Tipos de Perdidas

Las siguientes formas de perdida en un enlace, son las que encontraras a lo largo de la fibra optica, estos pueden o no ser producido tanto por conectores, acopladores, incluso algunos amplificadores, pero todo dependera de la conexion que se tenga y la calidad de la fibra. Muchos son en relacion la medio, longitud de onda y potencia que se tenga en los transmisores.

Coeficiente de Acoplamiento

El parámetro α se denomina coeficiente de acoplamiento o de acoplo, y determina cuanta potencia se dirige a cada puerto de salida. La potencia óptica acoplada de una fibra a otra puede ser variada a modificando la longitud de la región de acoplamiento y el grado de reducción del radio de la fibra (como se muestra en la figura el radio de las fibras que forman el acoplador se reduce gradualmente antes de la región de acoplamiento), entre otros parámetros

Perdidas en Exceso
Pérdidas en exceso, excess loss , es decir, las pérdidas del dispositivo, apareceran en los equipos que estan conectados a la FO, y al enlace. Se define con la siguiente formula:

Perdidas por Insercion

Pérdidas de inserción, insertion loss , este parámetro se refiere a las perdidas asociadas a un camino en concreto, se puede definir como una parte en todo el enlace, su formula es:

Perdidas por Retorno
Pérdidas de retorno, return loss , este parámetro mide el aislamiento entre la potencia de entrada y la potencia óptica reflejada en el mismo puerto, siempre que haya un retorno de la luz emitida. Su formula se define como:

Crosstalk o Diafonia

Crosstalk , este parámetro mide el aislamiento entre la potencia de entrada y la potencia óptica reflejada en otro puerto de entrada, siempre que se emita la luz y esta llegue o retorne. Su formula se define como:

Filtros Opticos

En los enlaces opticos, se tienen tambien los filtros, y estos sirven para poder eliminar cierto tipo de ruido que haya en el enlace. Existen una gran variedad de dispostivos ópticos que pueden trabajar como filtros. Un filtro óptico es un dispositivo capaz de seleccionar una banda de longitudes de onda y de eliminar el resto. Las principales aplicaciones de los filtros ópticos, que lo convierten en un dispositivo clave en los sistemas de comunicaciones ópticas son:

• la eliminación del ruido, introducido por ejemplo por los amplificadores ópticos.
• la ecualización de la respuesta de los amplificadores ópticos
• la selección de canales en sistemas WDM.

Para realizar estas aplicaciones de forma óptima estos dispositivos deben tener unas pérdidas de inserción reducidas, ya que de lo contrario afectara en el resultado del filtrado. Idealmente, su banda de paso debe ser plana para evitar así la distorsión de la señal, una señal transversal no sera ideal. Además la banda de transición de su repuesta debe ser abrupta para evitar la diafonía ( cross-talk ) con los canales cercanos. También es necesario que su comportamiento sea independiente de la polarización de la señal.

Filtros MZI

Son tambien llamados demultiplexores, y se toma una unica entrada, para este caso se toma una señal de entrada al filtro MZI, al llegar ésta al primer acoplador direccional, su potencia se divide por igual entre el brazo de arriba (de longitud L ) y el de abajo (de longitud L+ΔL). Pero la señal en uno de los brazos experimenta un salto de fase de π/2 con respecto al otro. Concretamente, la señal que se acopla al brazo de arriba no sufre ningún cambio, sin embargo la parte de la señal que se acopla al brazo de abajo sufre un cambio de fase de π/2 . Tras propagarse a lo largo de los brazos, las señales llegan al segundo acoplador direccional. En este punto, la señal que se propaga por el brazo de abajo experimenta un desfase adicional de βΔL , debido a la diferencia de longitud entre los dos caminos. Para la Salida 1, la señal procedente del brazo de abajo sufre otro retraso de fase de π/2 respecto a la señal que se transmite por el brazo de arriba, de esto modo la diferencia de fase relativa total entre las dos señales en la Salida 1 es de π/2 + βΔL + π/2 . Sin embargo para la Salida 2, la señal transmitida por el brazo de arriba sufre un cambio de fase de π/2 , quedando una diferencia de fase relativa total entre las dos señales de π/2 + βΔL - π/2 = βΔL, parece extraño pero la figura explica mejor el funcionamiento de este Filtro.

