Leccion-01

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MANUAL PARA EL CURSO 
REDES Y ENLACES DE 
FIBRA ÓPTICA 
Guía de Estudios Técnicos 
 
RODOLFO VELOZ PÉREZ 
1era Versión - 2019 
 
 
 
 
Rodolfo Veloz Pérez 
2 
 
© Rodolfo Veloz Pérez, 2019. 
ISBN: Basado en ISBN 978-956-398-485-9 
Registro de la Cámara Chilena del Libro 
 
Reservados todos los derechos. No se permite la reproducción total o 
parcial de esta obra, ni su incorporación a un sistema informático, ni su 
transmisión en cualquier forma o por cualquier medio (electrónico, 
mecánico, fotocopia, grabación u otros) sin autorización previa y por escrito 
del titular del copyright. La infracción de dichos derechos puede constituir 
un delito contra la propiedad intelectual. 
 
Título original: MANUAL PARA EL CURSO REDES Y ENLACES 
DE FIBRA ÓPTICA. Guía de Estudios Técnicos 
(Extracto parcial del Libro “Comunicaciones en Fibra Óptica” bajo autorización del autor) 
 
Esta publicación está financiada por Brainamics 
 
Tipografía utilizada: Helvética Neue 
 
 
 
 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 3 
INDICE DE CONTENIDOS 
Introducción .................................................................................................... 9 
Acerca del Autor ............................................................................................ 11 
Renuncia de Responsabilidad ....................................................................... 13 
Historia de la Fibra Óptica ............................................................................. 15 
Las primeras teorías de la luz .................................................................... 17 
Teoría Corpuscular de la Luz ..................................................................... 20 
Teoría Ondulatoria de la Luz ...................................................................... 24 
Modelo ondulatorio de Thomas Young ..................................................... 29 
Ecuaciones de Maxwell y Ondas Electromagnéticas ................................ 35 
Efecto Fotoeléctrico, Mecánica Cuántica y la masa de la luz ................... 39 
Camino a la invención de la Fibra Óptica .................................................. 47 
Confinamiento de la luz ............................................................................. 48 
Transmisión guiada de la luz ..................................................................... 51 
Invención de la Fibra Óptica ...................................................................... 55 
Desarrollo de la Fibra Óptica para Comunicaciones ................................. 59 
Primeras Instalaciones ............................................................................... 62 
Principios Básicos de la Luz ......................................................................... 65 
Teoría Básica de las Ondas Electromagnéticas ........................................ 65 
Refracción y Ley de Snell .......................................................................... 71 
Potencia y Pérdida Óptica ............................................................................ 83 
Óptica y Construcción de la Fibra Óptica ..................................................... 87 
Modos ........................................................................................................... 90 
Monomodo vs Multimodo .......................................................................... 95 
Perfil de Índices en Fibra Óptica ............................................................. 101 
Rodolfo Veloz Pérez 
4 
 
Características de la Fibra Óptica ............................................................... 105 
Dispersión de Rayleigh ......................................................................... 110 
Dispersión Modal .................................................................................. 112 
Dispersión Material ............................................................................... 113 
Dispersión por guía de onda ................................................................ 115 
Dispersión cromática ............................................................................ 116 
Dispersión por modo de polarización .................................................. 118 
Combinación de diferentes tipos de filamentos ...................................... 120 
Causas de la Atenuación en Fibra Óptica ................................................ 127 
Designación de las Fibras Ópticas en ISO/IEC11801 .............................. 135 
Designación de las Fibras Ópticas en TIA-568 ........................................ 139 
Designación de las Fibras Ópticas en la UIT-T ........................................ 145 
Cables de Fibra Óptica ................................................................................ 167 
Resistencia a la tracción .......................................................................... 168 
Resistencia al Aplastamiento y al Impacto .............................................. 169 
Torsión de los cables ............................................................................... 169 
Condiciones ambientales ......................................................................... 170 
Chaqueta del Cable ................................................................................. 174 
Armadura .................................................................................................. 175 
Gel Hidrófobo ........................................................................................... 176 
Tight Buffer ............................................................................................... 177 
Loose Tube .............................................................................................. 179 
Tipos de Cables y Características ........................................................... 181 
Estándar de Código de Colores TIA-598 ................................................. 195 
Empalmes por Fusión en Fibra Óptica ........................................................ 202 
Errores Comunes en Empalmes por Fusión ............................................ 214 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 5 
Cortador de Precisión: Su influencia en la fusión .................................... 224 
Tecnologías de Empalmes por Fusión .................................................... 226 
Conectorización en Fibra Óptica ................................................................. 230 
Anatomía de un conector: Componentes básicos .................................. 231 
Tipos de Conectores ............................................................................... 232 
Rendimiento de Conectores según TIA 568 3-D y TIA 758 ..................... 239 
Valores máximos de reflectancia y pérdida por inserción según UIT-T 
G.671 ....................................................................................................... 240 
Telcordia GR-326: Parámetros clave de para un contacto óptimo de fibra
 ................................................................................................................. 241 
Tipos de Pulido ........................................................................................ 245 
Conectores Epóxico Pulido ..................................................................... 247 
Conectores Prepulidos ............................................................................ 249 
Código de colores para los conectores .................................................. 250 
Inspección de conectores IEC 61300-3-35 ............................................. 251 
Transmisión y Recepción en Fibra Óptica .................................................. 259 
Conversor de Medios .............................................................................. 259 
Transmisor ...............................................................................................263 
Receptor .................................................................................................. 269 
Instalación de Fibra Óptica ......................................................................... 273 
Tipos de Instalación de cable de fibra óptica .......................................... 273 
Topologías de fibra óptica ....................................................................... 277 
Cables reconocidos en Planta Interna por TIA-568.3-D .......................... 280 
Inflamabilidad - Calificación de cables .................................................... 283 
Tipos de Fibra y Clasificación .................................................................. 285 
Rodolfo Veloz Pérez 
6 
 
Uniones y Puesta a Tierra ........................................................................ 287 
Recepción de cableado y equipo de fibra óptica en el sitio .................... 289 
Manipulación de cables de fibra óptica ................................................... 291 
Seguridad ................................................................................................. 293 
Hardware Utilizado en la Instalación ........................................................ 298 
Montajes de conductos según NEC ........................................................ 304 
Canalizaciones de Fibra Óptica ............................................................... 308 
Limpieza ................................................................................................... 310 
Pautas de instalación ............................................................................... 312 
Tensión del Cable .................................................................................... 313 
Radio de Curvatura .................................................................................. 316 
Evitar el torcimiento del cable .................................................................. 317 
Uso de amarras en los cables .................................................................. 318 
Equipos de Prueba y Enlace en Fibra Óptica .............................................. 319 
VISUAL FAULT LOCATOR ....................................................................... 321 
MICROSCOPIO ........................................................................................ 323 
LSPM ........................................................................................................ 329 
OLTS ........................................................................................................ 331 
OTDR ........................................................................................................ 347 
Ventajas de los Sistemas de Fibra Óptica ................................................... 358 
Abundancia de Materia Prima .................................................................. 358 
Inmunidad al Ruido .................................................................................. 359 
Capacidad en Distancia ........................................................................... 359 
Ancho de Banda ...................................................................................... 360 
Relación tamaño y peso ........................................................................... 361 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
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Confiabilidad y Seguridad de la Red ....................................................... 363 
Escalabilidad Tecnológica ....................................................................... 363 
Desventajas de la fibra óptica ................................................................. 364 
 
 
 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 9 
Introducción 
 
¡Hola estimado alumno! 
Si estás leyendo este Manual, es porque ya te has matriculado en nuestro 
curso conducente a la Certificación de Fibra Óptica “CERTIFIED FIBER OPTIC 
INSTALLER”, Certificado por Electronic Technician Association International 
de Estados Unidos. Con nuestros colegas especialistas, con quienes llevamos 
años impartiendo cursos de formación para Técnicos e Ingenieros que se 
desempeñan en el campo de las Telecomunicaciones, hemos entendido el 
como realizar de manera exitosa la formación que pueda encaminarte a una 
Certificación Internacional que, de un impulso a tu carrera, y ya estás 
matriculado en este modelo. Este, espero, sea el paso que esperabas, y que 
no tan solo te ayude a obtener la distinción que quizás esperabas dada tu 
experiencia en el campo, sino que además puedas actualizarte y aprender 
algo más con nosotros. 
 
