Fibra óptica: lo más importante para Internet

Este año, el 5G será una realidad gracias a los prototipos experimentales que están en curso. Por primera vez en la historia de las comunicaciones móviles se alcanzarán velocidades de un gigabyte por usuario, con una latencia inferior a 1ms. Sin embargo, el sueño de una internet totalmente móvil e inalámbrica no es más que una utopía.

Si bien el 5G ampliará un poco cuello de botella que impide a los proveedores suplir la demanda de velocidad móvil, los límites propios de un recurso finito y limitado como es el espectro radioeléctrico exigen que se implementen tecnologías alternas que soporten la creciente demanda global de ancho de banda.

¿Por qué la fibra óptica es tan importante para Internet?

A principio del siglo XX los físicos Demetrius Hondros y Peter Debye probaron ecuaciones aplicadas a la transferencia controlada de pulsos de luz a través de cables de vidrio, pero no fue sino hasta mediados de ese siglo que el físico Narinder Singh Kapany realizó experimentos que condujeron a la invención de lo que hoy conocemos como fibra óptica. Hubo que esperar hasta abril de 1977 para que finalmente una compañía, General Telephone and Electronics, enviara la primera transmisión telefónica a través de fibra óptica.

Difícilmente los pioneros de esta particular tecnología hubieran podido imaginar que el envío de luz por hilos de vidrio cambiaría literalmente el futuro de las comunicaciones y, por consiguiente, de la humanidad.

La fibra óptica es un tipo de hilo flexible transparente, resultante del complejo proceso industrial de extrudir vidrio (sílice), aunque hoy en día también se logra con plástico, hasta un diámetro similar al de un cabello humano. Este hilo hueco sirve como guía de ondas dieléctricas que operan a frecuencias ópticas, en otras palabras, de pulsos de luz binarios. Cada uno de sus filamentos consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) que posee alto índice de refracción, lo que permite convertir los impulsos de luz en datos y de esta forma transmitir información.

Durante los primeros años de masificación de la fibra óptica, sus costos fueron muy elevados y solamente se utilizó para grandes redes troncales que transportaban voz y datos. Sin embargo, con el paso del tiempo se volvió indispensable en las redes de interconexión de datos y se masificó su uso, no solo en tierra, sino también en extensos cables submarinos transoceánicos que hoy en día soportan el internet que utilizamos a diario. Con excepción de algunas transmisiones satelitales y de microondas, la totalidad de las redes troncales y de interconexión de internet están soportadas sobre fibra óptica.

¿Por qué la fibra óptica es la única capaz de cargar la insaciable demanda de datos que exige Internet?

La respuesta es sencilla: no existe algo que viaje más rápido que la velocidad de la luz y la fibra óptica utiliza la luz para transportar información (aunque existe una resistencia promedio de entre 13% y 31%, denominada latencia, que es causada por el proceso mismo de refracción al viajar por la fibra).

"A medida que los objetos viajan más rápido, su masa crece y mientras más masa tienen, más difícil es lograr la aceleración, por lo que nunca llegan a la velocidad de la luz. Por su parte los Fotones son únicos pues no requieren aceleración, sino que la energía natural que poseen equivale a su máxima velocidad, lo que conocemos como la velocidad de la luz y en estricto sentido no hemos observado científicamente hasta ahora nada que pueda desplazarse tan o más rápidamente que los Fotones."
Roger Rassool, físico de la Universidad de Melbourne Australia

Solo en el supuesto caso que la tierra fuera plana esta latencia podría evitarse, pues una señal de láser de ultrapotencia podría superar la velocidad de la señal de fibra óptica. También podría hacerlo un satélite de transmisión láser, tecnología por ahora disponible solo en los libros de ciencia ficción.

