Hasta nuestros días, Alexander Graham Bell es conocido, sobre todo, como el padre de un artefacto que se ha hecho imprescindible en la vida diaria: el teléfono. Sin embargo, Bell consideraba otro invento suyo -el fotófono-, mucho más importante, demostrando en este sentido, tal vez como en ningún otro, ser un visionario. El principio básico del fotófono -la transmisión de información por medio de señales de luz- es esencialmente el mismo de la actual revolucionaria fibra óptica.

Ese invento considerado tan importante por Bell quedó, no obstante, postergado por casi un siglo debido a que resultaba adelantado a su época por la implementación que requería para un óptimo funcionamiento: una fuente de mucha potencia luminosa y un medio para guiar en distintas direcciones los rayos de luz. Mientras no se contara con tales adelantos, el fotófono estaba destinado a ser una especie de juguete, útil sólo para distancias muy pequeñas (para no perder del todo la señal luminosa) y sin ningún obstáculo que interfiriera la propagación rectilínea de la luz a través del aire.

Casi cien años más tarde, ambos implementos son una realidad y no permiten únicamente transportar la voz, sino que son capaces de reproducir en apenas un segundo el equivalente al contenido de 48 copias de un ejemplar de la revista CRECES. Este mismo proceso requeriría de 21 horas si se realizara por una línea telefónica de alambre de cobre.

Este enorme salto tecnológico se debe a una potentísima fuente de luz, el láser y a un filamento de vidrio tan delgado como un cabello, la fibra óptica.


Un vidrio muy flexible

Aun cuando ya a fines del siglo pasado se sabía que la luz podía ser guiada a través de medios transparentes, recién entre 1910 y 1930 aparecieron los primeros estudios científicos al respecto. En cuanto a la conducción de rayos de luz por medio de vidrio, es justo reconocer que ya los sopladores de vidrio de la época del Renacimiento se habían maravillado ante este fenómeno, sin saber para qué podía servir. La aplicación práctica debió así esperar hasta los años `50, cuando fue desarrollado el "fibroscopio", precursor del instrumento que hoy permite, mediante una gastroendoscopía, examinar internamente el esófago y el tracto digestivo sin necesidad de cirugía. El fibroscopio consistía en un conjunto de fibras de vidrio flexibles, unidas paralelamente, que hacían las veces de una lente para llegar a lugares recónditos donde la vista o el microscopio no tenían acceso. A esta primera función de servir para ver o mirar se debe la actual denominación de fibra "óptica", aun cuando en la actualidad ésa no sea su principal aplicación, que es la de servir como medio para trasmitir información codificada en señales luminosas.

Para llegar a esa etapa, sin embargo, esta primitiva fibra óptica debía ser perfeccionada en el sentido de que, al pasar la luz a través de ella, las pérdidas de energía luminosa fuesen tan bajas que se justificara su uso en sistemas de comunicación. Esto se logró en 1966, dando comienzo a un incesante proceso de fabricación y perfeccionamiento de sistemas de transmisión por fibra óptica, cuyo mercado aumenta a razón de 40% y más anualmente. Por algo los japoneses consideran a este diminuto hilo de vidrio como "el elemento clave para su plan de dominar la tecnología mundial de las comunicaciones", según comentan los norteamericanos, quienes junto a los nipones están a la cabeza de la producción y venta de esta nueva alternativa tecnológica de comunicación.

La estructura de esta especie de "cañería" para transportar luz es bastante sencilla: un filamento de vidrio compuesto por un núcleo trasparente envuelto por un "manto" también trasparente. Pero no se trata de cualquier vidrio, sino de uno que tolera una impureza por cada millón de partículas. Lo peculiar de la fibra óptica se manifiesta asimismo en su reducida magnitud, como lo demuestra el hecho de que no es medida en milímetros sino en micrómetros, es decir, en
millonésimas de metro.

Estas dos características podrían llevar a pensar que este medio de transmisión es sumamente frágil. La verdad es que, gracias a su enorme pureza, presenta una resistencia comparable al acero en pruebas de tracción ("estiramiento"). Por otra parte se la protege de posibles quiebres con diversas envolturas que absorben los golpes, haciendo las veces de una especie de amortiguador.


