M.C. MARIBEL TELLO BELLO

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1 M.C. MARIBEL TELLO BELLO Cub.16

2 Espejos, faros de fuego, señales de humo Claude Chappe, Telegrafo óptico, ~100 Km, <1b/s 1830 Samuel Morse, Telégrafo eléctrico, ~1000 Km, 10b/s 1876 Alexander Graham Bell, Teléfono 1940 Cambio del cable par trenzado por coaxial, 3MHz 1948 Empieza a operar el primer sistema de microondas con frecuencias en el rango de 1-10 GHz (4 GHz), ~100 Mb/s 1950 se tiene la idea de que el incremento de producto BL se logra si se cambian las portadoras por ondas ópticas 1960 se inventa el Láser y se resuelve el primer problema 1962 aparece el láser semiconductor 1966 se sugiere el uso de la fibra óptica como medio para guiar luz A partir de 1980 la razón de bit se ha incrementado en un factor de 100,000 en menos de 25 años, y las distancias van de 10 a 10,000km, en el mismo tiempo.

3 Producto BL Vs. Año

4 Primera generación 0.8 micrómetros Láser semiconductor de AsGa 45Mb/s 10km (repetidores) Segunda generación 1.3 micrómetros Láser semiconductor de InAsGaP 100Mb/s 1.7Gb/s 50km de espacio Tercera generación 1.55 micrómetros Láser semiconductor oscilando en un solo modo 2.5Gb/s..10Gb/s 60-70km Cuarta generación 0.8 micrometros Láser semiconductor oscilando en un solo modo 5Gb/s.10Tb/s 11,300km Quinta generación micrometros Extender el rango de WDM para sistemas que operan simultaneamente Aparición de dry fiber ( micrometros) Utilización de solitones

5 Producto BL Vs. Año

6 Sistema Sistemas de comunicación CANAL Fuente TX RX Destino Sistema de comunicación vía fibra óptica

7 Señales analógicas Señales digitales Representación binaria de una señal digital Parámetros importantes T B Tiempo de bit B Razón de bit B f Ancho de banda TB Conversión analógico-digital Teorema de muestreo, criterio de Nyquist f s 2f Ruido de cuantización M > (A MAX /A N ) Rango dinámico A MAX /A N Relación señal a ruido SNR=20log 10 (A MAX /A N ) PPM, PWM, PCM. 1 B T 1 PCM M=2 m B>(f /3)SNR

8 Muestreo, Cuantificación y codificación

9 Sistemas con ancho de banda finito Señales transmitidas sin distorsión Para diseño es necesario conocer el ancho de banda de las señales que serán transmitidas En ancho de banda para PCM depende de Forma del pulso Razón de pulso Duración del pulso Traslape entre pulsos sucesivos fpcm 1 2T

10 RZ NRZ

11 TDM Digitales Redes de telecomunicaciones Dominio eléctrico y óptico FDM Analógicos y digitales Radio y TV Dominio eléctrico y óptico (WDM) 3 s 15 s tiemp o V 1 V 2 V 3 frecuenc ia

12 Nivel 1. Multiplexado de 24 canales (30); B=1.544Mb/s (2.048) DS-1 Nivel 2. Multiplexado de 4 DS-1; B=6.312Mb/s (8.448) DS-2 SONET SDH B(Mb/s) Canales OC OC-3 STM OC-12 STM OC-48 STM OC-192 STM OC-768 STM

13 Digital Signal Level Número de DS-0 B Razón de datos DS Kbps _ DS Mbps T-1 T-Carrier DS-1C Mbps T-1C DS Mbps T-2 DS Mbps T-3 DS Mbps T-4 DS Mbps T-5

14 1.- Una hora de lectura es almacenada en el disco duro de una computadora en formato de código ASCII (256 caracteres de 8 bits cada uno). a) Estime el número total de bits suponiendo una razón de envío de 200 palabras por minuto y un promedio de 5 letras por palabra. b) Cuánto tiempo tardaría la transmisión del escrito con una razón de bits de 1Gb/s? 2.-Una señal de voz analógica que puede variar de 0-50mA se digitaliza muestreando a 8KHz. Los primero 4 valores muestreados son 10, 21, 36 y 16 ma. a) Escriba la correspondiente señal digital (cadena de 0 s y 1 s) utilizando una representación de 4 bits por cada muestra. b) Dibuje la variación de la potencia óptica respecto del tiempo utilizando un código NRZ.

