Fibra Optica
Páginas: 15 (3673 palabras)
Publicado: 8 de octubre de 2011
Artículos de interés
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN POR FIBRA ÓPTICA DE ALTA CAPACIDAD
Diego F. Grosz* Departamento de Física y Matemática, Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA), Eduardo Madero 399, C1106AD, Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Buenos Aires, Argentina. Teléfono: 4314-7778 Ext:570, e-mail: dgrosz@itba.edu.ar.
Resumen
En este trabajo se hace una revisión de los conceptosbásicos necesarios para entender el funcionamiento de los sistemas de comunicación óptica de alta capacidad que han posibilitado la gran difusión de las comunicaciones a escala planetaria, tanto desde el punto de vista del diseño del sistema como de sus componentes. Se muestran, también, diferentes técnicas de amplificación óptica y el enorme impacto que éstas han tenido en el incremento de la capacidadde transporte de información de los modernos sistemas de comunicación. Por último, se discuten las perspectivas y desafíos futuros en el área. Palabras Claves: fibras ópticas, sistemas de comunicación, WDM, amplificación óptica
La era moderna de las comunicaciones comienza en 1830 con la invención del telégrafo [1]. Los hitos importantes en la evolución de los sistemas de comunicación estánresumidos en la Fig.1, donde se muestra el incremento de la capacidad de los sistemas de comunicación en los últimos 170 años. La capacidad está definida usando la «figura de mérito» de tasa x distancia, expresada ésta en bits transmitidos por segundo (bits/s) y kilómetros (km). Esta figura de mérito captura adecuadamente el concepto de que no es importante solamente cuánta información estransmitida por unidad de tiempo, sino qué tan lejos es el alcance. Hitos históricos señalados en la Fig.1 incluyen la invención del teléfono [2], la introducción de sistemas operando sobre cables coaxiles (1940) y enlaces de microondas (1948). En 1980 se introduce el primer sistema óptico comercial operando a una tasa de 45 Mb/s, poniendo fin a un período de aproximadamente 100 años dominado por lossistemas de comunicación eléctricos y analógicos. Ya en la segunda mitad del siglo XX se advirtió que utilizar luz como medio de transporte de información podía incrementar significativamente la capacidad de los sistemas de comunicación. Sin embargo, hubo que esperar la demostración del primer láser en 1960 para contar con una fuente de luz coherente e intensa [3]. El siguiente problema lo constituyó laausencia de un medio de transmisión adecuado que confinara a la luz transmitida. En los años 60 muchas ideas fueron consideradas, inclusive la de utilizar lentes gaseosas. En 1966 se sugirió que las fibras ópticas podían representar
CSI Boletín 51
la mejor alternativa para superar este problema. Sin embargo, las fibras ópticas disponibles en la época presentaban una atenuación de la señalexcepcionalmente alta, del orden de un decibel / m (en unidades lineales, esto representa una atenuación de aproximadamente 20% por cada metro recorrido), tornándolas imprácticas para aplicaciones reales. En 1970 se fabricaron las primeras fibras ópticas de «baja atenuación»: 20 dB/km en la región de longitudes de onda de 1 µm [4]. Al mismo tiempo, el desarrollo de láseres de semiconductores capacesde operar a temperatura ambiente permitió contar con fuentes ópticas compactas.
Figura 1 Evolución de la capacidad de los sistemas de comunicación. Es interesante notar que, durante un período de aproximadamente 100 años, los sistemas transmitían señales eléctricas analógicas (tomado de la Ref. [8]).
22
La disponibilidad de fibras ópticas de baja atenuación y de fuentes ópticas adecuadasdio un gran impulso al desarrollo de sistemas de comunicación óptica de alta capacidad. «Ventanas» de comunicación y generaciones de sistemas de comunicación óptica La evolución de la capacidad de los sistemas de comunicación óptica, y de las correspondientes «ventanas» de transmisión y generaciones, se muestra esquemáticamente en la Fig.2. En esta figura se detallan las longitudes de onda que...