Ventajas del nuevo sistema

La capacidad de comunicación de los sistemas ópticos es tal que les permite llevar cantidades de información nunca antes conseguidas por medio de una línea física. La razón de ello consiste en que, mientras en las líneas físicas tradicionales la capacidad está limitada por parámetros imposibles de eliminar y de efectos variables, en la fibra óptica los factores incidentes son perfectamente modificables, y, por lo tanto, mejorables. Es lo que ocurre -por ejemplo- con el diámetro de la fibra, que puede ser de tal grosor que acepte el paso de varios rayos de luz simultáneamente (fibra multimodo), o de sólo un haz luminoso (monomodo o de modo único). Esto ha permitido un desarrollo tal que hoy una sola fibra es capaz de llevar las señales emanadas de 12 canales de televisión o de 15 mil canales telefónicos en forma simultánea.

Otra ventaja de esta nueva tecnología es su inmunidad frente a fenómenos eléctricos de cualquier tipo, dado que, por su naturaleza vítrea, se comporta como un aislante. A causa de su composición es también capaz de soportar temperaturas muy altas.

Según la pureza del vidrio se puede lograr que la cantidad de luz que se pierde durante la transmisión sea ínfima. Esta característica es muy importante, ya que mientras menores sean las pérdidas, mayor será la distancia entre los repetidores de señales. A nivel experimental ya se ha conseguido una fibra que podría alcanzar los 100 Km, sin repetidor para una capacidad de 480 canales telefónicos. En la práctica, la distancia promedio entre repetidores para fibra óptica es de más o menos 50 Km, contra 3 Km, aproximadamente, para conductores metálicos.

En cuanto a la rapidez y eficiencia de la comunicación, depende en gran medida de los otros dos componentes del sistema de transmisión óptica: la fuente y el receptor de señales luminosas. En efecto, la hebra de vidrio es sólo el canal que une los dos extremos del sistema, donde están situados, respectivamente, un dispositivo emisor y otro receptor. El primero, en general un láser, se encarga de convertir las señales eléctricas (que ya contienen la información) en un haz muy concentrado de luz que "inyectan", con un ángulo muy pequeño de radiación, a la delgada fibra de vidrio. El segundo, también llamado "conversor optoeléctrico", es responsable, tal como su nombre lo indica, de convertir las señales luminosas en electrones, los que finalmente serán revertidos a su forma original (el caso de la voz, por ejemplo).


Aplicaciones

En virtud de sus diversas cualidades, la fibra óptica se presta para múltiples usos prácticos. Uno de ellos es el campo de la aviación, donde implica una drástica reducción de peso en circuitería, lo que significa un importante ahorro económico. A escala industrial constituye una excelente alternativa para el monitoreo y control de procesos, por su cualidad de ser inmune a interferencias electromagnéticas. Su característica de no emitir radiaciones la hacen especialmente indicada para las comunicaciones de alto secreto.

Actualmente, sin embargo, todos estos usos tienen poca importancia frente a la telefonía, que acapara hoy el 70% de la producción de fibra óptica.

Dentro de las telecomunicaciones, que representan el mayor mercado potencial de la fibra óptica, no sólo la telefonía será una importante fuente de demanda de este sistema. Para la televisión por cable, los bancos de datos, los satélites y la computación, la tecnología de la fibra óptica puede significar un notable avance.

Todas estas aplicaciones pueden parecer lejanas al ciudadano común. La verdad es que ya existen usos de este "hilo mágico" que, tarde o temprano, llegarán a nuestros propios hogares en la forma de servicios tan sofisticados como videoteléfono, biblioteca, redes de datos susceptibles de imprimir en casa y videoconferencia (con posibilidad de participar). Esto, que parece novela de ciencia-ficción, ya se está implementando a nivel experimental. Un ejemplo es Alemania Federal, donde está operando a nivel público una red de abonados que reciben buena parte de estos servicios a través de sistemas de fibra óptica.

Otros países con importantes instalaciones de esta tecnología son Japón, EE.UU., Canadá, Reino Unido, Francia e Italia. En Latinoamérica, Argentina y Brasil
principalmente ya se han integrado a este proceso. De hecho, Brasil incluso fabrica fibra óptica.

En el área de los microcomputadores, tan comunes hoy en empresas, oficinas e instituciones varias, la introducción de esta nueva tecnología puede significar un enorme aumento en la eficiencia de trabajo de los sistemas computacionales, mediante la interconexión de estos últimos. Si bien esto se practica desde hace algunos años, se limita sólo a un enlace entre componentes homogéneos, es decir, provenientes de un mismo fabricante. El sistema óptico, en cambio, hace posible la creación de sistemas computacionales heterogéneos y, de paso, con una velocidad de transmisión de datos varias veces superior a la tradicional.


