Introducción a los sistemas de comunicaciones por fibra óptica
Páginas: 10 (2276 palabras)
Publicado: 10 de abril de 2011
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
1. Introducción a los Sistemas de Comunicaciones por Fibra Óptica
Actualmente los sistemas de comunicaciones ópticos conforman un campo de gran importancia, impresionante evolución y de extraordinarias ventajas dentro del mundo de las telecomunicaciones. Debe señalarse que la utilización de la luz para la transmisión de información es más antigua que lascomunicaciones eléctricas, considerando las “comunicaciones ópticas” en su concepto más amplio (señales de humo, sistemas de espejos, telégrafos ópticos, entre otros).
A continuación se mencionan los acontecimientos trascendentales en la historia, que dieron origen a los sistemas que se utilizan hoy día:
Un antecedente de suma relevancia, lo constituye una experiencia realizada en 1854 por elfísico inglés de origen irlandés John Tyndall (1820-1893), donde se observaba cómo la luz era guiada por un chorro de agua. El experimento consistió en hacer incidir luz solar sobre un recipiente en el que colocó un espejo e hizo una abertura horizontal, de esta manera la luz se propagaba por el chorro.
En 1880, el norteamericano Alexander Graham Bell (1847-1922) logra la transmisión de frasesmediante un rayo de luz, modulado por la voz y detectado a través de una fotoresistencia, dicho dispositivo fue denominado photophone.
Sin embargo, estos y otros aportes menores quedaron parcialmente olvidados, por el inminente desarrollo de la Radiotécnica a partir de las afirmaciones de James Clerk Maxwell (1831-1879), los experimentos de Heinrich Hertz (1857-1894) y los
espectacularestrabajos de Guglielmo Marconi (1874-1937), quien el 12 de Diciembre de 1901 logró comunicar 3540 Km (primera transmisión inalámbrica transatlántica).
En 1934, Norman French de AT&T patentó un sistema telefónico óptico, que incluía el uso de los dispositivos que actualmente se conocen (emisores de luz modulados, guías de luz, detectores y multiplexaje por división de longitud de onda), pero todo estoconstituía una predicción, ya que no existía la tecnología necesaria para su desarrollo.
En 1960, un paso realmente importante lo constituyó la invención del LASER (Light Amplification by Stimulated Radiation), por parte de Gordon Gould, Charles Townes y Arthur Schawlow. Posteriormente en 1962, se produce la invención del LED (Light Emitter Diode) de GaAs de alta eficiencia y del LASERsemiconductor.
En esta parte conviene mencionar que los sistemas de comunicaciones ópticos utilizan frecuencias muy elevadas, en el orden de 100 THz (1014 Hz), en la región visible o cercana a la infrarroja del espectro electromagnético. Para esta parte del espectro, las frecuencias son referidas en términos de la longitud de onda. De esta manera las comunicaciones ópticas son establecidas alrededorde cientos y miles de nanómetros.
Es fundamental comenzar por presentar un esquema básico de un sistema de transmisión por fibra óptica, tal como el que se observa en la Fig. 2.1.
[pic]
Fig. 2.1. Esquema básico de un sistema de transmisión por fibra óptica
El mensaje es inyectado a una interfaz eléctrica que se encarga (a través de distintos circuitos) de acondicionar el mensaje paraque sea luego convertido a señal luminosa por un emisor óptico (transductor electroóptico), que puede ser un LED (diodo electroluminiscente) o un LD (diodo laser), conformando el denominado transmisor óptico.
Los cables de fibra óptica son medios vítreos o plásticos que sirven de guía para las ondas de luz moduladas y generadas por el transmisor. Obviamente al cable están asociados elementosde unión permanente o removible: empalmes y conectores.
El detector se encarga de convertir la luz modulada en una señal eléctrica equivalente (transductor optoeléctrico), debe ser sensible y con bajo nivel de ruido. Generalmente consiste en fotodiodos de avalancha (APD) o de unión PIN, que deben estar asociados a otra interfaz para devolver al mensaje sus características originales. De esta...