La tecnología de fibra óptica es tremendamente interesante. Desarrollada en 
los años 60 para las comunicaciones ópticas, recién en el cono sur se están 
haciendo los despliegues de fibra óptica hasta la casa (FTTH/FTTB), donde la 
penetración de internet de banda ancha por ejemplo en Chile, no supera el 
10%, y hasta hace unos años, incluso no superaba el 5%. Según información 
del FTTH Council de febrero de 2018, los países que están más avanzados, 
como Emiratos Árabes Unidos, Qatar, Singapur, ya están superando el 90%. 
 
Me ha tocado ver que la formación de los técnicos e Ingenieros aún está en 
su etapa temprana, y eso representa una dificultad de crecimiento país, 
porque no permite grandes despliegues de redes a la velocidad que la 
tecnología lo necesita. Sin embargo, representa una tremenda oportunidad 
para quienes ya están iniciando sus procesos de formación y actualización en 
el mundo de la Fibra Óptica a través de la capacitación o certificación. Los 
altos costos de los instrumentos, herramientas y la falta de especialistas hace 
que incluso Institutos y Universidades no puedan tener las herramientas 
suficientes para formar profesionales y técnicos, y nos deja al debe con la 
tecnología y el conocimiento. La Subsecretaría de Telecomunicaciones lo 
Rodolfo Veloz Pérez 
10 
 
descubrió hace un tiempo cuando desplegó la promoción de su proyecto 
“Fibra Óptica Austral” en Chile, y coincidió con lo que me ha tocado 
experimentar en los años que llevo realizando formación a académicos de 
Institutos y Universidades. Hoy, los primeros que lleguen bien formados, 
actualizados, tendrán muy buenas oportunidades laborales al menos por los 
próximos 20 años. 
 
La presente guía que tienes en tus manos, ha sido desarrollada sobre la base 
de mi Libro que fue desarrollado durante todo el año 2018, luego de la 
experiencia de impartir cursos de formación en Fibra Óptica para más de 1200 
alumnos, con el fin de entregar material de apoyo a los programas de 
formación que he ido desarrollando durante mi carrera, los cuales se 
encuentran sustentados por Certificaciones Internacionales de carácter 
neutral. Así, el presente Manual es un extracto orientado a apoyar con la 
lectura las presentaciones del curso, esperando ayudarte a encaminar tu ruta 
hacia la certificación, y esperando por supuesto que quieras continuar con 
nosotros, Brainamics Instituto de Tecnología Aplicada, estudiando las 
Certificaciones Internacionales de Fibra Óptica que le darán un impulso a tu 
carrera, certificaciones que antes eran impartidas en idioma inglés por 
organizaciones profesionales de Estados Unidos, y hoy ya las tienes 
disponibles en idioma español para el mercado latinoamericano de nuestra 
mano, a tu alcance. 
Espero que este Manual sea de apoyo en tu formación, y te sirva de consulta 
a futuro. Y por supuesto, espero que puedas tener pronto mi libro 
“Comunicaciones de Fibra Óptica – Guía de Estudios Técnicos” en tus manos. 
 
Ing. Rodolfo Veloz. 
Santiago de Chile, Mayo 2019. 
 
 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 11 
Acerca del Autor 
 
 
 
Rodolfo Veloz es Ingeniero Electrónico con mención en Telecomunicaciones, 
Diplomado en Administración de Empresas y Magister en Administración de 
Empresas. Está certificado como Instructor en Fibra Óptica y Tecnologíasde 
la Información por Electronic Technician Association International de Estados 
Unidos, bajo la denominación de Certification Administrator, e Instructor de 
Tecnologías de Fibra Óptica por The Fiber Optic Association de Estados 
Unidos con la Certificación “Certified Fiber Optic Specialist - Instructor” 
CFOS/I, contando además con las calificaciones de CFOT, CPCT y QUAL/H 
(para el FTTH). Además, cuenta con las certificaciones CCTT con el nivel de 
Instructor por Fluke Networks Academy y UCT - Ubiquiti Certified Trainer de 
Ubiquiti Networks Academy. Recibió entrenamiento en fibra óptica en China, 
en las ciudades de Beijing y Wuhan, en China, donde se encuentra el Optics 
Valley. 
Es actualmente CEO de Brainamics y Fundador del Instituto de Tecnología 
Aplicada, y en su trayectoria profesional se ha desempeñado en el mercado 
técnico y tecnológico como Product Manager, Jefe de Ventas, Gerente 
Rodolfo Veloz Pérez 
12 
 
Comercial y Gerente General, donde para mejorar el rendimiento tanto del 
personal comercial, técnico, y las brechas tecnológicas de los productos y 
sus principales usuarios e integradores, desarrolló programas de formación. 
De esta forma, conformó junto a sus colaboradores un Centro de 
Entrenamiento Tecnológico donde formó profesionales de Chile y países 
como Perú, Bolivia, Colombia, Panamá y Venezuela. Rodolfo Veloz 
estandarizó los programas a los niveles de los principales cursos de 
certificación de habla inglesa, y así desarrolló todos los programas de 
formación académica junto a sus contenidos teóricos y prácticos. Hoy, el 
Instituto de Tecnología Aplicada cuenta con los estándares internacionales 
habiéndose obtenido las acreditaciones de Instituciones internacionales y sus 
respectivas certificaciones, lo que permite que sus alumnos obtengan 
certificaciones neutrales - no vinculantes a marcas, sino con foco en la 
tecnología y sus estándares - de validez internacional de alto prestigio. De 
manera incansable, Rodolfo Veloz también formó parte como expositor del 
primer Seminario de Fibra Óptica en Chile organizado por la Subsecretaría de 
Telecomunicaciones del Gobierno de Chile, siendo invitado como parte del 
panel de expertos donde se expuso la tecnología de fibra óptica a raíz del 
proyecto de Fibra Óptica Austral. 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 13 
Renuncia de Responsabilidad 
 
La información presentada en este Manual está destinada a usarse como 
pautas básicas para los cursos impartidos por nuestro Instituto, o para apoyar 
clases o formación de quienes consideren nuestro material formativo 
apropiado para ello, y de ninguna manera debe considerarse como 
información completa o exhaustiva. Estas pautas básicas son estrictamente 
opiniones y recopilaciones de material de estudio de consideración del autor 
y se espera que el lector las utilice como una base para el aprendizaje, como 
referencia, y que a partir de allí cree su propia documentación, 
especificaciones para sus proyectos, pautas de instalación, entre otros. Se 
debe recordar que el uso de fibra óptica en laboratorio o en campo requiere 
medidas de seguridad, por lo que es estricta responsabilidad del profesor o 
instructor a cargo establecer las normas de seguridad y exigir que se cumplan 
cuidadosamente, así como de quien utilice el libro de forma autodidacta. 
Brainamics y el autor no asumen ninguna responsabilidad por el uso 
inapropiado de este material de estudio. 
 
Rodolfo Veloz Pérez 
14 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 15 
Historia de la Fibra Óptica 
 
La fibra óptica es un filamento de vidrio que se construye a partir de una barra 
llamada preformado, que se lleva a hornos de 2400ºC y que se va formando 
por gravedad, y de manera controlada se logra su composición óptica 
geométrica. Cada filamento de fibra óptica está compuesto por un núcleo, un 
revestimiento, y un recubrimiento, uno adentro del otro. El núcleo y el 
revestimiento son de silicio y de diferente índice de refracción, lo que permite 
que la luz que se transmite, sea guiada por el núcleo a través de sucesivas 
reflexiones totales internas. La fibra óptica en algunos casos puede ser de 
RODOLFO VELOZ EN EL OPTICS VALLEY, CHINA, FRENTE AL EL HORNO DONDE EL 
REFORMADO COMIENZA SU PROCESO DE TRANSFORMACIÓN AL FILAMENTO DE FIBRA 
ÓPTICA 
Rodolfo Veloz Pérez 
16 
 
plástico. Estos filamentos, si bien son flexibles, son frágiles, y se pueden 
cortar con solo doblarlos. 
A través de la fibra óptica viajan todo tipo de datos en forma de luz a gran 
velocidad, permitiéndole recorrer grandes distancias en instantes y con una 
baja atenuación en comparación con el cobre. Para hacer más fácil la 
instalación, se juntan varios filamentos en el interior de un cable con diferentes 
estructuras, para hacerla más resistente y duradera, acorde al medio en el 
cual se va a instalar. Así, por ejemplo, la estructura mecánica que resguarda 
a los filamentos de fibra óptica es lo que se llama “cable de fibra óptica”. Estos 
cables se instalan conformando redes que llegan hasta muchos puntos, desde 
redes LAN, MAN, WAN, y han reemplazado con el tiempo a los principales 
medios de comunicación existente, como los enlaces de cobre, microondas, 
satelitales, entre otros. 
 