Tecnicas de Verificacion de FO

Las técnicas de verificación de fibra óptica son el conjunto de acciones y pruebas para comprobar que el cable óptico y su instalación cumplen con los requisitos mínimos para que las comunicacionespuedan realizarse acorde a normas y estándares industriales. Si bien las instalación de fibra es compleja y difícil, sus técnicas de verificación y los criterios están detallados y reglados de forma clara y suficiente, apoyándose en dispositivos de tecnología avanzada.

La fibra óptica tiene muchas ventajas en la transmisión de datos a largas distancias frente al cobre, pero también tiene una serie de inconvenientes, muchos de ellos relacionados con la delicada estructura y la dificultad de unir vidrios de no más de 62,5 μm. El OTDR es el instrumento mas utilizado y podriamos decir el mas escencial para este tipo de tecnicas.

Bilbiografia:

• EDWARD L. SAFFORD: Introducción a la Fibra Óptica y el Láser, Ed.Paraninfo, 1988.
• JOSE MARTÍN SANZ: Comunicaciones Ópticas, Ed.Paraninfo, 1996.
• Bates, Regis J (2001). Optical Switching and Networking Handbook. New York: McGraw-Hill
• MALACARA-HERNÁNDEZ, Daniel. “Óptica Básica”. Editorial Fondo de Cultura
• Económica, 2da. Edición pp.28-30. México 2004.
• SALAZAR-GUERRERO, Evelyn. “Sistema de Alta Inmunidad al Ruido en Sensores de Fibra Óptica y su Aplicación a la Medición de Flujo de Calor”. Tesis de Licenciatura. UNAM 2006.
• SHEN, Yonghang et al. “Fiber-optic system for heat flux measurement”. Review of Scientific Instruments. Vol. 75, No 4. pp. 15-23. . Abril, 2004

Diodo LD y LED

LED

Un diodo LED en ingles light-emitting diode, comunmente se compone varias partes; estas tambien pueden variar de pendiendo el fabricante, las aplicaciones del LED son numerosas y diversas, se encuentran en todo tipo de indicadores de estado y paneles informativos, además de el alumbrado de las pantallas de cristal liquido y en los móviles. Actualmente el uso de los LED se está expandiendo sobre todo en la iluminación relacionada con la señalización de tráfico, ya sea tanto en las señales, como en los faros de los vehículos moderno.

El uso de los diodos LED tiene una tendencia al crecimiento dentro de todos los sectores, ya que las prestaciones que este nos ofrece son muy superiores a las que podemos encontrar en la lámpara incandescente habitual o en las lámparas fluorescentes, que su tiempo de vida es menor a la del LED.

Entre sus caracteristicas mas principales, son:

1. Extremo superior abovedado de la cápsula de resina epoxi, que hace también función de lente convexa. La existencia de esta lente permite concentrar el haz de luz que emite el chip y proyectarlo en una sola dirección. 
2. Cápsula de resina epoxi protectora del chip. 
3. Chip o diodo semiconductor emisor de luz. 
4. Copa reflectora. En el interior de esta copa se aloja el chip emisor de luz. 
5. Base redonda de la cápsula de resina epoxi. Esta base posee una marca plana situada junto a uno de los dos alambres de conexión del LED al circuito externo, que sirve para identificar el terminal negativo (–) correspondiente al cátodo del chip. 
6. Alambre terminal negativo (–) de conexión a un circuito eléctrico o electrónico externo. En un LED nuevo este terminal se identifica a simple vista, porque siempre es más corto que el terminal positivo. 
7. Alambre terminal positivo (+) correspondiente al ánodo del  chip  del  diodo,  que  se  utiliza  para  conectarlo  al  circuito  externo. 
8. Alambre muy delgado de oro, conectado internamente con el terminal positivo (+) y con el ánodo del chip.

como se muestra en la figura las partes que se encuentran dentro el LED y las que lo cubren.

Los ledes en la actualidad se pueden acondicionar o incorporarse en un porcentaje mayor al 90 % a todas las tecnologías de iluminación actuales, casas, oficinas, industrias, edificios, restaurantes, arenas, teatros, plazas comerciales, gasolineras, calles y avenidas, estadios (en algunos casos por las dimensiones del estadio no es posible porque quedarían espacios obscuros), conciertos, discotecas, casinos, hoteles, carreteras, luces de tráfico o de semáforos, señalizaciones viales, universidades, colegios, escuelas, estacionamientos, aeropuertos, sistemas híbridos, celulares, pantallas de casa o domésticas, monitores, cámaras de vigilancia, supermercados, en transportes (bicicletas, motocicletas, automóviles, camiones tráiler, etc.), en linternas de mano, para crear pantallas electrónicas de led (tanto informativas como publicitarias) y para cuestiones arquitectónicas especiales o de arte culturales. Todas estas aplicaciones se dan gracias a su diseño compacto.

