MULTIPLEXORES Y DEMULTIPLEXORES

MULTIPLEXORES:

Multiplexores y Multiplexores  basados en gratings:

Los multiplexores y demultiplexores ópticos son dispositivos esenciales en los sistemas WDM (Wavelength Division Multiplexing ). Estos dispositivos se pueden clasificar en dos grandes grupos: basados gratings de difracción y basados en filtros ópticos.

Los demultiplexores basados en gratings, como el de la figura, se basan en el fenómeno de la difracción de Bragg. La señal de entrada es reflejada por el grating , el cual la separa espacialmente las longitudes de onda de la señal de entrada, y mediante una lente estas señales son enfocadas cada una en una fibra óptica. El empleo de lentes de índice gradual en lugar de lentes convencionales simplifica el alineamiento de las señales y se consigue un dispositivo más compacto.

Multiplexores y Demultiplexores basados en MZI:

Los multiplexores basados en filtros se apoyan en el fenómeno de la interferencia óptica para seleccionar una longitud de onda. A partir de la combinación de varios MZI se puede construir multiplexores y demultiplexores con N canales, donde N = 2n .

En la siguiente figura, se muestra un multiplexor de 4 canales construido mediante la combinación de en 3 MZI. En esta estructura la diferencia de longitud entre los brazos de los MZI es tal que la potencia óptica de las dos entradas sólo aparece en una salida.

La estructura de un demultiplexor es similar. En la figura se muestra un demultiplexor de 8 canales, con una separación de 100 GHz entre canales consecutivos, construido con 7 MZI. En cada MZI las longitudes de onda se reparten entre cada salida.

REGENERADOR ÓPTICO Y REGENERADORES 3R

REGENERADOR ÓPTICO:

Un regenerador óptico consiste en fibras ópticas con una capa especial dopada. Esta porción dopada hace que se emita una nueva luz con un láser. Cuando la señal degradada viene en la capa dopada, la energía del láser permite que las moléculas dopadas se conviertan en los láser ellas mismas.

Las moléculas dopadas entonces emiten una nueva y más fuerte señal luz con las mismas características que la señal débil entrante. Básicamente, el regenerador es un amplificador del láser para la señal entrante.

REGENERADORES 3R:

Cuando una señal se propaga por la fibra óptica se necesitan emplear regeneradores para amplificar la señal debido a los efectos de la atenuación y la dispersión, así como de la longitud máxima permitida para la fibra entre transmisor y receptor, que no alcanza para cubrir todo la distancia del enlace.

se emplean regeneradores o repetidores electrónicos. Estos realizan una conversión de la señal del dominio óptico al eléctrico, amplifican la señal eléctrica, la resincronización, recuperan su forma y realizan una conversión del dominio eléctrico al óptico. Atendiendo al procesado que se efectúa sobre una señal, los regeneradores se clasifican en tres tipos, como se muestra en la figura:

• 1R , Regeneration . Amplificación de la señal. Son por tanto transparentes al formato de la modulación y se pueden aplicar a señales analógicas. Por contra, añaden ruido y no contrarrestan los efectos de la dispersión y de las no linealidades.
• 2R , Regeneration & Reshaping. Además de amplificar, se recupera de la forma de la señal. Por tanto sólo son aptos para señales digitales.
• 3R , Regeneration, Reshaping & Reclocking. Además de amplificar y regenerar la señal, la sincroniza. Este tipo de regeneradores cancela los efectos de las no linealidades y de la dispersión.

FILTROS ÓPTICOS,FILTROS DE INTERFERENCIA Y FILTROS MZI EN CASACADA

FILTROS ÓPTICOS:

Existen una gran variedad de dispositivos ópticas 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. Idealmente, su banda de paso debe ser plana para evitar así la distorsión de la señal. Además la banda de transición de su repuesta debe ser abrupta para evitar la diafonía ( cross-talk ) con los canales próximos. También es necesario que su comportamiento sea independiente de la polarización de la señal.

FILTROS DE INTERFERENCIA:

Los filtros de interferencia se construyen mediante apilando una serie de delgadas capas de dos materiales con distinto índice de refracción, de forma alternativa, sobre un substrato de cristal. Estos materiales suelen ser dieléctricos, por lo que también se les conoce como filtros dieléctricos.

