Código TPLU
MT L 1 0 1 2 Asignatura: 4 0 0 4 SISTEMAS DE COMUNICACIONES ÓPTICAS Electiva
OBJETIVOS GENERAL: Introducir al estudiante en los fundamentos de las comunicaciones ópticas y en el funcionamiento de cada uno de los elementos que conforman un enlace por fibra óptica, así como en el análisis de desempeño (con sus limitaciones); que le permita realizar eficientemente la planificación, dimensionamiento dimensionamiento y mantenimiento de estos enlaces.
ESPECÍFICOS: 1. Conocer detalladamente las características y funcionamiento de las fibras ópticas como medio de transmisión. 2. Proveer un conocimiento detallado sobre cada uno de los componentes que conforman un sistema de comunicación óptica: transmisor, receptor, amplificador óptico, conectores, etc., para que sea compatible c ompatible con los requerimientos de los sistemas de telecomunicaciones 3. Conocer con detalles la multiplexación WDM (Wave Division Multiplexing) y su impacto en la eficiencia de sistemas de comunicación por fibra óptica. 4. Analizar a profundidad las redes con fibra ópticas, dispositivos de óptica integrada y sistemas ópticos coherentes. 5. Proporcionar conocimiento sobre enlaces ópticos inalámbricos. 6. Analizar detalladamente otras aplicaciones y conocer los nuevos desarrollos y tendencias en
sistemas de comunicaciones por fibra óptica, con énfasis en los solitones.
CONTENIDO PROGRAMÁTICO
TEMA 1. INTRODUCCIÓN Fundamentos de las comunicaciones ópticas. Historia de las comunicaciones ópticas. Componentes de un sistema de comunicaciones por fibra óptica. Propiedades de la fibra óptica. Ventajas y desventajas de las comunicaciones por fibra óptica. Aplicaciones.
TEMA 2. LA FIBRA ÓPTICA Geometría de la fibra óptica. Propagación de la luz en la fibra óptica. Óptica geométrica. Óptica Ondulatoria. Tipos de fibra y cables ópticos. Características de las fibras ópticas: Atenuación, dispersión, efectos no lineales.
TEMA 3. TRANSMISORES ÓPTICOS Principio de emisión de luz. Espectros de emisión. Diodos emisores de luz (LED). El oscilador láser: modos en la cavidad láser, láseres monomodo y multimodo, láser DBR sintonizable. Bloque de alimentación RF. Rendimiento óptico, tiempo de respuesta, longitud de onda espectral
TEMA 4. DETECTORES ÓPTICOS Principio de absorción óptica. Diagrama de bloques de receptores de detección directa. Fotodiodos P-I-N y de avalancha. Componentes de ruido del receptor. Sensibilidad y rendimiento cuántico del receptor. Tiempo de respuesta. El fototransistor. Análisis del desempeño BER. Consideraciones de diseño del receptor.
TEMA 5. AMPLIFICADORES ÓPTICOS Principios básicos de los amplificadores ópticos: amplificadores ópticos semiconductores (SOA), amplificadores de fibra dopada, amplificadores Brillouin, amplificadores de fibra Raman. Ruido en amplificadores. Ganancia del amplificador. Análisis de desempeño del amplificador. Aplicaciones en sistemas.
TEMA 6. SITEMAS DE COMUNICACIONES ÓPTICAS MULTICANAL Modulación óptica: OTDM, OFDM, WDM, OCDMA, SCM. Componentes WDM: multiplexores WDM multiplexores ADM, acopladores tipo estrella, conectores cruzados ópticos, convertidores de longitud de onda. Análisis de desempeño de sistemas multicanal. Crosstalk en sistemas multicanal. Sistemas WDM con amplificadores en cascada. Esquemas de gerenciamiento de dispersión para sistemas con amplificadores ópticos en cascada. Diseño de sistemas de transmisión WDM.
TEMA 7. ENLACES ÓPTICOS EN EL ESPACIO LIBRE El canal óptico atmosférico. Efecto de la atmósfera en el haz de luz. Efecto de la atmósfera en los receptores de detección directa. Efecto heterodino en el canal atmosférico. Enlaces inter-satelitales ópticos. Redes de área personal. Tecnologías infrarrojos y Bluetooth. FSO (Free Space Optics)
TEMA 8. LA CONEXIÓN ÓPTICA Conexiones de los extremos. Acoplamiento emisor-fibra. Acoplamiento fibra-detector. Conexión fibra-fibra. Conexiones permanentes. Conexiones móviles. Acopladores. Optimización de los acoplamientos.
TEMA 9. REDES ÓPTICAS Topologías de una red óptica (anillo, estrella, bus y mallada). Evolución de las redes WDM. Redes LAN ópticas: EGPON. Redes MAN ópticas. Redes WAN ópticas. RPR ( Resiliente Packet Ring) IEEE 802.17. Redes ópticas de teledifusion: hops sencilla y múltiples. RDSI por fibra óptica: GPON, NGPON.
TEMA 10. PLANIFICACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE ENLACES POR FIBRA ÓPTICA Requerimientos del sistema. Nivel de potencia óptica requerida. Plan de especificaciones. Análisis de ancho de banda. Balance de potencia. Selección de la fibra. Selección del transmisor y del receptor. Revisión del sistema.
TEMA 11. FUTURAS TENDENCIAS EN SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA Solitón: Fundamental y de orden superior. Amplificación solitón. Sistemas de comunicaciones basados en solitón. Sistemas WDM con solitón. Efectos del jitter solitón. Interacciones en el solitón. Diseño de un sistema solitón. Redes completamente ópticas: introducción.
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Artículos de revistas especializadas.