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN POR FIBRA ÓPTICA DE ALTA CAPACIDAD
Diego F. Grosz* Departamento de Física y Matemática, Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA), Eduardo Madero 399, C1106AD, Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Buenos Aires, Argentina. Teléfono: 4314-7778 Ext:570, e-mail: dgrosz@itba.edu.ar.
Resumen
En este trabajo se hace una revisión de los conceptosbásicos necesarios para entender el funcionamiento de los sistemas de comunicación óptica de alta capacidad que han posibilitado la gran difusión de las comunicaciones a escala planetaria, tanto desde el punto de vista del diseño del sistema como de sus componentes. Se muestran, también, diferentes técnicas de amplificación óptica y el enorme impacto que éstas han tenido en el incremento de la capacidadde transporte de información de los modernos sistemas de comunicación. Por último, se discuten las perspectivas y desafíos futuros en el área. Palabras Claves: fibras ópticas, sistemas de comunicación, WDM, amplificación óptica
La era moderna de las comunicaciones comienza en 1830 con la invención del telégrafo [1]. Los hitos importantes en la evolución de los sistemas de comunicación estánresumidos en la Fig.1, donde se muestra el incremento de la capacidad de los sistemas de comunicación en los últimos 170 años. La capacidad está definida usando la «figura de mérito» de tasa x distancia, expresada ésta en bits transmitidos por segundo (bits/s) y kilómetros (km). Esta figura de mérito captura adecuadamente el concepto de que no es importante solamente cuánta información estransmitida por unidad de tiempo, sino qué tan lejos es el alcance. Hitos históricos señalados en la Fig.1 incluyen la invención del teléfono [2], la introducción de sistemas operando sobre cables coaxiles (1940) y enlaces de microondas (1948). En 1980 se introduce el primer sistema óptico comercial operando a una tasa de 45 Mb/s, poniendo fin a un período de aproximadamente 100 años dominado por lossistemas de comunicación eléctricos y analógicos. Ya en la segunda mitad del siglo XX se advirtió que utilizar luz como medio de transporte de información podía incrementar significativamente la capacidad de los sistemas de comunicación. Sin embargo, hubo que esperar la demostración del primer láser en 1960 para contar con una fuente de luz coherente e intensa [3]. El siguiente problema lo constituyó laausencia de un medio de transmisión adecuado que confinara a la luz transmitida. En los años 60 muchas ideas fueron consideradas, inclusive la de utilizar lentes gaseosas. En 1966 se sugirió que las fibras ópticas podían representar
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la mejor alternativa para superar este problema. Sin embargo, las fibras ópticas disponibles en la época presentaban una atenuación de la señalexcepcionalmente alta, del orden de un decibel / m (en unidades lineales, esto representa una atenuación de aproximadamente 20% por cada metro recorrido), tornándolas imprácticas para aplicaciones reales. En 1970 se fabricaron las primeras fibras ópticas de «baja atenuación»: 20 dB/km en la región de longitudes de onda de 1 µm [4]. Al mismo tiempo, el desarrollo de láseres de semiconductores capacesde operar a temperatura ambiente permitió contar con fuentes ópticas compactas.
Figura 1 Evolución de la capacidad de los sistemas de comunicación. Es interesante notar que, durante un período de aproximadamente 100 años, los sistemas transmitían señales eléctricas analógicas (tomado de la Ref. [8]).
22
La disponibilidad de fibras ópticas de baja atenuación y de fuentes ópticas adecuadasdio un gran impulso al desarrollo de sistemas de comunicación óptica de alta capacidad. «Ventanas» de comunicación y generaciones de sistemas de comunicación óptica La evolución de la capacidad de los sistemas de comunicación óptica, y de las correspondientes «ventanas» de transmisión y generaciones, se muestra esquemáticamente en la Fig.2. En esta figura se detallan las longitudes de onda que...
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