La diferencia en el índice de refracción entre dos capas consecutivas provoca la reflexión. El fenómeno es el mismo que la reflexión de Fresnel que sucede en los conectores con un un hueco de aire con la fibra.

Este dispositivo sólo permite un rango estrecho de longitudes de onda se transmitan, las cuales están determinadas por las propiedades del material, y refleje el resto. Las longitudes de onda transmitidas viene dadas por la siguiente expresión:

Nλ = 2nDcosθ

donde N es un entero, n es el índice de refracción de la capa, D es el grosor de la capa y θ es el ángulo de incidencia de la luz con respecto a la normal. Como se muestra en la siguiente figura, sólo aquellas longitudes de onda cuyo periodo coincidan con la longitud de dos capas de distinto índice de refracción son transmitidas a través del filtro.

FILTROS MZI EN CASCADA

Para implementar filtros ópticos muy selectivos a partir de los filtros MZI , hay que intercalarlos en cascada. Para conseguir que sea muy selectivo se tiene que cumplir dos condiciones: En primer lugar todos los acopladores empleados en la implementación tienen que ser de 3 dB .

En segundo lugar, el periodo espectral de cada interferómetro ha de seguir una ley precisa. El primer interferómetro en colocarse es el de menor periodo espectral, que denominaremos FSR1. A continuación van colocándose interferómetros con periodos espectrales cada vez más grandes. Si el interferómetro colocado es i-ésimo lugar posee un periodo espectral dado por :

 entonces un filtro compuesto por una cascada de M filtros MZI posee una función de transferencia dada por [RaSi98] :

Para ello la diferencia de longitudes entre los brazos del interferómetro i-ésimo ha de ser ΔLi=ΔL12i-1, donde ΔL1 es la diferencia de longitud entre los brazos del primer interferómetro.

En la figura siguiente se muestra un filtro en cascada MZI que cumple la función de transferencia anterior,

Estructura de un Filtro de Fabry-Perot y Filtros de Mach-Zender

Filtro de Fabry-Perot

Este dispositivo se basa en el resonador de Fabry-Perot, FP. Un resonador FP, es una cavidad de índice de refracción n, con dos espejos paralelos altamente reflexivos. Cuando una radiación óptica entra en esta cavidad, aquellas longitudes de onda que cumplen una determinada condición se transmite a través de la cavidad FP. Esta condición está determinada por el espesor de la cavidad, D; el índice de refracción de ésta, n; el ángulo de incidencia de la luz, θ .

2nDcosθ = Nλ

donde N es un número entero.

En la figura siguiente se muestra la estructura del filtro de Fabry-Perot y la función de transferencia para distintos valores del coeficiente de reflexión, R.

Filtros de Mach-Zender

El esquema de un filtro de Mach-Zehnder, está compuesto por dos acopladores de -3dB y dos tramos de fibra de diferente longitud, uno de L + ΔL y otro L . El substrato utilizado es normalmente silicio y las regiones de la guía de ondas son de SiO 2 , el cual tiene un elevado índice de refracción.

Circuladores, Refracción y FBG

CIRCULADOR ÓPTICO:

El circulador es un tipo de aislador óptico con varios puertos cuya funcionalidad es permitir el paso de toda la luz que entra por uno de sus puertos hacia el siguiente puerto. Como se muestra en el siguiente esquema la luz que entra por el puerto 1 se dirige al puerto 2, la entra por el puerto 2 se dirige al 3 y así sucesivamente.

Figura circulador optico

Los circuladores son muy útiles para construir dispositivos ópticos Add/Drop junto con grating sde Bragg de fibra. Estos dispositivos permiten extraer añadir una longitud de onda. En la siguiente figura se muestra un ejemplo.

Figura Dispositivo Add-Drop formado por un circulador, una gratign de fibra de Bragg y un acoplador

A la entrada del circulador llega una señal WDM que es transmitida hacia el puerto 2 del circuladro, donde hay un grating de bragg de fibra tal que refleja la señal en λ2 de forma que al volver al puerto 2 del circulador es dirigida al puerto 3 de éste, de forma que se ha extraido un canal concreto de la señal WDM de entrada. Para añadir a la señal WDM una nueva señal en λ2 se emplea un acoplador.

