Comunicaciones ópticas I. Manual de prácticas
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1. D OptSim C ARSoftipractica_1 moml File Edit Yiew Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help DO EagSo oli BARAAIADA Am Ae A NL att models ause Stop p Scan 5 Symbols El vew Plot pe Wiew Results OH nine Hierarchy E noceipaertes O fi Schematic Reports aus M OptSim Data Display d Sample Mode Models H Block Mode Models Compound Component mE Preamplifer b18 Lorent an b21 b Bessel bO Roceiwd Decorative Elements gt 4f AAL SH Th A User Libraries 3 i 4 Root 0 A sim_practica_1 S Oupa Recahed_pre iiisring 50 Km standard SM fiber EDFA preamplifier optical Lorentzian filter PIN receiver receiver Bessel filter ect details in properties window File gt Properties E Panner Ready BI pulsando sobre el signo veremos los diferentes componentes de medida y sobre los diferentes signos veremos las diferentes representaciones de cada uno Para ver el espectro de la se al ptica pulsaremos dos veces sobre Run 1 de optical Spectrum del componente output mostr ndose lo siguiente COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 7 D OptSim C RSoft practica_1 moml File Edit View Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help EJ P de m m a a IM sim_practica_1 Probe 1 OptSim Data Display eseeesseeed Measureme2. yg ner brayg oramg Optical MUX Optical DEMUX F Optical Add MUX Sop e BERTest6 4 Optical Drop MUX 29 Optical 4dd Drop MUX Multiport Optical Device Jones Matrix Transfer Function E i Optical Receivers Compound Optical Receiver Photodetector 2 Analysis and Plotting Interior Property Map Property Map Optical Monitor Optical Eye Analyzer xY Plotter Signal Analyzer Eye Diagram Analyzer Spectrum Analyzer Chirp Analyzer Autocorrelator Multiplot E Polarization Monitor Transient Plotter BERTest7 BERTest8 NRZ Raised Cosine Driver A H Fixed Output Power Optical Amplifier H Fixed Gain Optical Amplifier E E PRBS Generator E miodulator Driving S Block m m Panner Saved CiRSoftiproductstoptsimiblock_mode projectsiFWWMm mori az En este caso el transmisor consta de un generador de bits con secuencia pseudoaleatoria de cuatro canales una fuente l ser continua de cuatro canales un modulador externo de cuatro canales y un multiplexor de cuatro entradas Los canales se transmiten a trav s de una fibra de 95 km siendo demultiplexados y recibidos de forma independiente Se realizar n simulaciones variando la potencia de transmisi n 5 y 15 mW y el espaciado de canales 50 Ghz y 100 Ghz 0 4 nm y 0 8 nm Para ello deben considerarse los siguientes par metros para cada bloque Generador PBRS Bit rate 10 Gbps L ser Potencia 5 y 15 mw Deltafreq 0 4 y 0 8 nm Mode LambdaGrid NoSources 4
3. OptMUXI Representation singleband COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 14 Fibra No Lineal General Longitud 95 km Numerical zStepsize 1000 PMD Raman y SBS off Analizador de espectro Filtering Filtertipe Gaussian BW 5 Ghz Filterorder 2 OptDerMux Filterorder 3 Filterspacing 0 4 y 0 8 nm Receiver Filter Flttype LPbessel Eyediagram Eye mode contour BERTest Alignbinaries yes En caso de realizar simulaciones param tricas deben introducirse las siguientes opciones en Scan Parameters Inner loop variable outer loop variable canalizaci n potencia iteration meta pre spac pow Scan Meta prefix dd TRABAJO A REALIZAR Indicar el peor caso potencia y canalizaci n y canal para el sistema Presente gr ficas de espectro y valores de BER obtenidos Nota Las representaciones param tricas en potencia pueden ser convenientes Nota Adjuntos a la memoria de todas las pr cticas debe entregar los ficheros fuente COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 15 PR CTICA 4 MEDIDA DE LA DISPERSI N EN FIBRA PTICAS MEDIANTE LA FUNCI N DE TRANSFERENCIA EL CTRICA COMUNICACIONES PTICAS 2012 2013 Departamento Ingenier a de Telecomunicaci n Area de Teor a de la Se al y Comunicaciones Para la medida de la dispersi n media en un enlace de fibra existen varios m todos Algunos de ellos se basan en la medida del ensanchamiento
