Download Slide 1 - Comunicaciones Opticas

Docente:
Félix Pinto M.
Nombres:
Pablo Juan Barrón Reyes
Italo Mendoza
Materia:
Óptica
Tecnología
La comunicación óptica es una idea que ha estado rondando
durante más de un siglo.
En el año 1880 Alexander Graham Bell, en la primera aplicación
óptica conocida, obtuvo una patente para su fotófono. El
fotófono era un equipo que modulaba un rayo de luz enfocado
procedente del sol, y radiado al espacio libre hacia un receptor
próximo.
En 1960 con la invención del rayo laser. Un laser produce un
inmenso haz de luz casi coherente, es decir, sus rayos viajan por
caminos paralelos.
Después esto impulsó las comunicaciones ópticas y se desarrollo
la fibra de vidrio, de tal pureza que solamente es atenuada una
pequeña porción de la señal luminosa emitida. Con una fuente
laser disparada a alta velocidad, los cero y los unos de una
comunicación digital pueden transmitirse hacia un detector.
Una fibra óptica típica presenta tres ventanas de transmisión
situadas en:
 850nm.
1310nm.
1550nm.
Dualidad onda-corpúsculo
Generación de la luz
Un fotón es una oscilación o una partícula, una conjunción de
ondas, y un paquete de energía electromagnética.
Efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un
material cuando se hace incidir sobre la radiación
electromagnética. Dos tipos de interacción entre la luz y la
materia:
Fotoconductividad:
Es el aumento de la
conductividad eléctrica de
la materia o en diodos
provocada por la luz.
Efecto fotovoltaico:
Transformación parcial de
la energía luminosa en
energía eléctrica.
Fuentes ópticas
Las fuentes ópticas son componentes activos en un
sistema de comunicaciones por fibra óptica, cuya
función es convertir la energía eléctrica en energía
óptica, de manera eficiente de modo que permita que la
salida de luz sea efectivamente inyectada o acoplada
dentro de la fibra óptica
Requerimientos
Los requerimientos principales para una fuente óptica son:
Dimensiones compatibles con el de la fibra.
Linealidad en la característica de conversión electro – óptica.
Gran capacidad de modulación.
Modulación directa.
Suficiente potencia óptica de salida y eficiencia de acoplamiento.
Funcionamiento estable con la temperatura.
Confiabilidad. (Tiempo de vida útil).
Bajo consumo de energía.
Economía.
Tamaño y configuración óptimas para el acoplo de luz en la fibra.
Relación lineal entre potencia emitida y corriente inyectada.
Emitir luz a longitudes de onda idóneas para la fibra.
Tipos de fuentes ópticas
El laser de semiconductores (diodo laser) y el LED (diodo
electroluminiscente) se usan universalmente como fuentes
luminosas en los sistemas de comunicaciones ópticas, debido a
ningún otro tipo de fuente óptica puede modularse directamente
a las altas velocidades de transmisión requerida, con tan baja
excitación y tan baja salida.
Diodo emisor de luz (LED)
(Light Emitting Diode)
Las fuentes de luz no coherente LED son una unión p-n
polarizada que emiten radiación óptica de acuerdo con la
intensidad eléctrica que se haga pasar por la misma.
Básicamente existen tres clases de diodos LED utilizados en
los sistemas de transmisión de fibra óptica y son:
LED de emisión lateral
o por el borde, ELED.
LED súper luminiscente, SLD.
LED por emisión
superficial, SLED.
Los LEDs se utiliza generalmente en sistemas de
comunicación con:
Fibras multimodo de apertura numérica alta.
Secciones de regeneración pequeña o recorridos
cortos como en redes locales o tendidas en pequeñas
áreas.
Baja velocidades de modulación, función del ancho
de banda permitido.
LASER (Light Amplification
Radiation).
by
Simulated Emission of
Son Fuentes de luz coherente de emisión estimulada con espejos
semi-reflejantes formando una cavidad resonante, la cual sirve
para realizar la retroalimentación óptica.
El laser se caracteriza por
emitir
haces
luminosos
estimulados y por lo tanto
coherentes, lo que produce
que se aumente la potencia
de salida, disminuyan los
anchos espectrales y el haz
de luz sea mucho mas
directivo.
Entre los principales tipos de
diodos laser se tiene:
Fabry Perot
VCSEL
(Vertical-Cavity SurfaceEmitting Laser)
DFB
(Distributed FeedBack Laser)
DBR (Didtributed Bragg Reflector)
Láser se utiliza generalmente en sistemas de
comunicación con:
Potencias ópticas de salida alta.