REDES DE DIFRACCIÓN:

Las redes de difracción son sobre todo interferómetros. Están constituidas por centenares o miles de aberturas practicadas sobre un sustrato de metal o vidrio. Cada abertura produce difracción que consiste en que la luz se propaga en todas las direcciones tras pasar cada aberturas. Donde todas estas ondas se superponen se produce la interferencia. El resultado es que debido a la interferencia la luz acaba propagándose sólo en unas direcciones específicas (órdenes de difracción) que son distintas para cada color. Esto se ilustra en la siguiente fotografía donde se tiene un frasco de vidrio octogonal con agua y un poco de leche para hacer visible las trayectorias de luz. Se ha apoyado una red de difracción contra la pared lateral derecha y se ha iluminado con dos punteros láser, uno verde y uno rojo. Puede verse que es como si cada rayo de luz se desdoblara en varios al pasar por la red (uno por cada orden de difracción). También puede apreciarse que la separación entre rayos es mayor para el rojo que para el verde. Se dice que el rojo se difracta más por tener mayor longitud de onda.

Redes de Difracción de Bragg :

Las redes de difracción de Bragg o Bragg gratings, se han convertido en un componente fundamental para la mayor parte de las aplicaciones relacionadas con las comunicaciones ópticas, tales como: compensación de la dispersión cromática de una fibra, enrutamiento, filtrado, control y amplificación de señales ópticas dentro de la nueva generación de redes de telecomunicación de alta densidad basadas en WDM.

Una red de difracción es una superficie reflexiva con una serie de líneas, o surcos, paralelas, las cuales provocan que la luz incidente se refleje. La siguiente figura muestra como se la luz se separa en sus diferentes longitudes de onda al incidir sobre la superficie de la red de difracción. Este efecto se observa por ejemplo, cuando reflejamos la luz con un CD.

Figura: efecto refracción de Bragg

En un gratting de fibra el indice de refracción no es uniforme. Estas variaciones en el indice de refracción de la fibra provocan la refracción de la luz, el llamado efecto Bragg. La deispersión de Bragg no es exactamente igual al fenónemo de la difracción en una red de difraccion. Un grating de Bragg, como un gratting de fibra, tiene la propiedad de reflejar selectivamente una banda de frecuencias estrecha centrada en la longitud de onda de Bragg, λB. Esta longitud de onda es proporcional al periodo de variación del índice de refracción, Λ, y al índice de refracción efectivo de la guía de onda.

λ = 2neffΛ

Cada vez que la luz atraviesa una zona con un indice de refracción más grande, parte se refleja hacia atrás. Si la longitud de onda coincide con el separación de las regiones de la fibra con un índice de refracción mayor, la ondas reflejadas en cada una de estas zonas forma una interferencia constructiva, como se muestra a continuación:

Figura efecto de Bragg en la fibra óptica

Se diferencian tres tipos de gratings de Bragg periódicos: uniforme, apodizado y chirpeado.

Uniforme

El más simple de los tres. En él la periodicidad de la variación del índice de refracción es constante a lo largo de la guía.

Apodizado

A diferencia de los anteriores el índice de refracción es menor en los extremos del grating

Chirpeado

En este caso la frecuencia de variación del índice de refracción cambia linealmente con la distancia. Como la longitud de onda reflejada es proporcional al periodo de variación del índice de refracción, así se logra que distintas longitudes de onda sean reflejadas en distintos puntos de la guía. 

Acopladores Opticos y sus Parametros

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.

Fig. 2.3.1. : Estructura de un acoplador 1x2, tambien llamado divisor o splitter

Principio de funcionamiento:

Explicaremos el funcionamiento de los acopladores a través de un acoplador 2 x 2. Una forma común de construir un acoplador es fundiendo dos fibras. Como se muestra en la siguiente figura.

Fig. 2.3.2. : Estructura de un acoplador 2x2 construido por la unión de dos fibras

En el soplador 2 x 2 del ejemplo, P0 es la potencia de entrada, parte de esta potencia se transmite a los puertos de salida, P1 (potencia transmitida por la fibra 1) y P2 (potencia acoplada a la fibra 2), y otra pequeña parte es reflejada a hacia las entradas, P3 y P4 ; cuyos valores están comprendidos entre -50 y -70 dB por debajo de la potencia de entrada.

