Presentacin de PowerPoint

Perdidas en la Fibra ptica 0.111010010001 10 100 1000 10000 PERDIDAS (dB/Km)FRECUENCIA EN BANDA BASE (MHz)ATENUACION EN DIVERSOS MEDIOS DE TRANSMISIONPares metlicos Cable coaxial 1.2/4.4Cable coaxial 2,6/9,5FIBRA MULTIMODOFIBRA MONOMODO1. PrdidasLas prdidas son definidas como aquellas circunstancias de tipo fsico que hacen que la seal luminosa de entrada se vaya degradando a medida de que vaya recorriendo la fibra.Matemticamente se define como la relacin entre las potencias luminosas tanto de salida como de entrada.

Prdida = 10 log dB

Potencia de salida Potencia de entradaLa fibra en si por estar construida con materiales no ideales, tambin posee su coeficiente de atenuacin el cual est expresado en dB/Km. Coeficiente de prdida = 10 logPotencia de salida Potencia de entrada 1 Longitud de la fibraPROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICAPerdidas intrnsecas.

- Prdidas causadas por radiacin ultravioleta o infrarroja: Debidas a la interaccin de esta clase radiaciones con las molculas del ncleo.Fotones molculas del ncleoMolculas del ncleo Fotones de baja energa vibrando

PROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICAPerdidas por efecto Rayleigh:

Ocasionadas por impurezas internas de la fibra, por lo general de dimetros mas pequeos que la longitud de onda incidente. Matemticamente se expresa as:Constante de Rayleigh(longitud de onda)4PROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICAPrdida =Longitud de onda =C/fPerdidas externas.

- Prdidas debidas a impurezas:El slice con el cual est constituida la fibra viene por lo general acompaadas de iones metlicos (Fe, Co, Ni, Cr son los mas usuales) as como iones hidroxilo (OH ).PROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICACurvaturas de la fibra.

Exceso de radio de curvatura permitido en el proceso de enrrollamiento de la fibra.Curvatura excesivaPROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICAPerdidas por microcurvaturas:

Son curvaturas causadas por defectos en la irregularidad del dimetro y concentricidad del ncleo, estos defectos son hecho en el proceso de fabricacin de la fibra.- Otros factores, tales como el tratado fsico de la fibra.Es necesario destacar que la atenuacin no depende de la frecuencia de transmisin de la seal que se est enviando, como ocurre en el cable de cobre, si-no que depende de la longitud de onda a la cual se est transmitiendo.PROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICADispersinSe entiende como dispersin el efecto de deformacin del pulso de salida recibido en un extremo de la fibra con respecto al pulso de entrada transmitido en el otro extremo.Pulso transmitidoPulso recibidoLa dispersin es causada por la naturaleza misma de la fibra, tal como su constitucin (Monomodo o Multimodo), la calidad de la fibra y la cantidad de seal perdida por unidad de longitud.PROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICA

1 0 11 ? 1- Dispersin modal: generada por la misma naturaleza de la fibra multimodo.Dispersin espectral, intramodal o del material, relacionada con el hecho de que a cada longitud de onda, le corresponde una velocidad de propagacin, dependiendo del ndice de refraccin correspondiente.

LA SUMA CUADRTICA DE LAS DOS ANTERIORES NOS DA UNA DISPERSIN DENOMINADA DISPERSIN CROMTICA, DENOMINADA ASI POR LAS DIVERSAS LONGITUDES DE ONDA ASOCIADAS A LA LONGITUD DE ONDA CENTRAL.

- Dispersin por efecto guiaondas: Dispersin debida a los parmetros geomtricos y pticos de la fibra.PROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICACLASES DE DISPERSIONPERDIDAS POR REFLEXION

Se denomina reflexin a la cantidad de potencia que se devuelve hacia la fuente de origen, esto debido a que en el punto de terminacin de la fibra existe una superficie lisa reflejante, la cual es generada al cambiar bruscamente el ndice de refraccin del material del ncleo de la fibra hacia el airePotencia incidentePotencia reflejada Reflexin = 10 log Potencia reflejada Potencia incidentePROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICALa sumatoria de todas las reflectancias a lo largo de una fibra ptica se denomina PERDIDA OPTICA DE RETORNO (ORL).Es de destacar que la principal fuente de perdidas por reflexin son los conectores, en el cual se pueden apreciar las denominadas reflexiones de Fresnel, reflexiones debidas a las irregularidades en los extremos de las fibras.

