Las fibras ópticas pueden transmitir señales digitales y analógicas. Actualmente, el 90% de los servicios de comunicaciones del mundo requieren transmisión a través de fibras ópticas. Con el desarrollo de la tecnología de comunicación por fibra óptica, muchos países de todo el mundo han introducido sistemas de comunicación por fibra óptica en las redes públicas de telecomunicaciones, redes de retransmisión y redes de acceso.
Las redes troncales de transmisión y acceso de banda ancha de fibra óptica se están desarrollando rápidamente y son los principales objetivos de la investigación, el desarrollo y la aplicación actuales. Varias aplicaciones de las comunicaciones por fibra óptica se pueden resumir de la siguiente manera:
(1) Redes de comunicación: las comunicaciones de fibra óptica se aplican ampliamente en las redes de comunicación y se han convertido en el método principal en las comunicaciones modernas. 1) Redes de comunicación globales. Dado que los sistemas de comunicación de fibra óptica pueden tener distancias de retransmisión muy largas, se pueden diseñar líneas submarinas de fibra óptica que abarquen océanos, como cables ópticos submarinos a través de los océanos Atlántico y Pacífico, y líneas troncales de cables ópticos intercontinentales a través del continente euroasiático. El primer sistema de comunicación de fibra óptica a través del Atlántico (TAT-8) entró en funcionamiento a finales de 1988, lo que se realizó 32 años después de la apertura del primer sistema telefónico de cable coaxial de cobre (TAT-1).
El sistema de comunicación de fibra óptica TAT-8 abarcaba una distancia de aproximadamente 6×10³km entre la costa este de Estados Unidos y Europa, y podía proporcionar una capacidad total de casi 40.000 canales de voz, lo que demostraba la superioridad de las comunicaciones de fibra óptica en términos de capacidad. En comparación con los cables coaxiales, los cables ópticos son mucho más ligeros, lo que los hace más fáciles de transportar y tender. Además, si se utilizan amplificadores ópticos y fibras ópticas de menor-pérdida, se puede reducir o eliminar la necesidad de repetidores. Actualmente, existen cables ópticos en todos los océanos y en la mayoría de mares del mundo, formando puentes de comunicación de alta velocidad.
Redes públicas de telecomunicaciones de varios países. Los cables ópticos tienen las ventajas de un tamaño pequeño y una gran capacidad de información, lo que los convierte en la mejor alternativa a los tradicionales cables de par trenzado-de cobre en la etapa actual. Las líneas troncales nacionales de primer-nivel de China, las líneas troncales provinciales de segundo-nivel y los ramales por debajo del nivel de condado se han convertido básicamente a fibra óptica.
Diversas redes de comunicación especializadas. Los sistemas de fibra óptica utilizados para comunicación, comando, despacho y monitoreo en energía eléctrica, ferrocarriles, defensa nacional y otros departamentos utilizan principalmente la resistencia a la interferencia electromagnética de las fibras ópticas y la transmisión y recepción en tiempo real-de señales de video.
Comunicaciones especiales. Las fibras ópticas tienen una resistencia a la corrosión extremadamente fuerte y el uso de cables ópticos en entornos inflamables y explosivos en departamentos de petróleo, productos químicos, minería del carbón y otros proporciona una mayor seguridad.
El uso de sistemas de comunicación de fibra óptica dentro de aviones, buques de guerra, submarinos, misiles y naves espaciales aprovecha las características de las fibras ópticas: ser livianas, de tamaño pequeño, resistentes a interferencias electromagnéticas y sin radiación de señal.
(2) Redes de área local y redes de área amplia que constituyen Internet: los sistemas de comunicación por fibra óptica son especialmente adecuados para transmitir datos en formato digital. Las interconexiones entre unidades centrales de procesamiento (CPU) y dispositivos periféricos, entre CPU y memoria, y entre múltiples CPU se pueden realizar utilizando fibras ópticas. Las velocidades de transmisión de las redes de área local y de las redes de área amplia que utilizan fibras ópticas han aumentado a 100 Mbit/s y 1 Gbit/s y pueden proporcionar conexiones de alta-velocidad entre redes de área local. La transmisión de fibra óptica se puede utilizar para redes de área local y redes de área amplia con diferentes topologías de red.
(3) Redes troncales y de distribución de redes de televisión por cable, sistemas de televisión industrial: las señales de estaciones terrestres satelitales, líneas de microondas, transmisiones de televisión recibidas por antena-y programas de televisión de producción propia-pueden conectarse a centros de distribución a través de fibras ópticas. Las fibras ópticas se pueden conectar directamente a redes de distribución de vídeo en líneas terminales de usuario. Se pueden transmitir múltiples canales de televisión simultáneamente utilizando múltiples fibras ópticas mutuamente aisladas en un cable óptico o mediante multiplexación por división de frecuencia en una única fibra óptica. Las redes de comunicación de fibra óptica también se pueden aplicar a la transmisión de datos en sistemas de monitoreo y control automático de fábricas, bancos, centros comerciales, transporte y departamentos de seguridad pública.
(4) Redes de acceso de fibra óptica de servicios integrados: las redes de acceso de fibra óptica se dividen en redes de acceso activo y redes de acceso pasivo, que pueden realizar un acceso integrado a redes centrales para teléfono, datos, video (televisión de conferencias, videoteléfono, etc.) y servicios multimedia, proporcionando diversos servicios comunitarios.
(5) Sensores de fibra óptica: Estrictamente hablando, los sensores de fibra óptica no pertenecen a la categoría de comunicaciones. Sin embargo, los sensores de fibra óptica son un campo de aplicación extremadamente importante de la fibra óptica. Los sensores de fibra óptica se han aplicado con éxito en campos como la medición de temperatura, medición de presión, medición de posición rotacional y traslacional y medición de profundidad de líquidos. Para algunos sensores, las fibras ópticas tienen funciones duales: primero, el propio sensor depende de ciertas características sensibles de la fibra óptica; en segundo lugar, la información se recopila y transmite a través de la fibra óptica al terminal de salida de información.
La verdadera aplicación de este peculiar medio de fibra óptica sigue siendo simplemente reemplazar los cables de cobre con fibras ópticas en las redes de telecomunicaciones existentes, lo que ha mejorado un poco el rendimiento de las redes de comunicación y ha reducido los costos, pero la topología de la red sigue siendo básicamente el modelo anterior a la aparición de las comunicaciones por fibra óptica. El potencial de las comunicaciones por fibra óptica no se ha aprovechado plenamente y la aplicación de la tecnología de comunicación por fibra óptica en las redes de comunicación actuales sigue siendo una aplicación clásica. Con la tendencia de que todas-las redes de comunicación óptica se estén implementando en todo el mundo, los sistemas de fibra óptica no solo se utilizan para transmitir señales, sino que la conmutación, la multiplexación, el control y el enrutamiento también se completan en el dominio óptico, construyendo así verdaderas redes de comunicación de fibra óptica.
