IE-1103 Comunicaciones por Fibra Optica

Universidad de Costa Rica
Sección Fótonica
Escuela Ingeniería Eléctrica
Prof. M.Sc. Luis Diego Marìn Naranjo
Depto. Electrónica y Telecomunicaciones
2 ciclo lectivo 2004
IE-0103 Comunicaciones por Fibra Optica
Generalidades:
• Curso para estudiantes de Bachillerato en Ingeniería Eléctrica en el campo de las telecomunicaciones y el
procesamiento de información.
Requisitos:
•
IE-307 Teoría de Campo 1 (propuesta de requisito IE-527 Ingeniería de Comunicaciones).
Créditos:
•
3.
Horas:
•
4 horas de teoría más una hora de práctica por semana.
Objetivo General:
•
Aprender los conceptos prácticos fundamentales de las comunicaciones sobre fibra óptica.
Objetivos específicos. Al finalizar el curso los estudiantes serán capaces de:
•
•
•
Conocer las características de los sistemas de comunicación sobre fibra óptica,
Explicar los fundamentos de ondas de luz en comunicaciones,
Analizar los fundamentos de la teoría de diferentes tipos de guías de onda ópticas y óptica integrada,
•
Establecer las partes principales de un sistema por fibra óptica: transmisor, receptor y elementos de
interconexión,
Analizar otros componentes de óptica de fibras y redes de distribución.
•
Metodología:
• Clases magistrales con prácticas demostrativas de laboratorio por tema.
Los estudiantes analizan
información de diversas fuentes y hojas técnicas de dispositivos para sus reportes y tareas.
Evaluación:
• 2 exámenes
(35 % cada uno)
• Tareas
(15%)
• Reportes
(15%).
Texto basado en: J. Palais, Fiber Optic Communications, Prentice Hall, 1997.
Otras referencias:
♦ J. Senior, Optical fiber communications, Prentice-Hall, 1992.
♦ J. Hecht, Understanding Fiber Optics, Prentice-Hall, 1999.
♦ A. Ghatak & K. Thyagarajan, Introduction to Fiber Optics, Cambridge, 1998.
Temario:
1. I N T R O D U C C I Ó N
A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN SOBRE FIBRA ÓPTICA
1.1 Perspectiva histórica y sistemas de comunicación,
1.2 Ventajas de la fibra óptica y aplicaciones generales,
1.3 Práctica de laboratorio: enlace de transmisión simple en guías de onda óptica con LED.
2. F U N D A M E N T O S
D E O N D A S D E LU Z E N C O M U N I C A C I O N E S
2.1 Fundamentos de ondas electromagnéticas ópticas,
2.2 Dispersión, distorsión de pulso y razón de información,
2.3 Interacción de luz con materiales ópticos transparentes,
2.4 Práctica de laboratorio: análisis de espectro óptico en fibras, enlace simple equipo modular.
Universidad de Costa Rica
Escuela Ingeniería Eléctrica
Depto. Electrónica y Telecomunicaciones
2 ciclo lectivo 2004
3. GUÍAS DE ONDA ÓPTICA INTEGRADAS
3.1 Guía de ónda rectangular dieléctrica,
3.2 Modos en guía de onda simétrica y asimétrica,
3.3 Acople a guía de onda,
3.4 Dispersión y distorsión en guía de onda rectangular,
3.5 Componentes de óptica integrada,
3.5 Práctica de laboratorio: acople a guía de onda rectangular multimodo con Laser HeNe.
4. GUÍAS DE ONDA DE FIBRA OPTICA
4.1 Fibra de índice escalonado,
4.2 Fibra de índice gradual,
4.3 Atenuación,
4.4 Modos en fibras de índice escalonado y gradual,
4.5 Distorsión de pulso y razón de información,
4.6 Construcción de fibras ópticas y cables.
4.7 Práctica de laboratorio: observación de modos, cálculo de coeficiente de atenuación en fibra multimodo y
monomodo, cálculo simple de ancho de banda.
5. FUENTES DE LUZ Y TRANSMISORES
5.1 Características de LED y diodos Láser para comunicaciones ópticas,
5.2 Dispositivos especiales (diodo Láser DFB, amplificadores ópticos, Láser de fibra, VCSEL),
5.3 Circuitos transmisores para LED y Diodos Láser,
5.4 Práctica de laboratorio: sistema manejador de IRED y LD.
6.
DETECTORES DE LUZ Y RECEPTORES
6.1 Principios de fotodetección (PMT, fotodiodos PN, PIN y APD),
6.2 Circuitos receptores (curvas de trabajo y receptor),
6.3 Práctica delaboratorio: sistema modular receptor, cálculo de potencia recibida.
7.
CONECTORES Y EMPALMES
7.1 Principios del conector (desalineamientos),
7.2 Terminado de la fibra,
7.3 Empalmes y conectores,
7.4 Acoples a guías de onda.
7.5 Práctica de laboratorio: conectores y empalmes.
8. REDES DE DISTRIBUCION Y COMPONENTES DE FIBRA
8.1 Redes de distribución,
8.2 Acopladores direccionales y en estrella,
8.4 Conmutadores ópticos,
8.5 Aisladores ópticos de fibra,
8.5 Técnica WDM,
8.6 Retículas de Bragg de fibra,
8.7 Componentes (atenuadores, circuladores y controladores de polarización),
8.8 Práctica de laboratorio: acopladores y atenuadores, sistema CWDM.