4. Wiew Results Inline Hierarchy D HSPM moml Te K All Models T Model Palettes r Favorite Schematics fibes6 scope Am oampip4 orcfil9 pholod_pins fiibes copes LA Q IQ 2 z W m Select Model Sample Mode Models camplp3 ospl3 AE laslor2 CW y T Iig E E o pan val ARDE MEE EEE ya MEABRA O l rr AA EE E E H Optin_1 Hara i eal B So F TE AREE DN Ea Bessel Electrical Filter CY Lorentzian Laser 5 Sin 9 Aranlittide Marnulstar s lt eo SS Ready g Te establece los valores de las variables de simulaci n Edit Simulation parametres edit seg n los valores siguientes Dominio del tiempo L mite inferior del ancho de banda de simulaci n VBS 192 9 Thz L mite superior del ancho de banda de simulaci n VBS 193 1 Thz Bitrate de referencia 10 Gbps Ventana de tiempo total simulada 51 2 ns El resto de par metros se calculan de forma autom tica Generador pseualeatorio Bit_rate 10 Gbps Modo Manual Grado 9 Driver NRZ Nivel bajo 2 5 Nivel alto 2 5 COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 12 Filtro el ctrico de Bessel Tipo Paso bajo N polos 5 L ser Frecuencia 193 0 Thz Modulador de amplitud Offset Maximo de transmisibidad 2 5 Am
5. be set Some Features may not work correctly Q until this step is completed The Workgroup directory is For sharing custom components and projects with other users in a group The User directory is where your private custom components will be saved A dialog will be opened automatically after clicking the OK button This message will not be displayed m OSj again at startup if this step is completed now Epi Paner Jl ij Recent Ready que nos indica que hay que seleccionar los directorios de trabajo mediante la siguiente ventana COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 3 o File Edit WYiew Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help D o emg ol Taea Am nja EEA nose patetes Ja gp 2 Favorite Schematics Ex Schematic Reports o ptions x a0 anti j a Z E T Collapse Y Expand f Options Options gt General gt Directories General Sample Mode Models t R Schematics mi Block Mode Models E i Compound Components po S view Styles R P Layout Directories E Workgroup directory 3 Sample Mode f pe La B Runtime User directory 3 Block Mode Shortcuts Run Time Sample Mode O Block Mode i Decorative Elements i User Libraries Default Default O User O User O workgroup O Workgroup O Other E A gt CiRSoftiproductsioptsimisample gt CiRSoftiexamplestoptsimisample gt Ready Bz colocaremos los directorios de trabajo
6. del pulso lo que supone la medida temporal del mismo El m todo propuesto es simple y se basa en la medida de la funci n de transferencia del enlace Para ello se utiliza el sistema representado en la figura donde se modula externamente un diodo l ser de onda continua con un generador de ruido el ctrico El modulador produce chirp que tambi n puede medirse mediante este m todo a OptSim C RSoft products optsim block_mode projects dispersion_2 moml File Edit View Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help DO wean oal teaa m anaE Ala El Go A Pause A stop Scan Symbols E view Plot Fe view Results CH nine Hierarchy kh dh dispersion_2 moml O K All Models y Model Palettes Favorite Schematics 4 Collapse LD Expand d sample Mode Models A E E Optical Sources Rate Equations Laser Custom MOWY Laser laslor hotod_pin i gt pa D hb E O O E O He T P lt Ha Signal Analyzer E mutimode Fiber Linear Multimode Fiber Spatial Direct Modulated Laser A Spatial C Laser E spatial Photodetector a Nonlinear Fiber lA O Laser E Direct Modulated Laser ren v _HHrarrer dd dispersion 2mom Ready g La respuesta obtenida para el caso de una fibra monomodo es el representado en la figura siguiente que representa la respuesta en frecuencia del sistema de transmisi n implementado con la fibra bajo prueba puede o