LA FIBRA ÓPTICA UNA VEZ FINALIZADO SU PROCESO, QUEDA CON UN RECUBRIMIENTO 
PRIMARIO DE 250 MICRÓMETROS PARA PODER SER BOBINADA Y DESTINADA A LOS 
FABRICANTES DE CABLES 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 17 
Las primeras teorías de la luz 
 
Para entender la física moderna es necesario entender la luz. Recuerdo que 
mi primer profesor de Física en la Universidad preguntó precisamente el 
primer día de clases, si sabíamos algo de física, o si podíamos darle algunos 
conceptos de física. Todos los conceptos que fuimos dando los fue anotando 
uno a uno en la pizarra. En ese momento, cuando finalizó el bombardeo de 
conceptos de todos los presentes en la sala, comenzó a interrelacionarlos, y 
luego explicó que todos se resumían en un solo concepto físico: Luz. 
La luz, es un fenómeno cuántico y es necesariamente relativista. Viaja a la en 
el vacío a 3 x 108 [m/s], y clásicamente se describe por una onda dada sus 
propiedades de propagación observadas por los diferentes científicos que 
contribuyeron a su actual definición y conocimiento de su naturaleza, pero a 
su vez, tiene propiedades similares a partículas dada sus características en el 
mundo cuántico. 
LA LUZ Y SU DESCOMPOSICIÓN EN DISTINTAS LONGITUDES DE ONDA A PARTIR DE LA LUZ 
BLANCA. 
Rodolfo Veloz Pérez 
18 
 
 
Los antiguos griegos tuvieron concepciones de la luz muy interesantes, y 
estos estaban relacionadas respecto de la observación, la visión. Empédocles 
dijo que rayos de luz emanan de los ojos y devuelven información. 
Empédocles, postuló que la visión se produce por el choque de los rayos de 
luz que emiten nuestros ojos y los rayos de otra fuente de luz, como el sol, en 
el objeto que observamos. Demócrito consideraba que la luz tenía una 
naturaleza corpuscular, y que la visión estaba causada por la proyección de 
las partículas que provienen de los objetos mismos y finalmente el alma 
interpretaba lo que habían captado los ojos. Aristóteles planteó que la luz es 
EL EXTRAÑO COMPORTAMIENTO CUÁNTICO DE LA LUZ, CAPTURADO EN UN LABORATORIO. 
MUESTRA LA LUZ ATRAPADA DENTRO DE UN CABLE PLATEADO DE 40 NANÓMETROS DE 
ANCHO. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 19 
la actividad de lo que es transparente, proponiendo que la luz es una forma, 
no una sustancia o materia. 
 
 
EMPEDOCLES 
Rodolfo Veloz Pérez 
20 
 
Teoría Corpuscular de la Luz 
 
 
A fines de la década de 1600 dos extraordinarios científicos de la época 
propusieron teorías aparentemente contrapuestas de lo que es la luz. 
 
La luz está compuesta de 
partículas. Esta teoría fue 
publicada por Isaac Newton 
en su obra llamada Opticks: 
or, a treatise of the 
reflexions, refractions,inflexions and colours of 
light (Óptica o tratado de las 
reflexiones, refracciones, 
inflexiones y colores de la luz). 
Esta teoría lograba explicar 
tanto la propagación rectilínea 
de la luz como la reflexión de 
la luz, aunque no explicaba 
satisfactoriamente la 
refracción. 
En 1666, previamente a 
enunciar su teoría, Newton 
había realizado su 
famoso experimento de 
descomposición de la luz en 
colores, lo cual se lograba al 
hacer que un haz de luz 
atravesara un prisma. 
La conclusión a la que llegó 
fue que la luz blanca está 
compuesta por el conjunto de 
los colores del arco iris, lo que en su modelo explicaba diciendo que los 
corpúsculos de la luz eran diferentes en función de su color. 
ÓPTICA O TRATADO DE LAS REFLEXIONES, 
REFRACCIONES, INFLEXIONES Y COLORES DE LA LUZ, 
EL TRATADO DE ISAAC NEWTON. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 21 
 
Reflexión 
 
La reflexión es el fenómeno 
óptico por el cual cuando una 
onda (por ejemplo, la luz) 
incide oblicuamente sobre la 
superficie de separación entre 
dos medios, experimenta un 
cambio de dirección y es 
devuelta al primero junto con 
una parte de la energía del 
movimiento. 
De esta manera, los 
corpúsculos chocarían de 
forma elástica con la 
superficie de separación de 
los dos medios, y dado que la 
diferencia de masas era muy 
grande, los corpúsculos 
rebotarían. Así, la componente 
horizontal de la cantidad de 
movimiento px se mantendría 
constante, mientras que la 
componente normal py 
invertiría su sentido. 
Se cumplían así las leyes de la 
reflexión, siendo el ángulo de incidencia y el de reflexión iguales. 
 
 
NEWTON Y SUS EXPERIMENTOS CON LA LUZ 
Rodolfo Veloz Pérez 
22 
 
Refracción 
 
La refracción es el fenómeno que se produce cuando una onda (por ejemplo, 
la luz) incide oblicuamente sobre el espacio de separación entre dos medios, 
con distinto índice de refracción. Cuando esto ocurre, la onda penetra y se 
transmite por el segundo de medio junto con una parte de la energía del 
movimiento. La refracción tiene lugar debido a la distinta velocidad a la que 
se propaga la onda en los dos medios. 
 
Para explicar la refracción, Isaac Newton propuso que las partículas 
luminosas incrementan su velocidad al pasar de un medio menos denso a otro 
más denso. 
 
De este modo, en el marco de su teoría corpuscular justificó la refracción 
suponiendo una atracción más intensa de las partículas luminosas por parte 
del medio con más densidad. 
 
Sin embargo, se debe considerar que, según su teoría, en el instante en el que 
una partícula luminosa procedente del aire incide sobre el agua o un vidrio, 
esta debería sufrir una fuerza opuesta al componente de su velocidad 
perpendicular a la superficie, lo cual conllevaría una desviación de la luz 
contraria a la realmente observada. 
 
