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se puede encontra como el margen del sistema influye en la fibra optica de una muy buena manera...coimbraweb.com
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7/17/2019 fibra optica margen del sistema
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Circuitos (enlaces?) pticos
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LAS VENTAJAS DE LA FIBRA PTICASON MUCHAS, SU ANCHO DE BANDAILIMITADO!!
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COMPARACIN DE ANCHO DE BANDA
En 10 aoscada usuarionecesitar 2.5GBps
2013:10 GEPON
10 GPON
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!
La Atenuacin de la fibra esmenor a 0.4 dB por kilmetromximo
La respuesta de la fibra esplana desde la mas bajafrecuencia hasta la mas alta.
El ancho de banda de la fibraes mayor a 10 GHz.
FIBRA PTICA CABLE COAXIAL
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La transmisin a travs defibra ptica no essensible a lasperturbacioneselectromagnticas.
Adems, la fibra noconduce electricidad y esinsensible a lasinterferencias de RF
La fibra es muy segura acausa de su naturalezadielctrica o aislante.
FIBRA PTICA CABLE COAXIAL
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La fibra ptica es mucho mspequea que el cable de cobre. Porlo tanto, los cables de fibra ptica
pueden contener un gran numero defibras en una area mucho menor..
La fibra ptica es muy robusta yconfiable
El ciclo de vida de la fibra es mayor
a 25 aos, en otros sistemasmximo 10
El rango operativo de temperatura esentre -40 y +80 grados centgrados
FIBRA PTICA PAR DE COBRE
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LA FIBRA PTICA ES MS BARATA QUE EL COBRE
Ancho de banda Distancia Costo por BitAncho de banda Distancia Costo por Bit
FIBRA PTICA COBRE
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ATENUACIN DE LA FIBRA
Un circuito ptico est compuesto por tres elementos:
Transmisor de luz La fibra o el medio Receptor
La fibra introduce atenuacin y dispersin
Atenuacin reduce la potencia de llegadaDispersin limita el ancho de banda
CIRCUITO PTICO
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RAYOS - X
ULTRA-
VIOLET
A
INFRA ROJO MICRO ONDAS RADIORAYOS
GAMA
BAJA
FRECUENCIA
VISIBLE
400 nm 700 nm
30,000 m0.3 m1 mm10 nm30 pm
1019 3X1016 3X1011 109 104
4.3X10147.5X1014
Regin ptica
#$% &' () ($* +
!,-. /- 0121.3/ 41 5671 891 /3 /9: 891 ;13 1/17?.-
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UBICACIN EN EL ESPECTRO DE LAS VENTANAS DE TRABAJO DE LA FIBRA
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($* &O P)'& Q P$&R) S& P)'&
!(34 -2534 51 /9: E91512 14?3. 12 T341 U7-V1.12?1W I T91.3 51 T341 U2-X7-V1.12?1WD!(9: 7-V1.12?1 14 /3 51 92 /341.D!(9: 2- 7-V1.12?1 14 /3 51 92 B-
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n1
n2
n1< n2
1
2
3
1= 3
n1sin 1= n2sin 2
Onda Incidente Onda Reflejada
Onda Transmitida
Frontera de transiscin
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA FIBRA PTICA:
LEY DE SNELL
(3 /1I 51 '21// 41 9A/6:3 E3.351?1.
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LUZB
LANC
A
[OS[\& S& R&PR)\\[]O
! &/ >25671 51 .1T.3776F2 U2W 14 /3 .1/376F2 51 /3 ;1/-76535 51 /3 /9: 12 1/ ;37>- U 7 W3 /3 ;1/-76535 51 /3 /9: 12 1/
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R&PR)\\[]O
t1
t2
t3
t2
t3t4
Direccin original de
la propagacin
Nueva direccin de la
propagacipon
Frontera de
transicin
!\9325- 923 -253 51 /9: 41 E.-E303 3 ?.3;@4 51 92
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n1
n2
n1< n2
i r
i= r
Onda Incidente Onda Reflejada
Frontera de Transicin
`OS) R&P(&a)S)
!b)Q R&P(&c[]O S& ($* \$)OS` &( dOe$(` S& R&P(&c[]O (!r)&' [e$)(
)( dOe$(` S& [O\[S&O\[) (!i).