7. en grupo y usuario que deseemos Este proceso s lo se realiza una vez por lo que no aparecer si ya se ha realizado Una vez hecho esto aparecer la pantalla del editor gr fico a OptSim R Fie Edt View Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help D o eMo ol TMAA ARa m n jT E E A bordo pese exp orad oga Ama OO OU srele a tca 4 tora Compound Components F Decorative Elemehts F User Libraries Area de dise o ICAHIBEANOAMNaY oo ToolBox e Ready COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 4 Una vez hecho esto abrimos el fichero practica_1 moml disponible en Illias Aparecer la ventana siguiente a OptSim C ARSoftipractica_1 moml File Edit iew Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help D o wenan o RARA ABBA Ny All Models E Go A Pau e A Stop A scan ES Symbols Es view Plot j Re ts OO nine Hierarchy M9 Model Palettes ICABANOEMOEVOYOP gt a practica_1 moml gt Favorite Schematics 153 Schematic Reports T Collapse D Expand dp Sample Mode Models pd Block Mode Models Compound Components Decorative Elements F User Libraries CW _Lorentdan Sree 21 Preompiiter bib Lorensios b LS o ge a A G lt 4 gt No Gad i 50 Km standard SM fiber 10 Gbps digital souroe EDFA preamplifier NRZ modulation format optical Lorentzian filter external Sin
8. ojt teada m BB A Dr 3 es Pae WA All Models ause g Stop E scan ES Symbols E Wiew Plot CH Inline Hierarchy g Model Palettes Ta practica_1 Simulation Run Dialog e Favorite Schematics e Run Options Time Domain Frequency Domain Simulation Accuracy l Global Symbols 74 Schematic Reports 4 Collapse D Expand ES OptSim Director Force Bitrate d Sample Mode Models W Block Mode Models Parameter ad Compound Components p E E A VBS Simulation Bandwidth Lower Li 193 364489 Decorative Elements i User Libraries VBS Simulation Bandwidth Upper Li 193 464489 VBS Center Frequency Thz 193 414489 4 VBS Bandwidth Thz 01 VBS Simulation Bandwidth Lower Li 1549 59940995 VBS Simulation Bandwidth Upper Li 1550 40079774 T VBS Center Frequency nm 1550 00000026 VBS Bandwidth nm 0 801387738981 Reference Bitrate Gbit s 10 v H ranner 14 Recent aaa to Inicio cug Practica_1_ccoo_2 d Ze Adobe Acrobat Profe a docs D OptSim C RSoftipr Estos par metros de simulaci n nos ser n solicitados cuando iniciemos un sistema nuevo Habr que adaptarlos al sistema que pretendamos simular Iniciaremos la simulaci n pinchando sobre Star Single Run Una vez finalizada la simulaci n podemos ver los resultados pulsando sobre View results apareciendo
9. 2 amplitude modulator PIN receiver transmitter Bessel filter receiver Bessel filter CW Lorentian laser source Get project details in properties window File gt Properties kk Panner Ready d practica_1 moml m m Se trata de un sistema de transmisi n digital de 10 Gbps sobre 50 Km de fibra monomodo estandar Se aprecian diferentes componentes unos de color rojo y otros de color azul Los primeros se refiere a componentes pticos y los segundos a componentes el ctricos Existe otro tipo de componente no representado en este sistema de color negro perteneciendo stos a componentes l gicos Podemos ver las caracter sticas de los diferentes componentes haciendo doble clic sobre ellos Los componentes incluidos en c rculos son componentes de medida que nos permitir n posteriormente ver los resultados de la simulaci n Si lo hacemos sobre el l ser de onda cont nua Lorentzian CW aparecer la siguiente pantalla COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 J 0 OptSim C ARSoftipractica_1 moml E ax File Edit Yiew Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help Do wengi ol taadaa m aBa Ala A stop A scan B Symbols E Wiew Plot E view Results co Inline AE Ae E Favorite Schematics A 174 Schematic Reports From Disk 4 Collapse ma General Ports Haming Ll Asample Mode Models H Block Mode Models CW_Lorentzian Compound Components P
