¿Cómo se fabrican los latiguillos de fibra óptica?

Desde que Internet comenzó a cambiar la vida de las personas, los ingenieros han intentado constantemente encontrar una manera de ofrecer el mayor rendimiento posible a sus clientes. Además, se han centrado en brindar el mejor servicio posible a sus empresas. Uno de los principales y más importantes avances en la era de Internet ha sido la tecnología de redes ópticas. Esta tecnología supuso un gran avance para todos los usuarios de Internet y ha sido la base principal de las empresas y los usuarios de Internet que exigen alto rendimiento en la actualidad.

 

Esta tecnología se basa en la fibra óptica, que es la parte principal de las redes ópticas. La fibra óptica se define como un filamento único, fino como un cabello, extraído de vidrio de sílice fundido. Estas fibras ópticas han sustituido a los cables de cobre para producir un alto rendimiento y una alta capacidad de transmisión. Están optimizados y son puros para que la luz transmitida por dispositivos ópticos como transceptores pueda pasar a través de ellos y transportar el tráfico de la red a través de una arquitectura de red. Los transceptores son los que convierten esta luz en entrada eléctrica y viceversa, por lo que varios conmutadores, enrutadores, cortafuegos, etc. pueden comprender el tráfico.

 

El ingrediente principal de las fibras ópticas es una sustancia química llamada dióxido de silicio (SiO 2). Además se encuentran otros compuestos químicos como el tetracloruro de germanio (GeCl 4) y el oxicloruro de fósforo (POC1 3), sin embargo estos se utilizan principalmente para producir la capa exterior de la fibra, también conocida como revestimiento. En los primeros días de esta tecnología, los investigadores intentaban conectar la pureza del vidrio utilizado con la atenuación de la señal y como en los últimos años esto se ha demostrado, hoy el objetivo principal es desarrollar fibras ópticas hechas de vidrio de sílice con la mayor calidad posible. pureza. Una de las partes más importantes de la composición del vidrio es el contenido de fluoruro. Se ha confirmado que el vidrio con alto contenido de fluoruro mejora el rendimiento general debido a su pureza en toda la fibra. Esto lo hace adecuado para su implementación en soluciones multimodo debido al hecho de que las fibras multimodo transmiten cientos de señales de ondas de luz discretas al mismo tiempo.

 

En las arquitecturas de redes ópticas, la luz viaja a través de muchas fibras ópticas individuales que están unidas alrededor de un soporte de plástico de alta resistencia como soporte. A esto también se le llama núcleo del cable. Además, el núcleo se cubre con un par de capas protectoras para protegerlo del estrés externo. Las capas protectoras están hechas principalmente de aluminio, Kevlar y polietileno, que es el ingrediente principal del revestimiento. El revestimiento juega un papel muy importante en la red. Esto se debe principalmente a que la luz rebotará constantemente mientras viaja a través de la fibra óptica. La cantidad de energía que se pierde por el rebote se llama atenuación. La atenuación se mide en términos de pérdida (en decibelios, una unidad de energía) por distancia de fibra. Una fibra óptica de alta calidad no debería perder más de 0,3 decibeles por kilómetro. Esta atenuación hace que la luz finalmente pierda potencia, por lo que la señal debe repetirse y reforzarse con la ayuda de repetidores láser. En las redes de alto rendimiento actuales, estos repetidores láser se implementan cada 30 kilómetros en promedio. Sin embargo, la buena noticia es que estudios recientes demostraron que el vidrio ultrapuro recientemente desarrollado eventualmente proporcionará la fibra óptica para alcanzar la marca de los 100 kilómetros sin la necesidad de un repetidor láser.

 

Como ocurre con todos los dispositivos electrónicos que se encuentran hoy en día, el proceso de fabricación es una de las partes más interesantes de todo el panorama. Cuando se trata de fibras ópticas, existen dos métodos para fabricarlas y cada uno de esos métodos tiene su propio propósito. Para producir una fibra multimodo en la que múltiples ondas de luz la atraviesen y reboten en el revestimiento, reduciéndose en un alcance más corto, se utiliza el llamado método del crisol. Este es el método más fácil y sencillo de los dos porque, simplemente, el vidrio de sílice se funde y se le da forma para producir una fibra óptica más gruesa.

 

El segundo método se llama proceso de deposición de vapor. Los investigadores desarrollaron tres técnicas diferentes de deposición de vapor:

 

Deposición de fase de vapor exterior

Deposición axial en fase de vapor

Deposición química de vapor modificada (MCVD)

La técnica más común utilizada en la actualidad es la técnica MCVD. Con esta técnica se produce un cilindro sólido de núcleo y encima se coloca material de revestimiento. Después de ese proceso, el núcleo se calienta y se transforma en una fibra monomodo más delgada para comunicaciones de larga distancia. El proceso paso a paso que se muestra a continuación es mucho más interesante:

 

Al depositar capas de dióxido de silicio especialmente formulado en la superficie interior de una varilla de sustrato hueca, se forma una forma cilíndrica. La deposición se produce aplicando oxígeno puro, en forma de gas, a la varilla. Junto con el gas vaporizado se añaden un par de sustancias químicas importantes, incluido el tetracloruro de silicio (SiCl 4), tetracloruro de germanio (GeCl 4) y oxicloruro de fósforo (POC1 3). Con la ayuda de llamas inferiores, la superficie de la varilla se mantiene constantemente caliente y cuando el oxígeno entra en contacto con la varilla se forma un dióxido de silicio de alta pureza dentro de la propia varilla. Este dióxido de silicio de alta pureza es la base del núcleo de la fibra óptica.

 

El segundo proceso de esta técnica comienza midiendo el espesor del dióxido de silicio formado dentro de la varilla. Cuando se alcance el espesor esperado, la varilla se someterá a un par de procedimientos de calentamiento para eliminar el exceso de burbujas y la humedad atrapada en el interior. Después de esta segunda etapa, el dióxido de silicio formado suele tener un diámetro de 10 a 25 mm.

Luego, la forma sólida del dióxido de silicio se transfiere a un sistema automático de estirado de fibras. Este sistema puede tener hasta dos pisos de altura y tiene la capacidad de producir fibras continuas de hasta 300 km.

 

En el sistema anterior, la fibra pasa primero a través de un horno donde se calienta hasta 2000 grados Celsius. A medida que la fibra pasa a través del sistema, el material de la varilla del sustrato original forma la capa exterior llamada revestimiento.

 

A medida que la fibra se tira y se extrae, sensores especiales monitorean su diámetro y al mismo tiempo un dispositivo separado aplica una capa protectora en la parte superior. El proceso finaliza cuando la fibra óptica alcanza el espesor deseado y luego se envía a control de calidad.

 

 

Se puede decir con seguridad que este proceso es la base para producir fibras ópticas ultrapuras. Hoy en día, los investigadores intentan encontrar otra solución que ofrezca una atenuación aún menor. Su esperanza se centra en fibras experimentales con un alto contenido de fluoruro de circonio (ZrF 4). Estas fibras han sido probadas y sus resultados de atenuación son sorprendentes, proporcionando una pérdida de rendimiento de sólo 0,005 a 0,008 decibelios por kilómetro. Cuando estas fibras entren en producción y lleguen al mercado de redes, brindarán una gran ventana al futuro y, sinceramente, ¡estamos ansiosos por que eso suceda!