Sin embargo, existían debilidades o fallas en la teoría corpuscular de la luz. 
Se planteó que la luz viaja más rápido en los medios más densos que en los 
medios menos densos, lo cual se terminó comprobando que no es así. 
También, la idea de que los diferentes colores de la luz tienen relación con el 
tamaño de los corpúsculos no tiene ninguna justificación. Además, Newton 
pensaba que la reflexión de la luz se debía a la repulsión entre los corpúsculos 
y la superficie en la que se refleja; mientras que la refracción está causada por 
la atracción entre los corpúsculos y la superficie que los refracta. Sin embargo, 
esta afirmación se comprobó incorrecta, ya que por ejemplo, los cristales 
reflejan y refractan la luz al mismo tiempo, lo cual según la teoría corpuscular 
de la luz implicaría que existiera atracción y repulsión de la luz al mismo 
tiempo. Por otra parte, la teoría corpuscular no puede explicar los fenómenos 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 23 
de difracción, interferencia y polarización de la luz. Así, se define la Teoría de 
Newton como una teoría de la luz incompleta, pero que significo un importante 
paso en el entendimiento de la verdadera naturaleza de la luz. No obstante, el 
ser incompleta o errónea en ciertos puntos bajo ninguna circunstancia le resta 
valor y por lo tanto la mencionamos como uno de los pilares fundamentales 
sobre los que se fue construyendo el conocimiento futuro sobre la luz. 
LA ÓPTICA DE NEWTON. ILUSTRACIONES EN COLOR DEL FÍSICO INGLES ISAAC NEWTON 
REALIZANDO SU FAMOSO EXPERIMENTO SOBRE LA LUZ. 
Rodolfo Veloz Pérez 
24 
 
Teoría Ondulatoria de la Luz 
 
La luz es un fenómeno de onda. Esta opinión fue presentada por primera 
vez por Christiaan Huygens aproximadamente al mismo tiempo que Newton. 
Algunos aspectos de la luz fueron explicados por esta teoría, aunque faltaba 
una teoría matemática 
rigurosa. 
Christiaan Huygens fue 
astrónomo, físico, 
matemático y científico. En 
1660, demostró que las leyes 
de la óptica podían 
explicarse basándose en la 
suposición de que la luz tenia 
naturaleza ondulatoria. En 
1678, Christian Huygens 
formuló su teoría ondulatoria 
de la luz, que 
posteriormente, en 1690, 
publicaría en su obra 
"Treatise on light” o “Traite 
de la Lumiere”. 
 
Postuló, que la luz se 
propagaba en un material de 
gran elasticidad, impalpable 
que todo lo invade, y le llamó 
éter, que según se creía 
difundía y producía la 
sensación de luz al colisionar 
con el ojo. 
 
Propuso entonces, que la luz era emitida en todas las direcciones como un 
conjunto de ondas que se desplazaban por el éter. Dado que las ondas no se 
“TRATADO DE LA LUZ” DE CHRISTIAAN HUYGENS 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 25 
ven afectadas por la gravedad, 
asumió la velocidad de las 
ondas se reducía cuando 
entraban en un medio más 
denso. 
Su modelo resultó 
particularmente útil para 
explicar la ley de Snell-
Descartes sobre la reflexión y la 
refracción. También explicaba 
satisfactoriamente el fenómeno 
de la difracción, fenómenos que 
no eran explicados por la teoría 
de Newton. 
 
Reflexión 
 
La reflexión es un fenómeno 
óptico que tiene lugar cuando 
una onda incide de forma 
oblicua sobre una superficie de 
separación entre dos medios y 
sufre un cambio de dirección, 
siendo devuelta al primer medio 
junto con parte de la energía del 
movimiento. 
El principio de Huygens permite demostrar las leyes de la reflexión. Se 
comprueba que cuando una onda alcanza la separación de los medios, cada 
punto se convierte en un nuevo foco emisor emitiendo ondas secundarias. El 
frente de ondas reflejado es la envolvente de las ondas secundarias. El ángulo 
de este frente secundario de ondas reflejado es exactamente el mismo que el 
ángulo incidente. 
 
 
CHRISTIAAN HUYGENS POR CASPAR NETSCHER, 
PINTOR BARROCO HOLANDES, ESPECIALIZADO 
EN PINTURA DE GABINETE Y RETRATOS (1671). 
Rodolfo Veloz Pérez 
26 
 
Refracción 
 
Sin embargo, la refracción es el fenómeno que tiene lugar cuando una onda 
incide oblicuamente sobre un espacio de separación entre dos medios, que 
tienen índice de refracción diferente. Cuando esto sucede, la onda penetra y 
se transmite por el segundo de medio junto con parte de la energía del 
movimiento. La refracción sucede como consecuencia de la diferente 
velocidad con la que se propagan las ondas en los distintos medios. Un 
ejemplo típico del fenómeno de refracción se puede observar cuando se 
introduce parcialmente un objeto en un vaso con agua. 
El principio de Huygens proporcionó una explicación convincente sobre la 
refracción. Los puntos en el frente de onda situados en el límite entre los dos 
medios actúan como nuevas fuentes de propagación de la luz y de este modo 
la dirección de propagación cambie. 
 
Difracción 
 
 
La difracción es un fenómeno físico característico de las ondas que consiste 
en la desviación de las ondas cuando encuentran un obstáculo en su camino 
DIFRACCIÓN DE LA LUZ 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
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o atraviesan una rendija. La difracción se produce únicamente cuando la onda 
se distorsiona por causa deun obstáculo cuyas dimensiones son 
comparables a su longitud de onda. 
 
La teoría de Huygens explica que cuando la luz incide sobre una rendija todos 
los puntos de su plano se convierten en fuentes secundarias de ondas 
emitiendo, como ya ha explicado anteriormente, nuevas ondas que en este 
caso reciben el nombre de ondas difractadas. 
 
El principio de Huygens dejaba una serie de preguntas sin respuesta. Su 
afirmación de que cada punto de un frente de onda era a su vez una fuente 
de una nueva onda, no permitía explicar por qué la luz se propaga tanto hacia 
atrás como hacia adelante. Igualmente, la explicación del concepto de éter no 
resultaba enteramente satisfactoria. 
 
Pese a ser capaz de responder más interrogantes de la luz que la teoría 
corpuscular de Newton, la teoría ondulatoria de Huygens no fue aceptada por 
los científicos de su época, salvo contadas excepciones. 
 
El enorme prestigio de Newton y el gran éxito que alcanzó su mecánica 
junto con los problemas para entender el concepto del éter, hicieron que la 
mayoría de los científicos contemporáneos a ambos se decantaran por la 
teoría corpuscular del físico inglés. 
 
En el período comprendido entre 1700 y aproximadamente 1860, hubo un 
debate sobre cuál era la opinión correcta. Muchos experimentos fueron 
realizados para tratar de resolver la disputa. Sin embargo, la mayoría de estos 
podrían explicarse por cualquiera de las vistas (aunque a veces con algunas 
consecuencias bastante extrañas). 
 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 29 
Modelo ondulatorio de Thomas Young 
 
No fue hasta el siglo XIX cuando se recuperó el modelo ondulatorio. Fue 
fundamentalmente gracias al aporte de Thomas Young quien logró explicar 
todos los fenómenos de la luz partiendo de la base de que la luz es una onda 
longitudinal. 
 
En 1801 realizó su famoso experimento de la doble rendija. Con este 
experimento Young comprobó un patrón de interferencias en la luz 
procedente de una fuente luminosa lejana cuando se difracta tras atravesar 
dos rendijas. 
Del mismo modo, Young también explicó mediante el modelo ondulatorio la 
dispersión de luz blanca en los diferentes colores del arco iris. Demostró que 
en cada medio cada uno de colores que componen la luz posee una 
frecuencia y una longitud de onda características. 
THIOMAS YOUNG 
Rodolfo Veloz Pérez 
30 
 
De esta forma, gracias a este experimento demostró la naturaleza ondulatoria 
de la luz. 
 
En este experimento se deja pasar la luz por dos ranuras muy próximas entre 
sí. El patrón resultante de alternar bandas claras y oscuras resulta de la 
interferencia. Este experimento es extremadamente difícil (si no imposible) de 
explicar con una vista de partículas de la luz. Sin embargo, Young no era un 
científico influyente y, por lo tanto, su experimento no tuvo el impacto 
inmediato que debería tener. 
 
