FOP_CONTENIDOS_PARCIAL_2

PARCIAL 2

TEMA: TECNOLOGÍAS, EFECTOS FÍSICOS Y ECUACIONES FUNDAMENTALES DE LOS ENLACES DE FIBRA ÓPTICA DE LARGA DISTANCIA.

·         Describir los fundamentos de los desarrollos de cable submarino de las últimas décadas.

·         Describir la importancia del uso de EDFA y de la tecnología WDM.

·         Explicar los efectos físicos que dominan la propagación de señales en las fibras ópticas.

·         Describir la necesidad de modelar la propagación de la señal en los sistemas de larga distancia ópticos.

·         Describir el uso de mapas de dispersión y de redes de difracción de Bragg.

·         Analizar el modelo matemático que describe la Dispersión cromática.

·         Analizar el modelo matemático que describe los efectos no lineales.

·         Analizar el modelo matemático que describe la atenuación, la amplificación de los EDFA y la generación del ruido ASE.

·         Describir las ecuaciones fundamentales que caracterizan los efectos físicos modelados matemáticamente.

TEMA: MÉTODOS NUMÉRICOS PARA SIMULAR LA PROPAGACIÓN DE ONDA EN SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA DE LARGA DISTANCIA.

·         Describir el principio de del Método de propagación del haz

o   Describir el procedimiento del método de división en segmentos.

§  Caracterizar la dispersión.

§  Caracterizar la No Linealidad.

o   Describir los criterios para definir EL PASO ESPACIAL  “ΔZ”.

o   Describir el método de Runge-Kutta para describir la parte No Lineal de la ecuación de propagación.

o   Describir el efecto Gordon-Haus cómo un método de validación del método numérico usado.

§  Describir las condiciones de generación de un Soliton Fundamental.

§  Describir el uso de amplificadores ópticos en la generación del Soliton.

§  Describir la generación del Soliton promedio y el modelo analítico del factor de aumento de potencia.

§  En ausencia de ruido ASE analizar la forma de los pulsos de entrada y de salida con ayuda de los diagramas de ojos.


 

§  Analizar el modelo analítico para considerar el ruido ASE que agregan los amplificadores ópticos.

§  Ante la presencia de ruido ASE analizar la forma de los pulsos de entrada y de salida con ayuda de los diagramas de ojos.

o   Analizar los modelos analíticos para considerar el efecto sobre la señal óptica en propagación debido a la Dispersión del Modo de Polarización PMD.

§  Describir el fenómeno de doble refracción o Birrefrigencia.

§  Describir el modelo analítico para considerar la PMD en las ecuaciones fundamentales.

§  Describir la generación del retardo diferencial de grupo DGD.

§  Describir el modelo analítico del retardo medio y del parámetro de PMD.

§  Describir el modelo de distribución Maxwelliana de la probabilidad  del retardo diferencial de grupo DGD.

§  Describir los modelos analíticos del valor medio de la distribución y dela desviación media de DGD.

§  Describir la matriz de rotación para simular el efecto de acoplamiento aleatorio de los modos.

§  Definir el parámetro de retardo de grupo.

§  Definir LA ECUACIÓN VECTORIAL que describe la propagación en la fibra óptica.

·         Efectos deterministas: dispersión cromática y pérdidas,

·         Los efectos aleatorios de la fibra.

·         Condiciones de hermiticidad.

§  Describir el modelo de la ecuación de propagación si se toma sólo en cuenta la Birrefrigencia.

·         Describir un pulso de salida en la fibra para un pulso de entrada con dos estados de polarización.

·         Describir la Matriz de retardo de las dos polarizaciones.

·         Determinar el retardo de grupo DGD.

·         Comprobar que se cumple la condición de distribución Maxwelliana.

·         Describir un histograma de retardos que comprueba la distribución Maxwelliana.

·         Definir la polarización de la fibra.

·         Describir gráficamente el efecto de la PMD para un pulso inicial corto y uno ancho.


 

TEMA: EL DISEÑO DE ENLACES DE FIBRA ÓPTICA DE GRAN CAPACIDAD Y LARGA DISTANCIA.

·         Describir las características generales de los sistemas de comunicaciones ópticos de larga distancia.

·         Analizar las condiciones y características de diseño del Transmisor Óptico.

o   Describir el método de modulación. OOK.

o   Describir los formatos de modulación NRZ y RZ.

o   Describir en bloque un modulador WDM de N canales.

o   Describir el modelo analítico del formato NRZ tipo coseno.

o   Describir el modelo analítico del formato RZ tipo coseno.

o   Describir el modelo matemático de la potencia transmitida en los bits significativos “1” y “0” en relación a la “extinction rate r”.

o   Analice el modelo matemático de la pre-compensación y el de la dispersión aplicada a cada canal.

o   Describir las características del espectro de la señal con polarizaciones ortogonales entre canales.

·         Analizar las condiciones y características de diseño del Receptor Óptico.

o   Describir el esquema de los elementos que componen el receptor óptico.

o   Describir el modelo matemático de los filtros gaussianos ópticos.

o   Describir el modelo matemático de la post-compensación.

o   Describir el modelo matemático de la dispersión aplicada por canal.

o   Describir el modelo matemático de ley cuadrática del fotodetector.

o   Describir el modelo matemático del filtro Bessel pasa bajo eléctrico.

·         Analizar y caracterizar los estimadores de calidad del enlace óptico.

o   Analizar el uso del BER: bit error rate.

o   Analizar el uso del factor de calidad del enlace “Q”.

