Introduction to fiber optics.

Now that we have described (in the previous article) the basic behavior of photodiodes and communication by light reflection, I think it is the right time for us to study the applications of fiber optics.

It would be easy to establish a very understandable explanation if we interpret a fiber optic cable as a conductor, only that instead of passing electric current through it passes light, then at one end we would have a transmitter that would be nothing more than a light generator and at the other end a photodiode or phototransistor that would be the receiver.

The above is a very good description to start, however there are some phenomena worthy of study, so surely this will be a series that goes from the simple to the complex in which will also include some simulations.

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Ahora que hemos descrito (en el artículo anterior) el comportamiento básico de los fotodiodos y la comunicación por reflexión de la luz considero que es el momento adecuado para que estudiemos las aplicaciones de la fibra óptica.

Sería sencillo establecer una explicación muy comprensible si interpretamos un cable de fibra óptica como un conductor, solo que en lugar de pasar corriente eléctrica a través de él pasa luz, entonces en un extremo tendríamos un transmisor que no sería más que un generador de luz y en el otro extremo un fotodiodo o fototransistor que sería el receptor.

Lo anterior es una muy buena descripción para iniciar, sin embargo ocurren algunos fenómenos dignos de estudiar, por eso con toda seguridad esta sera una serie que vaya de lo simple a lo complejo en la cual se incluirán además algunas simulaciones.

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^Pixabay

Fiber optic description

If we try to transmit data between two points, undoubtedly (with current technologies) the most efficient way to do it will be through optical fiber, because instead of transmitting electrical signals, light signals are transmitted, therefore the transmission speed is much higher and it is not affected by electromagnetic interference.

In other words, a fiber optic communication compared to any other mode of communication will allow sending a greater amount of data in less time with the least amount of power loss.

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Si intentamos transmitir datos entre dos puntos indiscutiblemente (con las tecnologías actuales) la forma más eficiente de hacerlo sera mediante fibra óptica, es así porque en lugar de transmitir señales eléctricas se transmiten señales lumínicas, por lo tanto la velocidad de transmisión es mucho más alta y no es afectada por interferencias electromagnéticas.

Dicho de otra forma, una comunicación mediante fibra óptica comparada con cualquier otro modo de comunicación permitirá enviar una mayor cantidad de datos en menor tiempo con el menor número de pérdidas de potencia.

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^Pixabay

We could ask ourselves how an electronic system generates and interprets data signals based on light, the answer is simple. Recall that a digital signal is composed of bits, these in turn can be grouped to form bytes but for now we will only consider the bits that are logical zeros and ones.

If I find some method to make a receiving system can receive logical zeros and ones then it is possible to send data using this method. In the case of fiber optics you can use an LED or Laser as a transmitter, since they turn on at high voltages and turn off at low voltages it is simple to establish a relationship of zeros and ones between the electrical and light signals.

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Podríamos preguntarnos como hace un sistema electrónico para generar e interpretar señales de datos basados en luz, la respuestas es sencilla. Recordemos que una señal digital está compuesta por bits, estos a su vez se pueden agrupar para formar bytes pero por ahora solo vamos a considerar los bits que son ceros y unos lógicos.

Si encuentro algun metodo para hacer que un sistema receptor pueda recibir ceros y unos lógicos entonces es posible enviarle datos mediante este método. En el caso de la fibra óptica se puede usar un LED o Láser como transmisor, ya que estos encienden con voltajes altos y se apagan con voltajes bajos es simple establecer una relacion de ceros y unos entre las señales eléctricas y lumínicas.

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The pulse generator on the left would be the source that generates the data packet to be transmitted, the circuit on the right receives the light pulses and transforms them into electrical signals similar to those generated at the source.

An additional advantage that we can note is that the circuits are physically isolated, so that if a catastrophic short circuit or overvoltage occurs in any of the parts the other will not be affected.

But the circuit shown may contain the emitter and receiver on a single chip, however it serves to begin the understanding of the subject because we must only assume that between the LED and the phototransistor connect a stretch of optical fiber whose length will cover the distances to which we want to transmit.

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El generador de pulsos de la izquierda seria la fuente que genera el paquete de datos a transmitir, el circuito de la derecha recibe los pulsos de luz y los transforma en señales eléctricas similares a las generadas en la fuente.

Una ventaja adicional que podemos notar es que los circuitos están físicamente aislados, de manera que si ocurre un corto circuito catastrófico o una sobretensión en alguna de las partes la otra no sera afectada.

Pero el circuito mostrado puede contener el emisor y el receptor en un solo chip, sin embargo sirve para iniciar la comprensión del tema pues solo debemos suponer que entre el LED y el Fototransistor conectamos un tramo de fibra óptica cuya longitud cubrirá las distancias a la que deseamos transmitir.

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