Curiosamente, con el tiempo este experimento se demostró clave para 
demostrar la dualidad onda corpúsculo de la luz, una característica 
fundamental de la mecánica cuántica. Este experimento ahora se realiza 
fácilmente con un puntero láser y cortes apropiados. Este fue el experimento 
clave para comprender la dualidad de la luz en mecánica cuántica. 
EXPERIMENTO DE LA RENDIJA, QUE FUE UTILIZADO POR THOMAS YOUNG PARA 
DEMOSTRAR QUE LA LUZ ES UNA ONDA. HOY, EXPLICA LOS FENÓMENOS DE LA DUALIDAD 
DE LA LUZ EN MECÁNICA CUÁNTICA. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 31 
 
En 1818 se hace el experimento 
del punto de Poisson. La 
Academia Francesa decidió 
acoger un desafío, ya que los 
miembros de la Academia, al 
igual que los científicos de todo 
el mundo, notaron en aquel 
entonces que la luz cuando 
viajaba de un medio a otro, se 
curva en medios cristalinos 
cambiando su dirección. Era 
factible medir la curvatura de la 
luz, pero era un misterio que 
provocaba la curvatura, lo que 
lógicamente estaba asociado a 
su naturaleza, partículas u 
ondas. 
Augustin Fresnel, había estudiado los efectos de la luz, y planteó que la luz 
emitía ondas perpendiculares a la dirección en la que viajaba. Su idea causó 
un gran revuelo. Siméon Poisson, creía que la luz viajaba como una serie de 
partículas, todas con complicadas interacciones entre sí. Poisson, Fresnel y 
otros científicos se reunieron y tuvieron una entusiasta serie de debates 
relacionados con la naturaleza de la luz y los efectos observables en su viaje 
a través de varios medios. 
Poisson quiso acabar definitivamente con la teoría de Fresnel. Razonó que si 
la luz era realmente una onda, entonces cuando esta chocara contra una 
esfera perfecta, las ondas de luz se curvarían a los lados del objetos. La 
simetría perfecta de una esfera implicaría que todas las ondas de luz se 
encontrarían en el centro exacto de la sombra que se forma detrás de ella. Allí, 
la gente sería capaz de ver un punto brillante de luz. Claramente, esto era 
absurdo en la teoría corpuscular. Francoise Arago, uno de los jueces de la 
Academia Francesa se dio cuenta de que Poisson había descrito el 
experimento perfecto para comprobar la teoría. Encontró un objeto redondo, 
también la luz que permitiría hacer el experimento, y muy pronto, encontró el 
EL PUNTO DE POISSON 
Rodolfo Veloz Pérez 
32 
 
punto, que fue justo donde Siméon Poisson dijo que sería. Aunque Francoise 
Arago realizó la prueba, el pequeño punto de luz en el centro de la sombra se 
llama “Punto de Poisson” 
 
En 1849 se hacen mediciones 
de la velocidad de la luz. La 
primera medición terrestre fue 
realizada por H. Fizeau. Fizeau 
calculó que la velocidad de la luz 
era de 313,300 [km/s], que 
estaba dentro del 5% del valor 
correcto. Fizeau publicó los 
primeros resultados obtenidos 
por su método para determinar 
la velocidad de la luz en 1849. 
Fizeau hizo la primera 
sugerencia en 1864 de que la 
"velocidad de una onda de luz 
se usara como estándar de 
longitud”, lo que hoy es una 
realidad para el metro. 
Previamente en el año 1676 
fueron examinadas las órbita de 
las lunas de Júpiter para el 
cálculo de la velocidad de la luz 
por O. Romer. En 1850, se hace 
la medición de la velocidad de la 
luz en el agua en comparación 
con el aire. Como datos a considerar: 
• La teoría de las ondas predice un viaje más lento a través del agua 
• La teoría de las partículas predice un viaje más rápido 
HYPPOLYTE FIZEAU, EL PRIMERO EN MEDIR LA 
VELOCIDAD DE LA LUZ. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 33 
El resultado demostró que la luz viajaba más lento en el agua, de alguna forma 
confirmando la teoría ondulatoria de la luz. 
 
EXPERIMENTO DE FIZEAU PARA ESTUDIAR LA VELOCIDAD DE LA LUZ. DE ACUERDO CON 
LAS TEORÍAS QUE PREVALECÍAN EN ESE MOMENTO, LA LUZ QUE VIAJABA A TRAVES DE 
UN MEDIO MÓVIL SERÍA ARRASTRADA POR EL MEDIO, DE MODO QUE LA VELOCIDAD 
MEDIDA DE LA LUZ SERÍA UNA SUMA SIMPLE DE SU VELOCIDAD A TRAVES DEL MEDIO 
MÁS LA VELOCIDAD DEL MEDIO. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 35 
Ecuaciones de Maxwell y Ondas 
Electromagnéticas 
 
A mediados del siglo XIX, Michael Faraday realizó muchos experimentos 
innovadores en el área de la electricidad y el magnetismo. 
Faraday creía que había una conexión íntima entre la electricidad y el 
magnetismo y sus experimentos lo corroboraban. También creía que la luz 
estaba relacionada. Su experimento que muestra que la polarización de la luz 
que pasa a través del cuarzo era cambiada por la presencia de un campo 
magnético fuerte, hoy llamado rotación de Faraday, lo convenció de que 
estaba en el camino correcto. Sin embargo, Faraday no era un teórico 
experimentado y podía desarrollar una teoría para promover su convicción. 
 
En la década de 1860, otro 
científico británico, James Clerk 
Maxwell, tomó la causa de 
Faraday. 
Maxwell fue un experimentado 
teórico, reconocido como uno de 
los mejores físicos de la historia, y 
desarrolló la teoría matemática en 
uno de los pilares de la física 
moderna. La teoríade Maxwell 
sobre el electromagnetismo fue 
rápidamente considerada como 
un gran avance en el 
conocimiento humano. 
 
En su teoría, unificó formalmente 
los fenómenos eléctricos y 
magnéticos y en el proceso 
propuso un nuevo fenómeno, las 
ondas electromagnéticas. Las 
matemáticas estipularon que estas ondas viajan a una velocidad de 
JAMES CLERK MAXWELL 
Rodolfo Veloz Pérez 
36 
 
aproximadamente 3x108 [m/s], muy cercana al valor de la velocidad de 
propagación de la luz en el vacío. Supuso que esta nueva entidad era en 
realidad luz. Su idea fue verificada experimentalmente unos 20 años después. 
 
La teoría de Maxwell unificó no solo los fenómenos eléctricos y magnéticos, 
sino también la óptica. Más tarde se entendió que otros fenómenos, ondas de 
radio, rayos X, rayos gamma, microondas, radiación infrarroja y ultravioleta 
eran ondas electromagnéticas. 
 
El trabajo de Maxwell fue 
inmediatamente aclamado 
como un éxito y ha resistido la 
prueba del tiempo al no ser 
modificado en los 150 años de 
su existencia. En su teoría, los 
elementos en ciernes de la 
relatividad especial fueron 
incorporados, es decir, la teoría 
de Maxwell es una teoría 
relativista especial de la 
radiación electromagnética. 
Aunque la teoría cuántica 
posterior cambiaría la vista de la 
luz, las ecuaciones de Maxwell 
siguen siendo válidas dentro de 
ella. 
Ahora es el momento de discutir de la manera más simple posible lo que dice 
la teoría de Maxwell. 
 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 37 
Comprendiendo las Ecuaciones de Maxwell 
 
Las relaciones centrales en la teoría electromagnética de Maxwell son sus 
cuatro ecuaciones de Maxwell. No explicaremos su forma matemática, sino 
que simplemente describiremos con palabras lo que significan. Estas 
ecuaciones eran en su mayoría conocidas antes de Maxwell, pero él las 
combinó en una sola teoría. 
 
Ley de Gauss. Esta fórmula esencialmente le dice cómo encontrar el campo 
eléctrico en una región donde hay una carga eléctrica neta, “Las cargas 
eléctricas producen campos eléctricos”. 
No hay monopolos magnéticos. Esto es idéntico al anterior, pero con campos 
magnéticos y la relación es igual a cero, “No hay fuentes puntuales de campos 
magnéticos, es decir, no hay cargas magnéticas”. 
 
Ley de Faraday. El trabajo anterior de Faraday había encontrado que un 
campo magnético que cambia el tiempo puede crear un campo eléctrico. 
Esto significa que la inducción electromagnética, no necesariamente necesita 
cargas eléctricas puntuales para crear un campo eléctrico. 
 
Ley de Ampere. Hay dos partes en esta ecuación. La primera parte es un 
análogo de la ley de Gauss y establece que un campo magnético es creado 
por corrientes eléctricas, vale decir, cargas eléctricas en movimiento. Lo que 
Maxwell agregó, basado en la simetría, es otro término que establece que un 
campo eléctrico cambiante puede crear un campo magnético, al igual que 
la ley de Faraday. 
 