De acuerdo al color, se tiene la siguiente tabla que nos puede dar unos parametros para elegir el LED necesario para el uso que necesitamos.

LD

Un diodo láser (DL) es un dispositivo semiconductor similar a un led pero que bajo las condiciones adecuadas emite luz láser.

Dentro de sus caracteristicas, y en relacion al diodo LED, sus ventajas varian, estas tambien son diferentes ya que este diodo laser es mas usado para comunicaciones Opticas:

• Son muy eficientes.
• Son muy fiables.
• Tienen tiempos medios de vida muy largos.
• Son económicos.
• Permiten la modulación directa de la radiación emitida, pudiéndose modular a décimas de Gigahercio.
• Su volumen y peso son pequeños.
• El umbral de corriente que necesitan para funcionar es relativamente bajo.
• Su consumo de energía es reducido (comparado con otras fuentes de luz)
• El ancho de banda de su espectro de emisión es angosto (puede llegar a ser de sólo algunos kHz)

Entre sus aplicaciones mas comunes son las comunicaciones opticas, lectodes de DVD, CD, etc., sensores, escaneres, en los diodos láser, para favorecer la emisión estimulada y generación de luz láser, el cristal semiconductor del diodo puede tener la forma de una lámina delgada con un lado totalmente reflectante y otro sólo reflectante de forma parcial (aunque muy reflectante también), lográndose así una unión PN de grandes dimensiones con las caras exteriores perfectamente paralelas y reflectantes. Es importante aclarar que las dimensiones de la unión PN guardan una estrecha relación con la longitud de onda a emitir.

Bibliografia:

• Nichia unveils white LED with 150 lm/W luminous efficiency, artículo web Tech-On! del 21 de diciembre de 2006.
• Volver arribaLED Color Chart, artículo web OkSolar del 10 de julio de 2000.
• Volver arribaCyberlux claims hybrid organic/inorganic lighting better than LEDs, artículo Semiconductor Today del 22 de enero de 2007
• http://usuarios.lycos.es/Fibra_Optica/comparacion.htm
• Millman J., Halkias Ch.C. Dispositivos y Circuitos Electrónicos. 5ta edición. Mc. Graw Hill, 1983.
• Boylestad R., Nashelky L. Electrónica teoría de Circuitos, Prentice Hall int.1992.
• Lob U. Curvas Características de diodos ep 15. Marcombo Boixareu Editores, 1987.
• González F. Curso practico de luces y sonido. Publicaciones CEKIT, 1992.

Fibra Optica

Tipos de pulido

Los extremos de la fibra necesitan un acabado específico en función de su forma de conexión, ya sea esta que sea empalmada, o simplemente hacia los conectores, si son empalmes mecanicos o por fusion, pero; los acabados más habituales son:

• Plano: Las fibras se terminan de forma plana perpendicular a su eje.
• PC: (Phisical Contact) Las fibras son terminadas de forma convexa, poniendo en contacto los núcleos de ambas fibras.
• SPC: (Super PC) Similar al PC pero con un acabado más fino. Tiene menos pérdidas de retorno.
• UPC: (Ultra PC) Similar al anterior pero aún mejor.
• Enhanced UPC: Mejora del anterior para reducir las pérdidas de retorno.
• APC: (Angled PC) Similar al UPC pero con el plano de corte ligeramente inclinado. Proporciona unas pérdidas similares al Enhanced UPC

Tipos de conectores

Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya puede ser un transmisor o un receptor, o dos fibras entre si, (si estas no son empalmadas). Los tipos de conectores disponibles son muy variados, y de muchos tipos dependiendo el uso, entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:

• FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.
• FDDI, se usa para redes de fibra óptica.
• LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.
• SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.
• ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

Bibliografia:

• Transmissão por Fibra Óptica , A. Cartaxo, , 2005, IST
• Optical Networks: a Practical Perspective , R. Ramaswamy, K. Sivarajan, 2002., Morgan Kaufmann, segunda edição

Velocidad de Enlace y Medicion del BER

Que es Medicion

Los sistemas de transmisión digital presentan algunas ventajas comparativas respecto a los 

analógicos en cuanto a capacidad de combinar y transportar datos de distintas aplicaciones, 

capacidad de procesamiento para comprimir la información y reducción del ancho de banda 

de transmisión, codificación para protección contra errores, encriptación, modulaciones 

adaptativas, etc. Sin embargo una de las desventajas es la abrupta degradación de la 

información digital recuperada frente a la reducción de la potencia de señal o aumento del 

ruido y/o interferencia (en el caso analógico la degradación es más gradual), provocando 

que la comunicación opere en la práctica en uno de dos estados, conexión o desconexión. 