En este tipo de dispositivos el coeficiente de acoplamiento depende de la longitud de onda de la señal óptica, por lo que se llaman acopladores selectivos en frecuencia; aunque se pueden construir acopladores independientes de λ , que es el caso más común. La principal utilidad de los acopladores selectivos en frecuencia es acoplar in láser de bombeo en un amplificador de fibra dopada con erbio,Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA).

Los parámetros que caracterizan a un acoplador son:

El coeficiente de acoplamiento:

Pérdidas en exceso:  excess loss , es decir, las pérdidas del dispositivo,

Pérdidas de inserción:  insertion loss , este parámetro se refiere a las perdidas asociadas a un camino en concreto.

Pérdidas de retorno: return loss , este parámetro mide el aislamiento entre la potencia de entrada y la potencia óptica reflejada en el mismo puerto,

Crosstalk: este parámetro mide el aislamiento entre la potencia de entrada y la potencia óptica reflejada en otro puerto de entrada

Diodos Laser (LD) y Luz (LED)

Los láseres de semiconductor pueden considerarse láseres de 4 niveles (Fig. 1) con ensanchamiento
homogéneo, similares a los láseres de colorante, en los que la transición de emisión de
fluorescencia/láser se efectúa entre la banda de conducción y la de valencia en una unión p-n. Por
tanto el diodo semiconductor puede utilizarse para generar luz incoherente (fluorescencia)
denominándose en ese caso LED (Light Emittíng Diode) o luz temporalmente coherente
denominándose en ese caso diodo láser. Un representante típico es el GaAs, el cual al ser dopado
con Se o Zn se convierte en un material conductor tipo n o tipo p. Al establecer una corriente en la
dirección de paso (Fig. 2)

El láser de diodo es de gran importancia en la transmisión de señales, a pesar de su baja
potencia de salida. Se modula fácilmente, y dadas sus pequeñas dimensiones (Fig.2) puede
acoplarse fácilmente a cable de fibra óptica. Una desventaja en su gran ancho de banda (hasta 10
nm) y la gran divergencia (hasta 10°), consecuencia esta última de la difracción en la reducida
dimensión (algunas micras) de la transición p-n. El láser real consiste en muchas capas dopadas de
forma diferente (heteroestructuras) para conseguir un alto grado de eficiencia y bajas pérdidas.

En la tabla siguiente pueden compararse las características físicas y de emisión de diferentes 

sistemas láser.

LED

Un  diodo está compuesto por la unión de dos cristales semiconductores, uno tipo “P” y otro tipo “N”. Los semiconductores puros son aislantes debido a que sus átomos están unidos por enlaces covalentes y sus electrones no tienen movilidad. Cuando un material semiconductor se dopa o contamina con pequeñísimas cantidades de impurezas adecuadas, aparecen cargas libres que permiten cierta

movilidad a los electrones. Si las impurezas añadidas originan cargas negativas o electrones libres, el semiconductor se denomina tipo “N” y en el caso contrario, cuando aparecen cargas positivas o huecos, se dice que el semiconductor es del

tipo “P”.

Cuando una unión P-N esta inversamente polarizada, el campo eléctrico aplicado aleja a las cargas libres de la unión, impidiendo que ésta sea atravesada por los electrones. Si la polarización es directa, las cargas se aproximan a la unión, por

lo que puede ser franqueada fácilmente por las cargas eléctricas. 

Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros.

LED rojo: Formado por GaP consiste en una unión p-n obtenida por el método de crecimiento epitaxial del cristal en su fase líquida, en un substrato.

La fuente luminosa está formada por una capa de cristal p junto con un complejo de ZnO, cuya máxima concentración está limitada, por lo que su luminosidad se satura a altas densidades de corriente. Este tipo de LED funciona con baja densidades de corriente ofreciendo una buena luminosidad, utilizándose como dispositivo de visualización en equipos portátiles. El constituido por GaAsP consiste en una capa p obtenida por difusión de Zn durante el crecimiento de un cristal n de GaAsP, formado en un substrato de GaAs, por el método de crecimiento epitaxial en fase gaseosa.