El descubrimiento importante que hizo Maxwell involucró la combinación de 
las dos últimas ecuaciones cuando no hay cargas eléctricas o corrientes 
presentes, vale decir, no estamos en presencia de una fuente. Vio que había 
un posible fenómeno de autosuficiencia que se deriva de un proceso básico 
y perpétuo: Cambio del campo eléctrico implica un Cambio del campo 
magnético. 
Rodolfo Veloz Pérez 
38 
 
Además, la relación matemática que surge de la combinación de las leyes 
de Faraday y Ampere toma la forma de un fenómeno de onda. 
 
Maxwell reconoció esto y llamó a 
esta entidad “onda 
electromagnética”. A partir de la 
ecuación de onda matemática, 
pudo determinar qué tan rápido 
viajaría tal onda. Resultó estar 
muy cerca de la velocidad de la 
luz. 
 
Aunque su descubrimiento no 
tuvo una verificación experimental 
inmediata, la belleza de la idea 
condujo a su rápida aceptación 
por parte de la comunidad 
científica. Tomó otros veinte años 
para la confirmación 
experimental de Heinrich Hertz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
HEINRICH HERTZ, QUIEN CONFIRMA 
EXPERIMENTALMENTE LA EXISTENCIA DE LAS 
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS PREDICHAS 
POR MAXWELL. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 39 
Efecto Fotoeléctrico, Mecánica Cuántica y la 
masa de la luz 
 
A fines de la década de 1800, Thomas Alba Edison anotó en su cuaderno de 
laboratorio que un tipo particular de metal cuando se expone a luz ultravioleta 
emite electrones. En 1902, este efecto se examinó cuidadosamente y se 
observó que la teoría de Maxwell no podía explicar algunas de sus 
características clave. 
 
Una de las características, es que, si se emiten electrones, lo harán 
inmediatamente después de que se encienda la luz. La energía de los 
electrones que emanan es directamente proporcional a la longitud de onda de 
la luz. El problema es que, si se usa una fuente de luz débil, la onda de luz se 
EFECTO FOTOELECTRICO. (UNIVERSIDAD TECNICA DE VIENA) 
Rodolfo Veloz Pérez 
40 
 
propaga en todas direcciones, es decir, la energía de la luz se distribuye sobre 
una esfera grande en constante crecimiento. Si la placa de metal es bastante 
pequeña, la cantidad de luz que llega será una porción muy pequeña de toda 
la onda esférica. Por lo tanto, poca energía será entregada a la placa. Sin 
embargo, se puede observar en ocasiones que casi inmediatamente después 
de encender la luz se emite un electrón. La teoría de Maxwell no puede 
entregar una cantidad suficiente de energía a la placa para patear al electrón 
en este caso. 
Otra de las características, es que si se usa una luz de longitud de onda larga, 
no se emiten electrones sin importar cuán intensa sea la fuente. En la teoría 
de Maxwell, la potencia emitida por la onda de luz es proporcional a la 
amplitud o intensidad de la onda. Por lo tanto, para entregar energía suficiente 
al electrón, todo lo que uno haría es aumentar la intensidad. Sin embargo, el 
experimento revela que la intensidad no tiene en cuenta el problema, sino que 
es la longitud de onda o frecuencia lo que importa. Sin embargo, una fuente 
de rayos X muy débil, con baja amplitud, expulsará electrones. La teoría de 
Maxwell no puede explicar estos resultados. 
 
 
 
LA FRECUENCIA DE LA LUZ ROJA (IZQUIERDA) ES MENOR QUE LA FRECUENCIA DE UMBRAL 
DE ESTE METAL, POR LO QUE NO SE EXPULSAN ELECTRONES. LA LUZ VERDE (CENTRO) Y LA 
LUZ AZUL (DERECHA) TIENEN FRECUENCIA MAYOR, POR LO QUE AMBOS PROVOCAN LA 
FOTOEMISIÓN. LA LUZ AZUL DE MAYOR ENERGÍA EXPULSA ELECTRONES CON MAYOR 
ENERGÍA CINETICA EN COMPARACIÓN CON LA LUZ VERDE. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 41 
Einstein y el Efecto Fotoeléctrico 
 
En 1905, Einstein propuso que, 
para explicar los resultados del 
efecto fotoeléctrico, se debe 
pensar que la luz está compuesta 
de partículas. 
Sobre la base de la teoría de la 
radiación de cuerpos negros de 
Max Planck, Einstein propuso que 
la energía de radiación no se 
distribuye de forma continua 
sobre el frente de onda, sino que 
se localiza en pequeños haces, 
que más tarde serían llamados 
fotones. La energía del fotón 
estaría asociada con su 
frecuencia, a través de una 
constante de proporcionalidad 
conocida como constante de 
Planck, o alternativamente, 
utilizando la longitud de onda y la velocidad de la luz. 
ALBERT EINSTEIN 
Rodolfo Veloz Pérez 
42 
 
Aparece, en la definición de la partícula, el concepto del “Fotón”. Con esta 
propuesta de Einstein, se pueden explicar todas las propiedades del efecto 
fotoeléctrico. Por este resultado, Einstein ganó el Premio Nobel en 1922. 
Einstein, vuelve a los inicios propuestos por la teoría corpuscular de la luz de 
Newton, que lo experimenta desde su visión de mecánica clásica, pero lo 
vuelve basado en la Mecánica cuántica. ¿Cómo puede ser esto? 
 
Un experimento en 1909 por G.I. Taylor hizo evidente esta extraña naturaleza. 
Esencialmente realizó un experimento de doble rendija, pero envió solo un 
fotón a la vez. ¿Qué es lo que vio? El patrón de interferencia familiar,los 
resultados de interferencia discutidos anteriormente y que fueron explicados 
por Thomas Young. El experimento de la doble rendija, no se puede explicar 
mediante una vista de partículas de la luz, sino que necesitamos poder 
abarcar ambas vistas para explicar este experimento, una vista de onda para 
EINSTEIN RECIBE EL PREMIO NOBEL POR SU DESCUBRIMIENTO EN EL EFECTO 
FOTOELECTRICO. 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 43 
obtener el patrón de interferencia y también una vista de partículas para 
explicar la apariencia de los electrones. 
 
RESULTADO DEL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA: MÚLTIPLES PATRONES DE ONDA 
Rodolfo Veloz Pérez 
44 
 
Mecánica Cuántica como respuesta a la dualidad de la luz 
 
Muchas partículas pueden exhibir comportamientos típicos de ondas en 
algunos experimentos mientras aparecen como partículas compactas y 
localizadas en otros experimentos. Este comportamiento dual, es típico de la 
observación en la mecánica 
cuántica, donde algunas 
partículas pueden presentar 
interacciones muy localizadas y 
como ondas exhiben el 
fenómeno de la interferencia. 
De acuerdo con la física clásica 
existen diferencias claras entre 
onda y partícula. Una partícula 
tiene una posición definida en el 
espacio y tiene masa mientras 
que una onda se extiende en el 
espacio caracterizándose por 
tener una velocidad definida y 
masa nula. Esto, provocó 
durante todos los años de 
estudio de la luz, la 
imposibilidad de definir su real 
naturaleza. 
 
El concepto de dualidad onda-
partícula fue introducido por Louis de Broglie, en 1924 en su tesis doctoral, 
donde presentaba por primera vez la dualidad onda corpúsculo característica 
de la mecánica cuántica. Su trabajo se basaba en los trabajos de Einstein y 
Planck, y propuso la existencia de ondas de materia, es decir, que toda 
materia tenía una onda asociada a ella. Esta idea revolucionaria, fundada en 
la analogía con que la radiación tenía una partícula asociada, Einstein 
reconoció su importancia y cinco años después, en 1929, De Broglie recibió 
el Nobel en Física por su trabajo. 
 
LOUIS DE BROGLIE 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 45 
Entonces, la luz puede explicarse por su doble naturaleza: 
 
• Corpuscular, en su interacción con la materia, donde apreciaremos 
fenómenos de absorción o de esparcimiento, típicos fenómenos presentes 
en la comunicación por fibra óptica. 
• Ondulatoria, en su propagación electromagnética. Aquí, fenómenos 
asociados, por ejemplo, a dispersiones por guía de ondas, o por modo de 
polarización están vinculadas a este fenómeno. 
 