 

La abrupta degradación es en general más marcada cuanto más potente sea el esquema o 

código corrector de errores usado, aunque siempre se gana en la reducción del umbral de 

operación de SNR, o corte de conexión, respecto a un sistema no codificado, y por tanto con 

codificación se requiere menor potencia media de señal recibida

Que es el BER

El BER es el parámetro fundamental que nos determina la calidad de la señal demodulada (trama de transporte) de los sistemas de televisión digital. Cuantifica el número de errores de bit de una trama sea cual fuere el origen del error (falta de nivel de señal, C/N pobre, distorsiones, etc.). Por lo tanto, midiendo tan solo este parámetro y manteniéndolo por debajo de los límites de descodificación correcta, aseguramos la calidad de la señal recibida. 

 

Ahora bien, en el bloque de Codificación y Modulación, las protecciones contra errores se 

encadenan en función del medio de transmisión a que está destinada. Es obvio que en el proceso de desmodulación, es decir, en el receptor, en función del punto donde se mida éste parámetro, se obtendrán valores distintos. 

Los valores mínimos para asegurar el perfecto funcionamiento del receptor se definen en los 

siguientes puntos: 

• CBER: Medido a la salida del demodulador. 

• VBER: Medido después del descodificador de Viterbi, si lo hay (satélite/terrestre). 

• BER: Medido después del descodificador del Reed Solomon. 

Detectores de Señal Optica

Para medir la calidad de los enlaces de comunicaciones ópticas se requiere habitualmente instrumentación de altas prestaciones, en lo general que sean precisos. Nos centraremos en el procedimiento de medida de la tasa de error (BER), conocer los equipos comerciales que podemos encontrar es lo mas importante.

Día tras día los sistemas de comunicaciones ópticas aumentan su alcance y capacidad. Actualmente se ha dado ya el paso a los primeros sistemas comerciales de 40 Gbit/s, si bien se han demostrado en diferentes trials transmisiones de 160 Gbit/s por canal e incluso superiores. Para poder medir la calidad de señales de alta velocidad se necesita toda una serie de instrumentación de altas prestaciones, la cual supone un desembolso económico importante. Se trata de equipos de laboratorio, entre los que se encuentran: osciloscopios ópticos digitales, generadores de PRBS y medidores de tasa de error, analizadores de espectro ópticos, autocorreladores de pulsos, analizadores de trama y de protocolo, etc.

Medidores de tasa de error

Los medidores de tasa de error se utilizan básicamente para determinar el parámetro de BER de un enlace de comunicaciones ópticas. Para realizar esta medida se inyecta en el transmisor óptico una secuencia pseudoaleatoria o PRBS y posteriormente se mide en el receptor óptico el número de errores que se han producido en el sistema. A día de hoy, estos equipos alcanzan tasas de bit de 40 Gbit/s y suelen disponer de interfaces ópticos de entrada/salida, pues se comercializa una solución completa que incluye toda una serie de dispositivos tales como un generador de PRBS electrónico, un medidor de tasa de error electrónico, un transmisor óptico compuesto de láser y modulador externo, mux/demuxes, un receptor óptico, un circuito de recuperación de reloj, etc.

Fundamentos de la medida de BER

Los errores de bit son el resultado de decisiones incorrectas del circuito receptor debido a la presencia de ruido en la señal digital. Considerando una modulación óptica de intensidad de dos niveles (OOK, on-off keying) y ruido gaussiano, la tasa de error (BER)

se define como:

Elementos Opticos

Elementos Opticos

Conectores

Los conectores ópticos constituyen, quizás, uno de los elementos más importantes dentro de la gama de dispositivos pasivos necesarios para establecer un enlace óptico, siendo su misión, junto con el adaptador, la de permitir el alineamiento y unión temporal asi como repetitivo, de dos o más fibras ópticas entre sí y en las mejores condiciones ópticas posibles.

Tipos de conectores

Dentro de los conectores existen varios tipos, que segun las caracteristicas de cada uno se los puede implementar en diferentes situaciones. 

