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V. Práctica 5: Caracterización de un
Sistema de Transmisión Digital y sus
componentes pasivos
En esta práctica se empleará el método del diagrama de ojo para analizar las
características de portadoras ópticas moduladas digitalmente. Analizando la forma de
onda de la señal óptica recibida, se observará la degradación de la calidad de transmisión
de una señal digital a causa de la atenuación y la dispersión introducida por el sistema
óptico.
MATERIAL NECESARIO
 Caja de emisores
 2 adaptadores roscados FC-FC
 Caja de detectores
 Carrete FO multimodo de 4,5 km
 Caja de generadores
 5 cables BNC-BNC
 Osciloscopio
 Sistema XYZ de acoplo entre fibras
conectorizadas
 2 Adaptadores BNC-50 
 Medidor de potencia óptica
 2 WDM
 1 acoplador plano 2x2
 2 Conectores BNC en T
 1 Latiguillo MM FC
Se compararán las cualidades de transmisión de un enlace a dos longitudes de onda.
Para ello se hará un montaje en WDM, cuyos componentes pasivos se habrán
caracterizado previamente. La visualización de señales a ambas longitudes de onda se
hará de forma simultánea para que la comparación resulte sencilla.
Se comprobarán algunas de las opciones de estructuras de un enlace que ofrecen los
dos componentes pasivos que se caracterizan: el acoplador plano 2x2 y el WDM.
Nota: A lo largo de la práctica se solicitarán valores de amplitudes de diagrama de
ojo, que se deben haber calculado con anterioridad a la realización de la práctica.
Laboratorio de Comunicaciones Ópticas –Dpto. Tecnología Fotónica
CARACTERIZACIÓN DE COMPONENTES PASIVOS
V.1.
CARACTERIZACIÓN DE UN ACOPLADOR PLANO 2X2
Objetivos:
Comprobar el comportamiento de un acoplador plano.
Método de medida: Directo, monitorizando la potencia de salida en las ramas del
acoplador a dos distintas.
Procedimiento experimental:
Montaje de los Apartados V.1 (izquierda) y V.2 (derecha).
En ambos casos se emplea también el módulo 1300 nm
 No apague las fuentes en el transcurso de toda la práctica.
 Realice la secuencia de pasos que se describe a continuación para los dos casos
siguientes:
1. Emisor LED a 820 nm
2. Emisor LED a 1300 nm
V.1.A. Seleccione la posición AN. en el conmutador AN./DIG. de la caja de emisores.
Ajuste el potenciómetro de potencia a una posición intermedia, y manténgalo
constante durante toda la medida. Mida el valor de potencia óptica de la fuente, en
dBm, Si la potencia emitida por el LED no es estable, espere hasta que se
estabilice.
V-2
Práctica 5: Caracterización de Sistemas y Dispositivos
V.1.B. Desconecte el latiguillo y conecte la puerta 1 del acoplador a la salida del LED,
según el montaje de la parte izquierda de la figura.
V.1.C. Anote la potencia transmitida por el acoplador a las puertas 2, 3 y 4.
V.1.D. Repita las medidas, empleando la puerta 2 como entrada, y las puertas 1, 3 y 4
como salidas.
Nota: si en algún caso la medida en dBm fuese inviable (Medidor marcando ––––), y el
montaje es correcto, utilice el valor -60 dBm, límite de la sensibilidad del medidor.
V.1.E. Una vez realizadas las medidas a ambas longitudes de onda, anote las puertas
que actúan como entrada y salidas, y compruebe como se distribuye la potencia
de entrada a una y otra . Calcule las pérdidas de inserción, la directividad y la
relación de acoplo del dispositivo. 
V.2.
Objetivos:
CARACTERIZACIÓN DE UN WDM
Determinar la respuesta espectral de un multiplexor/demultiplexor en
longitud de onda
Método de medida: Directo, midiendo la potencia de salida para una entrada dada, con
todas las posibles combinaciones de entradas y salidas, a dos
longitudes de onda distintas.
Procedimiento experimental
Realice el montaje experimental de la parte derecha de la figura. Siga la secuencia de
pasos que se describe a continuación para los dos casos siguientes:
1.
Emisor LED a 820 nm
2.
Emisor LED a 1300 nm
(Si no ha variado la potencia, utilice los valores de referencia medidos en V.1.A. En
caso contrario repita la medida)
V.2.A. Conecte la puerta 1 del WDM a la salida del LED
V.2.B. Mida la potencia transmitida por el WDM a las puertas 2 y 3.
V.2 C. Repita las medidas utilizando la puerta 2 como entrada y las 1 y 3 como salidas.
