Elaborado por estudiantes de la Universidad Privada del Valle, en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones.
Software Optisystem
Optisystem es un software que permite simular y a la vez realizar enlaces ópticos con el objetivo de estudio y aprendizaje. Este software es de gran utilidad debido a que teniendo un conocimiento básico puede ser aplicado fácilmente, también permite realizar un sin fin de pruebas ópticas debido a la variedad de componentes que se pueden encontrar en este software, lo cual en la vida real seria muy costo, ya que muchos de los componentes encontrados en el software tienen un valor elevado, ademas del mantenimiento y cuidado respectivo que se debe tener con los equipos, principalmente la limpieza y calibración para la obtención de valores eficaces.
A continuación se describen las características de los equipos usados en el software.
CW Laser (Continuous Wave)
En términos de ingeniería se refiere a láser de
onda continua o ejecución libre. Se caracteriza principalmente por tener una relación
señal/ruido muy alta y poco ancho de banda, esto permite la comunicación a
larga distancia aunque se encuentre en condiciones desfavorables de propagación.
Figura # 1 Empaquetado de un láser de diodo
Fuente: http://docencia.izt.uam.mx/mfg/laseres1/material_adicional/semiconductor/DANIEL.html
Modulador Mach Zehnder
Los moduladores electro-ópticos externos son componentes fundamentales en los sistemas de comunicaciones ópticas actuales. Su rango de aplicación comprende los sistemas digitales de alta velocidad, así como por ejemplo los sistemas de distribución de televisión por cable (CATV [Antena común de Televisión]). El arreglo mas comun es el de tipo Mach Zehnder.
El modulador Mach Zehnder actúa como modulador de intensidad ya que cada rama propaga la luz y puede alterar las fases de uno de los brazos, dando que a la salida se sumen las fases de cada rama.
Figura # 2 Esquema de modulador de intensidad Mach Zender
Fuente: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/meie/jimenez_p_jl/capitulo4.pdf
Generador de secuencia de bits pseudos-aleatoria y Generador de pulsos NRZ
Generador de secuencia de bits pseudos-aleatoria (Pseudo-random bit sequence generador). Este componente genera una señal binaria de unos y ceros aleatorios. Esta secuencia es la más empleada para comprobar las prestaciones de un sistema, pues el tráfico de datos real tiene un carácter casi aleatorio. Téngase en cuenta que esta señal binaria no puede aplicarse directamente a un transmisor o fuente de luz, debe convertirse antes a una señal eléctrica con la modulación adecuada (RZ, NRZ, …).
Generador de pulsos NRZ (NRZ pulse generador). Convierte una señal binaria de unos y ceros en una señal eléctrica con modulación NRZ.
Analizador de espectro óptico
El analizador de espectros óptico (Optical Spectrum Analyzer, OSA) se utiliza para realizar medidas de potencia óptica en función de la longitud de onda. Sus aplicaciones incluyen la caracterización de fuentes de luz (diodos de emisión de luz, LED, y láser, LD) en cuanto a su distribución de potencia y pureza espectral (anchura espectral); así como la medida de la característica en transmisión de componentes ópticos pasivos.
Analizador de espectro óptico
El analizador de espectros óptico (Optical Spectrum Analyzer, OSA) se utiliza para realizar medidas de potencia óptica en función de la longitud de onda. Sus aplicaciones incluyen la caracterización de fuentes de luz (diodos de emisión de luz, LED, y láser, LD) en cuanto a su distribución de potencia y pureza espectral (anchura espectral); así como la medida de la característica en transmisión de componentes ópticos pasivos.
Figura # 3 Medida típica del espectro de emisión de un LD en tercera ventana.
Fuente: http://www.tfo.upm.es/docencia/2006-07/LIBRO_LCOP/Desarrollo_PE1.pdf
OTDR (Optical Time Domain Visualizer)
Un OTDR es un reflectómetro óptico en el dominio del tiempo, utilizado para evaluar las propiedades de una fibra o de un enlace completo. Es un instrumento que envía pulsos de luz a una longitud de onda deseada, para luego medir las reflexiones producidas a lo largo de la fibra óptica Este pulso viaja por la fibra atenuándose de la misma manera el pulso viajando en dirección contraria atenúa de igual magnitud.
Figura # 5 OTDR
Fuente: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:FWJk2R_QiLMJ:www.inele.ufro.cl/apuntes/Redes_de_Banda_Ancha/Tarea_1/Daniel_Fernandez_-_OTDR_(presentacion).pptx+&cd=7&hl=es&ct=clnk&gl=bo
El OTDR Suministra valores de potencia relativa vs longitud y aprovecha dos cualidades:
*Esparcimiento de Rayleigh
Figura # 6 Esparcimiento de Rayleigh
Fuente: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:FWJk2R_QiLMJ:www.inele.ufro.cl/apuntes/Redes_de_Banda_Ancha/Tarea_1/Daniel_Fernandez_-_OTDR_(presentacion).pptx+&cd=7&hl=es&ct=clnk&gl=bo
Debido a que el material en la fibra no es homogéneo y al estar sus partículas esparcidas aleatoriamente la luz tiende a dispersarse todas direcciones.