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n1
n2n1> n2
c r
c= r
Onda Incidente Onda reflejada
Frontera de Transicin
R&P(&c[]O [Of&RO) f`f)(
!'6 41 49E1.3 92 Z209/- 51 6276512763 7.>A7-_ 1/ .3I- 51 /9: 2- E9151 E121?.3.3/ 410925-
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Cladding (n2)Core (n1)
n1> n2Reflexin internaTOTAL
!"#$%!%$&' )*# "+$'%$"$,- .$/+! &"0$%!
!La fibra ptica es una gua de onda cilndrica hecha de silicio fundido de altapureza
El ncleo tiene un ndice de refraccin un poco mayor que el del clading, loque permite la propagacin de la luz va reflexin interna total
Una fibra monomodo tiene un ncleo (core) de 5 a 10 micrmetros
El dimetro de un ncleo multimodo es superior a 100 micrmetros
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vvsv
250 microns
8-62.5microns
Core
Cladding
Coatings
ESTRUCTURA DE LA FIBRA
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Cono Permitido
a
n2
n1
NA = sin!a= (n12
- n22
)1/2
[OeR&'` S& ($* ) () P[iR)j ),&Rf$R) O$k%R[\)
!(3 732A535 51 E-?12763 FEA73 891 41 E9151 62?.-5976. 3 /3 KB.3_ 51E1251 51/3 73E376535 51 /3
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Refraccin total que impideluz en el core o nucleo
Reflexin total, luzcapturada en el nucleo
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Soportegiratorio del
material Horno
Aplicador de
revestimiento
Lmparas
ultravioletas
Carrete
Monitor de
dimetro
Sistema de
traccin
\`O'fR$\\[]O S& () P[iR)
!
&/ E.-714- 51 T3B.67376F2 7-2464?1 12 73/12?3. I 14A.3. 923 791.53 51 46/676-V34?3 -B?121. 1/ 56Z
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SISTEMA CRISOL SISTEMA PROFORMA
FABRICACIN DE LA FIBRA
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Cladding
Core
Modo
FundamentalModos de
mayor orden
,R`,)e)\[]O S& () ($* &O () P[iR)
(3 T-.
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La principal ventaja de esta fibra es que es facil de acoplar a lafuente de luz y a otras fibras. Las fuentes de luz son baratas ytanto la conectorizacin como el empalme son accionessencillas.
Pero la elevada atenuacin y el reducido ancho de bandalimitan la aplicacin de esta fibra a distancias cortas.
FIBRA MONOMODO
50-62.5"m
corecladding
125 "m
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12#0$1,), 3$
n2
n1 nDimetro
Fibra Multi - Modo
(3 KB.3
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Hay mucha dispersin de modo por lo tanto el ancho de banda eslimitado, ste se expresa en MHz.km.
Ejemplo: una fibra de 20 MHz.km indica que est diseada paratransmitir 20Mhz en una distancia de 1km y 10MHz en 20 km y asisucesivamente
Solo se usa en distancias cortas
FIBRA MULTIMODO SI
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12#0$1,), 4$
Fibra ptica de indice gradual GI
El nucleo tiene un indice de refraccin no uniforme, se reducegradualmente desde el eje hacia el clading. Este indice obliga a los rayosde luz a viajar a travs de la fibra de manera senoidal
Atenuacin tipica : 3 dB/km a 850 nm y 1 dB/km a 1300 nm
Ancho de banda: 160 MHz.km a 850 nm y 500 MHz.km a 1300nm
ESTANDAR: ITU-T G.651
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P[iR) k`O`k`S`
n2
n1 nDimetro
Single Mode Fiber
!