LED anaranjado y amarillo: Están compuestos por GaAsP al igual que sus hermanos los rojos pero en este caso para conseguir luz anaranjada y amarilla así como luz de longitud de onda más pequeña, lo que hacemos es ampliar el ancho de la "banda prohibida" mediante el aumento de fósforo en el semiconductor. Su fabricación es la misma que se utiliza para los diodos rojos, por crecimiento epitaxial del cristal en fase gaseosa, la formación de la unión p-n se realiza por difusión de Zn.

LED verde: El LED verde está compuesto por GaP. Se utiliza el método de crecimiento epitaxial del cristal en fase líquida para formar la unión p-n.

Al igual que los LED amarillos, también se utiliza una trampa isoelectrónica de nitrógeno para mejorar el rendimiento. Debido a que este tipo de LED posee una baja probabilidad de transición fotónica, es importante mejorar la cristalinidad de la capa n.  La disminución de impurezas a larga la vida de los portadores, mejorando la cristalinidad.Su máxima emisión se consigue en la longitud de onda 555 nm

Transmisores de fibra óptica

El transmisor de fibra óptica es un dispositivo híbrido electro-óptico. Convierte señales eléctricas en ópticas y envía las señales ópticas a una fibra óptica. Un transmisor de fibra óptica consiste de un circuito de interfaz, un circuito controlador de la fuente, y una fuente óptica. El circuito interfaz acepta la señal eléctrica entrante, y la procesa para que sea compatible con el circuito controlador de la fuente. La intensidad del circuito controlador de la fuente modula la fuente óptica variando su propia corriente.

La señal óptica se junta, se acopla a la fibra óptica a través de la

interfaz de salida del transmisor. Hay dos tipos de diodos de juntura de emisión de luz que se usan como fuente óptica del transmisor.

Esta el diodo emisor de luz (LED, acrónimo inglés de Light-Emitting Diode), y el diodo láser (LD). Los LED son más simples y generan luz incoherente, y de potencia baja. Los LD son más complejos y generan luz coherente, y de potencia alta.

El gráfico ilustra la potencia de salida óptica, P, de cada uno de estos dispositivos en función de la corriente eléctrica de entrada I, del circuito de modulación. En la figura se ve que el LED tiene una 

característica P-I relativamente lineal, mientras que el LD tiene una característica no lineal o efecto umbral. El LD también tiene una propensión a tener pliegues donde la energía disminuye con el 

aumento del ancho de banda. 

Los transmisores ópticos que usan LDs requieren circuitos más complejos que los transmisores que usan LED. El requisito básico para sistemas digitales es controlar un circuito para conmutar la salida 

óptica a altas velocidades en respuesta a niveles de tensión lógicos en la entrada del circuito controlador (driver). 

Debido a que los LDs son dispositivos del umbral, estos se suministran con una polarización apenas por debajo del umbral en el estado de apagado. A esta polarización se la llama a menudo previas 

o pre polarización. Una razón para la pre polarización del LD es reducir el retraso de apertura en sistemas digitales. 

La mayoría de los transmisores LD contienen un circuito de control de potencia de salida para compensación por sensibilidad de temperatura. Este circuito mantiene la salida del LD a un valor 

promedio constante ajustando la corriente de polarización del láser. En la mayoría de los casos los transmisores LED no contienen circuitos de control de potencia de salida. Los transmisores LD y LED pueden también contener dispositivos de refrigeración para mantener la fuente a una temperatura relativamente constante. En general los transmisores LD pueden tener algunas de las siguientes opciones: 

refrigeración interna termoeléctrica o bien requieren una temperatura externa relativamente controlada. 

Debido a que los LDs requieren circuito más complejo que los LED,los transmisores de fibra óptica que usan LD son más caros. Las interfaces de salida del transmisor generalmente se encuentran 

entre dos categorías: conectores ópticos y cable flexible de conexión de fibra óptica o pigtail. Las pigtails ópticos se conectan a la fuente óptica del transmisor. Este pigtail generalmente se lo enruta fuera del 

paquete transmisor como una fibra revestida en un tubo suelto o en un solo cable de fibra. El pigtail puede estar soldado o pegado con epoxi una buena retención de la fibra. Y para proveer una retención adicional de la fibra también se conecta el tubo de la fibra al paquete del transmisor. 

