Elementos de Práctica Optisystem

Optisystem

Optisystem es un potente software de diseño innovador, que evoluciona rápidamente permitiendo a los usuarios planificar y simular casi todo tipo de enlace óptico en línea de transmisión de un amplio espectro de redes ópticas como: LAN, SAN, MAN a muy largo recorrido. Este software ofrece líneas de transmisión óptica en sistemas de comunicación, diseñados y planificados de componentes a nivel de sistema, y presenta visualmente análisis y escenarios.


Beneficios Específicos*Proporciona una visión global del rendimiento del sistema

*Evalúa la sensibilidad de parámetros, para ayudar a las especificaciones de tolerancia de diseño

*Ofrece acceso directo a amplias series de datos de caracterización de sistema

*Proporciona barrido automático de parámetros y de optimización


Aplicaciones

Optisystem fue creado para satisfacer las necesidades de los investigadores científicos, ingenieros de telecomunicaciones ópticas, integradores de sistemas estudiantes y una amplia variedad de otros usuarios.

Optisystem permite a los usuarios planificar , probar y simular:

*Diseños de red WDM/TDM o CATV

*Diseño en anillo SONET/SDH

*Diseño de transmisor, canal, amplificador y receptor

*Mapa de diseño de dispersión

*Estimacion de BER y sistemas de sanciones con receptores de diferentes modelos

*Sistema amplificado de BER

A continuación se darán algunas características de los componentes usados en laboratorio

De la librería de componentes


Default --> Transmiters Library --> Optical sources

CW Laser: Continous Wave laser, laser de onda continua, es una fuente óptica común en el simulador, emite línea de transmisión con longitudes de onda entre 334 y 529 nm a partir de argón ionizado. Se caracteriza por ocupar poco ancho de banda y por tener una relación señal/ruido muy alta; todo ello permite la comunicación a larga distancia aun en condiciones desfavorables de la propagación. El haz de luz que emite es constante en el tiempo.


                               

Fig. 1 Potencia de salida constante en CW laser

Fuente: Breck H. C. – Ewing J. J. – Hecht J. (2012), Introduction to laser technology, Nueva Jersey: Estados Unidos, Publicado por John Wiley & Sons Inc.

Default --> Transmitters --> Optical modulators

Match – Zehnder Modulator: Moduladores de Niobato de Litio, son adecuados para su uso en area metropolitana, se los usa en trayectorias largas y muy largas. Operan en segunda y tercera ventana. Generalmente modulan CW laser para generar señales digitales para luego ser transmitidas a través de la fibra. Son componentes muy importantes en aplicaciones con TDM (multiplexación por división del tiempo), y en aplicaciones WDM (Multiplexacion por división de longitud de onda).

Fig. 2 Modulador Match – Zehnder

Fuente: http://www.fiberoptics4sale.com/wordpress/optical-modulators-tutorial-electroabsorption-modulator-eam-and-lithium-niobate-mach-zehnder-modulator-modulator-mz-modulator/, Optical Modulators Tutorial – Electroabsorption Modulator (EAM) and Lithium Niobate Mach-Zehnder Modulator Modulator (MZ Modulator), Fiber Optics for sale Co., recuperado 2/5/2013

Default --> Transmiters Library --> Bit Sequence Generators 

Pseudo-Random Bit Sequence Generator: Es un generador de secuencias de dígitos binarios, en el que por lo menos se cumple un estándar de aleatoriedad. Es usado en telecomunicaciones, encriptación, simulación, técnicas de correlación, etc.

Default --> Transmitters --> Pulse Generators à Electrical

NRZ Pulse Generator: Generador de pulso que crea una secuencia de pulsos no retorno a cero (Non Return to Zero), codificados por una señal digital de entrada.

Fig. 3 Generador de pulso NRZ 

Fuente: http://docs.lumerical.com/en/interconnect/ref_primitive_elements_nrz_pulse_generator.html, INTERCONNECT Knowledge Base NRZ Pulse Generator, Lumerical, recuperado 2/5/2013

Default --> Visualizer Library --> Electrical

Oscilloscope Visualizer: Es un osciloscopio, es uno de los instrumentos electrónicos mas usados, generalmente se lo usa como voltímetro aunque también se le ha dado diferentes usos. Los osciloscopios se encuentran limitados por el ancho de banda en el que trabajan, fuera de este rango no pueden mostrar ningún tipo de señal.

Fig. 4 Osciloscopio

Fuente: http://salutip.blogspot.com/2012/07/que-es-un-osciloscopio.html, Qué es un osciloscopio, salutip, recuperado 2/5/2013

Default --> Visualizer Library --> Optical

Optical Spectrum Analizer: El analizador de espectros permite realizar medidas de señales de radiofrecuencia , separando sus componentes de su espectro. Generalmente nos muestra señales de potencia pico, y expresadas en dBm.