(3 KB.3
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FIBRA MONOMODO
DIMENSIONES
UNA PARTE DE LA LUZ VA POR EL CLADDING (MFD)
30 um
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Hay tres factores que afectan un circuito ptico:
Atenuacin: A medida que la luz viaja a travs de la fibra, pierde potencia
ptica a causa de fenomenos como absorcin, dispersin y radiacin. Enalgun punto la potecia puede llegar a ser tan debil que el receptor no distingueentre seal y ruido
Ancho de banda: Como la luz est compuesta por diferentes frecuencias, lafibra limita las mas altas y bajas frecuencias y reduce la capacidad detransmitir informacion
Dispersin: A medida que la luz viaja a travs de la fibra, los pulsos de luz sedispersan o amplian y limitan la capacidad de informacin que puedentransportar a muy alta velocidad en bps y a grandes distancias
QU AFECTA AL CIRCUITO PTICO?
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Absorcin de luz: la luz se abosrve en el material de la fibra amedidada que la energa se convierte en calor debido a laresonancia molecular y a las impurezas en las logitudes de onda.
Dispersin: La luz se disperas en todas direcciones y algo de luzescapa del nucleo. Alguna porcin de luz vueve al nucleo. Se llamadispersin de retorno
ABSORCIN Y DISPERSIN
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)f&O$)\[]O &O () P[iR)
Cladding
Core
!(3 564E1.46F2 51 R)Q(&[eb 41 51B1 3 E1891n34 ;3.6376-214 12 1/2m7/1- 12 1/ 12T.63
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)f&O$)\[]O &O () P[iR)
)?129376F2 E-. )i'`R\[]OD \394353 E-. 6
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850 940 1030 1120 1210 1300 1390 1480 1570 1660 17500
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
Impurezas de Agua
(OH-)Absorcin IR
Dispersin de
Rayleigh
Longitud de onda (nm)
AtenuacindB/Kmt
)f&O$)\[]O S& () P[iR)
0.35 dB/kilometro a 1310nm0.25 dB/kilometro a 1550nm
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ATENUACIN DE LA FIBRA PTICA
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)f&O$)\[]O &O () P[iR)
Luz de entrada
Luz de salida
R < Minimo radio de curvatura
Cladding
Core
Fuerza
aplicada
!Macrocurvatura se refiere a las prdidasgeneradas en la fibra por hacer curvasmas all del mnimo radio permitido
!Se generan por desperfectosmnimos en el clading causadospor ejemplo por maltrato externoD
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R&P(&c[`O&' S& PR&'O&(
! (34 R1g1h6-214 51 P.1421/ 4-2 923 T-.
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S[',&R'[]O
S[',&R'[]Oj (-4 E9/4-4 51/9: 41 332 3
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)$3"*+3$&' %+,1=0$%!
S64E1.46F2 k)f&R[)(D (34 /-206?9514 51 -253 ;63C32 3 56T1.12?1 ;1/-76535D S1E125151 /3 T912?1 51 /9:D
S64E1.46F2 E-. 09>3 51 -253D &/ >25671 51 .1T.3776F2 1T17A;- 7325671 1T17A;- 14 1/ 51/ \`R&JD ,3.3 -2534
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DISPERSIN CROMTICA
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DISPERSIN CROMTICA Y TIPO DE FIBRA
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&P&\f`' S& () S[',&R'[]O
EJEMPLO
Una seal de 10 Gb/s tiene un espectro de +/- 10 GHz (0.16 nm)
Sobre una fibra SMF de 17 ps/nm/km = 17 ps/nm/km * 0.16 = 2.7 ps/km
Al cabo de 100 Kmts = 2.7 ps/km x 100 km = 270 pico segundos
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S[',&R'[]O &'f[k$()S) S& iR[((`$[O
!(3 564E1.46F2 14A
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0$",3 )* .$/+! 1,',1,),
Tipo de Fibra Longitudes deonda deoperacin
Caractersticas Aplicaciones
ITU-T G.652 a y b 1310 nm1550 nm1625 nm
Dispersin cromticacero a 1310 nm
Redes LAN, MAN,de acceso
ITU-T G.652 c y d 1310 nm1550 nm
Pico de aguareducido
Para redes conCWDM
ITU-T G.653 1310 nm1550 nm
Dispersin cromticadesplazadaPendiente dedispersin cero en
1550
Para usar conamplificadoresEDFA en laventana de 1550
ITU-T G.654 1550 nm Dispersin cromticadesplazadaSolo opera en 1550nm
Solo trabaja en1550 nm
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Tipo de Fibra Longitudes deonda de
operacin
Caractersticas Aplicaciones
ITU-T G.655 1550 nm1625 nm
Dispersin cromticadesplazadaPendiente dedispersin cero en1550 nm y 1625 nm
Aplicaciones deDWDM entre 1550nm y 1625 nm
ITU-T G.656 1460 nm1625 nm Dispersin cromticadesplazadaPendiente dedispersin cero en1460 nm y 1625 nm
Para redes conCWDM y DWDM
ITU-T G.653 1310 nm
1550 nm
Dispersin cromtica
desplazadaPendiente dedispersin cero en1550
Para usar con
amplificadoresEDFA en laventana de 1550
ITU-T G.657 1310 nm1550 nm
1625 nm
Fibra consensibilidad reducida
a curvaturas
G.657a escompatible con G.
