La fibra óptica comunicaciones en el desarrollo de las Gilberto Basilio Sánchez En los últimos años, el acceso a la información se ha facilitado tanto que nos parece muy común consultar los periódicos utilizando medios como la internet. El manejo de la información y la necesidad de enviarla de manera rápida y eficiente han abierto muchos campos de investigación que han dado paso a varios de los avances tecnológicos e informáticos que utilizamos actualmente. A comienzos de los años 60, junto con el rápido desarrollo de las redes de comunicaciones (en esa época se usaban cables de cobre tendidos de las casas a una central telefónica), se comenzaron a vislumbrar problemas que limitarían gravemente la cantidad de información que se podía enviar a través de esas redes. Esto causó gran preocupación, sobre todo en los países más desarrollados, donde tanto las empresas como los particulares se habían ya acostumbrado a recibir y enviar información a través de redes telefónicas bastante sofisticadas para aquellos tiempos. Estas nuevas dificultades exigían desarrollar medios que tuvieran mayor capacidad para transmitir información (esto técnicamente se llama mayor ancho de banda), así como crear nuevas formas que aprovecharan la red de cableados con la cual se contaba. Colocar un mayor número de líneas de cobre, cable coaxial o enlaces de radio, complicaba las cuestiones prácticas y creaba nuevas necesidades; no sólo era necesario colocar nuevos transmisores y receptores, sino también contar con numerosas repetidoras, protegerlas de las inclemencias del ambiente y generar señales de alta potencia a frecuencias específicas, lo cual era bastante complicado en aquellos tiempos (las microondas se usan de manera profusa hasta los años 80). Además, la transmisión de información se realizaba sólo con señales eléctricas y era necesario proponer nuevas opciones para crear otras tecnologías. El desarrollo del láser fue de gran utilidad, pues a través de la luz se pueden transmitir grandes cantidades de información, y el medio idóneo para conducirla era la fibra óptica (en los años 60 estaba en pañales y desarrollándose en los diferentes laboratorios, pero ya pintaba como una promesa que se haría realidad en poco tiempo). Para que exista comunicación debe existir un transmisor que envíe un mensaje, un medio por el que se propague y un receptor que lo interprete (se puede pensar a los autores de esta nota como los transmisores o emisores, a la nota escrita como el mensaje y al lector como el receptor de la información). En un sistema de comunicaciones óptico, el transmisor es una fuente de luz y el receptor es un detector que convierte la señal luminosa en una señal eléctrica que se puede interpretar de manera simple. Al igual que en los sistemas donde se utilizan señales eléctricas para enviar información, los sistemas de comunicación óptica envían generalmente la información en forma codificada cambiando en forma sistemática alguna característica de la onda de luz emitida por la fuente. Las características más utilizadas para codificar la información son la amplitud, la frecuencia y la longitud de onda. La amplitud puede interpretarse como la cantidad de energía que lleva la onda, y el cambio entre dos valores de energía puede, por ejemplo, representarse con un 1 o un cero, que en conjunto podrían utilizarse para desarrollar códigos similares al Morse. La frecuencia de la onda indica cuántas veces en un segundo la onda alcanza el punto de energía máxima y en el sistema internacional de unidades (SIU) se mide en unidades de 1/segundo (1/s ó s-1), conocidas comúnmente como Hertz. Finalmente, la longitud de onda puede interpretarse como el color de la luz, y, en el SIU se especifica generalmente en metros. Las longitudes de onda de la luz visible están en el intervalo de 400 a 700 nanómetros (un nanómetro: 1x 10-9 m, o bien, una millonésima parte de un milímetro); por ejemplo, un rayo láser de color rojo tiene una longitud de onda de 633 nanómetros. En las comunicaciones, la frecuencia es siempre una medida de la capacidad de enviar información, y si consideramos que el intervalo de frecuencias de las ondas ópticas está alrededor de 100 billones de hertzs, nos podemos dar cuenta de la enorme capacidad que pueden tener los sistemas de comunicación ópticos. El trasmitir información y crear un sistema de comunicación utilizando la luz ya había sido demostrado por Graham Bell en 1880 mediante el fotófono. Éste era un aparato muy sencillo que usaba luz solar para transmitir señales de sonido. Fue hecho con una membrana con un vidrio, un espejo y un auricular. La membrana-vidrio refleja la luz del Sol hacia el espejo, que puede ubicarse hasta a 200 metros de distancia; si se hace vibrar la membrana con sonido, por ejemplo, cantando, el espejo que tiene pegado hará que la luz reflejada también vibre. Estos cambios de la membrana podrán ser interpretados en otro lugar por otro espejo y, con un elemento especial, reproducir la señal de voz. El fotófono se considera el sistema pionero de las comunicaciones ópticas y sirvió para demostrar la factibilidad de enviar información utilizando luz. La aparición del rayo láser como fuente de luz monocromática (de un solo color), estimuló la explotación de las comunicaciones ópticas y resolvió el problema de enviar altos flujos de información a frecuencias muy altas (el espectro de frecuencia nos dice que la luz visible se encuentra en frecuencias muy por encima de las eléctricas o las microondas, por eso se les llama altas). En los años 70 comenzaron los estudios básicos sobre los procesos de modulación y detección de la luz que eran necesarios para convertir el mensaje óptico en uno eléctrico fácil de interpretar. Sin embargo, el punto clave para que estos sistemas de comunicación pudieran desarrollarse como hasta ahora, fue hallar el medio más adecuado para transmitir la luz. A pesar de que se han desarrollado sistemas de comunicaciones ópticos que utilizan el espacio libre como medio de transmisión, las características del medio ambiente y sus fluctuaciones (lluvia, rayos del sol, partículas en el aire, etc.) impiden el envío de información a grandes distancias. El medio idóneo resultó ser, entonces, la fibra óptica. A través de ella no sólo se puede propagar la luz con una interferencia mínima, sino que se puede proteger del medio ambiente. Con las fibras ópticas se pueden establecer enlaces punto a punto (como de una casa a una central telefónica, o de central a central) y pueden existir diferentes técnicas para codificar la información que se propaga por ella a miles de kilómetros. La trascendencia y el impacto de la fibra óptica en los sistemas de comunicación óptica es tal que ha transformado los sistemas de comunicación en sistemas de telecomunicaciones que pueden transmitir mensajes a cientos de kilómetros.