Según el célebre físico Stephen Hawking, se considera que la 
dualidad onda-partícula es un “concepto de la mecánica 
cuántica según el cual no hay diferencias fundamentales 
entre partículas y ondas: las partículas pueden comportarse 
como ondas y viceversa”. 
Rodolfo Veloz Pérez 
46 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 47 
Camino a la invención de la Fibra Óptica 
 
Las primeras técnicas de comunicación a larga distancia, como las "señales 
de humo", desarrolladas por nativos norteamericanos eran de hecho, enlaces 
de comunicación óptica. 
 
 
 
Una versión a gran escala de esta técnica de comunicación óptica fue el 
"telégrafo óptico" desplegado en Francia y en otros lugares a fines del siglo 
XVIII. El "telégrafo óptico" era una serie de altas torres que transmitían 
mensajes a una velocidad de unas pocas palabras por minuto por medio de 
grandes semáforos que podían manipularse para deletrear palabras. 
Sin embargo, el desarrollo de la comunicación por fibra óptica esperaba el 
descubrimiento de la Reflexión total interna o “TIR” (Total Internal Reflection) 
y una serie de innovaciones electrónicas y ópticas adicionales. 
 
 
EL TELÉGRAFO ÓPTICO UN ALFABETO SENCILLO (ARRIBA, CENTRO), LA IDEA ERA QUE CADA 
20-25 KM HUBIESE UN “REPETIDOR” ÓPTICO PARA TRANSMITIR EL MENSAJE. PESE A SU 
BURDO MECANISMO –FUE CRITICADO POR DIBUJANTES COMO RODOLPHE TÖPFFER (1831, 
ARRIBA A LA DERECHA)– SE INSTALÓ DURANTE DECADAS, Y FUNCIONABA 
Rodolfo Veloz Pérez 
48 
 
Confinamiento de la luz 
 
En en 1841, Jean-Daniel 
Colladon, un profesor suizo 
de 38 años en la Universidad 
de Ginebra, demostró por 
primera la reflexión total 
interna. Quería mostrar el 
flujo de fluido a través de 
varios orificios de un tanque 
y la ruptura de los chorros de 
agua. . Sin embargo, en la 
sala de conferencias el 
público no podía ver el agua 
que fluía. Resolvió el 
problema al recolectar y 
pasar la luz del sol a través 
de un tubo a la mesa de 
conferencias. La luz se 
enfocó a través del tanque 
de agua y se hizo que 
incidiera en el borde del 
chorro en un ángulo de 
mirada. El TIR atrapó la luz 
en el líquido y la obligó a 
seguir la trayectoria curva 
hasta que se rompió el chorro de agua. En lugar de viajar en línea recta, la luz 
siguió la curvatura del flujo de agua. 
Colladon demostró una guía de luz en chorros de agua a través de una serie 
de actuaciones públicas en la inteligencia urbana de París. Auguste de la Rive, 
otro físico de Ginebra, duplicó el experimento de Colladon utilizando luz de 
arco eléctrico. Colladon diseñó un dispositivo espectacular con luz de arco 
para el Conservatorio de Artes y Ciencias de París en 1841, octubre. 
 
JEAN-DANIEL COLLADON 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 49 
Colladon envió un documento a su amigo Francois Arago, quién dirigió la 
Academia Francesa. Arago recordó que Jacques Babinet, un especialista 
francés en Óptica había hecho demostraciones similares en París. Enfocó la 
luz de las velas en el fondo de una botella de vidrio mientras vertía un chorro 
fino de agua desde la parte superior, guiando la luz a lo largo del chorro. Arago 
le pidió a Babinet que escribiera su trabajo, pero Babinet no creía que el 
trabajo fuera muy importante. Sin embargo, hizo un comentario de que "la 
idea también funciona muy bien con un vástago de vidrio curvado de cualquier 
manera y había indicado que podría usarse para iluminar el interior de la boca. 
EXPERIMENTO DE COLLADON 
Rodolfo Veloz Pérez 
50 
 
 
JACQUES BABINET 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 51 
Transmisión guiada de la luz 
 
En 1870, John Tyndall, utilizando 
un chorro de agua que fluía de un 
recipiente a otro y un rayo de luz, 
demostró que la luz usaba la 
reflexión interna para seguir un 
camino específico. A medida que 
el agua se derramaba a través del 
pico del primer recipiente, Tyndall 
dirigió un rayo de luz solar a la 
trayectoria del agua. La luz, tal 
como la vio la audiencia, siguió un 
camino en zigzag dentro del 
camino curvo del agua. Este 
sencillo experimento, marcó la 
primera investigación sobre la 
transmisión guiada de la luz. 
 
 
 
Luz de tuberías 
 
William Wheeling, en 1880, patentó un método de transferencia de luz llamado 
"luz de tuberías". Wheeling creía que al usar tubos revestidos con un 
revestimiento altamente reflectante que se ramificaban desde una única 
fuente de iluminación, que en este caso era un arco eléctrico, podía enviar la 
luz a muchas habitaciones diferentes en de la misma manera que el agua, a 
través de tuberías, se transporta a través de los edificios de hoy. Debido a la 
ineficacia de la idea de Wheeling y a la introducción concurrente de la exitosa 
ampolleta incandescente de Edison, el concepto de luz de tuberías nunca tuvo 
éxito. 
 
 
JOHN TYNDALL 
Rodolfo Veloz Pérez 
52 
 
 
Fotófono 
 
En 1880, Alexander Graham Bell inventó su “Fotófono” que transmitía una 
señal de voz en un haz de luz. El experimento consistió en enfocar la luz del 
sol con un espejo y luego hablar sobre un mecanismo que hacía vibrar el 
espejo. En el extremo receptor, un detector captó el haz vibrante y lo 
decodificó en una voz de la misma manera que un teléfono hizo con las 
señales eléctricas. Sin embargo, muchas cosas, un día nublado, por ejemplo, 
podrían interferircon el fotófono, haciendo que Bell deje de investigar más 
con esta invención. Es quizás, la idea precursora del Li-Fi. 
 
 
En 1888, el equipo médico de Roth y Reuss de Viena usó varillas de vidrio 
dobladas para iluminar las cavidades del cuerpo. En 1895, el ingeniero francés 
Henry Saint-Rene diseñó un sistema de varillas de vidrio dobladas para guiar 
las imágenes de luz en un intento de transmisión de televisión. En 1898, el 
estadounidense David Smith solicitó una patente sobre un dispositivo de 
varilla de vidrio doblado para usar como lámpara quirúrgica. En la década de 
EL FOTÓFONO DE GRAHAM BELL 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 53 
1920 el inglés John Logie Baird y el estadounidense Clarence W. Hansell 
patentaron la idea de utilizar matrices de barras transparentes para transmitir 
imágenes para televisión y fax, respectivamente. En 1930, Heinrich Lamm fue 
la primera persona en ensamblar un paquete de fibras ópticas para llevar una 
imagen. El objetivo de Lamm era mirar dentro de las partes inaccesibles del 
cuerpo. Durante sus experimentos, informó que transmitía la imagen de una 
bombilla. Sin embargo, la imagen era de mala calidad. Su esfuerzo por 
presentar una patente fue denegado debido a la patente británica de Hansell. 
 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
 55 
Invención de la Fibra Óptica 
 
En el año 1954, Narinder Singh Kapany inventó la Fibra Óptica. Cursó 
estudios de Ciencias Físicas en la Universidad de Agra, y realizó su doctorado 
en el Imperial College de Londres, donde obtuvo el título de Doctor en el año 
1955. 
Durante la elaboración de su tesis doctoral, Kapany trabajó con el profesor 
Harold Hopkins, que se había doctorado en 1947 con una tesis enfocada en 
el campo de la óptica. Kapany comenzó a trabajar en experimentos que se 
basaban en los trabajos del físico irlandés John Tyndall y demostraban que la 
luz podía viajar dentro de un material que podría llegar a curvarse 
aprovechando las reflexiones internas de éste. En 1954 publicó junto a Harold 
Hopkins un artículo en la revista Nature llamado “A flexible fibrescope, using 
static scanning” y que supuso el gran impulso para el desarrollo de la fibra 
óptica. Ahí describieron que habían sido capaces de conducir un haz de luz a 
NARINDER SING KAPANY, EL PADRE DE LA FIBRA OPTICA 
Rodolfo Veloz Pérez 
56 
 
través de un conjunto de múltiples fibras de 75 centímetros de largo con bajas 
pérdidas, dando el gran salto que, hasta esa fecha, había frustrado todos los 
intentos de conducción de luz bajo un soporte físico que pudiese ser curvado. 
El “abstract” plantea lo siguiente: 
 