Teniendo en cuenta que la velocidad de Internet se mide en la cantidad de bits por segundo que se trasladan de un punto a otro de la red y que la fibra óptica utiliza los fotones como representaciones de dichos bits, al final lo que tenemos es una tecnología que permite que los bits viajen casi a la velocidad de la luz (contando con la resistencia antes mencionada). Por consiguiente, su capacidad de transportar se vuelve casi infinita; los únicos límites reales son la latencia y la capacidad de conversión y procesamiento que tengan las terminales de transmisión y recepción de la información.

Es importante mencionar que existen grupos de investigación alrededor del mundo trabajando para reducir la latencia de la fibra óptica. Un estudio publicado en 2013 por científicos de la Universidad de Southampton (Reino Unido) afirmó que es posible fabricar una fibra óptica capaz de transmitir datos a una velocidad que llega a un 99,7% de la velocidad de la luz en el vacío, lo que terminaría reduciendo la latencia en 0,3%.

Es por lo anterior que no existe una tecnología para el sector de las telecomunicaciones que suponga una inversión de largo plazo más adecuada que la fibra óptica, pues si bien cada día se producirán fibras más eficientes y menos resistentes, los valores de referencia al final terminarán siendo prácticamente los mismos y estarán siempre por encima de cualquier otra tecnología que no sea óptica.

La fibra debe llegar hasta la casa

En la actualidad todas las redes troncales y de interconexión utilizadas para Internet están constituidas por fibra óptica, pero no siempre ocurre lo mismo con las redes domiciliaras de Internet, que en muchos casos son sobre redes de cobre (ADSL) o coaxiales generalmente híbridas (HFC). Aunque estas tecnologías han resultado funcionales, gracias principalmente a que DOCSIS ha demostrado ser un sistema capaz de reinventarse de forma permanente, las actualizaciones que demandan y sus limitaciones de velocidad exigen que al final la fibra óptica llegue hasta la casa del usuario y permita así soportar las altas demandas de tráfico, capacidad y velocidad a bajo costo del Internet que consumimos. No obstante, es comprensible que las grandes empresas que tienen aún desplegada una red coaxial sigan buscando monetizar esta red antes de dar el salto a las conexiones de fibra óptica que lleguen hasta el hogar.

La tecnología utilizada para transportar Internet por fibra óptica hasta la casa del usuario se denomina FTTH (del inglés Fiber To The Home), que parte de la tecnología FTTx. La red de acceso entre el usuario y la red troncal se realiza generalmente con uno o dos cables dedicados para cada usuario (conexión punto-punto / topología en estrella) o una red PON (del inglés Passive Optical Network, red óptica pasiva), que usa una estructura tipo árbol.

Gracias a la fibra que llega hasta el hogar, en América Latina ya es común encontrar proveedores que ofrecen velocidades promedio de 100 mbt/s, en algunos casos hasta 250 mbt/s, al tiempo que en países desarrollados estas velocidades promedian un gigabit por segundo. Si bien estos equivalen a los valores de referencia prometidos por el 5G, la gran diferencia es la cantidad de datos soportados: gracias a la fibra esa conexión es permanente y prácticamente ilimitada, mientras en 5G será a demanda y con una capacidad limitada.

Respecto a los costos, hoy en día es más económico para un operador de telecomunicaciones diseñar e implementar una red con fibra hasta los hogares que con cualquier otra tecnología, incluyendo el HFC. Un estudio publicado en 2017 por la OIT, estimó que prácticamente todas de las nuevas redes de Internet que se desplieguen en los próximos años en los países desarrollados serán de FTTH.

En conclusión, ninguna tecnología permite tanta velocidad, capacidad, disponibilidad del servicio para distribuir Internet como la fibra óptica, un sistema que utiliza la luz como medio para conectar a la humanidad sin importar la distancia que haya que recorrer. En los próximos años pasará de ser simplemente una red troncal para convertirse en el principal medio de transporte de Internet, incluso hasta y dentro de los hogares.

(*) Gabriel E. Levy B.: Asesor Consultor Experto en contenidos y telecomunicaciones Docente Universitario: UdeA – U Externado.

Fuente: Gabriel E. Levy B. – andinalink.com