15 Analógicas AM FM PM Digitales ASK FSK PSK Ópticas OOK E( t) Acos( w t ) e 0 Modulación en amplitud Modulación en frecuencia Modulación en fase Amplitud-Shift keying Frequency-Shift keying Phase-Shift keying On-Off keying

16 La potencia promedio de la onda transmitida varía en proporción a la señal de información. El espectro de la señal resultante es el mismo que para una señal de AM, (el doble del ancho de banda de la señal), siempre y cuando él índice de modulación multiplicado por la máxima amplitud de la señal sea pequeño.

17 DEFINICIÓN: son variaciones indeseables y generalmente aleatorias que interfieren con la señal deseada y si son muy grandes impiden las comunicaciones. RUIDO TÉRMICO P N ktb RUIDO DE IMPULSO O DISPARO (Shot Noise) I 2qI N 0 RUIDO TOTAL: Para combinar los efectos de dos o más fuentes de ruido independientes se debe sumar el valor RMS de los voltaje o corrientes B

18 Se define como la relación de la potencia de la señal sobre la potencia total de ruido S P s N P Se expresa generalmente en db S Ps ( db) 10log N PN La calidad de un servicio está directamente relacionado con S/N Cuanto mayor es SNR menor es la probabilidad de error N Ps 20log PN

19 Fuente TX óptico CANAL RX óptico Destino Cable de fibra óptica Transportar la señal óptica del TX al RX La fibra óptica transmite luz con pérdidas muy pequeñas de menos de 0.2db/Km. La potencia óptica se reduce menos de 1% en 100Km Dispersión

20 Qué son? Cable de material dieléctrico con diferentes índices de refracción. Consta del NUCLEO, el cual está rodeado por la CUBIERTA. Su forma es cilíndrica con sección transversal circular. Nucleo Cubierta Aplicaciones especiales Comercial

21 62.5m 125 m 75 m 10m 125 m

22 FIBRAS MONOMODO Mayor razón de datos Baja atenuación Caras Difíciles de trabajar. FIBRAS MULTIMODO Baja razón de datos Alta atenuación Precio menor Fáciles de trabajar. FIBRAS DE INDICE ESCALONADO FIBRAS DE INDICE GRADUADO SOBRECUBIERTA CUBIERTA NUCLEO n 1 n 2 n r n 2 n 0 n 0

23 Convierte una señal eléctrica a una señal óptica y la confina dentro de la fibra óptica Fuentes ópticas: Láser, LED Acoplador: microlente

24 Convierte una señal óptica recibida de una FO a una señal eléctrica Acoplador Enfoca la señal óptica recibida dentro del fotodetector Fotodetector son fotodiodos semiconductores Demodulador Depende del formato de modulación utilizado en el sistema que puede ser FSK o PSK También utilizan modulación de intensidad con detección directa por lo tanto el demodulador es un circuito de decisión para identificar los 0 y 1

25 1.-Calcule el efecto en la amplitud de la frecuencia fundamental al incluir un término adicional en el desarrollo de las expansión en series de potencia al realizar Modulación de Intensidad. 2.- Un resistor de 50 ohms funciona a temperatura ambiente Cuánta potencia de ruido proporciona a una carga acoplada sobre el ancho de banda de...? a) Un canal de radio CB (10kHz) b) Un canal de TV de (6MHz) c) Calcule el voltaje de ruido en ambos casos. 3.- El voltaje de la señal en la entrada de una amplificador es de 100V, y el voltaje de ruido es de 2V. a) Determine la SNR en db b) La SNR a la salida del mismo es de 30dB, cuál es el índice de ruido del amplificador? M. C. MARIBEL TELLO BELLO

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