La interfaz de salida del transmisor puede ser un conector de fibra óptica. La fuente óptica se puede acoplar al conector de la salida óptica a través de una fibra óptica intermedia. Un extremo de la fibra 

óptica se conecta a la fuente. El otro extremo al conector de salida del transmisor óptico. 

La fuente óptica puede también acoplarse al conector óptico de la salida sin ninguna fibra óptica intermedia. La fuente óptica se coloca dentro del paquete del transmisor para enviar la potencia directamente 

a la fibra del conector óptico de acoplamiento. En algunos casos se usa lentes para acoplar más eficientemente la luz de la fuente en el conector del acoplador óptico. 

Pulido de una Fibra Óptica

Pulido

El pulido se realiza al momento de realizar empalmes en la Fibra Óptica, estos empalmes tienen que tener la menor desperfeccion para que su uso sea eficiente y no tenga fallas ni perdidas durante su transmicion.

el pulido esta entre estos elementos importantes ya que permite que los extremos de las fibra a empalmar tengan sean complementarias y se pueda tener un empalme perfecto.

existen maquinas exclusivas de pulidora de fibra óptica usadas y calibradas especialmente para realizar fusiones exitosas.

Tipos de Pulido

Plano: La ferrule se pule a mano. Es utilizado en multimodo.El conector de fibra original esta basado en una conexión de superficie plana ó "Conector Plano". Cuando son enfrentados un espacio de aire se forma de manera natural entre las dos superficies debido a pequeñas imperfecciones en las superficies planas. La reflexión devuelta en el conector plano es de alrededor de -14dB. Plano>20dB.

PC: (Phisical contact). El ferrule viene con un prepulido esférico convex. Es utilizado en multimodo y monodo.La conexión más común es el conector de "Contacto Físico" (PC), en el cual las dos fibras se encuentran al igual como en el conector plano, pero las superficies son pulidas siendo levemente curvas o esféricas, la cual elimina el espacio de aire y fuerza a las fibras a entrar en contacto. La reflexión devuelta es de alrededor de -40dB . PC:>30dB.

SPC: Pulido super PC para fibras ópticas monomodo Supone un paso adicional de pulido sobre el PC. SPC:>40dB.

UPC: Pulido UltraPC para fibras ópticas monomodo. Supones un paso adicional de pulido sobre SPC.Una  mejora al conector PC es el conector "Ultra Contacto Físico" (UPC). Las superficies son tratadas con un pulido extendido para una mejor terminación de la superficie. La reflexión devuelta es reducida aún más a alrededor de -55dB. Estos conectores son utilizados a menudo en sistemas digitales, CATV y telefonía. Ultra PC>50dB.

APC: el conector de "Contacto Físico Angulado" (APC), en el cual las superficies del conector son curvadas y además anguladas en 8° según el estándar del la  industria. Esto mantiene una conexión firme y reduce la reflexión a alrededor de -70dB. Estos conectores son preferidos por sistemas CATV y análogos. APC>60 dB.

Tipos de Conectores de F.O.

Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya puede ser un transmisor o un receptor. Los tipos de conectores disponibles son muy variados, entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:

·         FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.

·         FDDI, se usa para redes de fibra óptica.

·         LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.

·         SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.

·         ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

sistema para la medicion de velocidad en un enlace

estos sistemas tienen un buen uso dentro lo que son los enlaces de fibra óptica y se basan en el ping que se genera desde la computadora al servidor de servicio que en tes caso esta dado por un red GPON.

tomando la latencia del ping que se va a generar podemos observar el tiempo de Download y de Upload de la red .

