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Acopladores ópticos Acopladores ópticos REDES CON FIBRA ÓPTICA

INTRODUCCIONINTRODUCCION

La manipulación de señales ópticas es más compleja que la de señales eléctricas.

Ha surgido toda una serie de dispositivos de apoyo, que se ocupan del encaminamiento de la señal óptica (bifurcaciones, divisiones de señal, inyección de señales a una misma línea, transmisión punto-multipunto).

Para que se transmita la señal, no basta con el contacto físico, sino que se necesita que las propiedades ópticas de la unión sean adecuadas para permitir el paso de la luz.

ACOPLADORES ÓPTICOS ACOPLADORES ÓPTICOS

Los acopladores son dispositivos que operan en el dominio óptico y se emplean en la distribución y combinación de señales, la realización de multiplexación y demultiplexión por longitud de onda, la construcción de otros componentes ópticos y la monitorización de sistemas.

DEFINICION

ACOPLADORES ÓPTICOS ACOPLADORES ÓPTICOS

Básicamente su función es la de canalizar cierto porcentaje de la potencia óptica total del transmisor en dos o más ramificaciones.

La potencia se transfiere por uno de estos métodos:(a) Interacción por medio del núcleo (b) Interacción superficial

TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS

1. Acopladores de tres y cuatro puertos•  Divisores (splitter) y taps•  Combinadores•  Acoplador general

2. Acopladores en estrella

3.Dispositivos multiplexores y demultiplexores de longitud de onda (WDM)

TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS

Acopladores de tres puertos:•  Divisores (splitter) y taps: estructura con 1 puerto de entrada y 2 puertos de salida. La diferencia entre un splitter y un tap es el elevado coeficiente acoplamiento en este último.

1. Acopladores de tres y cuatro puertos

•  Combinadores: estructura con 2 puertos de entrada y 1 de salida (misma estructura que un splitter pero al revés).

Acopladores de cuatro puertos:

Acoplador general: Estructura con N puertos de entrada y N de salida (con N = 2). Este dispositivo divide el campo que entra por uno de los puertos de entrada entre los 2 terminales de salida.

TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS

1. Acopladores de tres y cuatro puertos

2. Acopladores en estrella que se usan para distribución y combinación multipunto.

TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS

Diseñada para permitir que en una fibra en la que se transmiten en paralelo un número de longitudes de onda, estas puedan combinarse o separarse.

3. Dispositivos multiplexores y demultiplexores de longitud de onda (WDM)

TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS

TIPOS DE ACOPLADORES ÓPTICOS

FUNDAMENTOS

•Caracterizados por la matriz de scattering

El parámetro α se denomina coeficiente de acoplamiento o de acoplo, y determinan cuanta potencia se dirige a cada puerto de salida.

La potencia óptica acoplada de una fibra a otra puede ser variada modificando la longitud de la región de acoplamiento y el grado de reducción del radio de la fibra.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Una forma común de construir un acoplador es fundiendo dos fibras

P0 es la potencia de entrada, parte de esta potencia se transmite a los puertos de salida, P1 (potencia transmitida por la fibra 1) y P2 (potencia acoplada a la fibra 2), y otra pequeña parte es reflejada a hacia las entradas, P3 y P4.

REQUISITOS

• Cualquier señal introducida en una de las entradas debe distribuirse entre las salidas

•La entrada no utilizada no debe recibir señal.

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN

Las pérdidas en los acopladores limitan el número de terminales que pueden conectarse a la fibra, mientras que el ruido generado disminuye la relación señal/ruido en el sistema.

Para los acopladores de tres, cuatro puertos y multipunto se define:

Pérdidas totales o en exceso

Medida de la potencia perdida en el acoplador, comparando la potencia entregada a la entrada y la extraída por las distintas salidas.

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN

Pérdidas de inserción

Relación de potencia de la fibra desde donde viene la señal a una de las fibras a las que va la señal.

Pérdidas de retorno

Mide el aislamiento entre la potencia de entrada y la potencia óptica reflejada en el mismo puerto.

Interferencia entre líneas

Mide el aislamiento entre la potencia de entrada y la potencia óptica reflejada en otro puerto de entrada.

Relación de acoplo

Mide el porcentaje de la división de la potencia entre fibras de salida.

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN

Para Multiplexores por división en longitud de onda:

Los parámetros de caracterización de los WDM son los mismos que para los acopladores.

Poseen además como parámetros característicos, la diafonía y el aislamiento, que mide la relación de potencias de diferentes longitudes de onda en la misma salida.

ALGUNAS ESTRUCTURAS DE ACLOPADORES ÓPTICOS

ACOPLADOR ESTRELLA PASIVO(PSC)

N puertos de entrada, reparte por igual la potencia óptica entre sus N puertos de salida.

Un PSC puede ser construido concatenando acopladores 2 x 2.

Para implementar un PSC de N puertos se necesitan:

acopladores 2 x 2.

PSC con 8 puertos requiere 12 acopladores 2 x 2

ALGUNAS ESTRUCTURAS DE ACLOPADORES ÓPTICOS

INTERFERÓMETRO MATCH-ZENDER

Consta de dos acopladores direccionales de 3dB (un splitter y un combinador con α = 0.5) interconectados .

•Dependiendo de la longitud de onda de la señal se tendrá una interferencia constructiva o destructiva a la salida al combinarse las señales.

•Debido a la diferencia de caminos se introduce un desfase en una de las réplicas.

ALGUNAS ESTRUCTURAS DE ACLOPADORES ÓPTICOS

REJILLA REVESTIDA DE GUIAS DE ONDA (ARRAYED WAVE GUIDE GRATING)

El AWG en lugar de tener dos caminos entre la entrada y la salida existen muchos caminos.

Puede emplearse bien como multiplexor o demultiplexor.

OTROS ELEMENTOS PASIVOS

Dispositivos que transmiten la luz en una única dirección. Éstos son muy importantes en los sistemas de comunicaciones ópticos para evitar que las reflexiones de las señales alcancen a otros dispositivos y puedan dañarlos, como por ejemplo a los láseres.

AISLADOR ÓPTICO

OTROS ELEMENTOS PASIVOS

CIRCULADOR ÓPTICO

El circulador es un tipo de aislador óptico con varios puertos cuya funcionalidad es permitir el paso de toda la luz que entra por uno de sus puertos hacia el siguiente puerto.

El circulador es un tipo de aislador óptico con varios puertos cuya funcionalidad es permitir el paso de toda la luz que entra por uno de sus puertos hacia el siguiente puerto.

Son muy útiles para construir dispositivos ópticos Add/Drop junto con grating de de fibra Bragg

CONCLUSIONES

Uno de los principales componentes de las nuevas redes de fibra óptica que soportan múltiples servicios, son los acopladores ópticos.

Se usan en redes públicas y privadas de fibra óptica para proporcionar una distribución pasiva y unión de puntos para la transmisión de datos ópticos (teléfono, TV Cable).

CONCLUSIONES

En la actualidad los elementos pasivos también forman parte de las redes pasivas PON, tanto como elementos que permiten el envío/recepción simultáneo de las señales de voz, datos y vídeo.

Red PON incorporando FWDM y splitters