652. FTTH
0$",3 )* .$/+! 1,',1,),
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NA1 NA2
Corrimiento
lateral
Separacin
excesiva
Desacople de apertura numrica
Desacople angular
Desacople angular
Desacople de ncleos
`fR`' f[,`' S& )f&O$)\[]O
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FIBRA TIPO TIGHT BUFFERED
Este tipo de fibra tiene unacubierta de plstico aplicada acada fibra de 900 micrometrosde diametro
Se utiliza mucho para pigtails ypatch cords
Se emplea en forma de cablepara cableado de interiores
Este tipo de cable no protegepor completo a la fibra de fuerzaexternas
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CABLE DE FIBRA TIPO LOOSE TUBE
Dentro de un tubo plastico hay unao varios hilos de fibra distribuidosde manera holgada
Se utiliza para montajes externos
La fibra est ms protegida en este
tipo de cable
Tubo
Fibra
TIPOS DE FIBRA
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.$/+! &"0$%! !>+*! !20,3,",+0!)!
P6B.3 3.
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.$/+! &"0$%! )$*#>%0+$%!
P6B.3 462 E3.?14
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MUY IMPORTANTE SELECCIONAR EL TIPO DE FIBRA
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MONTAJE POR DUCTOS Y CMARAS
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CABLES PARA INTERIORES
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\`Of)\f` Pl'[\` S& (`' \`O&\f`R&'
!(3 56T1.12763 12 /-4 AE-4 51 7-217?-.14 .35673 12 1/ 1243
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\`O&\f`R&' S& \`Of)\f` Pl'[\` ,\
Conectores PC antes del acople
Conectores PC luego del acople
!(-4 7-217?-.14 51 \-2?37?- P>467- ,\ 41 E9/12 51 T-.
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\`O&\f`R&' $,\
!
$,\ 46026K73 7-217?-.14 AE- ,\ 51 [email protected]/3 9/?.3 E9/653 - E/323
!,.-59712
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\`OP[e$R)\[]O S& P%RR$() ),\
!
(-4 7-217?-.14 ,\ 7-2 [email protected]/3 E9/653 12 Z209/- 51 L 0.35-4 41 //3
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P)(()' \`k$O&' &O (`' \`O&\f`R&'
NA1 NA2
Corrimiento lateral
Separacin excesiva
Desacople de apertura numrica
Desacople angular
Desacople angular
Desacople del nucleo
!\-217?3. 92 7-217?-. ),\ 7-2 92 ),\ 73943 923 [email protected] 51 G 3 o 5i
#$% b)\&R Q #$% O` b)\&R \`O (`' \`O&\f`R&'
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#$% b)\&R Q #$% O` b)\&R \`O (`' \`O&\f`R&'
'[&k,R&
X,.-?1C3 /-4 7-217?-.14 7-2 ?3E34 E/Z4A734X(6
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CONTAMINACIN DE LOS CONECTORES
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\`O&\f`R&'
!(-4 7-217?-.14 P\_ (\ I '\ 4-2 /-4
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SC LC
FC ST
ALGUNOS CONECTORES!..