• Conector ST

Los conectores ST fueron creado s en los 80`s por AT&T y deriva del ingles "Straight Tip", tienen un diseño tipo bayoneta que permite alinear el conector de manera sencilla al adaptador. Su mecanismo de acoplación tipo "Empuja y Gira" asegura que el conector no tenga deslizamientos y desconexiones. El cuerpo del conector sujeta la férula, ofreciendo una mejor alineación y previniendo movimientos rotatorios. El ST ha sido el conector más popular en las redes de área local (LAN) por su buena relación calidad-precio. El conector ST, tienen un diseño tipo bayoneta que permite alinear el conector de manera sencilla al adaptador. Su mecanismo de acoplación tipo “Empuja y Gira” asegura que el conector no tenga deslizamientos y desconexiones.

Figura 1: Conector SC

Fuente: www.lhtfiber.com

Son fabricados de acuerdo con los requerimientos de las normativas IEC, ANSI/TIA/EIA y Telcordia. El conector es diseñado con ferrule 2.5mm y cuerpo metálico resistente a la corrosión. El cuerpo del conector sujeta la ferrule, ofreciendo una mejor alineación y previniendo movimientos rotatorios, ofreciendo una excelente alineación entre dos fibras.

Características

• Sistema de acoplación tipo bayoneta.
• Posee una ferrule de cerámica de alta precisión de 2.5mm.
• Acabado en metal resistente a la corrosión.
• Ofrece baja pérdida de inserción, retorno y reflexión trasera.
• Ideal para un terminado PC para fibras de múltiples modos o UPC para fibras de un solo modo.

Conector SC

Los conectores SC, tienen un diseño versátil que permite alinear el conector de manera sencilla al adaptador. Su mecanismo de acoplación tipo "Push Pull" lo asegura al adaptador de manera sencilla. El cuerpo del conector sujeta la férula, ofreciendo una mejor alineación y previniendo movimientos. El conector SC es el más popular tanto en LAN como en redes de transporte: operadoras telefonías, CATV.

Figura 2: Conector SC

Fuente: www.cableorganizer.com

Los conectores SC son diseñados con ferrule 2.5mm y cuerpo de plástico resistente. El cuerpo del conector sujeta la ferrule, ofreciendo una mejor alineación y previniendo movimientos. Las ferrules son fabricadas en cerámica de zirconia de alta precisión, ofreciendo una excelente alineación entre dos fibras y pueden tener un terminado en PC, UPC o APC.

Características

1. Sistema de acoplación tipo “Push Pull”.
2. Posee una ferrule de cerámica de alta precisión.
3. Acabado en plástico resistente.
4. Ofrece baja pérdida de inserción, retorno y reflexión trasera.
5. Ideal para un terminado PC para fibras de múltiples modos y UPC o APC para fibras de un solo modo.

• Conector FC

Los conectores FC fueron creados en los 80`s por NTT por su nombre en ingles "Fiber Connection", tienen un diseño versátil tipo rosca que permite asegurar y alinear el conector de manera firme en el adaptador. Su mecanismo de acoplación tipo Rosca asegura que el conector no tenga deslizamientos o desconexiones.

El cuerpo del conector sujeta la férula, ofreciendo una mejor alineación y previniendo movimientos. Las partes de los conectores son: Férula (Cilindro que rodea la fibra a manera de PIN), Cuerpo (Es la base del conector), Ojillo de crimpado (Es el que sujeta la fibra al conector), Bota (Es el mango del conector). Los conectores FC, tienen un diseño versátil tipo rosca que permite asegurar y alinear el conector de manera firme en el adaptador. Su mecanismo de acoplación tipo Rosca asegura que el conector no tenga deslizamientos o desconexiones.

Figura 3: Conector FC

Fuente: www.intechopen.com

Los conectores FC, es diseñado con ferrule 2.5mm y cuerpo metálico resistente a la corrosión. El cuerpo del conector sujeta la ferrule, ofreciendo una mejor alineación y previniendo movimientos. Las ferrules son fabricadas en cerámica de zirconia de alta precisión, ofreciendo una excelente alineación entre dos fibras.

Características

1. Sistema de acoplación tipo Rosca.
2. Posee ferrule de cerámica de alta precisión.
3. Acabado en metal resistente a la corrosión.
4. Ofrece baja pérdida de inserción, retorno y reflexión trasera.
5. Ideal para un terminado PC para fibras de múltiples modos y UPC para fibras de un solo modo.