10. Comunicaciones pticas l Manual de pr cticas ROC O J P REZ DE PRADO MANUAL DE PR CTICAS COMUNICACIONES PTICAS 2012 2013 Departamento Ingenier a de Telecomunicaci n Area de Teor a de la Se al y Comunicaciones PROFESOR Roc o J P rez de Prado NDICE 1 Pr ctica 1 ESTUDIO DE LA PROPAGACI N DE MODOS LP EN FIBRAS DE SALTO DE NDICE 2 Pr ctica 2 FUNDAMENTOS DEL ENTORNO DE SUMULACI N OPTSIM 5 1 3 Pr ctica 3 ESTUDIO DE LOS EFECTOS NO LINEALES EN FIBRAS PTICAS 4 Pr ctica 4 MEDIDA DE LA DISPERSI N EN FIBRA PTICAS MEDIANTE LA FUNCI N DE TRANSFERENCIA EL CTRICA 5 Pr ctica 5 REDES DE BRAGG COMO COMPENSADORES DE LA DISPERSI N PR CTICA 1 ESTUDIO DE LA PROPAGACI N DE MODOS LP EN FIBRA SALTO DE NDICE COMUNICACIONES PTICAS 2012 2013 Departamento Ingenier a de Telecomunicaci n Area de Teor a de la Se al y Comunicaciones En esta primera pr ctica se estudiar n los diferentes modos de propagaci n en una fibra ptica de salto de ndice mediante su dise o Para ello se utiliza la aplicaci n modosLP exe Como dicha aplicaci n indica para la inicializaci n habr que introducir un valor del radio del n cleo de la fibra Inicialmente considere un valor de 4 7um Conteste a las siguientes preguntas de forma razonada y anal tica cuando proceda l Indique si la fibra es monomodo o multimodo Obtenga su longitud de corte Modificando el valor de la frecuencia d
11. D OptSim C RSoftipr ESK jm 12 22 Para iniciar la simulaci n procederemos de igual forma que en el caso anterior sin embargo una vez finalizada podremos ver los resultados simplemente haciendo doble clic sobre el componente de an lisis y representaci n En el modo Block mode tenemos disponibles componentes del tipo multimodo Spatial mediante los que podr n representar los modos de propagaci n el un sistema multimodo 6 Como en el caso anterior el alumno tendr que reproducir el sistema en otro nuevo debiendo obtener los mismos resultados en ambos sistemas COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 9 PR CTICA 3 ESTUDIO DE LOS EFECTOS NO LINEALES EN FIBRAS PTICAS COMUNICACIONES PTICAS 2012 2013 Departamento Ingenier a de Telecomunicaci n Area de Teor a de la Se al y Comunicaciones En esta segunda pr ctica se realizan tres sistemas de transmisi n sobre los que se estudian tres efectos no lineales en la transmisi n a trav s de fibra ptica Efecto Raman SRS Se estudia la calidad de los sistemas afectados por la modulaci n cruzada cross talk inducida por el Scattering Raman Inducido Automodulaci n de fase SPM Se estudia el comportamiento de la automodulaci n de fase seg n la potencia ptica Mezcla de cuatro ondas FWM Se estudia el efecto de la mezcla de cuatro ondas en funci n de la potencia ptica A continuaci n se proponen diferentes esqu
12. al producido por la dispersi n crom tica en las fibra monomodo Para observar el efecto de dichas fibras se propone el sistema de la figura con el cu l se podr n observar las se ales el ctricas con y sin compensaci n de la dispersi n sobre las que se mide la BER para cada situaci n La longitud del enlace ser de 200 km en primer lugar y 100km en segundo lugar de fibra monomodo est ndar en la que se eliminan el scattering estimulado Brillouin SBS y los controles avanzados D OptSim C RSoft products optsim sample_mode projects pract3 moml File Edit Yiew Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help D o wema ol teanal am Bae Ala 3 r k es AMA UL All Models A co lo lso Scan ES symbois EN view Piot PO view Resuts CH inline Hierarchy ee Model Palettes Favorite Schematics 173 Schematic Reports 4 Collapse LD Expand Optical Filters A Photodetectors Fi Receivers Modulator Drivers 4 NRZ Rectangular Driver HF NRZ Raised Cosine Driver 2 RZ Rectangular Driver JJF RZ Raised Cosine Driver E3 RZ Super Gaussian Driver 48 RZ Soliton Driver 24 Polsk Driver H RF Mo Demodulators H Electrical Amplifiers T pract3 moml pnseq recnrz1 EY 0110101 gt NRZ Red laslor1 oamod1 CW S e O a gt grating_ideal1photod_pin2 TN gt E E Electrical Filters ICABBNAMODEVOoY o f Data Source NRZ Rectangular Driver ON Lorentzian L
