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Transmisores de fibra óptica

Transmisores de fibra óptica

Para que los datos se puedan transportar a lo largo de un cable de fibra óptica, es necesario disponer de una fuente de luz o transmisor óptico. Este transmisor de fibra óptica es uno de los elementos clave de cualquier sistema de comunicaciones de fibra óptica y la elección del correcto dependerá de la aplicación particular que se prevea.

Opciones de transmisores de fibra óptica

Existe una variedad de aspectos diferentes en cualquier transmisor de fibra óptica. Para cualquier aplicación, se deben examinar las diferentes especificaciones para garantizar que el transmisor de fibra óptica en particular cumpla con los requisitos.

Uno de los aspectos principales de cualquier transmisor de fibra óptica es su nivel de potencia. Es obvio que el transmisor de fibra óptica debe tener un nivel de salida de luz suficientemente alto para que la luz se transmita a lo largo del cable de fibra óptica hasta el extremo lejano. Algunas longitudes de cable de fibra óptica pueden ser de unos pocos metros o decenas de metros, mientras que otras pueden extenderse por muchos kilómetros. En el caso de las grandes longitudes, la potencia del transmisor de fibra óptica es de gran importancia.

El tipo de luz producida también es importante. La luz se puede dividir en dos categorías, a saber, luz coherente e incoherente. Esencialmente, la luz coherente tiene una sola frecuencia, mientras que la luz incoherente contiene una amplia variedad de paquetes de luz que contienen diferentes frecuencias, es decir, no hay una sola frecuencia presente. Si bien puede parecer que algunos emisores emiten un solo color, aún pueden ser incoherentes porque la salida de luz se centra alrededor de una frecuencia o longitud de onda determinada.

La frecuencia o longitud de onda de la luz también puede ser importante. A menudo, los sistemas de fibra óptica funcionarán alrededor de una longitud de onda determinada. Normalmente se proporciona la longitud de onda de funcionamiento.

También es necesario considerar la velocidad a la que se puede modular el transmisor, ya que esto afecta la velocidad de datos para la transmisión general. En algunos casos, es posible que los sistemas de baja velocidad solo necesiten transportar datos a una velocidad de unos pocos Mbps, mientras que los principales enlaces de telecomunicaciones necesitan transmitir datos a muchos Gbps.

Tipos de transmisores de fibra óptica

Hay dos tipos principales de transmisores de fibra óptica que se utilizan en la actualidad. Ambos se basan en la tecnología de semiconductores:

  • Diodos emisores de luz (LED)
  • Diodos láser

Los transmisores ópticos de semiconductores tienen muchas ventajas. Son pequeños, convenientes y confiables. Sin embargo, los dos tipos diferentes de transmisores de fibra óptica tienen propiedades muy diferentes y tienden a usarse en aplicaciones muy diferentes.

Transmisores LED Estos transmisores de fibra óptica son económicos y fiables. Emiten solo luz incoherente con un espectro relativamente amplio como resultado del hecho de que la luz se genera mediante un método conocido como emisión espontánea. Un LED típico utilizado para comunicaciones ópticas puede tener su salida de luz en el rango de 30 a 60 nm. En vista de esto, la señal estará sujeta a dispersión cromática, y esto limitará las distancias a través de las cuales se pueden transmitir los datos.

También se encuentra que la luz emitida por un LED no es particularmente direccional y esto significa que solo es posible acoplarlos a fibra multimodo, e incluso entonces la eficiencia general es baja porque no toda la luz se puede acoplar a la fibra óptica. cable.

Los LED tienen ventajas significativas como transmisores de fibra óptica en términos de costo, vida útil y disponibilidad. Se producen ampliamente y la tecnología para fabricarlos es sencilla y, como resultado, los costos son bajos.

Transmisores de diodos láser Estos transmisores de fibra óptica son más costosos y tienden a usarse para enlaces de telecomunicaciones donde la sensibilidad al costo no es tan grande.

La salida de un diodo láser es generalmente más alta que la disponible de un LED, aunque la potencia de los LED está aumentando. A menudo, la salida de luz de un diodo láser puede estar en la región de 100 mW. La generación de luz surge de lo que se denomina emisión estimulada y esta genera luz coherente. Además de esto, la salida es más direccional que la de un LED y esto permite niveles mucho mayores de eficiencia de acoplamiento en el cable de fibra óptica. Esto también permite el uso de fibra monomodo que permite alcanzar distancias de transmisión mucho mayores. Una ventaja adicional de usar un láser es que tienen una salida de luz coherente y esto significa que la luz está nominalmente en una sola frecuencia y la dispersión modal es considerablemente menor.

Otra ventaja de los láseres es que se pueden modular directamente con altas velocidades de datos. Aunque los LED se pueden modular directamente, existe un límite inferior para la tasa de modulación. Una de las desventajas de una fibra óptica de diodo láser.

No obstante, los transmisores de fibra óptica de diodo láser tienen algunos inconvenientes. Son mucho más caros que los LED. Además, son bastante sensibles a la temperatura y para obtener el rendimiento óptimo necesitan estar en un entorno estable. Tampoco ofrecen la misma vida útil que los LED, aunque se han realizado muchas investigaciones sobre la tecnología de diodos láser, pero esto es un problema mucho menor que antes.

Resumen del transmisor de fibra óptica

Dadas las diferentes características que poseen los LED y los transmisores de fibra óptica de diodos láser, se utilizan en diferentes aplicaciones. La siguiente tabla resume algunas de las características principales de los dos dispositivos.


CaracterísticaLEDLáser
Diodo
CostoBajoAlto
Velocidad de datosBajoAlto
DistanciaCortoLargo
Tipo de fibraFibra multimodoFibra multimodo y monomodo
Toda la vidaAltoBajo
Sensibilidad a la temperaturaMenorSignificativo

Los LED tienden a usarse para las aplicaciones más sensibles al costo y aquellas donde se requieren velocidades de datos más bajas y distancias más cortas. Las redes de área local con velocidades de hasta un máximo de 100 Mbps y distancias de hasta un kilómetro representan los límites superiores. Los enlaces de fibra óptica de telecomunicaciones de larga distancia con velocidades de datos de Gbps requieren el uso de transmisores de fibra óptica de diodo láser más costosos.

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