Fig. 5 Grafica de salida de un analizador de espectro óptico

Fuente: Pastor A. D. – Ramos P. F. – Capmany F. J. (2007), Sistemas de comunicaciones ópticas, Valencia: España, Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia

Optical Time Domain Visualizer: OTDR, reflectómetro en el dominio del tiempo, utilizado para evaluar las propiedades de una fibra o de un enlace completo; Es un instrumento que envía pulsos de luz a una longitud de onda deseada, para luego medir las reflexiones producidas a lo largo de la fibra óptica.

Fig. 6 OTDR

Fuente: http://www.directindustry.es/prod/jdsu/modulos-otdr-para-prueba-de-fibras-opticas-21029-415576.html, Modulo OTDR para prueba de fibra optica, JDSU, recuperado 2/5/2013

WDM Analizer: Analizador de multiplexación por longitud de onda, de comportamiento muy similar al analizador de espectro.

Default --> WDM Multiplexers library --> Multiplexers

WDM Mux 8x1: Como su nombre lo indica es en multiplexor para WDM con ocho entradas y una única salida

Fig. 7 Mux 8x1 

Fuente: http://www.electronicsmaker.com/em/admin/pdf/free/INTRODUCTION.pdf, Introduction to OSA/ WDM analyzer, electronicsmaker, recuperado 2/5/2013

Default --> Optical Fiber library

FO optical fiber: Es un sistema de transmisión para sistemas ópticos. Entre sus características podemos mencionar que tiene una gran capacidad de transmisión, reducida atenuación, inmunidad a interferencias por electromagnetismo, fabricados de oxido de silicio.

Fig. 8 Fibra Óptica

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica, fibra óptica, wikipedia, recuperado 2/5/2013

Default --> Amplifiers Library --> Optical à EDFA

Optical Amplifier: Son usados para aumentar la potencia de la señal óptica sin convertirla en señal eléctrica como lo hacen los regeneradores, gracias a los amplificadores y su bajo costo se pueden extender enlaces de fibra óptica a grandes distancias.

Fig. 9 Diagrama de conexión de un amplificador óptico

Fuente: http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema2/tema2_8_2.htm, Tutorial de comunicaciones ópticas, GCO, recuperado 2/5/2013

Default --> Receivers library --> photodetectors

Photodetector pin: Convierte el flujo de los fotones incidentes en un flujo de electrones. Después esta corriente es amplificada y procesada. Trabaja con longitudes de onda entre 600 y 900 nm para los fotodetectores fabricados con silicio, trabajan en primera ventana.

Fig. 10 Estructura interna de Fotoreceptor PIN

Fuente: Fuente: http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema2/tema2_8_2.htm, Tutorial de comunicaciones ópticas, GCO, recuperado 2/5/2013

Default --> Filters library --> Electrical

Low pass Bessel Filter: Los filtros de Bessel son un tipo de filtro electrónico los cuales son usados en aplicaciones de audio debido a su linealidad.
Este filtro esta diseñado para filtrar señales de onda cuadrada, lo que los hace especiales.

Default --> Visualizer library --> electrical

BER Analizer: Es el analizador del fenómeno VER (Bit Error Rate), taza de bits erróneos



Bibliografía
http://www.optiwave.com/pdf/brochure/OptiSystem_2009.pdf, Optisystem: Optical Communication System and Amplifier Design Software, Optiwave, recuperado 2/5/2013

http://es.wikipedia.org/wiki/CW, CW, wikipedia, recuperado 2/5/2013

Costa J. M. (2005), Diccionario de química física, Barcelona: España, Ediciones Universitat de Barcelona

Breck H. C. – Ewing J. J. – Hecht J. (2012), Introduction to laser technology, Nueva Jersey: Estados Unidos, Publicado por John Wiley & Sons Inc.

http://www.fiberoptics4sale.com/wordpress/optical-modulators-tutorial-electroabsorption-modulator-eam-and-lithium-niobate-mach-zehnder-modulator-modulator-mz-modulator/, Optical Modulators Tutorial – Electroabsorption Modulator (EAM) and Lithium Niobate Mach-Zehnder Modulator Modulator (MZ Modulator), Fiber Optics for sale Co., recuperado 2/5/2013

http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudorandom_binary_sequence, Pseudorandom binary sequence, wikipedia, recuperado 2/5/2013

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http://docs.lumerical.com/en/interconnect/ref_primitive_elements_nrz_pulse_generator.html, INTERCONNECT Knowledge Base NRZ Pulse Generator, Lumerical, recuperado 2/5/2013

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Pastor A. D. – Ramos P. F. – Capmany F. J. (2007), Sistemas de comunicaciones ópticas, Valencia: España, Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia

www.inele.ufro.cl/.../Daniel_Fernandez_-_OTDR_(presentacion).pptx‎, OTDR, Daniel Fernandez, recuperado 2/5/2013

España B. M. C. (2005), Comunicaciones Opticas: Concepto esenciales y resolución de ejercicios¸ Madrid: España, Ediciones Diaz de Santos S. A.

http://comunicacionesopticas.files.wordpress.com/2007/10/presentacion_fibrafinal11.ppt, receptores ópticos, Alvaro Mollinedo - Cristhian Daniel Pinti - Luis Enrrique Molina, recuperado 2/5/2013