Teniendo el resultado final del test con nuestro resultados de velocidad

para ver el tester les dejo el link abajo.
http://www.bandwidthplace.com/

Elementos ópticos

CONECTORES

Los conectores permiten la unión de FO y el desmontaje de la unión. Se utilizan conectores de  distinto tipo: FC (norma de Japón), SC (norma americana de la Bell), ST (tipo bayoneta BNC), D4, DIN (norma alemana DIN 47256), FDDI (para redes IEEE 802.8), E-2000 (norma de Suiza).  El pulido de los conectores es del tipo PC (Phisic Contac) y APC (Angular PC) con un corte a 8 grados. En los dibujos de la lámina anexa se muestran algunos tipos de conectores en perspectiva

conectores ópticos

ACOPLADOR

Dispone de 3 o más puertas. Su función es dividir la señal óptica de entrada en varias salidas. Esta división puede ser simétrica (igual potencia por cada puerta) o asimétrica (distinto valor). Se aplica para obtener valores de monitoreo de potencia y para redes de distribución de señales (por ejemplo en CATV). 

acoplador óptico

AISLADOR

Tiene una pérdida de inserción de 1 dB y de 25 dB de retorno. Se utiliza en amplificadores 

ópticos y láser en aplicaciones analógicas. La señal reflejada puede incrementar el nivel de ruido del láser. Consiste en un rotador de polarización de Faraday de 45 grados. La señal de retorno rota 90 grados y se encuentra en contrafase (polarización de la onda). 

aislador óptico

CIRCULADORES OPTICOS

El acoplador direccional es conocido circulador óptico y dispone de 3 o 4 puertas. La perdida de inserción entre puertas P1-P2/P2-P3/P3-P1 es cercana a 1 dB. La pérdida de aislación entre las puertas P1-P3/P3-P2/P2-P1 es de 25 dB. La pérdida de retorno de cada puerta es de 50 dB. La construcción se realiza mediante rotadores de Faraday. Permite la transmisión bidireccional por la misma FO. Este tipo de acción permite el uso de una sola FO pero el precio a pagar es una elevada atenuación en los extremos y por ello solo aplicable en cortas longitudes. 

circulador óptico

REDES DE PASO Y AS DE GUARDIA

AS DE GUARDA
Propósito:

Se trata de un revestimineto que se utiliza para las conexiones de fibra opticas que se van a realizar por aire o por agua para resguardar de los cambios atmosfericos y climatematicos

Propiedades:

• Excelente estabilidad dimensional
• Excelente resistencia a la tensión mecánica
• Excelente resistencia mecánica

Características Especiales:

• - Temperatura de operación de -40°C hasta +
70°C.
• - Robustez mecánica y conductividad
eléctrica para cumplir con la función de hilo de
guarda.

• - Fibras para operar espectro desde 1 280 nm
hasta 1 625 nm.

• - Tramos con longitud nominal de 6 300 m, 4
400 m o de acuerdo a la orden. Con tolerancia
de +- 2%.

• - Coeficiente de dilatación lineal; 1,55x10-
5/°C.

• Atenuación máxima
• dB/Km - nm
• 0.35 - 1310
• 0.35 - 1383
• 0.24 - 1490

• 0.20 - 1550

• 0.23 - 1625

Normas:

• CFE E0000-21

as de guarda

REDES DE PASO

ASE

Emisión espontánea amplificada (ASE) , es  producida por la emisión espontánea de un amplificador optico producida al estimular la potencia de la señal optica.

 El exceso de ASE es un efecto no deseado en los láseres, ya que limita la ganancia máxima que se puede alcanzar en el medio de ganancia. ASE crea serios problemas en cualquier láser con alta ganancia y / o de gran tamaño. En este caso, un mecanismo para absorber o extraer el incoherente ASE debe ser proporcionada, de otro modo la excitación del medio de ganancia se agotará por el incoherente ASE en lugar de por la radiación láser coherente deseada. ASE es especialmente problemático en láseres con cavidades ópticas cortas y anchas, como el láser de disco

Ase en láseres de colorante orgánico:
ASE en láseres de colorante pulsados ​​orgánicos puede tener características espectrales muy amplias (tanto como 40 a 50 nm de ancho) y presenta, por tanto, un serio desafío en el diseño y funcionamiento de los láseres de colorante sintonizables estrecho ancho de línea.

REDES G-PON Y PON

GPON (Gigabit Passive Optical Network): 

Es una tecnología de acceso mediante fibra óptica con arquitectura punto a multipunto más avanzada en la actualidad, en el que todos los usuarios reciben la misma información, pero sólo quedan con la que está dirigida hacia ellos, y son soluciones de acceso de alta capacidad para servicios triple-play (voz, vídeo y datos).

