Diferencia entre revisiones de «Comunicación óptica por el espacio libre»

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[[ImageArchivo:FSO-gigabit-laser-link-0a.jpg|thumb|right|250px|Un láser 8-beam para enlaces ópticos de espacio libre, marcando 1 Gbit/s a una distancia de aproximadamente 2km. El receptor es el largo disco del centro, los transmisores son los discos mas pequeños. A los lados de arriba y a la derecha tiene un [[monocular]] que ayuda a alinear los dos cabezales.]]
 
En [[telecomunicaciones]], la óptica de espacio libre (FSO por sus siglas en ingles), es una tecnología de [[Comunicaciones ópticas|comunicación óptica]] que utiliza la propagación de la [[luz]] ([[Espectro visible|visible]] o [[Radiación infrarroja|infrarroja]]) en la [[atmósfera]] para [[Medio de transmisión|transmitir]] información entre dos puntos. Al igual que las redes de [[fibra óptica]], esta tecnología utiliza un [[diodo emisor de luz]] o un [[láser]] como fuente de transmisión, aunque no necesita que el haz de luz sea guiado a través de [[Fibra óptica|cables ópticos]]. Para su recepción, estos haces de luz operan en la parte de [[Hercio|terahertz]] del [[Espectro electromagnético|espectro]]. Para recibir la señal, los haces de luz se centran en un [[lente]] de recepción conectada a un receptor de alta sensibilidad a través de un cable de fibra óptica.<ref>[http://www.seas.harvard.edu/hbbcl/fsoc.html Hardvard Broadband Comunicactions Laboratory - Free-Space Optical Communications. </ref>
 
== Historia ==
 
== Usos y tecnología ==
La óptica de espacio libre se utiliza también para permitir las comunicaciones de las [[naves espaciales]]. Los enlaces ópticos pueden ser implementados utilizando láseres de [[luz infrarroja]], aunque también para enviar datos a bajas velocidades, y para distancias cortas se utilizan [[Diodo emisor de luz|LEDs]]. El rango máximo de enlaces terrestres es del orden de 2.3 km,<ref>[http://www.hqisec.army.mil/isec/publications/Analysis_of_Free_Space_Optics_as_a_Transmission_Technology_Mar05.pdf Analysis of Free Space Optics as a Transmission Technology, U.S. Army Information Systems Engineering Command], page 3. </ref> pero la estabilidad y la calidad del enlace es altamente dependiente de los factores atmosféricos como lluvia, niebla, polvo y calor. En el espacio exterior, el alcance de las comunicaciones ópticas de espacio libre en la actualidad es del orden de varios miles de kilómetros,<ref>http://www.esa.int/esaTE/SEMN6HQJNVE_index_0.html</ref>{{cita pero tiene el potencial de alcanzar distancias interplanetarias de millones de kilómetros, utilizando [[Telescopio reflector|telescopios ópticos]] como expansores de haz.<ref>http://silicium.dk/pdf/speciale.pdf Optical Communications in Deep Space, University of Copenhagen</ref> La comunicación infrarroja [[IrDA]] utilizada por algunos dispositivos como los [[teléfonos celulares]] es también una forma muy simple de comunicación óptica de espacio libre.web
| url = http://www.esa.int/esaTE/SEMN6HQJNVE_index_0.html
| título = ESA - Telecommunications - Another world first for Artemis: a laser link with an aircraft
}}<!--Título generado por Muro Bot--></ref> pero tiene el potencial de alcanzar distancias interplanetarias de millones de kilómetros, utilizando [[Telescopio reflector|telescopios ópticos]] como expansores de haz.<ref>http://silicium.dk/pdf/speciale.pdf Optical Communications in Deep Space, University of Copenhagen</ref> La comunicación infrarroja [[IrDA]] utilizada por algunos dispositivos como los [[teléfonos celulares]] es también una forma muy simple de comunicación óptica de espacio libre.
 
== Aplicaciones ==
[[ImageArchivo:Ronja beam Prostejov.jpg|thumb|right|250px|[[RONJA]] es una implementación [[Licencia de documentación libre de GNU|libre]] de un [[Diodo emisor de luz|LEDLEDs]]s. de alta densidad utilizado para las comunicaciones ópticas por el espacio libre.]]
Típicamente se utiliza para:
* Conexiones [[LAN]]-to-LAN en [[Campus]] con velocidades de [[Fast Ethernet]] o [[Gigabit Ethernet]].
 
