miércoles, 25 de junio de 2014

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

domingo, 22 de junio de 2014

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 sonidoPublicaciones CEKIT, 1992.