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Características de Transreceptores Ópticos: Láseres, Diodos y Fotodetectores, Diapositivas de Redes de Computadoras

Este documento ofrece una detallada descripción de los transreceptores ópticos, enfatizando en la importancia de las fuentes de luz coherente como los láseres y los diodos emisores de luz (LED y IRED), así como los receptores ópticos como los fotodetectores PIN y APD. Se explican sus características básicas, diferencias y aplicaciones.

Tipo: Diapositivas

2019/2020

Subido el 25/11/2021

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Transreceptores ópticos
Láse
Para poder transmitir en una de estas ventanas de las fibras
ópticas es necesaria una fuente de luz "coherente", es decir de
una única frecuencia (o longitud de onda), la cual se consigue con
un componente electrónico denomina
do LD ó diodo LASER (Light
Amplification by Estimulated Emision of Radiation). Este
componente es afectado por las variaciones de temperatura por lo
que deben tener un circuito de realimentación para su control.
La luz de un láser es muy diferente a la lu
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con las siguientes características:
Monocromática. La luz emitida contiene una longitud de
onda específica de luz (un solo color). La longitud de onda de la
luz es determinada por la cantidad de energía liberada cuando un
electrón cae a un nivel de órbita menor.
Coherente. La luz liberada es “organizada” y todos los
fotones se mueven al mismo paso. Esto quiere decir, que los
fotones tienen el mismo frente de onda en el mismo tiempo.
Direccional. La luz de un láser es un haz muy
apretado,
muy fuerte y concentrado.
La salida de un láser puede ser pulsada o puede ser un haz
continuo. La luz puede ser visible, infrarroja, o ultravioleta, con
potencia menor a la de un miliwat o con millones de wats de
potencia.
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Transreceptores ópticos

Láse (^) Para poder transmitir en una de estas ventanas de las fibras ópticas es necesaria una fuente de luz "coherente", es decir de una única frecuencia (o longitud de onda), la cual se consigue con un componente electrónico denominado LD ó diodo LASER (Light Amplification by Estimulated Emision of Radiation). Este componente es afectado por las variaciones de temperatura por lo que deben tener un circuito de realimentación para su control. La luz de un láser es muy diferente a la luz convencional y cuenta con las siguientes características:

  • Monocromática. La luz emitida contiene una longitud de onda específica de luz (un solo color). La longitud de onda de la luz es determinada por la cantidad de energía liberada cuando un electrón cae a un nivel de órbita menor.
  • Coherente. La luz liberada es “organizada” y todos los fotones se mueven al mismo paso. Esto quiere decir, que los fotones tienen el mismo frente de onda en el mismo tiempo.
  • Direccional. La luz de un láser es un haz muy apretado, muy fuerte y concentrado. La salida de un láser puede ser pulsada o puede ser un haz continuo. La luz puede ser visible, infrarroja, o ultravioleta, con potencia menor a la de un miliwat o con millones de wats de potencia. Continúa en la siguiente página

Transreceptores ópticos, continuación

Láser, continuación La siguiente figura muestra la dos señales de dos diferentes láseres, una de ellas la de banda estrecha (DFB) es la usada en los sistemas DWDM. Figura 1.5 Láseres Fabry Perot y DFB Láseres (^) La siguiente tabla muestra las características de algunos transmisores con láser. Distributed Feedback Laser DFB, Feedback Laser FP. Tabla 1.4 Características de los laceres FP Y DFB Continúa en la siguiente página

Transreceptores ópticos, continuación

Diodo, continuación Los diodos convencionales, de silicio o germanio, emiten radiación infrarroja muy alejada del espectro visible. Sin embargo, con materiales especiales pueden conseguirse longitudes de onda visibles. Los LED e IRED, además tienen geometría especial para evitar que la radiación emitida sea reabsorbida por el material circundante del propio diodo, lo que sucede en los convencionales. Tabla 1.5 Longitud de onda Diodos emisores de Luz Continúa en la siguiente página

Transreceptores ópticos, continuación

Receptores ópticos El propósito del receptor óptico es extraer la información contenida en la portadora óptica que incide en el fotodetector. En los sistemas de transmisión analógica el receptor debe amplificar la salida del fotodetector y después demodularla para obtener la información. En los sistemas de transmisión digital el receptor debe producir una secuencia de pulsos (unos y ceros) que contienen la información del mensaje transmitido. Fotodetector Convierte la potencia óptica incidente en corriente eléctrica, esta corriente es muy débil por lo que debe amplificarse. Las características principales que debe tener son:

  • Sensibilidad alta a la longitud de onda de operación
  • Contribución mínima al ruido total del receptor
  • Ancho de banda grande (respuesta rápida) Existen dos tipos de fotodetectores PIN y APD Fotodetecto- res PIN Genera un solo par electrón-hueco por fotón absorbido. Son los más comunes y están formados por una capa de material semiconductor ligeramente contaminado (región intrínseca), la cual se coloca entre dos capas de material semiconductor, una tipo N y otra tipo P. Cuando se le aplica una polarización inversa al fotodetector, se crea una zona desértica (libre de portadores) en la región intrínseca en la cual se forma un campo eléctrico. Donde un fotón en la zona desértica con mayor energía o igual a la del material semiconductor, puede perder su energía y excitar a un electrón que se encuentra en la banda de valencia para que pase a la banda de conducción. Este proceso genera pares electrón–hueco que se les llama fotoportadores. Continúa en la siguiente página

Transreceptores ópticos, continuación

Fotodetecto- res de avalancha APD, continuación La siguiente figura representa un diodo de avalancha. Figura 1.7: Diodo de Avalancha Detectores (^) La siguiente figura muestra la comparación de dos detectores (receptores) ópticos, un APD y un PIN. Tabla 1.6 características de los detectores PIN y APD