UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA SÍLABO ASIGNATURA: COMUNICACIONES ÓPTICAS

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1 SÍLABO ASIGNATURA: COMUNICACIONES ÓPTICAS CÓDIGO: 8F DATOS GENERALES: 1.1 Departamento Académico : Ingeniería Electrónica e Informática 1.2 Escuela Profesional : Ingeniería de Electrónica 1.3 Especialidad : Ingeniería de Electrónica 1.4 Ciclo de Estudios : IX ciclo Quinto Año 1.5 Créditos : Condición : Obligatorio 1.7 Pre-Requisito : 2H0039 (Sistemas de Telecomunicaciones) 1.8 Horas de Clase Semanal : 04 (teoría 02 / práctica 02) 1.9 Horas de Clase Totales : Profesor responsable : Ing. Jhoseff Chávez Ramos 1.11 Año Lectivo Académico : 2014-I 2. SUMILLA El curso tiene la finalidad de saber la arquitectura de una red de fibra óptica aplicada a los sistemas de telecomunicaciones, destacándose las principales características de este medio de transmisión de información: inmunidad al Ruido y fundamentalmente su gran capacidad de ancho de banda, capaz de proveer todos los servicios requeridos por un usuario como ser Internet de alta velocidad, TV, telefonía con alta calidad de S/N. Detectores ópticos: fotodiodos PIND y APD. Ruido. Diseño de enlaces por fibra óptica. Circuitos transmisores ópticos y receptores. Multiplexaje por división de longitud de onda. Redes PON.Uso de dispositivos de nueva generación: amplificadores ópticos, moduladores ópticos, multiplexores. 3. COMPETENCIA GENERAL Comprende los principios y leyes fundamentales del diseño de las comunicaciones ópticas de manera creativa y normalizada, un sistema de transmisión óptico, análogo o digital, utilizando criterios adecuados, resultados de tráfico de demanda de servicios, longitud de enlace, planes de expansión, selección adecuada de componentes y costos de sistemas para diferentes aplicaciones en Telecomunicaciones. Evalúa los diferentes modelos técnico económico desarrollados para las diferentes aplicaciones de los Sistemas de Transmisión Óptica, acordes a determinada aplicaciones y desarrollos metodológicos de diseño. 4. ORGANIZACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE UNIDAD DENOMINACIÓN N DE HORAS I Conceptos y Características Generales 8 II Conductor Óptico y Leyes Ópticas 8 III Cable óptico, conectores. Aplicaciones 8 IV Parámetros y factores de transmisión 8 V Dispositivos Ópticos, técnicas de instalación y métodos de conexión óptica 10 1

2 VI Diseño de sistemas de comunicación óptica 12 VII Integración óptica con otros sistemas de comunicaciones 10 Evaluaciones 10 Total Horas: PROGRAMACION SEMANAL DE LOS CONTENIDOS UNIDAD TEMATICA No 1: Conceptos y Características Generales Competencia específica 1: Comprende los fundamentos que conceptúen a una fibra Óptica, sus características geométricas, ópticas y de transmisión Competencia específica 2: Identifica la diferencia de la fibra óptica con los medios convencionales y sus elementos en el sistema de transmisión. Conceptúa las características fundamentales de los sistemas ópticos y las diferencias con los medios convencionales. Mediante la exposición de componentes ópticos y la proyección multimedia de estos podrán identificar las propiedades y características de la comunicación óptica. Participa activamente, con responsabilidad, Fundamentos de los elementos de Sistemas de Fibras Ópticas para Telecomunicaciones, panorama histórico del desarrollo de los Sistemas de Transmisión Ópticos, esquema de un Sistema Básico de Transmisión por fibra óptica. Ventajas y desventajas de la fibra óptica frente a los medios convencionales. Elementos del Sistema de transmisión y sus principales funciones. UNIDAD TEMATICA No 2: Conductor Óptico y Leyes Ópticas Competencia específica 1: Comprende los principios básicos de la propagación óptica y las leyes que la rigen. Competencia específica 2: Aplica los Principios de la Propagación Óptica de la Transmisión de la energía lumínica multimodal y monomodal, para una adecuada transmisión de información por portadores de luz. Mediante la exposición de Participa activamente, componentes ópticos y la con responsabilidad, proyección multimedia de Conceptúa principios básicos de la propagación óptica y las leyes de refracción y reflexión de la luz que las rigen; así como los parámetros básicos de la fibra óptica. estos podrán identificar y reconocer al conductor óptico y principio de transmisión. Muestra predisposición y adaptación para el trabajo en equipo. 2