'`(S)S$R)' S& P$'[]O
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'`(S)S$R)' S& P$'[]O
!(3 4-/5359.3 51 T946F2 41 /-0.3 73/12?325- /-4 5-4 1h?.1
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$O[`O&' k&\dO[\)'
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$O[`O&' k&\dO[\)'
!(-4 5-4 1h?.1
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Gel de acople
Tubo capilar
HERRAMIENTA LUMINOSA PARA DETECTAR PERDIDA DEL EMPALME
DIVISORES Y ACOPLADORES
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DIVISORES Y ACOPLADORES
!Un Divisor ptico es un divisor de la seal en dos o mas salidas
Acoplador direccional es un trmino usado tambin para denominarlos divisores de seal.
Ideal 50/50 Splitter Ideal 85/15 Splitter
-3 dB
-3 dB -8 dB
-0.75 dB
-25 dB- 40 dB
DIVISORES Y ACOPLADORES
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Ideal SplitterIdeal (X dB)
Directional Coupler
inP
inP
2
1
inP
2
1
inP
A
!
"
#$
%
& '1
1
inP
A
1 1010
X
A =
!
Los acopladores pticos ideales son divisores de potencia que noconsumenningn tipo de seal. En otras palabras, la potencia de salida debe serigual a la divisin exacta de la potencia de entrada
Los acopladores reales incluyen aproximadamente 0.25 dB de consumointerno
La relacin de divisin se obtiene en incrementos del 5%: 95/5 o 75/25.Tambin hay de 99/1, 97/3 y 67/33
S[q['`R&' Q )\`,()S`R&'
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ESTRUCTURA DE UN CONECTOR FBT
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ESTRUCTURA DE UN DIVISOR PLC
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DIVISOR 1XN
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DIVISOR 1XN CONECTORIZADO
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!La fuente de seal ptica es el elemento generador de energadentro del espectro visible o infrarrojo.
Los LED (Light Emitting Diode) son la fuente de seal ptica maseconmica, se utiliza en TX pulsantes (on-off) y no emiten una seal
pura. Se utilizan hasta 1300 nm
Los LASERS (Light Amplification by Stimulated Emission ofRadiation), se utilizan en tanto en TX pulsantes como analgicos,emiten una seal mas pura y tienen una cavidad resonante.
()' P$&Of&' S& ($*j fR)O'k['`R ],f[\`
()'&R P)iRQ ,&R`f
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La luz es reflejada y vuelta a reflejar entre dos espejos a ambos lados de
un semiconductor. El material y los dos espejos forman una cavidadresonante que determina la long. de onda. La oscilacin tiene lugar envarias frecuencias para las cuales la separacin es mltiplo de longitud/2.
La luz emitida tiene muchas componentes espectrales y la energa sedispersa. Exhibe cierta inestabilidad en la potencia de salida que setraduce como ruido (RIN)
Se utiliza para transmisin de datos en el retorno. Hay Laser FP aislado oIFP
RP ($*
()'&R SPi
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!
&/ /341. SPi 14 923
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CURVA DE TRANFERENCIA DE UN LASER DFB
OBSERVE QUE NOES LINEAL
Se debe ajustar laentrada de los canalesen RF para lograrlinealidad
A esto se llama calibrarel OMI: ndice de
Modlulacin ptica
AJUSTE DEL OMI
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Las flechas
sealan zonas denio linealidad quedeben evitarse
DEFINICIN DE OMI
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CLCULO DEL OMI
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OMI por canal es el valor mximoexpresado en % (m). Valor tipicoes de 3 a 3.5%
OMI compuesto o RMS est
dado por(m2 x N/2)
Ejemplo: 70 Canales de TV con un m por canal de 3.5% tiene un OMIRMS de 22%. Este es el valor tipico de los laser DFB
Valor tipico del nivel de RF por canal: entre 18 y 22 dBmV
R&\&,f`R ],f[\`
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P`f` S[`S`
!