13. arameter Value Units Range Bessel_t9 Roceiwd Decorative Elements j j 2 User Libraries Center emission frequency 1193 41449 THz 190 95061 197 23188 Center emission wavelength 1550 0 nm 1520 1570 Receied_prefinaring Source Status 1 0 1 CW Power 7 0 dBm 3000 3000 CW Power 15 011872 ni 0 Inf FWHM Linewidth 30 0 MHz 0 Inf 20 dBm Linewidth 1298 496231132 MHz 0 Inf Initial Phase Deterministic v m Panner Saved C RSoft practica_1 moml c 22 Adobe Acrobat Profe a docs D OptSim C RSoftipr ES 2 IA a Practica_1_ccoo_2 d a Inicio donde aparecen los par metros generales del bloque seleccionado De esta forma se pueden explorar cada uno los componentes En este punto se puede simular el sistema seleccionando bien run gt go FS haciendo click sobre el E icono Podremos entonces seleccionar los diferentes par metros de simulaci n del sistema en sample mode De ellos seleccionando la pesta a time domain se podr n introducir los valores superior en inferior del ancho de banda ptico de simulaci n Para el caso que nos ocupa son los que aparecen el la figura COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 6 0 OptSim C ARSoftipractica_1 moml File Edit View Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help DO Sn
14. aser 3 Sin 2 Amplitude Modulator Fiber FEF PIN Photodiode Hi ideal Fiber Grating Electrical Scope hotod pin1 4 4 Raised Cosine Electrical Filter pnotod_pin filirco2 scope Matched Electrical Filter PIN O User Defined Electrical Filter gt aam EE User Defined Fiber Grating d pract3 moml dh fiber_orating_ideal mornl Como par metros iniciales para la simulaci n se tomar un ancho de banda VBS de 10 nm y un time span de 50 ns Considerar que la se al se recupera correctamente cuando la BER lt 10 COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 19 TRABAJO A REALIZAR l Calcular e introducir los valores necesarios en el componente grating ideal dispersi n y pendiente de dispersi n de forma que la dispersi n producida en el enlace quede suficientemente compensada para que la se al pueda recuperarse 2 Comprobar el efecto de colocar dicho componente al inicio del enlace antes de la fibra en vez de al final del mismo 3 Sustituir el driver modulador NRZ por uno RZ Compruebe el efecto de dicho cambio Explique los resultados 4 Volviendo a la situaci n inicial NRZ se desea eliminar los filtros de recepci n para abaratar costes Comprobar el efecto producido al eliminar dichos filtros COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 20
15. btenerse que vale I Im A cC o 2L areg C COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 16 esimo Las frecuencias de resonancia f representadas en la figura corresponden a los u ceros de la expresi n anterior Dichos ceros siguen una ley simple ls Al 2u arag que es el resultado de dos interferencias simult neas entre la portadora y las dos bandas laterales Si se dibuja f L en funci n de 2u se obtiene casi una recta cuya posici n y pendiente calculan el par metro de chirp y la dispersi n sim_disp_measurement Scope 1 OptSim Data Display File Edit View Help a gt gt 9 12 a deje o er xl a XK sim_disp_measurement Electrical Spectrum at b36 Received_spectrum Run 1 dB a u 2 GHz 100 110 120 Frequency Range eee A a Search Peaks Marker None Y Level Difference dB po sa ajoj 140 1 1 1 160 o li o o a lo nd o mil all ds El E o a E E E A E A A A E 1 1 Power Evaluation Range lan Power evaluation 170 Inicialmente la longitud de onda de trabajo ser de 1550 nm y 5 mW de potencia Para el modulador lineal de amplitud se suponen unas p rdidas en exceso de 6 dB y un 20 de transmisi n e inicialmente consideramos el factor de chip nulo Para el generador de ruido gaussiano se tomar n los par metros Media 2 5 BW 0 065 Thz Desviaci n estandar 0 1 La longitud del enlace ser
