Tecnologia

Tecnología

Los sistemas modernos de fibra óptica, generalmente, incluyen: transmisores ópticos para convertir una señal eléctrica en una señal óptica que se envío por la fibra óptica; cables de fibra óptica que contienen múltiples haces de fibras ópticas que se instalan a través de conductos subterráneos y edificios; varios tipos de amplificadores; y un receptor óptico para recuperar la señal como una señal eléctrica. La información contenida es típicamente comunicación digital generada por computadoras, telefonía digital, y compañías de cable.

[editar] Transmisores

Véanse también: Diodo láser y Led

Los transmisores ópticos más comúnmente utilizados son dispositivos semiconductores tales como diodos emisores de luz (LED) y diodos láser. La diferencia entre los diodos LED y el láser es que los LED producen una luz incoherente, la cual se dispersa, y el láser produce una luz coherente, no dispersa. Para su uso en comunicaciones ópticas los transmisores ópticos semicondutores, deben ser diseñados para ser compactos, eficientes, y confiables, mientras se opera en un rango de longitud de onda óptima y directamente modulada en altas frecuencias.

En su forma más simple, un LED es una unión de semiconductores PN polarizada, emitiendo luz a través de emisiones espontáneas, un fenómeno conocido como electroluminiscencia. La luz emitida es incoherente, con un ancho espectral relativamente amplio de 30-60 nm, aunque la transmisión de luz LED es también ineficiente, con sólo el 1% de la potencia de entrada. Sin embargo, debido a su diseño relativamente sencillo los LEDs son muy útiles para aplicaciones de bajo costo.

Las comunicaciones LED se producen principalmente a partir de GaAsp o GaAs. Debido a que los LEDs GaAsp operan a una mayor longitud de onda que los LEDs GaAs (1,3 micrómetros contra 0,81-0,87 µm), su espectro de salida es más ancho en un factor de alrededor de 1,7 veces. El ancho de amplio espectro de los LEDs causa una alta dispersión en la fibra, limitando considerablemente su producto tasa de bits-distancia (medida común de utilidad). Los LEDs son adecuados principalmente para aplicaciones de red de área local con velocidades de 10 a 100 Mbit/s, y distancias de transmisión de unos pocos kilómetros. Los LEDs se han desarrollado para usar varios pozos cuánticos para emitir luz en diferentes longitudes de onda en un amplio espectro, y actualmente están en uso en redes de área local de multiplexado por división de longitud de onda.

Un láser semiconductor transmite luz a través de la emisión estimulada en vez de emisión espontánea, lo que resulta en una alta potencia de salida (~100 mW), así como otros beneficios de la luz coherente. La salida del láser es relativamente direccional, permitiendo un acoplamiento de alta eficiencia (~50%) en fibras monomodo. La anchura espectral estrecha permite altas tasas de transferencia de bits, ya que reduce el efecto de dispersión cromática. Los láseres semiconductores pueden ser modulados directamente a altas frecuencias, debido a la recombinación de tiempo corto.

Los diodos láser son, a menudo, directamente modulados, que es la salida de luz controlada por una corriente aplicada directamente al dispositivo. Para tasas de datos muy altas o enlaces de muy larga distancia, una fuente de láser puede ser de onda continua y la luz modulada por un dispositivo externo como un modulador de electroabsorción.

[editar] Receptores

Artículos principales: Fotodetector, Detector óptico y Sensor fotoeléctrico.

Véanse también: Detector óptico y Sensor fotoeléctrico

El principal componente de un receptor óptico es una célula fotoeléctrica, que convierte la luz en electricidad mediante el efecto fotoeléctrico. El fotodetector es típicamente un fotodiodo basado en semiconductores. Hay varios tipos de fotodiodos, entre los que se incluyen: fotodiodos PN, fotodiodo PIN y fotodiodos de avalancha. Los fotodetectores metal-semiconductor-metal (MSM) también se utilizan debido a su idoneidad para la integración de circuitos regeneradores y multiplexores de longitud de onda.

Los convertidores ópticos eléctricos son normalmente el agrupamiento de un amplificador de transimpedancia y un amplificador de limitación para producir una señal digital en el dominio eléctrico de la señal óptica de entrada, que podrá ser atenuada y distorcionada al pasar por el canal. Además de procesamiento de señales tales como la recuperación de reloj de datos (CDR) a cargo de un bucle de enganche de fase también puede ser aplicado antes de que los datos se transmitan.

[editar] Fibra

Artículo principal: Fibra óptica.

Una fibra óptica consiste en un núcleo, revestimiento y un buffer (una capa exterior de protección), en el que el revestimiento guía la luz a lo largo del núcleo mediante el método de reflexión interna total. El núcleo y el revestimiento

...