Prdida por reflexin Fresnel = 10 log (1 - ( ) ) n - 1n + 1 2APERTURA NUMERICA DIAMETRO DEL NUCLEO DIAMETRO DEL RECUBRIMIENTO DEFECTOS ENNO COICIDENTE NO COINCIDENTE NO COINCIDENTE EXCENTRICIDADPROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICAPERDIDAS ASOCIADAS A LAS UNIONES DE LAS FIBRAS.SEPARACION LONGITUDINAL DE LOS EXTREMOSDESPLAZAMIENTO TRANSVERSAL DE LOS EXTREMOSDESVIACION ANGULAR DE LOS EJESn1n2DIFERENTES INDICES DE REFRACCIONPROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICAEVENTO.Evento se denomina a cualquier interrupcin brusca en el ndice de refraccin del ncleo que implique una disminucin en la seal aplicada a esta.

EVENTOS REFLECTIVOS: Son aquellos que introducen tanto reflexin como atenuacin.- Empalmes mecnicos.- Conectores.Rupturas fsicas de la fibra.

EVENTOS NO REFLECTIVOS: Son aquellos que solamente introducen atenuacin.- Empalmes por fusin.- Microcurvaturas.- Impurezas internas de la fibra.PROBLEMAS DE ATENUACIN EN LA FIBRA OPTICAO.T.D.R.Instrumento diseado para hacer la localizacin de los eventos tanto reflectivos como no reflectivos y dar una indicacin tanto grfica como numrica de la posicin en distancia y su correspondiente atenuacin y posible reflectancia de estos eventos.Reflectmetro ptico de dominio temporalPRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: El OTDR mide las caractersticas de transmisin por medio de un pulso de luz que enva a travs de la fibra bajo prueba.Es de notar que este pulso cuando esta viajando a travs de la fibra, va a ser atenuado por los siguientes factores: COEFICIENTE DE RETRODUFUSION DE RAYLEIGH:Este fenmeno se basa en el hecho de que en todos los puntos de la fibra existen impurezas, por lo general de menor tamao que la longitud de onda de la luz del pulso enviado, las cuales esparcen la energa de esta luz en el choque con estas, por lo que solo una fraccin de esta luz va a permanecer dentro del ncleo y puede regresar el punto de origenLuz dispersadaImpurezasLuz reflejada por dispersinO.T.D.R.Es de deducirse que la retrodifusin de Rayleigh depende de forma inversamente proporcional con respecto a la longitud de onda del la luz incidente (aumento proporcional en l ). Matemticamente, la frmula de la funcin de retrodispersin de Rayleigh es la siguiente:4P(t) = E R a v eRg-2 a /2 vgtDonde:E = Amplitud del pulso incidente.R = Potencia ptica que regresa al emisor. = Coeficiente de atenuacin debido a efecto Rayleigh.V = (=c/n) es la velocidad media del grupo ~ 2,03 x 10 , para un ndice de refraccin de 1,47

aRg8O.T.D.R.EVENTOS: Cuando el pulso encuentra un evento, parte o todo el pulso se refleja, volviendo al instrumento, atenuando proporcionalmente el pulso de acuerdo con la prdida del evento. El OTDR mide el tiempo en que el pulso fue de ida y vuelta hasta el evento, y este pulso lo convierte en distancia.Luz incidenteO.T.D.R.Diagrama sinptico de un OTDR.Generador de pulsosLASERFibra sometida a prueba Acoplador pticoFibraDetectorAmplificador de banda anchaMuestreoProcesoPantallaO.T.D.R.Grfica del trazo OTDRdBKmEmpalmeFinal de la fbraConectorConector defectusosO.T.D.R.ESPECIFICACIONES DEL OTDRRANGO DINAMICO (METODO BELLCORE 98%)48121620242814 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 POTENCIA (dB)DISTANCIA (Km)Nivel de entradaNivel de referencia98%O.T.D.R.El dB (decibel) RepasoEs una unidad de medida adimensional y relativa (no absoluta), que es utilizada para facilitar el clculo y poder realizar grficas en escalas reducidas. El dB relaciona la potencia de entrada y la potencia de salida en un circuito, a travs de la frmula:

Una ganancia de 3dB significa que la potencia de salida ser el doble de la de entrada.