3 El conductor óptico. Estructura. Definición de Modo de Luz e Índice de Refracción. Velocidad de transmisión por la guía de onda óptica. Concepto de Propagación óptica. Principio de la Refracción y Reflexión de la Luz, diagrama de Brag. Ley de Snell. Parámetros ópticos de la fibra óptica. UNIDAD TEMATICA No 3: Cable óptico, conectores. Aplicaciones Competencia específica 1: Comprende las características, clasificación y aplicaciones de los cables ópticos. Competencia específica 2: Reconoce e identifica los conectores ópticos y sus Características y aplicaciones en la integración con otros sistemas. Conceptúa las características y Mediante la exposición de las aplicaciones de los componentes, la proyección diferentes cables ópticos: multimedia y experiencias Participa activamente monomodo y multimodo. Así, personales en campo, de las exposiciones como los diferentes conectores podrán identificar y con responsabilidad, ópticos y su integración con reconocer los cables ópticos otros sistemas. y los conectores. Espectro de trabajo de los sistemas ópticos. Determinación de las ventanas de trabajo. Concepto y aplicación. Clasificación de las Fibras ópticas por la cantidad de Modos y aplicaciones. Fibras Multimodo. Tipos y características. Aplicaciones. Normas técnicas relacionadas. Fibras Monomodo. Características y tipos. Aplicaciones. Normas técnicas relacionadas. El cable óptico. Factores que determinan la estructura del cable Óptico. Estructuras típicas y Normalizadas. Identificación de las fibras ópticas. Normas técnicas internacionales de los conductores ópticos revestidos. Estudio e interpretación de las Normas técnicas internacionales de los conductores ópticos revestido. Los Conectores Ópticos. Identificación. UNIDAD TEMATICA No 4: Parámetros y factores de transmisión Competencia específica 1: Define los parámetros de transmisión en una fibra óptica. Competencia específica 2: Establece y Analiza los cálculos para el desarrollo de sistemas ópticos básicos, aplicando los conceptos de los parámetros ópticos. 3

4 Mediante la exposición de Conceptúa los parámetros y los equipos y el uso de software Participa activamente diversos factores existentes en de simulación se analizarán de la exposición de la transmisión en una fibra los parámetros de equipos y las óptica, analiza las aplicaciones transmisión en una fibra proyecciones con de las comunicaciones ópticas óptica y las presencias de la responsabilidad, básicas. atenuación. Métodos de fabricación. Longitud de onda de corte y Diámetro de campo modal. Determinación del Número de Modos en un conductor óptico. Definición de los Parámetros de Transmisión. Definición de la Atenuación total y lineal en los conductores ópticos. Factores Intrínsecos y extrínsecos que la determinan la atenuación de un cable de fibra óptica. Valores Normalizados por longitud del conductor óptico y la longitud de onda de la señal. UNIDAD TEMATICA No 5: Dispositivos Ópticos, técnicas de instalación y métodos de conexión óptica Competencia específica 1: Define las características de los diferentes tipos de Dispositivos ópticos y sus parámetros característicos. Competencia específica 2: Conoce las diferentes metodologías y consideraciones a tener en cuenta para la instalación de un cable óptico y la Conexión entre fibras y con dispositivos ópticos. Mediante la exposición de Define las características de los equipos y el uso de Participa activamente diferentes dispositivos ópticos proyecciones multimedias se de la exposición de con sus parámetros. Conoce las analizarán los parámetros y equipos y las diferentes metodologías y características de los proyecciones con consideraciones en la dispositivos ópticos; así responsabilidad, instalación y la conexión de como su instalación, estos. conexión y aplicación. Los dispositivos emisores y detectores ópticos. Los Dispositivos Ópticos pasivos. Tipos más usados en Sistemas de Comunicaciones ópticas. El Distribuidor, Acoplador, filtro y Multiplexor óptico. Tipos, características y ámbitos de aplicación. Técnicas de Instalación del cable Óptico. Diferencias entre el método de tendido de cable convencional y cable óptico. Normas nacionales de instalación del cable óptico. Técnicas de conexión de conductores ópticos. Técnicas de acoplamiento de fibra óptica. Tipos de empalmes de conexión de fibras ópticas y valores normalizados. Estudios de casos aplicando los dispositivos ópticos en Redes de Distribución óptica. Estudios de casos aplicando los dispositivos ópticos en las redes de enlaces ópticos. UNIDAD TEMATICA No 6: Diseño de sistemas de comunicación óptica Competencia específica 1: Define los Parámetros y consideraciones técnicas para el 4