==== Dispersión de Rayleigh ====
[[ImageArchivo:Green-lased palm tree (crop).jpg|thumb|right|250px|Un puntero [[láser]] verde de 5 mW, es visible en la noche por la [[dispersión de Rayleigh]] y el polvo en el aire.]]
''Articulo principal: [[Dispersión de Rayleigh]].''
 
Esta dispersión se da cuando las partículas atravesadas por la luz son mayores que un décimo de la longitud de onda, lo que da lugar a una dispersión en la luz que le impide llegar al receptor. En este caso las partículas atravesadas son mayores que en el esparcimiento de Rayleigh; suele darse en [[humo]], [[polución atmosférica]], [[Aerosol|aerosoles]], [[niebla]], etc. La luz se dispersa en todas las direcciones; por ejemplo, al viajar en automóvil, la niebla hace que la luz de los focos se disperse en todas las direcciones, incluyendo hacia el conductor del vehículo, lo que hace que este se vea deslumbrado por la luz emitida por su propio turismo. Los [[faros]] antiniebla, emiten más luz (son más potentes) por tanto tienen más alcance, y como es de suponer, también se dispersa más cantidad de luz en la dirección del conductor, pero al estar situados más abajo que los focos convencionales, este apenas se ve afectado y el efecto produce una mejoría en la visión de la carretera.
 
=== Absorción atmosférica ===
 
Las moléculas de [[aire]] absorben la luz y provocan [[atenuación]] sobre el haz luminoso, por tanto, esto hace que no llegue toda la luz al receptor. La absorción depende de la longitud de onda de la luz (λ), por ejemplo, el [[ozono]] absorbe el [[ultravioleta]] pero no la [[luz visible]] o [[infrarroja]] (esta es la causa de que, por el [[Agujero de ozono|agujero de la capa de ozono]], los [[rayos UVA]] del sol perjudiquen más al humano). Las longitudes de onda indicadas para que la luz sufra una menor absorción se las llama “ventanas de la atmósfera”; las dos ventanas principales se encuentran, la primera entre 3 y 4μm, y la segunda entre 8 y 12μm.
=== Turbulencias y fuentes de calor ===
 
Se podría decir que un [[desierto]] es el perfecto lugar para establecer un FSO (Free-Space Optics), que es cierto, sin duda, en cuanto a la [[atenuación]] de la [[atmósfera]] se refiere, pero nos surge un problema: el [[calor]] y las altas [[temperaturas]] crean [[turbulencia|turbulencias]]s en el aire, que pueden causar problemas en la transmisión. A medida que la tierra se calienta, lo hace también el aire que la rodea, haciendo una función de calefactor, creando así un rango de diferentes temperaturas en el aire y por consiguiente modificando su [[densidad]]; esto que hace que varíe gradualmente el [[índice de refracción]] del aire, produciendo una [[refracción]] que en condiciones normales de temperatura no se da. Los rayos de luz toman una [[trayectoria]] parabólica al atravesar la variación de la densidad de aire, cuya curvatura es proporcional al [[gradiente]] de temperatura, lo que da lugar a turbulencias creadas por el cambio de temperatura, y, por consiguiente, la dificultad de que llegue toda la luz transmitida al receptor. Este problema se manifiesta creándose los famosos [[espejismos]], que por este fenómeno se consigue que una superficie cualquiera pueda [[Reflexión (física)|reflejar]] imágenes, mientras el observador se encuentre a una distancia específica (un ejemplo de espejismo son los supuestos charcos de agua que se ven a lo lejos en las carreteras los días muy claros y calurosos, que a medida que se acerca el observador desaparecen).
 
=== Otros ===
[[de:Optischer Richtfunk]]
[[en:Free-space optical communication]]
[[fi:Laser langattomassa tiedonsiirrossa]]
[[ja:光無線通信]]
[[pl:Free Space Optics]]
[[ru:FSO (технология)]]
[[fi:Laser langattomassa tiedonsiirrossa]]
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