§  Describir el modelo matemático del factor “Q”.

§  Describir la condición de forma Gaussiana de las señales de los “1” y “0” para determinar el BER del “Q” y el modelo matemático.

§  Describir la distribución de probabilidad en la recepción de “1” y “0”.

§  Describir el método para estimar el factor “Q” experimentalmente.

·         Explicar el modelo matemático.

·         Explicar el esquema para estimar “Q” variando el umbral de decisión.

·         Explicar los modelos matemáticos en la determinación del BER de “1” y “0” para ruido Gaussiano.


 

·         Describir la estimación del factor “Q” en las simulaciones numéricas.

§  Describir los métodos para determinar el instante óptimo de muestreo de una secuencia de bits para determinar el factor “Q”.

·         Explicar el método de correlación.

·         Explicar el método de la apertura del diagrama de ojo.

o   Analizar la consideración de interferencia inter-simbólica ISI, para mejorar la estimación Gaussiana del factor “Q”.

§  Describir la relación señal ruido óptico OSNR.

§  Describir el modelo matemático del penalti de apertura de ojo.

·         Analizar la técnica del Control de la Dispersión a lo largo de un tendido de fibra óptica de larga distancia.

o   Describir el concepto básico de la técnica DM: Dispersion Management.

o   Describir el control de la dispersión en régimen de baja potencia.}

o   Describir el esquema del mapa de dispersión con pre- y post- compensación.

·         Describir el sistema global del enlace de fibra óptica de gran capacidad y larga distancia.

o   Analizar las generalidades del sistema global del enlace óptico.

§  Describir la configuración de mapa de dispersión con pre- y post- compensación.

§  Describir la característica del enlace DWDM para 1994Km y 64 canales y una velocidad de transmisión de 9.96 Gbps.

§  Describir en el sistema el uso de 39 amplificadores EDFA con 4 filtros correctores de la figura de amplificación y 4 filtros correctores de pendiente.

§  Describir las configuraciones de separación entre canales de 33.3 GHz y 25 GHz.

§  Describir el esquema de montaje experimental para separación de 33.3 GHz.

o   Describir las características del sistema de modulación.

§  Explicar el tipo de fuentes y moduladores usados.

§  Describir las características técnicas del formato NRZ de la señal codificada.

§  Describir el esquema del pulso de formato NRZ utilizado en las simulaciones numéricas.

§  Describir el número de puntos para 64 bits por canal en la descripción numérica.

§  Explicar el modelo matemático en la simulación para la ventana de frecuencia.

§  Explicar la distribución espectral de los 64 canales del sistema.


 

o   Describir el control de la dispersión en el sistema global del enlace óptico.

§  Explicar la etapa de pre-compensación en los sistemas de separación entre canales de 33.3 GHz y 25 GHz.

§  Explicar el tipo de fibra óptica utilizada para el control de la dispersión a lo largo del enlace óptico.

§  Explicar cómo están organizados los bloques de compensación de la fibra óptica a lo largo del enlace óptico.

§  Explicar el modelo matemático para determinar la dispersión por canal.

§  Explicar las características de funcionamiento de los 39 EDFA y de los filtros del enlace.

§  Explicar el esquema del mapa de control de la dispersión del enlace óptico.

§  Comparar la dispersión acumulada del enlace con pre- y post- compensación en el sistema de 33.3 GHz de separación entre canales.

§  Describir el modelo matemático del coeficiente de emisión espontánea y la figura de ruido de los EDFA.

§  Explicar los efectos que no son considerados en el enlace incluyendo la PMD.

o   Describir las técnicas de recepción del sistema global del enlace óptico.

§  Describir las características del filtro óptico.

§  Describir las características de post- compensación.

§  Describir el modelo de foto- detección de ley cuadrática del diodo PIN.

§  Describir la utilización de filtros Bessel de cuarto orden eléctrico.

§  Explicar las curvas de la función de transferencia de los filtros ópticos y eléctricos.

·         Evaluar el sistema con separación entre canales de 33.3 GHz.

·         Evaluar el sistema con separación entre canales de 25 GHz.

·         Explicar cómo se evalúa la potencia óptima por medio del factor de calidad del enlace “Q”.

o   Explicar cómo se evalúa la potencia óptima por medio de la interpretación de los diagramas de ojo.

o   Explicar la evaluación la potencia óptima interpretando el factor “Q” en el sistema de 64 canales.

·         Explicar la técnica de compensación de la dispersión de tercer orden en un enlace óptico a 100Gb/s con rejillas de difracción de Bragg.

o   Explicar el funcionamiento físico de la red de difracción de Bragg FBG.

o   Interpretar la teoría de modos acoplados para describir las redes FBG.

o   Analizar las características físicas de funcionamiento de los diferentes tipos de redes de difracción.

§  Analizar la red de difracción uniforme.

§  Analizar la red de difracción con ventana de suavizado.

§  Analizar la red de difracción con variación de fase.

o   Explicar la técnica de la dispersión de segundo orden con rejillas de difracción de Bragg.

o   Explicar la técnica de la dispersión de tercer orden con rejillas de difracción de Bragg.

o   Explicar la técnica de compensación de la dispersión en sistemas a 100Gb/s.

·         Analizar los efectos en el sistema de comunicaciones óptico de los errores de fabricación de los CFGB y del rizado de retardo de grupo GDR.

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