V.2 D. Repita las medidas utilizando la puerta 3 como entrada y las 1 y 2 como salidas.
V.2.E. A partir de los resultados, identifique la puerta común (820+1300nm), así como las
puertas de 820 y 1300 nm. Calcule las pérdidas de inserción y el aislamiento. 
V-3
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CARACTERIZACIÓN DE SISTEMAS
Cálculos Previos:
Cálcule el mínimo valor de amplitud del diagrama de ojo, a 850 nm y 1300 nm,
para una tasa de error de bit BER=10-9. Para el cálculo de la tensión de ruido
emplee los valores típicos del fabricante, suponiendo que la densidad espectral de
ruido es constante y que el receptor no está filtrado.
Montaje básico:
En la figura se muestra el montaje básico que se utilizará en todos los
apartados. En cada apartado se modificará el dispositivo instalado entre los
puntos A y B, y se observarán los diagramas de ojo correspondientes a ambas
Montaje genérico. Los distintos apartados modifican el dispositivo instalado entre los puntos A y B
longitudes de onda de forma simultánea.
Tenga en cuenta las siguientes consideraciones:
 En cada medida de diagrama de ojo deberá anotar la tasa binaria, la
frecuencia de sincronismo, la escala horizontal, la escala vertical en
cada canal y la apertura en amplitud y tiempo para cada longitud de onda.
 El osciloscopio tiene menor ancho de banda en las escalas de 1 y 2
mV/div. Por tanto, la mala respuesta en tiempo que se produce al utilizar
estas escalas no debe considerarse degradación de la señal.
V-4
Práctica 5: Caracterización de Sistemas y Dispositivos
Diagramas de ojo correspondientes a dos longitudes de onda. Se muestra la posición correcta de
los cursores para realizar la medida de la apertura del diagrama en tiempo (arriba) y amplitud
(abajo). En el ejemplo se ha escogido el canal 1.
V-5
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V.3.
ENLACE MULTIMODO CORTO:
Objetivos:
Caracterizar el diagrama de ojo en un enlace con pocos metros de fibra
óptica a dos longitudes de onda y diferentes tasas binarias.
Método de medida: Se visualizará en el osciloscopio el diagrama de ojo para una
portadora óptica en primera ventana y otra en segunda ventana.
Las portadoras estarán moduladas digitalmente con dos generadores de
señal digital variables en frecuencia. Como señal de sincronismo se
utilizará un reloj del propio generador.
Procedimiento experimental
V.3.A. Realice el montaje de la figura, conectando los puntos A y B con un latiguillo.
Asegúrese de que el multiplexor y el demultiplexor están conectados correctamente de
acuerdo con la caracterización del WDM que realizó en el apartado anterior.
V.3.B. Prepare las condiciones de medida
 Seleccione la posición DIG. en el conmutador AN./DIG. de los LED y la
posición Comparadores OFF (Digital-Out OFF) en la caja de detectores.
 Con el osciloscopio en sincronismo externo, ajuste los niveles de los canales
1 y 2 para que ocupen algo menos de media pantalla cada uno.
 Sitúe una traza en la mitad superior y otra en la mitad inferior de la pantalla.
V.3.C. Seleccione una tasa binaria de 40 Mbps (posición 10)
 Ajuste la frecuencia del reloj del generador 3 para obtener los diagramas de
ojo a 820 y 1300 nm simultáneamente.
 Anote la frecuencia de reloj con la que consigue visualizar los diagramas
correctamente (hay más de una posible).
 Mida la apertura del diagrama de ojo para cada caso, tanto en tiempo
(horizontal), como en amplitud (vertical).
 Repita los puntos anteriores empleando una tasa de 20 Mbps (posición 9)
V-6
Práctica 5: Caracterización de Sistemas y Dispositivos
V.4.
ENLACE MULTIMODO DE 4,5 KM
Objetivos:
Caracterizar el diagrama de ojo en un enlace de varios kilómetros de fibra
óptica a diferentes longitudes de onda. Determinar la velocidad de
transmisión máxima del sistema limitada por dispersión.
Método de medida:
El mismo que en los apartados anteriores.
Procedimiento experimental:
V.4.A. Sustituya el latiguillo de fibra del apartado anterior por un carrete de 4,5 km
multimodo.
 Con este carrete, determine las máximas tasas binarias que soporta el
sistema a 820 nm y 1300 nm.
 Anote cuál es la longitud de onda, 820 ó 1300 nm, que limitaría el régimen
binario del canal en estas condiciones.
V.4.B. Ajuste la tasa binaria a la velocidad límite determinada en el apartado anterior.
Mida las aperturas de los diagramas de ojo en ambas longitudes de onda.