MARCO TEÓRICO
1. Introducción a los Sistemas de Comunicaciones por Fibra Óptica
Actualmente los sistemas de comunicaciones ópticos conforman un campo de gran importancia, impresionante evolución y de extraordinarias ventajas dentro del mundo de las telecomunicaciones. Debe señalarse que la utilización de la luz para la transmisión de información es más antigua que lascomunicaciones eléctricas, considerando las “comunicaciones ópticas” en su concepto más amplio (señales de humo, sistemas de espejos, telégrafos ópticos, entre otros).
A continuación se mencionan los acontecimientos trascendentales en la historia, que dieron origen a los sistemas que se utilizan hoy día:
Un antecedente de suma relevancia, lo constituye una experiencia realizada en 1854 por elfísico inglés de origen irlandés John Tyndall (1820-1893), donde se observaba cómo la luz era guiada por un chorro de agua. El experimento consistió en hacer incidir luz solar sobre un recipiente en el que colocó un espejo e hizo una abertura horizontal, de esta manera la luz se propagaba por el chorro.
En 1880, el norteamericano Alexander Graham Bell (1847-1922) logra la transmisión de frasesmediante un rayo de luz, modulado por la voz y detectado a través de una fotoresistencia, dicho dispositivo fue denominado photophone.
Sin embargo, estos y otros aportes menores quedaron parcialmente olvidados, por el inminente desarrollo de la Radiotécnica a partir de las afirmaciones de James Clerk Maxwell (1831-1879), los experimentos de Heinrich Hertz (1857-1894) y los
espectacularestrabajos de Guglielmo Marconi (1874-1937), quien el 12 de Diciembre de 1901 logró comunicar 3540 Km (primera transmisión inalámbrica transatlántica).
En 1934, Norman French de AT&T patentó un sistema telefónico óptico, que incluía el uso de los dispositivos que actualmente se conocen (emisores de luz modulados, guías de luz, detectores y multiplexaje por división de longitud de onda), pero todo estoconstituía una predicción, ya que no existía la tecnología necesaria para su desarrollo.
En 1960, un paso realmente importante lo constituyó la invención del LASER (Light Amplification by Stimulated Radiation), por parte de Gordon Gould, Charles Townes y Arthur Schawlow. Posteriormente en 1962, se produce la invención del LED (Light Emitter Diode) de GaAs de alta eficiencia y del LASERsemiconductor.
En esta parte conviene mencionar que los sistemas de comunicaciones ópticos utilizan frecuencias muy elevadas, en el orden de 100 THz (1014 Hz), en la región visible o cercana a la infrarroja del espectro electromagnético. Para esta parte del espectro, las frecuencias son referidas en términos de la longitud de onda. De esta manera las comunicaciones ópticas son establecidas alrededorde cientos y miles de nanómetros.
Es fundamental comenzar por presentar un esquema básico de un sistema de transmisión por fibra óptica, tal como el que se observa en la Fig. 2.1.
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Fig. 2.1. Esquema básico de un sistema de transmisión por fibra óptica
El mensaje es inyectado a una interfaz eléctrica que se encarga (a través de distintos circuitos) de acondicionar el mensaje paraque sea luego convertido a señal luminosa por un emisor óptico (transductor electroóptico), que puede ser un LED (diodo electroluminiscente) o un LD (diodo laser), conformando el denominado transmisor óptico.
Los cables de fibra óptica son medios vítreos o plásticos que sirven de guía para las ondas de luz moduladas y generadas por el transmisor. Obviamente al cable están asociados elementosde unión permanente o removible: empalmes y conectores.
El detector se encarga de convertir la luz modulada en una señal eléctrica equivalente (transductor optoeléctrico), debe ser sensible y con bajo nivel de ruido. Generalmente consiste en fotodiodos de avalancha (APD) o de unión PIN, que deben estar asociados a otra interfaz para devolver al mensaje sus características originales. De esta...
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