Ventanas De Operacion 5g3p2a

3. VENTANAS DE OPERACIÓN La Ventana de Operación, se refiere a la Longitud de Onda (λ) seleccionada para el enlace por fibra óptica. La transmisión de fibra óptica utiliza longitudes de onda que se encuentran en la parte del espectro cercana al infrarrojo, justo por encima de la visible y, por lo tanto, indetectable a simple vista. Las longitudes de onda de transmisión óptica típicas son 850 nm, 1310 nm y 1550 nm.

Hay gamas de longitudes de onda en las que la fibra funciona mejor. Cada rango se conoce como ventana de operación. Cada ventana se centra en la longitud de onda operativa típica, como se muestra en la Tabla.

Primera ventana Segunda ventana Tercera ventana

ventana 800 – 900 nm 1250 – 1350 nm 1500 – 1600 nm

Longitud de onda operativa 850 nm 1310 nm 1550 nm

Tanto los láseres como los LEDs se utilizan para transmitir luz a través de la fibra óptica. Los láseres se usan generalmente para aplicaciones monomodo de 1310 o 1550 nm. Los LED se utilizan para aplicaciones multimodo de 850 ó 1300 nm.

Las pérdidas varían en función de la longitud de onda utilizada. Las pérdidas son mayores cuando menor es la longitud de onda respecto del tamaño de las impurezas de la fibra. Por lo tanto, las pérdidas son menores para longitudes de onda mayores. Las pérdidas por absorción tienen un mínimo sobre los 1550 nm, aumentando hacia la zona del ultravioleta y también hacia la zona del infrarrojo. Las pérdidas por imperfecciones de la guía (microcurvaturas producidas en el propio proceso de fabricación) son prácticamente constantes para cualquier longitud de onda. Juntando todos los efectos, se obtiene la gráfica mostrada a continuación:

Se observa que hay unas zonas donde la atenuación es mínima, que corresponden a las denominadas ventanas de 1330 nm y de 1550 nm. También se observa que hay una zona sobre los 850 nm donde las pérdidas no son mínimas pero sí que son constantes, lo cual es un requisito fundamental en el trabajo con fibras ópticas. Esta última ventana, denominada primera ventana, corresponde a una zona muy habitual de trabajo con fibras ópticas de tipo multimodo.

Algunos datos técnicos a saber son: Ventana

λ (nm)

1° 2° 3°

850 1310 1550

Atenuación (dB/Km) 2.5 0.4 0.25

Alcance (Km) 2 40 160

Costo optoelectrónica Bajo Medio elevado

usos LAN LAN, WAN LAN, WAN

Se emplean estas regiones del espectro para la transmisión por la fibra óptica debido ya que son zonas de baja atenuación. La atenuación en la primera venta es de 2.5 dB/km, en la segunda es de 0.4 dB/km y en la tercera ventana de 0.25 dB/km. Como se ve la atenuación tiende a disminuir conforme aumenta la longitud de onda debido a la dispersión de Rayleigh, pero a partir de 1600 nm tiende aumentar debido a las pérdidas provocadas por la absorción del silicio. Además existen una serie de picos de absorción debido a ion OH-. La dispersión de Rayleigh es un fenómeno de esparcimiento que se produce cuando la luz encuentra en su camino partículas extrañas al medio continuo, cuyo diámetro es mucho menor que la longitud de onda de la señal. La difracción resultante absorbe parte del espectro energético de la señal y produce una pérdida de energía.

Las tres ventanas ópticas 850-nm, 1310 nm y 1550 nm, se utilizan en muchas instalaciones de fibra óptica en la actualidad. La longitud de onda visible cerca de 660 nm se utiliza en gama baja, sistemas de corta distancia. Cada longitud de onda tiene sus ventajas. Las longitudes de onda más largas ofrecen un mayor rendimiento, pero siempre vienen con un mayor costo.

En las Recomendaciones UIT-T, se definen las bandas espectrales siguientes para los sistemas de fibra monomodo: Banda

Descripción

Banda O Banda E

Original Extendida Longitudes de onda cortas convencional

Banda S Banda C

Rango de longitud de onda 1260 a 1360 nm 1360 a 1460 nm 1460 a 1530 nm 1530 a 1565 nm

Banda L Banda U

Longitudes de onda largas Longitudes de onda ultra largas

1565 a 1625 nm 1625 a 1675 nm

Tenga en cuenta que esta tabla muestra que la tecnología actual ha logrado puentear la segunda y tercera ventanas que originalmente eran disjuntas. Históricamente, había una ventana usada debajo de la venda de O, llamada la primera ventana, en 800-900 nanómetros; Sin embargo, las pérdidas son altas en esta región, por lo que esta ventana se utiliza principalmente para comunicaciones de corta distancia. Las ventanas inferiores actuales (O y E) alrededor de 1300 nm tienen pérdidas mucho más bajas. Esta región tiene dispersión cero. Las ventanas centrales (S y C) alrededor de 1500 nm son las más utilizadas. Esta región tiene las pérdidas de atenuación más bajas y alcanza el rango más largo. Tiene una cierta dispersión, así que los dispositivos del compensador de la dispersión se utilizan para quitar esto.

CONCLUSIONES: -

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La tecnología ha permitido ser más selectivos en cuanto a las longitudes de onda en aquellas ventajas de operación donde se tiene menos atenuación y menos dispersión de la onda, y además, se está trabajando en dispositivos que ayuden a minimizar estos inconvenientes. Las ventanas de operación tienen efectos en atenuación tanto internos, como impurezas y fabricación de la fibra; y externos, como las curvaturas a las cuales pueden estar sometidas las fibras.

PREGUNTAS: -

¿En qué se diferencian las distintas ventanas de operación de la fibra óptica? ¿Qué ventana de operación se usa para distancias cortas y porqué?