16. de entrada de la se al y el coeficiente de ganancia Raman Idealmente es necesario conocer la dependencia espectral de dicho coeficiente obtenida a trav s de medidas o de la hoja de caracter sticas de la fibra Si no se dispone de dichos datos se puede aproximar por una dependencia lineal o Lorentziana y especificarla con coeficiente de ganacia de pico llamado frecuentemente como coeficiente de ganancia Raman gr Para ver el efecto para diferentes valores de dicha constante se puede introducir un coeficiente de escalado que multiplicar al valor estandar del coeficiente Una vez establecidas las condiciones comenzaremos por formar el sistema representado Para ello habr que establecer los valores de las variables de simulaci n Edit Simulation parametres edit seg n los valores siguientes Dominio del tiempo L mite inferior del ancho de banda de simulaci n VBS 190 7 Thz L mite superior del ancho de banda de simulaci n VBS 192 3 Thz Bitrate de referencia 10 Gbps Ventana de tiempo total simulada 51 2 ns El resto de par metros se calculan de forma autom tica Los par metros para los diferentes componentes son Transmisor de 16 canales WDM _ TX 16ch1 las variables ser n frecuencia central 191 5 Thz Resto por defecto Amplificador aompfp1 Potencia de salida 20 5 dBm Resto por defecto Analizador de espectro optsprl Divisor ptico Fibra fiberl Longit
17. e trabajo considere operaci n multimodo a Represente todos los modos LP que se propagan Indique cuales son los modos exactos b Indique qu modo estar m s confinado y cu l lo estar menos Justif quelo seg n la teor a Represente algunos modos donde se aprecie la diferencia de confinamiento c Considere para el modo fundamental cuando estar m s confinado en funci n de la frecuencia normalizada Justif quelo seg n la teor a Repres ntelo para diferentes valores de V d Se desea que la fibra sea monomodo para las tres ventanas de transmisi n Especifique qu cambios realizar a 2 Para que la fibra sea multimodo para las ventanas de transmisi n se cambia el radio del n cleo a 31 10 um Manteniendo los par metros modificados seg n su criterio en el apartado 1 d a Compare el n mero de modos LP propagados para las tres ventanas con los datos obtenidos con la expresi n aproximada b Represente los modos m s y menos confinados para diferentes valores de V COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 2 PR CTICA 2 FUNDAMENTOS DEL ENTORNO DE SUMULACI N OPTSIM 5 1 COMUNICACIONES PTICAS 2012 2013 Departamento Ingenier a de Telecomunicaci n Area de Teor a de la Se al y Comunicaciones En esta segunda pr ctica vamos a realizar una introducci n al entorno de simulaci n espec fico para comunicaciones pticas y que utilizaremos para la realizaci n de la mayor parte de las pr ct
18. emas para el estudio de cada uno de estos efectos Efecto Raman Para el estudio del efecto raman en las fibras se realiza el sistema sample mode representado en la figura a OptSim C RSoft products optsim sample_mode projects rama moml File Edit Yiew Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help DO e2adSo o ji meaa m BY LA E O O A El Go B Pause A Stop Scan S symbols E view Plot fiew Results OH nine Hierarchy gD H rama momt LEN Sample Mode Models v al Eq1 1148 1148 114811148 NAAMAA MANE calslenas aca aem ak EE e HE Sapa a Cale E E POD Cl mm m WDM_TX_16ch1 oampfp1 IDCAEBERAMOACVOoY FA Panner_ Recent d rama moml dd Raman titt momi m Ready g COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 10 donde se representa un transmisor de 16 canales sobre un fibra estandar monomodo Todos los canales se modulan con NRZ y una velocidad binaria de 10 Gbps El espaciado entre canales es de 100 Mhz con un ancho de banda para todos los canales de 12 nm La potencia total introducida en a fibra es de 20 5 dBm El efecto raman produce una redistribuci n de la potencia entre los canales de frecuencias m s altas y m s bajas esto es cada par de canales interact an como se al o como pump sumador de potencia La cantidad de la potencia transferida depende del espaciado entre canales potencia
