusión

   Los divisores ópticos son componentes vitales en las redes de fibra óptica, ya que permiten distribuir la señal a través de múltiples puntos finales de forma eficaz y fiable. Su fabricación, ya sea mediante procesos FBT o PLC, requiere precisión para garantizar un funcionamiento eficaz y una baja pérdida de señal. Con aplicaciones en telecomunicaciones, centros de datos y otros ámbitos, los divisores ópticos son fundamentales en el panorama moderno de la conectividad. A medida que avance la tecnología, estos dispositivos seguirán facilitando las redes de datos de alta velocidad y alta densidad necesarias para la era digital.