“Se ha ideado una unidad óptica que transmitirá imágenes ópticas a lo largo de un 
eje flexible. La unidad comprende un paquete de fibras de vidrio u otro material 
transparente, y por lo tanto parece apropiado introducir el término "fibroscopio" para 
denotarlo. Un uso obvio de la unidad es reemplazar el tren de lentes empleado en los 
endoscopios convencionales. Los instrumentos existentes de este tipo, por ejemplo, 
cistoscopios, gastroscopios y broncoscopios, etc., consisten en un tren de copiado 
de lentes y lentes de campo intermedio. Son rígidos o tienen una flexibilidad limitada. 
Además, la calidad de imagen de estos sistemas es deficiente, ya que consisten solo 
en lentes positivos que dan lugar a una gran curvatura de campo. En los gastroscopios 
existentes, el número total de lentes empleadas puede ser de hasta cincuenta, y en 
consecuencia la transmisión de luz es deficiente, debido a la trayectoria total del vidrio 
y al número de superficies de aire y vidrio. Aún más importante a este respecto, sin 
embargo, es la necesidad de usar pequeñas aberturas relativas para tales 
instrumentos, lo que es necesario si se desea obtener una definición aceptable con 
una curvatura de campo tan grande.” 
 
Gracias a este artículo, otros investigadores como Basil Hirschowitz , Wilbur 
C. Peters, y Lawrence E. Curtiss de la Universidad de Michigan pudieron 
fabricar, en 1965, la primera fibra óptica semiflexible que se usaría para 
fabricar un gastroscopio o el primer ensayo de transmisión de datos digitales 
llevado a cabo por Manfred Böhner en los laboratorios de investigación de 
Telefunken en Ulm (Alemania). La explosión de investigaciones en este campo 
llevó a Narinder Singh Kapany a publicar en 1967 un libro que, hoy en día, 
sigue siendo una referencia en este campo "Fibras Ópticas. Principios y 
Aplicaciones" y que es una de sus obras más conocidas entre los cientos de 
publicaciones que ha escrito a lo largo de su vida académica. 
 
También en 1954, el científico holandés Abraham Van Heel y el Harold 
Hopkins escriben por separado artículos sobre paquetes de 
imágenes. Hopkins - quien trabajó con Kapany - informó sobre los haces de 
imágenes de fibras sin revestimiento, mientras que Van Heel informó sobre los 
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paquetes simples de fibras revestidas. Cubrió una fibra desnuda con un 
revestimiento transparente de un índice de refracción más bajo. Esto protegió 
la superficie de reflexión de la fibra de la distorsión exterior y redujo en gran 
medida la interferencia entre las fibras. En ese momento, el mayor obstáculo 
para un uso viable de la fibra óptica era lograr la menor pérdida de señal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Desarrollo de la Fibra Óptica para 
Comunicaciones 
 
Formado en electrónica de microondas, Charles Kao desarrolló su propuesta 
para comunicaciones de fibra óptica mientras trabajaba en los Laboratorios 
de Telecomunicaciones Estándar, conocido por las siglas “STL” en Harlow, 
Inglaterra. Su objetivo inicial era desarrollar una nueva tecnología para enlaces 
de aproximadamente 10 km entre las centrales telefónicas locales, un nicho 
de mercado importante en Gran Bretaña. 
Charles Kao calculó que requeriría fibras de vidrio con una atenuación de unos 
20 [dB] / km, mucho más clara que el vidrio óptico comercial. Cuando Kao 
preguntó cómo se podía hacer un vidrio transparente, Harold Rawson, de la 
Universidad de Sheffield, le dijo que la purificación debería reducir las 
pérdidas por debajo de 20 dB. Eso llevó al artículo histórico que Charles Kao 
escribió con George Hockham, al proponer que la transmisión a través de fibra 
CHARLES KAO 
Rodolfo Veloz Pérez 
60 
 
monomodo debería alcanzar 1 [GHz] de ancho de banda y se publicó en 
1966. Laser Focus World informó el trabajo de Kao en abril de 1966. 
 
Las fibras ópticas revestidas se habían inventado una década antes, y sus 
usos principales eran en paquetes para imágenes médicas y militares lo 
suficientemente cortas como para permitir la atenuación de un [dB] por 
metro. Las telecomunicaciones requerían una gran mejora. Kao primero 
obtuvo muestras del vidrio más puro disponible, sílice fundida, que se hizo 
quemando vapor de tetracloruro de silicio en una llama de oxihidrógeno. La 
pérdida fue tan baja que le resultó difícil de medir, pero finalmente obtuvo un 
valor extraordinariamente bajo entre 5 y 0 [dB] / km en 1969. En ese 
momento, solo STL, la oficina de correos británica y Corning, que había 
inventado la sílice fundida en la década de 1930, estaba investigando las 
comunicaciones por fibra. Kao viajó por el mundo animando a otros 
laboratorios a entrar en el campo. 
MAURER, KECK Y SCHULTZ, EQUIPO DE INVESTIGADORES DE CORNING GLASS 
Manual para el Curso: Redes y Enlaces de Fibra Óptica 
 
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En el año 1970, un equipo de investigadores de Corning Glass, Robert Maurer, 
Donald Keck y Peter Schultz, comenzaron a experimentar con sílice fundido, 
un material capaz de lograr una pureza extrema con un alto punto de fusión y 
un bajo índice de refracción. Los investigadores patentaron la "Fibras de guía 
de onda óptica”, patente n. ° 3.711.262, capaces de transportar 65,000 veces 
más información que el cable de cobre. Este nuevo conductor,permitió que 
la información transportada por un patrón de ondas de luz se decodificara en 
un destino a miles de kilómetros de distancia. El equipo había resuelto los 
problemas presentados por el Dr. Kao. 
Charles Kao, recibió el Premio Nobel de Física 2009 "por sus logros 
innovadores en cuanto a la transmisión de luz en fibras para 
comunicación óptica”. Fallece el 23 de septiembre de 2018 en Hong 
Kong. Su trabajo transformó la industria láser y óptica, y al hacer posibles las 
telecomunicaciones de banda ancha, también transformó el mundo. 
CHARLES KAO Y SU GUIA DE ONDA 
Rodolfo Veloz Pérez 
62 
 
Primeras Instalaciones 
 
 
La fibra óptica comenzó a 
desarrollarse durante la década 
de 1970 en laboratorios de 
investigación y desarrollo en 
todo el mundo, como Corning, 
Laboratorios Bell, ITT 
(International Telephone and 
Telegraph) del Reino Unido. 
 
En 1975, el gobierno de los 
Estados Unidos decidió 
conectar las computadoras en la 
sede de NORAD en Cheyenne 
Mountain utilizando fibra óptica 
para reducir la interferencia. 
En 1976, en Dorset, Inglaterra fue instalada comercialmente por SCT 
(Standard Telephones and Cables). 
En 1977, el primer sistema de comunicación telefónica óptica se instaló en 
Chicago, Illinois en Estados Unidos por AT&T. Cada fibra óptica llevaba el 
equivalente a 672 canales de voz. 
A principios de la década de 1980, las redes de comunicaciones con fibra 
conectaban las principales ciudades en cada costa. 
A finales de siglo XX, más del 80% del tráfico de larga distancia del mundo se 
realizaba a través de cables de fibra óptica y 25 millones de kilómetros del 
cable. 
 
 
 
LOGO DE LOS AÑOS 70´ DE LA EMPRESA AT&T 
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LOGO DE LA ENTONCES STC DE INGLATERRA. 
Rodolfo Veloz Pérez 
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