• Conector LC

Desarrollados en 1997 por Lucent Technologies, los conectores LC tienen un aspecto exterior similar a un pequeño SC, con el tamaño de un RJ 45 y se presentan en formato Simplex o Dúplex, diferenciándose externamente los de tipo SM de los de tipo MM por un código de colores. El LC es un conector de alta densidad SFF diseñado para su uso en todo tipo de entornos: LAN, operadoras de telefonías, CATV.

Los conectores LC, tienen un diseño versátil que permite alinear el conector de manera sencilla al adaptador. Su mecanismo de acoplación tipo “Push Pul” se asegura al adaptador de manera rápida.

Figura 4: Conector LC

Fuente: www.cablestogo.com

Los conectores LC, contienen una ferrule de 1.25mm y cuerpo de plástico resistente. El cuerpo del conector sujeta la ferrule, ofreciendo una mejor alineación y previniendo movimientos. Las ferrules son fabricadas en cerámica de zirconia de alta precisión, ofreciendo una excelente alineación entre dos fibras.

Características

1. Sistema de acoplación tipo “Push Pull”.
2. Posee una ferrule de cerámica de alta precisión.
3. Acabado en plástico resistente.
4. Ofrece baja pérdida de inserción, retorno y reflexión trasera.
5. Ideal para un terminado PC para fibras de múltiples modos o para fibras de un solo modo.

Acopladores

Un acoplador de fibra óptica, también conocido como conector de fibra óptica, proporciona una terminación para un extremo de la fibra óptica, que sirve para conectar o desconectar rápidamente una fibra de otra.

Hay de dos tipos los acopladores en estrella y los acopladores en T. Los acopladores en T distribuyen la señal de una a dos fibras, mientras que los acopladores en estrella la distribuyen en varias fibras. Se plantean diversos problemas debido a que se reduce la potencia óptica y de margen dinámico, pues la potencia necesaria para llegar a los destinos más lejanos puede ser excesiva para los más cercanos. Los acopladores en T provocan pérdidas que aumentan linealmente con el número de terminales, mientras que en un sistema con acopladores en estrella, las pérdidas son logarítmicos.

Figuras 5 y 6: Acopladores modo T y Estrella.

Fuente: platea.pntic.mec.es

Aisladores

Un aislador óptico, o un diodo óptico, es un componente óptico que permite la transmisión de la luz en una sola dirección. Se utiliza típicamente para evitar la realimentación no deseada en un oscilador óptico, tal como una cavidad láser. El funcionamiento del dispositivo depende del efecto Faraday, uno de los principios en los que se basa este elemento.

                                                                                        Figura 7: Aislador Optico

Fuente: www.directindustry.es

la siguiente figura muestra en resumen el efecto faraday en el cual se basa un aislador.

Figura 8: efecto Faraday.

Fuente: nemesis.tel.uva.es

Circuladores

El circulador es un tipo de aislador óptico con varios puertos cuya funcionalidad es permitir el paso de toda la luz que entra por uno de sus puertos hacia el siguiente puerto y tratando de evidar los acoplamientos o realimentaciones. lo que realmente hace un circulador es comuntar la emision de la Luz en la fibra, para enviarla al camino por el que deberia ir. Estos son demasiado utiles para construir una gra variedad de elementos opticos, asi como tambien se puede extraer y/o adicionar una determinada longitud de onda.

Figura 9: Circulador optico.

Fuente: www.directindustry.es

Bibliografia

• Driggers, Ronald G. (ed.) (2003). Encyclopedia of Optical Engineering. New York: Marcel Dekker. 3 vols.
• FTS Yu & Xiangyang Yang (1997) Introduction to Optical Engineering, Cambridge University Press.
• Ondas, Crawford (vol III Berkeley Physics Course) Ed Reverté.
• Instrumentos Opticos y optometricos: teoria y Practicas. M Martinez Corral, Universidad de Valencia. Servei de Publicaciones. 1998.

ASE (Amplified Spontaneous Emission)

ASE

(Emision Espontanea Amplificada)

ASE se produce cuando un medio de ganancia de láser se bombea para producir una inversión de población. Comentarios del ASE por cavidad óptica del láser puede producir el funcionamiento del láser, si se alcanza el umbral de acción láser. El exceso de ASE es un efecto no deseado en los láseres, ya que limita la ganancia máxima que se puede alcanzar en el medio de ganancia. ASE crea problemas graves en cualquier láser con alta ganancia y/o de gran tamaño. En este caso, un mecanismo para absorber o extraer el ASE incoherente debe ser proporcionado, de lo contrario la excitación del medio de ganancia se agotará por la ASE incoherente en lugar de por la radiación láser coherente deseada. ASE es especialmente problemático en láseres con cavidades ópticas cortas y anchas, como el láser de disco.

