Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

COMUNICACIONES OPTICAS

No description
by

Hernán Samaniego Armijos

on 8 October 2017

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of COMUNICACIONES OPTICAS

Diseño de Sistemas de Comunicaciones Ópticas
COMUNICACIONES ÓPTICAS
Hernán Samaniego Armijos
Fundamentos de las Comunicaciones Ópticas
Propagación
Instrumentación
Redes de Comunicaciones Ópticas
Componentes de los Sistemas de Comunicaciones Ópticas
Qué son la Comunicaciones Ópticas??
Emplean la luz para transmitir información
Utilizan las bandas ópticas
Pueden ser guiadas: Fibra Óptica
Pueden ser no guiadas: espacio libre (LiFi - VLC)
Ubicación Espectral de las Comunicaciones Ópticas
Las ondas electromagnéticas se describen por su frecuencia o su longitud de onda
Es necesario utilizar notación científica
En electromagnetismo se utiliza la frecuencia (Hz)
En ópticas se utiliza la longitud de onda (nm)
Conceptos Básicos
Geometría
Ondas (Amplitud, Periodo, Fecuencia, Fase, Longitud de Onda)
Leyes de Maxwell
Por qué son necesarias las comunicaciones ópticas???
Estructura de la Fibra Óptica
Vidrio flexible transparente de alta pureza
Núcleo: lleva la luz
SiO2 dopado radialmente de Ge, P o B
diámetro: 8-10; 50; 62.5 um
Envoltura: confina la luz
SiO2
diámetro: 125 um
VENTAJAS
Huge bandwidth
Carrier frequency 100 THz*Km / fiber
enormous data rate
Low attenuation, 0,17 (dB/km), (fewer regenerators)
Electromagnetic isolation (dielectric waveguide)
It does not emit
It does not suffer from interference
Physical characteristics
Small, very light
Flexible (same capacity)
Secure
Plenty of raw material (25% earth)
It does not need ground. It does not carry electricity
In a nutshell
Low cost
Better signal quality

DESVENTAJAS
Splices are difficult
Nowadays they are made by precise and easy devices
Connectors are expensive and unrealiable
Nowadays they are reliable, but still expensive
Fiber does not allow bending
Same capacity, it allows smaller bend radius
The whole system is electrical (amplif., add-drop, etc.)
Optical elements are taking over
Sharks, termites, squirrels and rats do eat fiber

Naturaleza de la Luz
La luz puede ser explicada como:
Rayos -> Geometría Óptica -> Ley de Snell
Ondas -> Teoría Electromagnética -> Leyes de Maxwell
Fotónes -> Efecto Fotoeléctrico - Einstein
Velocidad: 300000 Km/s
Refracción
Análisis Geométrico
Análisis Electromagnético
Modos Linealmente Polarizados (LP)
El análisis electromagnético exacto es muy complejo
En las FO n1 es muy cercano a n2 (guiado débil)
Se propagan combinaciones lineales de E y H
Mide cuanto se ha reducido la velocidad de la luz en un medio
valor típico de n: 1,5
Indice de Refractividad
diferencia relativa de índice:
Ley de Snell
aproximación de guiado débil
Tipos de fibras
Angulo Crítico
Apertura Numérica
capacidad de la fibra para aceptar rayos que se pueden propagar
ángulos más oblicuos se pueden propagar
Ecuaciones de Maxwell
Ecuaciones de Maxwell (coordenadas cilíndricas)
Ecuaciones de Campo
reemplazando en las ecuaciones de Maxwell, tenemos
las siguientes ecuaciones diferenciales
Aplicando el método de separación de variables
Reemplazando Ez en las ecuaciones diferenciales se tiene
Corresponde a una ecuación de Bessel
h y q son condiciones de q en el núcleo y revestimiento respectivamente
la ctte de propagación se encuentra limitada para que los modos sean guiados
Frecuencia Normalizada (V): número de veces que el radio de la fibra contiene a la longitud de onda
Relacionan h y q
Se utiliza para identificar el número posible de modos de propagación
2.405
Para encontrar A, B, C y D se utiliza la ecuación de dispersión o ecuación modal, que no es otra cosa que un sistema de 4 ecuaciones con 4 variables cuya solución existe si el determinante es cero
Debido a que la función de Bessel J en el núcleo es de carácter oscilatorio existen cuatro tipos de soluciones, también conocidos como modos
l: acimutal
m: radial
ko=w/c
POTENCIA
Núcleo o Revestimiento
Los modos exactos tienen 3 componentes vectoriales
Los modos linealmente polarizados tienen 1 componente vectorial
E y H son ortogonales por eso se llaman LP

Simulación: http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema1/applet/applet_tema1_4_6/tema1_4_6_aplicacion1.htm
La ecuación de dispersión para este caso es:
la ctte de propagación es la misma para diferentes modos de propagación
Número de Modos Propagados
V<6
V>6
El número de modos propagados por una fibra depende de los modos degenerados
Se calcula con el vector de Poynting tanto en el núcleo como en la envoltura
EJERCICIO
EJERCICIO
Reglas de Diseño
Límite por Pérdidas
Paso 1: Perdidas en la FO
Paso 2: Perdida por conectores
Paso 3: Perdida por fusiones
Paso 4: Perdidas totales
Paso 5: Potencia Recibida
Paso 6: Balance de Potencia
Límite por Distorsión
PASO 1: Tiempo de subida del TX
PASO 2: Tiempo de subida del RX
PASO 3: Tiempo de subida de la FO
PASO 4: Tiempo de respuesta del sistema
PASO 5: Balance de tiempos
Ejemplo
En caso de múltiples conectores o fusiones utilizar la probabilidad para mejorar el modelo
Utilizar la regla 68-95-99 de la función de distribución normal
La desviación estándar es igual al valor medio multiplicado por la raíz cuadrada del número de conectores o fusiones
Se comporta como un filtro RC
En la FO existe dispersión multimodal y cromática
Full transcript