Una atenuacin de 3 dB (ganancia de 3dB) significa que la potencia de salida ser la mitad de la de entrada, es decir, si se tratara de una fibra ptica, en esta se estara perdiendo la mitad de la potencia ptica. El dBm (decibel miliwatt) Dado que el dB es una medida relativa, cuando es necesaria una medicin absoluta de potencia ptica, por ejemplo la que emite un laser, se utiliza el dBm, es decir se toma como referencia (0 dBm) a 1 mw :

Tabla de equivalencias

RepasoCalculo de perdidas en un cable de fibra pticaDeterminar la potencia ptica requerida (dBm) en el receptor y la enviada por el transmisor, para esto se requiere Calcular atenuacin total del sistema.At = atenuacin total del sistemaPc = Es la atenuacin de la fibra ptica (dB/Km)At = Pc * L + Ae + Ac + AmAe = Es la atenuacin debida a los empalmesAc = Es la atenuacin debida a los conectores pigtailL = Es la longitud total del transmisor al receptorAm = Atenuacin por margen de degradacin (AM)MultimodoMultimodo 62,5 umTiene un limite de 2km62,5 /125 um(10Mbps) = 2km62,5 /125 um(100Mbps) = 1km62,5 /125 um(1Gbps) = 200mts

Multimodo 50 um50 /125 um(10/100Mbps) = 2km50 /125 um(1Gbps) = 500 m50 /125 um(10Gbps) = 300m

Longitud de onda : 850, 1300 alcance 2km

25 Monomodo1 Gbps= 10 km10/100/1000 = 40 km 160 kmLongitud de onda : 1310 1550 nmAtenuacin por empalmes (AE)

Normalmente, y con la tecnologa de empalmera actual, la atenuacin en cada empalme de fibra ptica es de 0.2 dB.

Atenuacin por conector (AC)

La atenuacin de los pigtail a la fuente o al receptor es de 0.5 dB.

Atenuacin por insercin en el trasmisor (Ai)

Atenuacin por insercin del LED:=15 dBAtenuacin por insercin del LD:= 3 dB

La atenuacin por insercin en el receptor es despreciable, 0 dB.Atenuacin por margen de degradacin (AM)

La atenuacin por margen de degradacin de todo el sistema, es de 5.0 dBCalculo de perdidas en un cable de fibra pticaEjercicio 1.

Elaborar el diseo para unir, por medio de fibra ptica, dos equipos de cmputo que se encuentran separados 1300 Metros de distancia y que se necesitan comunicar a una rata de 10 Mbit/seg. At = Pc * L + Ae + Ac + AmEjercicio 2.

Se desea hacer la conexin entre dos redes LAN (Local Area Network) que distan 70 Km entre s y cuya velocidad de transmisin (rata), requerida entre ellas, es de 100 Mbit/seg.Calculo de perdidas en un cable de fibra pticaL = Longitud total + reservas + las colas = 1300 +7*30 +30*2 =1,570 Km

- Las reservas son de 30 metros, cada 200 metros - Las colas en cada extremo son de 20 30 metros

Pc* L = 0.5 dB /Km *1,570 Km = 0,785 dB Suponemos que hay dos empalmes, uno en cada caja terminal.

AE= 2 X 0,2 dB = 0.4 dB

En el diseo deben ir dos conectores unidos a cada pigtail (en la fuente y en el receptor)

AC= 2 X 0.5 dB = 1.0 dB

Am = 5.0 dBAt = Pc * L + Ae + Ac + AmAt = 0.785 + 0.4 + 1 + 5 = 7,185 dBCalculo de perdidas en un cable de fibra pticaCalculo de perdidas en un cable de fibra pticaSe utiliza un enlace de fibra ptica para conectar una cmara remota de video de vigilancia hasta un monitor que est a 3 Km, la camara tiene 10 Mhz de ancho de banda y una salida de video en el estandar NTSC.

En el mercado hay un equipo con las siguientes caracteristicas:

Longitd de onda de trabajo --------- 1310 nmTipo de fibra ptica ------------ Multimodo 62,5/125 AN = 0,29Ancho de Banda de la Fibra ptica ---- 300MHz x km.Potencia nominal de la salida ptica ---- -15dBmSensibilidad del receptor --------- -25 dBm a S/N 68 dBMaxima Longitud de la Fibra ptica --- 3 KmRango dinmico del receptor -------------- -20dBm a -25 dBm

Para la instalacin se necesita dos paneles de conexiones y dos empalmes. Puede utilizarse este equipamiento ptico?. Si es