V.5.
ENLACE CON PÉRDIDAS DE POTENCIA
Objetivos:
Caracterizar el diagrama de ojo de un enlace de fibra óptica con pérdidas
de potencia a diferentes longitudes de onda y velocidades de transmisión
de datos. Estudiar la degradación de la señal óptica por atenuación con
salidas analógicas y digitales.
Método de medida: Parcialmente se utilizará el mismo método que en apartados
anteriores, haciendo uso de la entrada de modulación digital en el emisor, y la salida
analógica en el receptor. En este último apartado se empleará además la salida digital
de los receptores y se comprobará que el diagrama de ojo obtenido para cada caso es
distinto.
¿Qué es el microposicionador XYZ?
Es un dispositivo mecánico que proporciona un desalineamiento controlado entre dos
fibras. Se utiliza como atenuador variable, con el fin de simular el efecto de la atenuación en
un
sistema
sin
necesidad
de
utilizar
gran
longitud
de
fibra.
Consta
de
tres
microposicionadores en las tres direcciones del espacio (suele denominarse eje Z al de
propagación de la luz en fibra), que permiten variar la distancia entre dos conectores FC.
Cada vuelta completa del tornillo micrométrico corresponde a 0.5 mm.
V-7
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Procedimiento experimental:
V.5.A. Extraiga el carrete del montaje anterior, y coloque el microposicionador XYZ
entre los puntos A y B, conectando los latiguillos del XYZ a los WDM.
 Localice aproximadamente la posición de acoplo máximo midiendo la salida
del microposicionador XYZ con el medidor de potencia y manipulando los
microposicionadores si es necesario.
 Conseguida la posición de acoplo máximo, lleve la señal a los receptores y
visualice el diagrama de ojo, para ambas longitudes de onda y a la máxima
velocidad de transmisión de datos.
V.5.B. Manipulando únicamente el eje Z del microposicionador, aumente las pérdidas
del acoplador hasta que se degrade la transmisión de cada uno de los canales
hasta el valor teórico calculado previamente. Recuerde que el osciloscopio tiene
menor ancho de banda en las escalas de 1 y 2 mV/div. Por tanto, la mala
respuesta en tiempo que se produce al utilizar estas escalas no debe
considerarse degradación de la señal.
V.5.C. Para cada longitud de onda, mida la potencia media que recibe el detector en las
condiciones del aparatado anterior. Este valor es una estimación de la
sensibilidad (véase introducción teórica) del receptor en esas condiciones de
trabajo  . Determine las pérdidas introducidas por el microposicionador XYZ y la
longitud de tendido que introduce las mismas pérdidas a cada longitud de onda.
V.5.D. A partir de los valores de amplitud calculados, de la sensibilidad medida y de la
responsividad medida en prácticas anteriores calcule la relación de extinción del
emisor.
V.5.E. Aumente la potencia recibida manipulando los microposicionares y observe ahora
los diagramas de ojo empleando las salidas digitales de los receptores. Para ello
seleccione la posición Comparadores ON (Digital-Out ON) en la caja de
detectores. Compare la amplitud de señal con la obtenida en las salidas
analógicas y observe las diferencias en la forma de degradación del diagrama de
ojo con respecto a la observada anteriormente. Analice las causas de la diferencia
de comportamiento.
V-8
Práctica 5: Caracterización de Sistemas y Dispositivos
V.6.
COMPONENTES PASIVOS EN UN ENLACE
V.6.A. Los enlaces, en cada uno de los tres montajes anteriores (V.3, V.4 o V.5), son un
ejemplo de un Sistema de Comunicaciones Simplex. Con el mismo material se
pueden establecer enlaces Full-Duplex (en lo referente al medio de transmisión).
Modifique las conexiones necesarias para obtenerlo en el caso V.4. Anote los
resultados obtenidos en cuanto a limitaciones del enlace y observe si hay
diferencias con el caso simplex.
V.6.B. Suponga que sólo dispone de un WDM y de un acoplador plano 2x2, como
dispositivos pasivos. Realice de nuevo el montaje del apartado V.5, utilizando las
salidas analógicas y sustituyendo uno de los WDM por un acoplador plano.
Mantenga el WDM en la posición que considere más adecuada (como multiplexor
o como demultiplexor). Mida de nuevo las pérdidas máximas que puede introducir
el microposicionador XYZ y compare la longitud de fibra equivalente con la
obtenida en V.5.
POR FAVOR, AL ACABAR LA PRÁCTICA RECOJAN
TODO Y DÉJENLO COMO ESTABA AL PRINCIPIO.
SUS COMPAÑEROS SE LO AGRADECERÁN.
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