Banda de Paso

Banda de Paso

Dentro de la Fibras Opticas, se puede tener diferentes bandas, ya que dependiendo la fibra optica, siendo esta Monomodo o Multimodo, tienen un rango de frecuencias. La fibra tiene una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz).

Fibras multimodo

Las fibras multimodo, tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta, siempre y cuando los rayos se desplanzcen. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.

La siguiente imagen muestra de formas mas detallada como es la incidencia de la luz en este tipo de fibras.

Figura 1: Banda de Paso.

Fuente: 

Fibras monomodo

Potencialmente, este último tipo de fibra ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar por coste y por lugares. Son fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 8 m. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de las fibras monomodo, ya que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan dificultades de conexión que aún se las puede denomina mal.

AS DE GUARDA

Es nada menos que un cable que puede ser de proteccion, o cable de guarda comunmente conocido para este caso es importante que este calbe se de diferentes materiales ya que su unica mision es poder brindar proteccion, o como su nombre indica guardar la fibra de diferentes tipos de cosas que puedan obstruir o destruir la conexion de la fibra.

Este famoso as de guarda, Se diseñan teniendo en cuenta las condiciones climáticas, eléctricas y mecánicas propias del proyecto o lugar de implementacion. Estos cables combinan la función eléctrica del cable de guarda con la de comunicaciones al alojar fibras ópticas en su interior. Para poder construirlas se debe conocer ciertas cosas como:

• El numero de la fibra.
• El tipo de la fibra.
• La carga mecanica exigida hacia el cable.
• Intensidad de cortocircuito de la linea.

Bibliografia:

• Bates, Regis J (2001). Optical Switching and Networking Handbook. New York: McGraw-Hill.
• http://usuarios.lycos.es/Fibra_Optica/comparacion.htm.
• FDDI UNA RED DE FIBRA ÓPTICA. Autor: Mariano José Benito Gómez. Lugar: E.T.S.I.T. de Valladolid.

Redes PON vs G-PON

REDES PON

Un red óptica pasiva, o su nombre en ingles PASIVE OPTICAL NETWORK, (PON); tiene en su configuración la característica de proveer la variedad de servicion en una banda ancha, a los usuarios mediante el acceso de la fibra óptica.

Al utilizar este tipo de arquitectura pasiva, nos permite reducir costos, ya que son usadas en redes FTTH. En otro aspecto, el acnho de banda no es dedicado, sino mas bien multiplexado dentro la misma fibra óptica en los diferentes puntos de acceso de la red para los usuarios. Esta configuración e suna red punto-multipunto.

Avanzando desde la red hacia el usuario podemos decir que una arquitectura de red PON está formada por los siguientes equipos: un Terminador de red Óptico (OLT, Optical Line Termination) en la central local del proveedor de servicios y una serie de Unidades de Red Ópticas (ONU, Optical Network Units) próximo a los usuarios de acceso.

 Figura 1: Red PON

Fuente: http://www.asga.com.br

Las Redes Ópticas Pasivas toman su modelo de las redes CATV recicladas para ofrecer servicios de banda ancha mediante la habilitación del canal de retorno. Una red CATV está compuesta por varios nodos ópticos unidos con la cabecera a través de fibra óptica, de los cuales se derivan, mediante una arquitectura compartida de cable coaxial, los accesos a los abonados. Habitualmente en CATV cada nodo óptico ataca a un determinado número de usuarios (en función del ancho de banda que se quiere asignar a los usuarios) utilizando cable coaxial y splitters (divisores) eléctricos. Las redes ópticas pasivas sustituyen el tramo de coaxial por fibra óptica monomodo y los derivadotes eléctricos por divisores ópticos. De esta manera, la mayor capacidad de la fibra permite ofrecer unos anchos de banda mejorados, en canal descendente y sobre todo en canal ascendente, superando la limitación de 120/160Mbps de los sistemas cablemodem DOCSIS por nodo óptico.