19. icas Para una consulta m s profunda sobre el funcionamiento del simulador el alumno puede consultar el manual de usuario disponible en Illias El simulador de comunicaciones pticas utiliza dos modos de funcionamiento dependiendo de lo que necesitemos Estos son Sample mode y Block mode Ambos pueden simular sistemas equivalentes sin embargo en simple mode las posibilidades de utilizar modulaciones diferentes fuentes l ser y otros componentes en comunicaciones sobre fibra monomodo son mayores que en block mode Sin embargo en este ltimo tenemos la posibilidad de simular sistemas multimodo con mayores posibilidades que en simple mode Para ilustrar el funcionamiento de ambos modos se utilizan dos sistemas de comunicaci n ptica Dichos sistemas est n construidos por lo que el alumno debe realizar otro sistema igual sobre un nuevo fichero Cuando se arranca el simulador por primera vez aparece la siguiente ventana Fie Edt WYiew Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help D o wem MBA e AL Al Models g Model Palettes Favorite Schematics L Schematic Reports 4 Collapse D Expand dap Sample Mode Models y Block Mode Models Compound Components FA Decorative Elements User Libraries MAAT m jE EEA m n E Symbols El Wiew Plot pa view Results a Inline Hierarchy Message j gt The OptSim User and Workgroup directories need to
20. inicialmente de 100Km poniendo el off la no linealidad de la fibra en Advanced Control Los par metros de simulaci n deben ser COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 17 VBS Bandwidth 0 52 THz Bit rate de referencia 20 Gbps Ventana de simulaci n 8192 ns Fotodiodo single pole electrical filtering Off Quantum noise Off FWHM l ser 0 TRABAJO A REALIZAR l Inicialmente se calcular la dispersi n te rica media de la fibra por defecto a partir del primer nulo de la funci n de transferencia Justifique si los resultados son coherentes a lo simulado 2 Variando el valor de la longitud comprobar la relaci n entre sta y la dispersi n tome al menos 5 valores distintos Justifique la respuesta 3 Cambiar el coeficiente de dispersi n de la fibra a cero y realizar los mismos c lculos anteriores para las distintas longitudes Proponga alguna cambio en la forma de transmisi n que permitiera conseguir un resultado similar seg n lo estudiado en clase COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 18 PR CTICA 5 REDES DE BRAGG COMO COMPENSADORES DE LA DISPERSI N COMUNICACIONES PTICAS 2012 2013 Departamento Ingenier a de Telecomunicaci n Area de Teor a de la Se al y Comunicaciones Para la compensaci n de la dispersi n se pueden utilizar las fibras con redes de Bragg las cuales introducen un retardo contrario entre las altas y bajas frecuencias
21. n valor de ancho de banda distinto variando alg n par metro de la fibra Justifique su respuesta 4 Obtenga el ancho de banda el ctrico de 3dB de la se al a la entrada del filtro el ctrico del receptor Obtenga un valor de ancho de banda distinto variando alg n par metro de la fibra Justifique su respuesta 5 Compruebe el efecto de que la se al emitida por la fuente ptica est chirpeada Cu l es el efecto que se produce Obtenga una configuraci n en la que se pueda observar este fen meno Para el modo de funcionamiento Block Mode se proceder de forma equivalente En este caso el fichero a utilizar ser practica 1 2 moml representado en la figura COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 8 D OptSim C ARSoftipractica_1_2 moml File Edit View Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help D o wema o BARAONA ma A il Go A Pause il stop J scan ES Symbols En Wiew Plot E view Results Ja Inline Hierarchy D Es Schematic Repons JEample Mode Models gf Block Mode Models Compound Components Decorative Elements A User Libraries 7 i5 practica_1_2 moml aser_ spectra_ AttenuatorOQutZReceiverQut2 v I 1 1 1 j I elecgenoyt LaserOut fiberout AttenuatorOut ReceiverOut Receiver_RF_spectra I0DABED0O0MO0aY Y ad La panner 1 Recent a 2 mani Inicio aY Practica_1_ccoo_2 d Zs Adobe Acrobat Profe docs