&/ V3: 51 /9: 41 V371 627656. 4-B.1 92349E1.K761 51 92 T-?-56-5- 891 A121923 79.;3 51 ?.324T1.12763 7935.ZA73U7-..612?1 51 43/653 E.-E-.76-23/ 3 /3E-?12763 FEA73 51 12?.353WD
!R14E914?3 rE673 HDL 3 M
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MATERIALES DE LOS FOTODIODOS
EL FOTODIODO DE GERMANIO ES EL QUE MS LONGITUDES DE ONDACUBRE
&'#$&k) S& $O R&\&,f`R ],f[\`
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ESQUEMA DE UN RECEPTOR PTICO
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ESQUEMA DE UN RECEPTOR PTICO
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NECESIDAD DE UN AMPLIFICADOR PTICO
POSIBLES TOPOLOGAS
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PRINCIPIO FSICO DE LOS AMPLIFICADORES PTICOS
Abosorver la luz
Estimular la emisin
Emisin espontnea
)k,([P[\)S`R ],f[\`
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!
(3 T-.
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ANCHO DE BANDA DE UN EDFA
PARA OOERACIN EN BANDAS DE 1550nm
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Aplicacin tipica con EDFA
Divisin de la potencia de un EDFA
Muy util para redes PON y CATV
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\[R\$[f` \`k,(&f` S& )k,([P[\)S`R ],f[\`
Amplificador ptico Amplificador ptico ReceptorTransmisor
APLICACIONES DE ENLACES DE FIBRA
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CNR DE UN AMPLIFICADOR PTICO
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([k[f)\[]O S& () ,`f&O\[) kdc[k) ,`R ''i
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([k[f)\[]O S& () ,`f&O\[) kdc[k)
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([k[f)\[]O S& () ,`f&O\[) kdc[k)
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&O()\& ],f[\`
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LA OTRA DIMENSIN DE LA FIBRA
UN NUEVO CONCEPTO DE MULTIPLEXACIN
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ANTES!!!!
Multiplexacin en el TIEMPO a travsde una sola longitud de onda
AHORA !!!!
Multiplexacin por longitud de onda
RESULTADO
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ANCHO DE BANDA MUY GRANDE !!!!!
CONCEPTO DE MULTIPLEXACIN
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Esta tcnica permite combinar varias longitudes de onda de luz en unmismo hilo de fibra.
Cada longitud de onda lleva su propia informacin
8 transmisores 8 receptores
MULTIPLEXOR
DEMULTIPLEXO
R
Un solo hilo de fibra
En este ejemplo el ancho de banda de la fibra se ha multiplicado por 8!!!
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HAY TRES TIPOS DE MULTIPLEXACIN POR LONGITUD DE ONDA
WDM: Wavelength Division MultiplexingCWDM: Coarse Wavelenght Division MultiplexingDWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing
1310 nm
1550 nm
MUX
1310nm 1550nm
-1.3 dB
Simple de implementar
Solo dos longitudes de onda
MUX y DEMUX de bajo costo y bajas prdidas
Es posible usar transmisores sencillos
\DtDSDk
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!'1E3.376F2 3
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DISTRIBUCIN DE LONGITUDES DE ONDA
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PRUEBA DE LA FIBRA PARA CWDM
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Detectar con la ayuda de un OTDR si hay pico de agua en la fibra
MEDICIN OSA DE 4 CANALES CWDM
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OSA: ANALIZADOR DE ESPTECTRO PTICO
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FUTURO DE LA MULTIPLEXACIN CWDM !!!!!
UNA LONGITUD CWDM SE PUEDE CONVERTIR EN DWDMANCHO DE BANDA ILIMITADO !!!
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)?)1
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CARCTERSTICAS DE LA DWDM
La mejor opcin para maximizar la fibra Ampliamente usada en troncales de fibra ptica
La ITU-T 694.1 define las longitudes de onda permitidas para 12.5 GHz(0.1nm), 25 GHz (0.2nm), 50 GHz (0.4nm) y 100 GHz (0.8nm) deespeciamiento entre canales
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DISTRIBUCIN ITU DE LOGITUDES DE ONDA
20nm espaciamiento
MEDICIN SISTEMA DE 8 LONGITUDES
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ES MUY SIMPLE EL PROCESO DE INSERCIN DE NUEVASLONGITUDES A TRAVS DEL ENLACE
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JDSU: www.jdsu.com/fiberguide2
EXFO: www.EXFO.com
BROADBANDPROPERTIES: www.broadbandproperties.com
CED: www.cedmagazine.com
SCTE: www.scte.org
FUENTES