Este nuevo estándar surgió con el fin de establecer nuevas exigencias a la red:

·         Soporte de todos los servicios: voz (TDM, tanto SONET como SDH), Ethernet (10/100 BaseT), etc.

·         Alcance máximo de 20 km

·         Soporte de varios bitrate con el mismo protocolo.

·         OAM&P extremo a extremo.

·         Seguridad del nivel de protocolo para el enlace descendente debido a la naturaleza multicast de PON.

·         El número máximo de usuarios que pueden colgar de una misma fibra es 64 (el sistema está preparado para dar hasta 128).

Estas caracteristicas son segun el estadar de la ITU-T que se dio el año 2003-2004 diendo el estandar de este tipo de redes GPON.

ELEMENTOS DE UNA RED GPON

OLT (Optical Line Termination)

Es el elemento activo situado en la central telefónica.Por donde parten las fibras opticas hacia  todos los usuarios.

Agrega el tráfico proveniente de los clientes y lo encamina hacia la red de agregación. Realiza funciones de router para poder ofrecer todos los servicios demandados por los usuarios.

ONT (Optical Network Termination)

Es la aparato situado en cada casa de un usuario donde termina la fibra óptica y ofrece las interfaces de usuario. Estos interfaces han evolucionado del fast ethernet al gigabit ethernet a la par que las velocidades ofrecidas a los usuarios. Actualmente no existe interoperabilidad entre elementos, por lo que debe ser del mismo fabricante que la OLT. 

En el caso de las ONTs de exterior, deben estar preparadas para soportar las inclemencias meteorológicas y suelen estar equipadas con baterías. existen varios tipos de ONTs que puedan dar servios al usuario

·         Interfaces fast ethernet y gigabit ethernet, que pueden alcanzar velocidades de hasta 1 Gbit/s en el caso gigabit ethernet y 100 Mbit/s en caso fast ethernet. 

·         Interfaces RJ11, que se utilizan para conectar teléfonos analógicos y ofrecer servicios de voz.

·         Interfaces E1 o STM-1, para dar servicios específicos de empresa.

·         interfaces para televicion satelital o mas conocito como cable TV.

MDU (Multi Dwelling Unit)

Permite ofrecer servicio a múltiples usuarios, frente a las ONTs que dan servicio a un único cliente. Existen varios modelos de MDU entre los que destacan estos dos:

·         MDU XDSL:

Termina la fibra óptica que llega de la central telefónica. Utiliza tecnología XDSL para ofrecer servicios a los usuarios. Van integrados dentro de un armario, que se ubica en una zona común del edificio, con fácil acceso a los pares de cobre que llegan a los pisos.

La ventaja fundamental que ofrecen respecto a las ONTs es que permiten aprovechar las tiradas de cobre que existen en los edificios. La desventaja es que tienen todas las limitaciones de las tecnologías XDSL.

·         MDU con interfaces fast ethernet:

Están equipadas con una gran cantidad de interfaces ethernet y permiten dar servicio a un edificio que esté cableado con RJ45 o a una empresa.

REDES GPON

PON

Una red PON permite eliminar todos los componentes activos existentes entre el servidor y el cliente introduciendo en su lugar componentes ópticos pasivos que sirve de guia para el tráfico por la red, cuyo elemento principal es el dispositivo divisor óptico (conocido como splitter). La utilización de estos sistemas pasivos reduce considerablemente los costes y son utilizados en las redes FTTH.

ELEMENTOS DE UN RED PON:

·         Un módulo OLT (Optical Line Terminal - Unidad Óptica Terminal de Línea) que se encuentra en el nodo central.

·         Un divisor óptico (splitter).

·         Varias ONUs (Optical Network Unit - Unidad de Red Optica) que están ubicadas en el domicilio del usuario.

Canal descendente

En canal descendente, una red PON es una red punto-multipunto donde la OLT envía una serie de contenidos que recibe el divisor y que se encarga de repartir a todas las unidades ONU.

Canal ascendente

En canal ascendente una PON es una red punto a punto donde las diferentes ONUs transmiten contenidos a la OLT. 

REDES PON