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RECEPTORES OPTICOS
Índice
- Introducción
- Receptores Ópticos
- Convertidores Opto-Electrónicos
- Detectores ópticos
- Amplificadores
- Características
- Conclusión
INTRODUCCIÓN

En las comunicaciones a través de fibras ópticas los
transmisores y receptores ópticos son los dispositivos
encargados de tomar la señal eléctrica en forma de
voltaje o corriente y convertirla en una señal luminosa
con el objetivo de transportar información

Básicamente, el detector es un dispositivo que convierte
fotones en electrones, un receptor se compone de un
detector y de los circuitos necesarios asociados que lo
capaciten para funcionar en un sistema de
comunicaciones ópticas
INTRODUCCIÓN
Introducción
RECEPTORES OPTICOS



Fotodetector convierte el flujo de los fotones incidentes en un flujo de
electrones. Después esta corriente es amplificada y procesada.
Existen dos tipos de fotodiodos usuales para recepción óptica,
fotodiodo PIN y fotodiodo de avalancha APD.
Modelo de un típico receptor óptico con detección directa:
RECEPTORES OPTICOS

Utilizando un pre-amplificador óptico antes del foto
detector se supera la limitación del ruido térmico
generado a la salida del fotodiodo PIN

Modelo de un típico receptor óptico con detección directa
utilizando un pre-amplificador óptico
RECEPTORES OPTICOS

Con el nivel de potencia del oscilador local tan alto que el
ruido térmico se hace mucho menor que el producto del
batimento entre la señal del oscilador local y la señal
recibida

Modelo de un típico receptor óptico con detección
coherente
Formula frecuencia intermedia

En los sistemas homodinos
 fFI = 0 y como es nula, ocurre una concentración de las
energías de las dos bandas laterales en la única banda
existente

En los heterodinos
 fFI es diferente de cero, o sea, el espectro está simplemente
trasladado de la frecuencia óptica para la frecuencia
intermediaria.
Receptores Analógicos y Digitales
Receptores Analógicos
Receptores Digitales
Receptores Analógicos y Digitales



Los parámetros básicos para diferenciar las características
Los receptores analógicos
 linealidad o distorsión
 Ancho de banda
 Nivel de impedancia relación señal/ruido
Los receptores digitales
 La linealidad no es importante
 El ancho de banda se reemplaza por la máxima velocidad de
transmisión.
 tasa de errores
 Codificación para transmisores digitales
Ruido en los receptores ópticos
El ruido se presenta en tres etapas del fotodectector:
1. RUIDO SHOT
2. RUIDO TERMICO
3. RUIDO DEL AMPLICADOR
Detectores ópticos.


Son los encargados de transformar las señales
luminosas en señales eléctricas.
Estos fotodetectores son diodos semiconductores que
operan polarizados inversamente.
Esquema básico de del funcionamiento de un fotoconductor y
Configuración más habitual para fotoconductores comerciales.
Detectores ópticos.

Durante la absorción de la luz,
cuando
iluminado,
energía
un
fotodetector
es
partículas
de
las
luminosa,
también
llamadas fotones, son absorbidas
generando
pares
electrón
-
hueco, que en presencia de un
campo eléctrico producen una
corriente eléctrica.
Consideraciones de los detectores ópticos
Consideraciones :
o
La obtención de una potencia lumínica
pequeña que sea detectable.
o
La velocidad de transmisión en el
dispositivo convertidor deberá poseer
una velocidad de reacción muy grande.
o
Tal sensibilidad está constituida por la
potencia óptica mínima que es capaz de
recibir, garantizando una tasa de error
BER determinada.
Consideraciones de los detectores ópticos

Potencia de recepción
media necesaria en
función de la proporción
de errores

a) fotodiodo de germanio
tipo “avalancha” en
1300nm.

b) Fotodiodo InGaAs-PIN
con amplificador FET de
alta impedancia en
1300nm.

c) Fotodiodo de silicio
tipo “avalancha” en 850
nm.
Tipos de Fotodetectores
 Los
principales tipos de
receptores son:

Fotodetectores PIN.

Fotodetectores PIN con preamplificadores
FET.

Fotodetectores de avalancha APD.
Tipos de Fotodetectores
Los fotodiodos PIN trabajan como receptores ópticos en las
longitudes de onda entre:
Tipos de Fotodetectores
Estos fotodiodos APD pueden elegirse
entre diferentes modelos y tipos, como:

APD de silicio (longitudes de onda de hasta 1100
nm).

APD de InGaAs /InP (longitudes de onda para 1300
nm).

APD de germanio (para 1300 nm).
Fotodetectores PIN.

Es relativamente fácil de fabricar, altamente fiable, tiene bajo
ruido y es compatible con circuitos amplificadores de tensión.
Además es sensible a un gran ancho de banda debido a que no
tiene mecanismo de ganancia.
Fotodetectores de Avalancha APD.
Los APD también son diodos polarizados en inversa, pero en
este caso las tensiones inversas son elevadas, originando un
fuete campo eléctrico que acelera los portadores generados,
de manera que estos colisionas con otros átomos del
semiconductor y generan ,as pares electrón-hueco.

Esta ionizacion por impacto determina la ganancia de
avalancha.
Fotodetectores de Avalancha APD.-
AMPLIFICADORES

Amplificador óptico

En fibra óptica, un amplificador óptico
es un dispositivo que amplifica una
señal óptica directamente, sin la
necesidad de convertir la señal al
dominio eléctrico, amplificar en eléctrico
y volver a pasar a óptico.
Características PIN-APD

Costo:
Los diodos APD son más complejos y
por ende más caros
Vida:
Los diodos PIN presentan tiempos de
vida útil superiores
Circuitos de polarización:
Los diodos PIN requieren circuitos de
polarización más simples, pues
trabajan a menores tensiones.
Wide Bandwidth, High Optical Power, Low Distortion
InGaAs PIN Photodiodes
Diodo PIN diseñado para comunicaciones de 10,20,40 o 80 Gbits/s
•Enlaces digitales RZ y NRZ
•Este photodiode PIN InGaAs es utilizada para aplicaciones sobre las
ventanas 850,1310,1550 y 1610
•Factor de perdida en la onda de +/- 1 dB
Combinación Emisor-Receptor según
Longitud de Onda
Comparación fotodetectores
Parámetros.

Los parámetros de
los receptores
analógicos son la
linealidad o
distorsión y el ancho
de banda, mientras
que para receptores
digitales la linealidad
no es importante y el
ancho de banda.
DISPOSITIVO PIN
DISPOSITIVO APD
Conclusiones



Los APD son más sensibles que los
diodos PIN y requieren de menos
amplificación adicional. Las
desventajas de los APD son los
tiempos de transición, relativamente
largos y ruido adicional internamente
generado, debido al factor de la
multiplicación de avalancha.
Los receptores PIN y APD según el
material que se use varia las
características de los mismos dando
como resultado diferentes tipos de
longitudes de onda.
Los receptores PIN y APD también
sirve para demostrar en que ventana
de trabajo las longitudes de onda
estan.
PREGUNTAS ??