Dispersion cromatica

23/10/2013

Bloque II. TEMA 8
COMUNICACIONES ÓPTICAS

Tema 8b. Efectos degradantes.
Dispersión

Tema 8. Efectos degradantes

Objetivos del tema
Estudiar los efectos degradantes de la transmisión por fibra:
(a) Atenuación
(b) Dispersión
(c) Efectos no lineales
Estudiar las limitaciones de estos efectos en la tasa de transmisión binaria
máxima.

Disperisón
8b.1. Introducción8b.2. Dispersión intermodal
8b.3. Dispersión cromática
8b.3.1 Dispersión del material
8b.3.2 Dispersión de guía-onda

8b.4. Dispersión por polarización
8b.5. Estándares de fibra

1

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Efectos degradantes en transmisión por fibra

Tema 8. Efectos degradantes

Relativas a la
amplitud de la señal

Relativas a la
velocidad de la señal

EFECTOS NO
LINEALES
ATENUACIÓNSCATTERING
SRS y SBS

ABSORCIÓN

CURVATURAS
DIFUSIÓN RAYLEIGH

INTRÍNSECA

DISPERSIÓN

MODULACIÓN
FASE

MEZCLA DE
ONDAS

INTRAMODAL
(CROMATICA)

MATERIAL

INTERMODAL

DE GUIAONDAS

EXTRÍNSECA
POLARIZACIÓN

8b.1. Introducción

Tema 8. Efectos degradantes



Los pulsos transmitidos en sistemas MI/DD digitales experimentan el
ensanchamiento como consecuencia de losefectos de dispersión
 en recepción existe un solapamiento de pulsos con sus vecinos (ISI)
 aumenta la tasa de bits erróneos (BER).
 Supondrá la imposición de un límite en el parámetro B·L que
dependerá de:
•
•
•
•

características de dispersión de la fibra
longitud recorrida por las señales en un medio dispersivo
tasa binaria
características de la fuente óptica



Objetivo:encontrar el menor intervalo entre pulsos a la salida de la fibra
sin que exista superposición o solapamiento  aumento de la capacidad



Los efectos de la dispersión están relacionados con el tipo de fibra y el tipo
de dispersión dominante en ella:
–
–
–

Dispersión Intermodal  Sólo en fibras multimodo.
Dispersión Intramodal o cromática despreciable en multimodo y dominante
enfibras monomodo
Dispersión por modo de polarización Sólo en largas distancias en fibras
monomodo.

2

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8b.1. Introducción.
Propagación guiada en fibras ópticas básicas
Fibra Multimodo de salto de índice

Tema 8. Efectos degradantes

n1
n2

n1
n2

Perfil del índice
de refracción

Fibra Multimodo de índice gradual

Fibra Monomodo de salto de índice.
n1
n28b.2. Dispersión intermodal

Tema 8. Efectos degradantes

B

1
T

B max 

superposición
de pulsos

Tbit

1
Tbit

T > Tbit

Diferencia entre tiempos de llegada
B·T 1

B·L 

Scattering de los rayos
paraxiales serían
responsables de
dependencia con L1/2

T < Tbit

T  Tbit

T 

n2 c
nc
2 2 2
2
n1  AN

2
 L n1
n1  L

 sen  L  c n 
c
c
2


L
sen 

c

c

L

3

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8b.2. Dispersión intermodal

Tema 8. Efectos degradantes

Estimación del ensanchamiento sufrido por los pulsos transmitidos
en fibras multimodo a partir de la teoría de rayos
Fibras de Salto de Índice
cubierta

n2

2

c

1

n1

  t1  t 2 

2
Ln1

cn2

núcleo

Fibras de Índice
Gradual perfilcuadrático
(  2)

n2

cubiert
a

T 

1
n1

2

Ln1 2

8c

núcleo

8b.3. Dispersión intramodal

Fotodiodo

Fibra monomodo

pulso de entrada

pulso de salida
retardo

Tema 8. Efectos degradantes

Laser

longitud de onda
t

t
ERROR

1

0

1

umbral
decision

t

1 1 1 umbral
decision

t

4

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8b.3. Dispersión cromática

Tema 8.Efectos degradantes

Se produce, porque la constante de propagación 01 del modo
fundamental depende de la frecuencia (longitud de onda)

 01   01 ( )   01 ( )

La dependencia de con w se modela mediante una aproximación en serie de Taylor:

 ( )   (o ) 

d
d

(  o ) 
wo

1 d 2
2 d 2

(  o ) 2 
wo

g/L, retardo de grupo
por unidad de longitud

1...