INTRODUCCIÓN A LA FIBRA ÓPTICA LECCIÓN 3: Medición de la atenuación EDSEL ENRIQUE URUEÑA LEÓN
LECCIÓN 3. MEDICIÓN DE LA ATENUACIÓN
Objetivos del curso Al inicio de cada capítulo se indican los objetivos del curso. Estos objetivos sirven como información previa para saber qué es lo que va a aprender en el capítulo. A continuación se enumeran los objetivos del curso.
Nociones fundamentales de Comunicaciones con fibra óptica. Fibra óptica. Conceptos. Comunicaciones con fibras ópticas: Diseño, implementación y trabajo.
Este es un curso técnico dirigido a estudiantes que tengan conocimientos básicos de matemáticas y ciencias. El curso a veces podrá incluir detalles dirigiéndose a estudiantes con un conocimiento preliminar más avanzado, pero éstos no son obligatorios para el completo entendimiento del tema en cuestión, y podrán saltearse. El material está ordenado por niveles de modo que los alumnos lo puedan seguir en forma fácil, comenzando con términos básicos y siguiendo al final hacia los temas más avanzados. Por lo tanto, recomendamos avanzar las lecciones una tras otra, no obstante aquellos que estén parcialmente familiarizados con la tecnología de fibras ópticas podrán proceder en forma diferente.
Objetivos de la lección Tras finalizar las actividades del laboratorio, deberá:
Entender las mediciones de potencia en las fibras ópticas.
Aprender a trabajar con medidores de Potencia óptica, y conocer su funcionamiento.
Mediciones de potencia en fibras ópticas Las mediciones son esenciales al trabajar con los sistemas de fibras ópticas, lo mismo que en los sistemas electrónicos. Mientras que se puede usar las técnicas de mediciones convencionales para el ajuste y la localización de averías de las partes electrónica del sistema de la óptica de la fibra, por ejemplo el receptor y el transmisor, se necesitan mediciones adicionales, mediciones ópticas, para la prueba completa del sistema. Para realizar mediciones ópticas, a veces se usan equipos un poco sofisticados. Sin embargo, la herramienta principal, que satisface la mayoría de los requisitos de prueba requeridos durante el trabajo con equipos de fibra óptica, sigue siendo el medidor de potencia óptica. El medidor de potencia óptica es también indispensable en la realización de muchos de los experimentos en el sistema del entrenamiento EB-180.
Propósito de las mediciones de potencia óptica El medidor de potencia óptica se puede usar para medir distintos parámetros importantes en el enlace óptico:
Salida de potencia de radiación absoluta de la fuente. Esta es una medición importante porque si la potencia de radiación es perceptiblemente menor que el valor de salida indicado en la hoja de datos, el rendimiento del enlace óptico decaerá, e incluso podrá fallar el enlace para transmitir datos. Pérdidas de potencia de la fibra. Mide la atenuación de la fibra que depende de la longitud de la fibra y el ángulo de lanzamiento de la luz hacia la fibra. Pérdidas en conectores y empalmes. Éstas se pueden evaluar prácticamente comparando la potencia óptica medida dentro y fuera del conector o empalme.
Sensibilidad del receptor. El foto detector del receptor de fibra óptica convierte la luz incidente en corriente eléctrica. La medición de la eficacia de esta conversión requiere una medición precisa de la potencia óptica.
Unidades de medición de la potencia de radiación En fibras ópticas se usan dos sistemas de mediciones ópticas.
La radiometría se refiere a las mediciones de energía radiante en todo el espectro. La fotometría se refiere solamente a la energía en el espectro visible. Los términos y los símbolos usados en los dos sistemas difieren entre sí, hay fórmulas simples para convertir de uno al otro. Una gran cantidad de términos se usan para las mediciones de luz entre las distintas sociedades, industrias y editores técnicos. Algunos de esos de uso común tienen sutiles distinciones y algunos realmente son obsoletos. Para no confundir al lector, mencionaremos aquí sólo dos unidades básicas: el wat y el lumen. El wat es la unidad fundamental de la radiometría y el lumen es la unidad fundamental de la fotometría. En una longitud de onda de 555 nanómetros (la más sensible para el ojo humano), un wat -luz equivale a 683 lúmenes. Este valor es la relación entre watts y lúmenes, llamado equivalente luminoso de la energía. Ambas unidades representan energía de luz por la unidad de tiempo, o potencia. Como el instrumento que a usar está diseñado para mediciones de potencia, en el rango invisible, se trabajará con la unidad wat.
El medidor de potencia óptica La operación del medidor de potencia óptica es similar a la del detector óptico que discutiremos luego. El medidor de potencia óptica convierte la luz que llega a la entrada fotosensible en una corriente eléctrica, la cual es proporcional a la
potencia de la luz incidente. Luego se convierte al valor de corriente en unidades de dBm, y se muestra en el visor digital. Puesto que la fotocorriente producida depende de la longitud de onda de la luz incidente, la sensibilidad del instrumento, y por lo tanto, su exactitud, es función de la longitud de onda de la luz que se mide. Muchos medidores de potencia óptica que se usan hoy en día se calibran a las longitudes de onda de 820nm, 1310nm, y 1550nm, porque éstas son las longitudes de onda más comúnmente usadas en el mundo de las comunicaciones con fibra óptica. El rango de operación del instrumento es la banda del espectro alrededor de las longitudes de onda donde se toleran los errores de medición. Por lo tanto, se debe considerar que los valores obtenidos en mediciones más allá de este espectro pueden diferir enormemente de los verdaderos. El panel frontal del medidor de potencia óptica contiene una lente grande, en la cual por medio de un conector de fibra se aplica la luz a medir. Detrás de la lente, hay un sensor fotodiodo, que tiene un área mayor que el corte transversal de la fibra óptica conectada en el medidor. Esto permite al instrumento interceptar casi toda la luz emitida por la fibra.
Fuente: Material Fibra óptica, desarrollado por Degem. Lección 3