22. nts sim_practica_1 Optical Spectrum at b19 Output Run 1 Markers Optical Spectrum Parameters OSNR and Channel Global Polarization e XOYOX Y EEx Besso t9 Received Filter i Received_prefihoring Typefldeal y Mz Resolution Local Number of Points Search Peaks Marker None X Level Difference dB h 0 Set 4D gt Power Evaluation i Frequency THz Range fan v p a 3 Power evaluation 1 192 44 192 46 m A Recent laos a Inicio Y Practica_1_cc0 ZA Adobe Acrobat a docs D OptSim CARS M OptSim Data Di Ml sim_practica_1 que se representa de color rojo ya que se trata de una se al en el espectro ptico l A partir de este momento el alumno debe realizar en mismo sistema iniciando un nuevo sistema l gicamente seleccionando los diferentes componentes y no mediante copy paste Para ello seleccionaremos File New gt Simple Mode Project D ndole el nombre que se desee Se comparar el nuevo sistema con el original de forma que se obtengan los mismos resultados en la simulaci n Los diferentes componentes pueden seleccionarse en los Toolbox haciendo doble clic sobre Simple Mode Models 2 Analice el efecto sobre el espectro ptico al considerar distintos valores de longitud de la fibra y tasas de transmisi n binaria 3 Obtenga el ancho de banda ptico de 3dB de la se al a la entrada al filtro ptico del receptor Obtenga u
23. plificador 3 y 1 Potencia variable 10 dBm 12 5 dBm 15 dBm 17 5 dBm Ruido Off El preamplificador de recepci n 4 que tiene potencia de salida de 10 dBm Filtro ptico coseno alzado Tipo paso banda Exponente 1 Roll off 0 Frecuencia central 193 Thz BW 20 Ghz Diodo PIN Frecuencia central 193 Thz BW 40 Ghz Filtro el ctrico en recepci n Tipo paso bajo Orden 5 BW 0 8 10 Ghz Medidor de potencia BW de medida Limitado BW 20 Ghz Como se aprecia en la figura el lazo de iteraci n incluye una fibra de longitud 55 Km El amplificador incluido es igual al incluido en la l nea TRABAJO A REALIZAR Con los par metros indicados con los diferentes valores de potencia analice el efecto SPM mediante el an lisis de diagramas de ojo y mediante an lisis espectral Explique qu par metro de la fibra podr a modificar para contrarrestar este efecto y proponga una configuraci n espec fica mostrando los resultados COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 13 Mezcla de cuatro ondas FWM Para el estudio de la mezcla de cuatro ondas se implementa el siguiente sistema En este caso se realizar mediante Block mode dejando los par metros de simulaci n por defecto a OptSim C RSoft products optsim block_mode projects FWM moml File Edit View Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help D o Sua oal teanal m aae Ala 4 Collapse
24. ud 18 km Constante de raman tomar valores entre 0 1 y 1 0 Resto por defecto Optical Splitter ospl2 Medidor de espectros optspr1 1600 puntos en espectro en simulaci n Medidor probel Ventana temporal de medida completa whole Medidores de potencia por canales opowme2 Ancho de banda de medida limitado Frecuencia central frecuencia central canal superior e inferior TRABAJO A REALIZAR Con los par metros anteriores se realizar n simulaciones con al cuatro valores de la constante raman observando el efecto producido en el sistema WDM Realizando medidas sobre las gr ficas tanto en espectro como medidores de potencia Razone los resultados Nota Para los diferentes valores de la constante de raman puede ser conveniente la simulaci n param trica Tome un valor de dicha constante determinado distinto de cero Qu par metros del sistema varlar a para que no se produzca el efecto Indique los problemas asociados a dichos cambios COMUNICACIONES PTICAS MANUAL DE PR CTICAS 2012 2013 11 Automodulaci n de fase SPM Para el estudio del efecto de automodulaci n de fase en las fibras se realiza el sistema sample mode representado en la figura a OptSim C RSoft products optsim sample_mode projects SPM moml File Edit View Options Run Graph Logging Utilities Connect Window Help DO Sade ojl teada m 8158 Ala El Go el Pause A so f scan ES Symbos E View Piot
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