5 Diseño de los Sistemas de Comunicaciones por Fibra Óptica. Competencia específica 2: Aplica los procedimientos metodológicos para el Diseño de un Sistema de Comunicación por Fibra Óptica considerando Normas de calidad y seguridad. Define los parámetros y Mediante la exposición de consideraciones técnicas para equipos y el uso de software Participa activamente el diseño de los sistemas de de simulación se diseñaran de la exposición de comunicación óptica; así como sistemas de comunicaciones equipos y los las metodologías para el diseño ópticas teniendo en cuenta laboratorios con y las normas de seguridad y los parámetros y responsabilidad, calidad. consideraciones técnicas. El Equipo Terminal de Línea Óptico. Diagrama de Bloques de la unidad transmisora y Receptora. Técnicas de Múltiplex FDM y TDM. Jerarquías Digitales PDH y SDH. Técnica de Múltiplex por División de Longitud de Onda. Bandas de Trabajo. Tipos. Ámbitos de Aplicación. Redes PON. Redes de acceso y el escenario actual. Evolución y nuevas necesidades. Tecnologías PON. Consideraciones de diseño. Redes FTTX. Ejemplos de implementación. Diseño de Sistemas de Comunicaciones Óptico Digital. Estudio de casos aplicando métodos de Diseño Matemático y Grafico de un Sistema de Comunicaciones Digital acorde a Normas de calidad de sistema UNIDAD TEMATICA No 7: Integración óptica con otros sistemas de comunicaciones Competencia específica 1: Conoce los principios básicos para la integración de sistemas Ópticos con otros sistemas de comunicación. Competencia específica 2: Conoce los parámetros de calidad en comunicaciones ópticas y realiza mediciones de enlaces ópticos. Mediante el uso de equipos Conceptúa los principios de medida OTDR para Participa activamente básicos para la integración de calidad de servicio en de la exposición de sistemas ópticos con otros enlaces ópticos se equipos y los sistemas de comunicación así conocerán las pruebas a laboratorios con como las pruebas necesarias a realizar en la integración de responsabilidad, realizar en enlaces ópticos. sistemas ópticos. Mediciones y certificación con equipos ópticos. Análisis de pérdidas y eventos con equipo OTDR. Pruebas en enlaces ópticos para calidad de servicio. Integración de sistemas ópticos con sistemas móviles, microondas, CATV, satelital. Proyectos de comunicaciones ópticas en tecnologías 2G, 3G y LTE. 6. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Para el logro de un aprendizaje significativo, dentro del enfoque Constructivista, se aplicará: 5

6 6.1 Método de Cambio Conceptual y Verbal Significativo para la parte teórica. 6.2 Método Científico y por Descubrimiento para el diseño de sistemas de telecomunicaciones. 6.3 Método de Resolución de Problemas como Investigación, mediante los problemas abiertos, trabajo en grupos de no más de tres alumnos y prácticas en Laboratorio de Telecomunicaciones. 6.4 Diseño de un Sistema de Comunicación mediante un programa de simulación PathLoss 5 (PLW40), considerando aplicaciones reales. 7. EVALUACIÓN La evaluación es continua y apunta hacia el establecimiento de relaciones significativas entre los distintos conceptos, así mismo toma en cuenta la retroalimentación. PROMEDIO FINAL se obtiene: PF = (PP + EP + EF) / 3 (PP) promedio de prácticas: (3 prácticas calificadas)/3 (EP) Examen parcial (EF) Examen final 8 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 1. Bedmar Izquierdo, J., Telecomunicación a través de Fibras Ópticas, 2005, Colección Técnica AHCIET-ICI, Madrid, España, 386 páginas. 2. Sistemas y Redes Ópticas de Comunicaciones: José A. Martin Pereda Pearson Prentice Hall (Nota: disponible en la biblioteca de la facultad de Electrónica de la Universidad F. Villareal). 3. Comunicaciones por fibra óptica: Raimundo Díaz de la iglesia. Marcombo Boixareu editores 4. Chomycz, B., Instalación de Fibra Óptica Fundamentos, Técnicas y Aplicaciones, 2005, Ed. Mac Graw Hill, Madrid, España, 225 páginas. 5. Senior, J., Optical Fiber Communications Principles and Practice, 2006, Ed. Prentice Hall, USA, 922 páginas. 6. España Boquera, María Carmen. Comunicaciones Ópticas: conceptos esenciales y resolución de ejercicios.2005, Ed. Díaz de Santos.España.408 páginas. 7. Allard, Frederick.. Fiber Optics Handbook for engineers and scientist. Ed. Mc Graw Hill. E.U.A., Koch, Thomas. Optical fiber telecommunications. Ed. Academic Press. E. U. A Recomendaciones ITU-T serie G.651, G.652, G.653, G.654, G.655, G.701, G.702, G.705 y G.771. DIRECCIONES ELECTRÓNICAS