Como habiamos mencionado antes, una red PON es una tecnología punto-multipunto. Y todas las transmisiones en una red PON se realizan entre la unidad Óptica Terminal de Línea que tamibien definimos antes los llamados OLT, localizada en el nodo óptico o central y la Unidad Óptica de Usuario (ONU). Habitualmente la unidad OLT se interconecta con una red de transporte que recoge los flujos procedentes de varias OLTs y los encamina a la cabecera de la red. La unidad ONU se ubica en domicilio de usuario, configurando un esquema FTTH (fibra hasta el usuario, Fiber To The Home).

REDES G-PON

Esta nueva recomendación, estandarizada por ITU-T y denominada Gigabit-capable PON (GPON) fue aprobada en 2003-2004 por ITU-T en las recomendaciones G.984.1, G984.2 y G.984.3. para poder implementar esta migracion de la PON a la G-PON, tuvo q pasar por varias fases.

Antes de ver un poco de historia, este grupo de trabajo generó una nueva especificación de redes ópticas pasivas, denominada Ethernet PON (EPON). Esta nueva arquitectura se diferencia de las anteriores en que no transporta celdas ATM sino directamente tráfico nativo Ethernet. Usa el estándar 8b/10b (codificación de línea) y siempre que es posible, mantiene fielmente el espíritu de la recomendación 802.3, incluyendo el uso full duplex de acceso al medio. 

Figura 2: Red G-Pong

Fuente: http://www.asga.com.br

Al ser GPON una tecnología que permite una convergencia total de todos los servicios de telecomunicaciones sobre una única infraestructura de red basada en IP, permite una notable reducción de costes en los operadores, que al poder usar la misma red para todos sus servicios, podrán ofrecer tarifas más baratas a los abonados por servicios mucho más potentes (voz sobre IP, televisión digital de alta definición, vídeo bajo demanda, Internet de banda ancha sin restricciones de distancias y velocidad, juegos en red, etc).

Bibliografia:

• Remote Acess Networks: Pstn, Isdn, Adsl, Internet and Wireless.
• Mc-GrawHill Series and Computer Communications 1998
• Chandar Dhawan.

Youg y las Comunicaciones

EXPERIMENTO DE YOUNG

Figura 1: Experimento de la doble regillas

fuente: http://universocuantico.wordpress.com/

Dicho experimento, llevado a cabo con éxito por primera vez por Thomas Young entre 1801 y 1807, está considerado como uno de los experimentos más bellos de la física, y puso de manifiesto que al menos en determinadas circunstancias la luz se comporta como un fenómeno ondulatorio.

En el experimento de Young se hace pasar un haz de luz por una doble rendija,  esto origina un  patrón de interferencia que es observado en una pantalla. Las características del patrón de interferencia dependerán de la longitud de onda utilizada, la separación entre las rendijas y la distancia a la que se coloca la pantalla. Este programa muestra un esquema de este experimento que reproduce sus características reales.

Video 1: Experiemnto doble regilla de Young

Fuente: www.youtube.com

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Es un conjunto de frecuencias en un rango, establecido para las cominucaciones. Es un conjunto de ondas que van desde las ondas con mayor longitud como las ondas de radio, hasta los que tienen menor longitud como los rayos Gamma. Entre estos dos limnites estan: las ondas de radio, las microondas, los infrarrojos, la luz visible, la luz ultravioleta y los rayos X.

Video 2: Espectro Electromagnetico

Fuente: www.youtube.com

El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda diferentes. Las frecuencias de 30 Hz y más bajas pueden ser producidas por ciertas nebulosas estelares y son importantes para su estudio. Se han descubierto frecuencias tan altas como 2.9 * 1027 Hz a partir de fuentes astrofísicas.

La siguiente imagen muestra de mejor forma como esta distribuido este rango de colores que usamos para definir las frecuencias.

Figura 2: Espetro de colores

Fuente: www.legiophotos.com 

BER (Bit Error Rate)

Tasa de error por bit, o su nombre comun y mas concido: "BER". Es tambien el número de bits recibidos de forma incorrecta respecto al total de bits enviados durante un intervalo especificado de tiempo. Es usado en telecomunicaciones para modelar un canal de comunicación.

Bibliografia:

•  D.C. Baird. “Experimentación. Una Introducción a la teoría de mediciones y diseño de experimentos”, Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana, 2ª. Edición, México (1998).
•  Arana, Método experimental para principiantes, Mortiz, México, 1975.
• Daryl W. Preston, Eric R. Dietz, The Art of Experimental Physics, John Wiley & Son, 1991