* Reflexión de Fresnell
Figura # 7 Reflexión de Fresnel
Fuente: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:FWJk2R_QiLMJ:www.inele.ufro.cl/apuntes/Redes_de_Banda_Ancha/Tarea_1/Daniel_Fernandez_-_OTDR_(presentacion).pptx+&cd=7&hl=es&ct=clnk&gl=bo
Se debe al cambio en el indice de refracción.
Multiplexores y Demultiplexores
Las señales monocromáticas de diferentes longitudes de onda, son generadas por láseres y conducidas por n fibras hasta el multiplexor.
El multiplexor es aquel que combina las señales que llegan en una señal policromática que se envía a una sola fibra para su transmisión.
E l demultiplexor separa las diferentes longitudes de onda de la señal policromática para su correspondiente procesamiento.
Figura # 8 Esquema del funcionamiento del Multiplexor y Demultiplexor WDM
Fuente: http://www.coimbraweb.com/documentos/opticas/8.8_wdm.pdf
Cable de Fibra Óptica
Es una delgada hebra de vidrio o silicio que conduce la luz, se requieren dos filamentos para una comunicación bidireccional: TX y RX.
El grosor de la fibra es aproximadamente de 0.1 mm. Cada filamento esta compuesto por tres componentes:
* La fuente de luz: Led o Láser.
* El medio de transmisión: Fibra Óptica.
* El detector de luz: Fotodiodo.
Un cable de Fibra óptica esta compuesto por: núcleo, manto, recubrimiento, tensores y chaqueta.
Las fibras ópticas se pueden usar tanto en redes LAN, como en sistemas de largo alcance.
Figura # 9 Esquema del funcionamiento de fibra óptica
Fuente: http://neo.lcc.uma.es/evirtual/cdd/tutorial/fisico/fibra.html
Amplificadores Ópticos
Es un dispositivo que tiene la capacidad de amplificar una señal óptica directamente, tomando en cuenta que convierte la señal al dominio eléctrico, amplificar en eléctrico y pasar a óptico nuevamente.
La característica de estos dispositivos es que so usados para amplificar señales ópticas sin convertirlas a señales eléctricas, básicamente como lo harían los regeneradores.
Figura # 10 Funcionamiento de una amplificador óptico
Fuente: http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema2/tema2_8_2.htm
Photodetector PIN
El photodetector PIN es un diodo el cual tiene introducido una zona intermedia llamada intrínseca para que la eficiencia del diodo sea alta. Este fotodiodo intercala el material intrínseco en la union p-n. Logrando asi incrementar la región de deplexion. Incrementando esta región también se incrementa la responsividad así el numero de fotones absorvidos en esta zona aumenta. Al aumentar R, también se incrementa la eficiencia del fotodiodo.
El problema presentado es el tiempo de transito de los fotoportadores incrementa, y así aumentando el tiempo de respuesta. Debido a este motivo, se debe escoger entre eficiencia y tiempo de respuesta.
Low pass Bessel Filter
Un filtro es un sistema que esta diseñado para obtener la característica de una transferencia deseada. Esto se opera a una señal o señales de entrada en una forma determinada. Están compuestos por una combinación de resistencias, inductores y condensadores.
Los filtros Bessel son usados frecuentemente en aplicaciones audio debido a la linealidad que poseen.
Bibliografía
El photodetector PIN es un diodo el cual tiene introducido una zona intermedia llamada intrínseca para que la eficiencia del diodo sea alta. Este fotodiodo intercala el material intrínseco en la union p-n. Logrando asi incrementar la región de deplexion. Incrementando esta región también se incrementa la responsividad así el numero de fotones absorvidos en esta zona aumenta. Al aumentar R, también se incrementa la eficiencia del fotodiodo.
El problema presentado es el tiempo de transito de los fotoportadores incrementa, y así aumentando el tiempo de respuesta. Debido a este motivo, se debe escoger entre eficiencia y tiempo de respuesta.
Figura # 10 Fotodiodo PIN
Fuente: http://jasp.net/optics/fotodiodos.xhtml
Low pass Bessel Filter
Un filtro es un sistema que esta diseñado para obtener la característica de una transferencia deseada. Esto se opera a una señal o señales de entrada en una forma determinada. Están compuestos por una combinación de resistencias, inductores y condensadores.
Los filtros Bessel son usados frecuentemente en aplicaciones audio debido a la linealidad que poseen.
Bibliografía
http://grupos.unican.es/gif/lsco3/Manual%20instrumentacion%202008.pdf
http://www.iberchip.net/IX/Articles/PAP-013.pdf
http://www.tfo.upm.es/docencia/2006-07/LIBRO_LCOP/Desarrollo_PE1.pdf
http://docencia.izt.uam.mx/mfg/laseres1/material_adicional/semiconductor/DANIEL.html
http://www.coimbraweb.com/documentos/opticas/8.8_wdm.pdf
http://neo.lcc.uma.es/evirtual/cdd/tutorial/fisico/fibra.html
http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema2/tema2_8_2.htm
http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema2/tema2_5_3.htm
http://jasp.net/optics/fotodiodos.xhtml
http://filtrosbessel.blogspot.com/
Integrantes:
Oscar Andre Rdruiguez Bocanegra
Jorge lujan Apaza
Gil Monteiro