Fibras nomomodo o multimodo.
Alta velocidad máxima de modulación y grandes
capacidades de transmisión.
Gran longitud, donde se requiere alta potencia y
baja dispersión en la fibra.
Diferencias entre Diodos LED e ILD
Emisión de luz de LED-ILD
Item
Tipo de Fibra
Tx de Datos
Tiempo de vida
Costo
LED
MM
Bajo
Largo
Bajo
ILD
SM, MM
Alto
Corto
Alto
Ventajas de los ILD sobre los LED
Como los ILD tienen una dirección de irradiación mas dirigida,
es más fácil de acoplar su luz en una fibra óptica. Esto reduce las
perdidas por acoplamiento y permite usar fibras más pequeñas.
La potencia de salida radiante de un ILD es mayor que la de
un LED. Una potencia normal de salida de un ILD en 5mW
(7dBm), en comparación con 0.5mW (-3dBm) para un LED.
Los ILD se pueden usar a frecuencias mayores de bits que los
LED.
Los ILD generan luz monocromática, lo cual reduce la
dispersión cromática o longitudes de onda.
Desventajas de los ILD sobre los LED.
Los ILD cuestan normalmente 10 veces más que los LED.
Como los ILD trabajan con mayores potencias, suelen tener
duraciones menores que las de los LED.
Los ILD dependen más de la temperatura que los LED.
Transmisor óptico
Controlador:
Generalmente lo constituye la fuente de alimentación que, en ausencia de
modulador externo, permite también modular la fuente óptica (control
sobre la inyección de corriente) con la señal de entrada.
Modulador:
Los dos principales métodos empleados para variar la señal óptica de
salida de los diodos son: La modulación PCM para sistemas digitales y la
Modulación AM, para sistemas analógicos.
Acoplador:
Micro lentes para focalizar la luz en la entrada de la fibra.
Fuente Óptica:
Las fuentes ópticas son componentes activos en un sistema de
comunicaciones por fibra óptica, cuya función es convertir la energía
eléctrica en energía óptica, de manera eficiente de modo que permita que
la salida de luz sea efectivamente inyectada o acoplada dentro de la fibra
óptica.
Ejemplos de fuentes ópticas
Características:
•8 canales de módulos de fuente seleccionables por el usuario de laser.
• Estabilidad de la longitud de onda de ±3pm con estabilidad de la energía de
±0.003dB.
• Fuentes especificadas cliente del WDM DFB que cubren S, C, y L vendas en
hasta 20mW por el canal.
•Modulación síncrona interna a 500KHz.
•Módulos de interruptor ópticos de fibra disponibles.
•Interfaces GPIB/IEEE488 y RS-232.
Esta nueva fuente viene equipada con un potenciómetro, que permite adaptar la
potencia de la luz a su aplicación. Puede incluir opcionalmente un mecanismo de
obturación controlable, así como un sistema de regulación remoto vía Ethernet o RS232 que permite el control desde cualquier sistema externo.
MODELO
Fuente de
Long. de
Color
Dimensiones
Iluminación
Onda
Control
SCH-A20960
LED
roja
625
129x197x63mm RS-232/Ethernet
SCH-A20960.1
LED
blanca
432
129x197x63mm RS-232/Ethernet
SCH-A20960.2
LED
verde
525
129x197x63mm RS-232/Ethernet
SCH-A20960.4
LED
azul
470
129x197x63mm RS-232/Ethernet
ELINCA produce fuentes de luz con tres tipos de familias de las lámparas: Los
LED, HALÓGENO, HALURO del METAL, en diversos wattages a partir del 3
labran 250w. El denominador común de la amplia gama de fuentes de luz es el
alto rendimiento, la larga vida, la instalación fácil y el mantenimiento reducido.
•Cuerpo en de aluminio y/o plateado de metal sacada. Pintura de epoxy.
•Ventiladores de enfriamiento silenciados del alto rendimiento.
•Fusibles de la protección y protecciones termales del recomenzar automático.
•Reflectores en vidrio fresco dicroico del espejo o aluminio estupendo-puro
metalizado del alto vacío.
•Color, IR y filtros ULTRAVIOLETA en vidrio con el tratamiento dicroico.
Versiones IP40 a petición.
•Voltajes especiales a petición.
Media Converter Adecomm
Kit ligero óptico de fibra del LED, Fuente de luz LED (ORP-011)