Y,¿Cuanto vale?

A pesar de que la materia prima para fabricar esta "cañería de luz", la sílica, es muy abundante y barata, la tecnología para lograr la pureza que se exige ha debido ser desarrollada en un alto porcentaje. Esto, unido al trabajo de adecuación de emisores y receptores de luz al sistema óptico, significó que, inicialmente, el precio de este sistema fuese tan alto que no se compensara una inversión en tal sentido, aun tomando en cuenta las cualidades ya citadas.

Estos costos, sin embargo, están siendo absorbidos por la creciente fabricación de componentes del sistema óptico, de modo que se advierte un constante descenso en sus precios. (De hecho, el valor del metro de fibra óptica ya es comparable con el de cobre, para igual capacidad de comunicación).

Pero, más allá de las tendencias de precios, existen situaciones muy claras en cuanto a la conveniencia o no de introducir este sistema, en reemplazo del tradicional (cobre, por ejemplo).

Siendo una de las principales características de este nuevo sistema su gran capacidad de comunicación, sólo se justifica implementarlo allí donde el flujo de mensajes sea muy alto. En zonas de bajo requerimiento de comunicación por línea física, los sistemas de cobre siguen siendo los más convenientes económica y técnicamente. Instalar un sistema óptico en este segundo caso equivaldría a construir una carretera de 6 pistas para unir dos pueblos entre los cuales circulara sólo un par de vehículos al día.

El alambre de cobre es también el más aconsejable para tramos cortos (menos de 5 Km), ya que la fibra óptica ofrece un rendimiento conveniente por sobre los 10 Km, entre las estaciones de repetición. De modo que, antes de planificar una inversión en este sentido, se deben tomar en cuenta los dos factores ya mencionados, capacidad y distancia, aparte del punto de vista netamente económico.


Situación en Chile

El ingeniero civil electricista Miguel de la Sotta, jefe del laboratorio de Telecomunicaciones de la USACH, estima que en Chile "para las actuales capacidades existentes en las redes de telecomunicaciones, con distancias de enlaces para información no mayores de 18 Km (salvo los enlaces de radio) y considerando que no existen problemas serios de congestión en los ductos urbanos, los sistemas de cobre disponibles serían suficientemente capaces de satisfacer los requerimientos actuales y expandidos de los próximos 10 u 11 años.

Ello no obsta para que ya existan algunos enlaces en Chile por fibra óptica (Compañía de Teléfonos de Chile y TV Nacional, por ejemplo).

Por otra parte, a nivel académico -anota el especialista-, existe desde hace ya varios años una constante preocupación por este tema, como lo demuestran numerosos trabajos teóricos presentados al respecto en encuentros nacionales e internacionales por investigadores de las Universidades de Chile, de Santiago y Católica de Chile principalmente. Otros centros de educación superior, como la Universidad Santa María, U. de Tarapacá y U. de la Frontera, también trabajan en este sentido.

Esta labor de investigación a nivel nacional constituye una importante preparación para cuando la tecnología de la fibra óptica comience a ingresar de un modo masivo a nuestro país. Estos conocimientos ya están siendo entregados no sólo en el ámbito académico, sino también mediante conferencias y cursos de capacitación a la comunidad. De la Sotta subraya que su Universidad está realizando un importante aporte a través del diseño de un completo curso al respecto que pronto será presentado a la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT).

Esta capacitación previa a la llegada de una tecnología tan avanzada reviste una importancia estratégica, ya que ella permitirá una introducción racional del sistema de transmisión óptica a nuestro país, evitando caer en los errores ocurridos frente a otras tecnologías nuevas incorporadas. Un conocimiento razonable de los componentes y del funcionamiento del sistema óptico podría solucionar tres problemas fundamentales: la compra de equipos adecuados técnica u económicamente, evitar convertirse en un campo de prueba de fabricantes multinacionales e impedir un compromiso demasiado pronto con una tecnología aún cambiante, que se transforma en riesgo financiero y estratégico.

El diseño de una política para enfrentar esta nueva tecnología, aparte de contemplar la capacitación en el ámbito ejecutivo, profesional y técnico, también será de vital utilidad para irse preparando con tiempo para el impacto que ya está significando la fibra óptica sobre el cobre.