2. Comunicacions òptiques Evolució històrica Comparació amb sistemes de cable Sistemes actuals Perspectives de futur Comunicacions Òptiques

A. Evolució històrica Sistemes de Comunicacions Òptiques: Ona portadora = Llum Llum usada per a transmissió des de ben antic Cadenes de focs: Caiguda de Troia transmesa a Argos (Esquil) Torres de vigia a la costa Miralls Senyals de fum Funcionalitat limitada: es transmetia un únic element d’informació per medi d’un senyal predeterminat Comunicacions Òptiques

Sistemes moderns: d’ençà de 1970 Sistemes funcionals Chappe (1792): telègraf òptic. Abandonat al s. XIX: telègraf i ràdio Nelson: senyals amb fanals entre vaixells. Encara en ús A. G. Bell (1879): fotòfon. Sistemes moderns: d’ençà de 1970 Làser (1960): T. H. Maiman Làsers de semiconductor (1962): IBM Labs Fibra òptica de baixa atenuació (1970): Corning Glass Inc Amplificadors òptics en fibra (1987): D. Payne (U. South.) Filtres de Bragg en fibra (1992): Comunicacions Òptiques

Baixa potència i direccionals: no aptes per a broadcast i) Làser de semiconductor: font de llum quasi-monocromàtica, direccional i modulable directament o indirecta  TX (també, LEDs) ~ 500 mm ~ 10 mm ~ 10 mm ~ 0.1 mm ~ 1 mm Edge-emitters Baixa potència i direccionals: no aptes per a broadcast Comunicacions Òptiques

ii) Fibra òptica: guia de llum de baixes pèrdues i dispersió a (dB/km) 800-1750 nm 5 0.2 Fibra monomode + làser monomode |D| < 25 ps/km  BL > 10 Gb/s km Comunicacions Òptiques

FO multimode amb a < 10 dB/km FO monomode (1978) Anys 1960 LD àrea ampla Sistemes no guiats Anys 1970 FO multimode amb a < 10 dB/km FO monomode (1978) Inici 1980s LD monomode lateral GaAs @ 850 nm SCO comercials: 10 Mb/s*10km 1983 Primer enllaç òptic per a telefonia (ATT) 1987 1988 EDFA TAT-8 (ATT): monomode @ 1300 nm Anys 1990 SCO a 1 Gb/s * 100 km LD monomode Sistemes WDM (multicanal) Per a una cronologia detallada, visiteu http://www.sff.net/people/Jeff.Hecht/chron.html Comunicacions Òptiques

NEC (1998): 132 canals @ 20 Gb/s sobre 120 km = 317 Tb/s x km Telègraf Telèfon Cable coaxial Micro-ones SCO EDFA WDM NEC (1998): 132 canals @ 20 Gb/s sobre 120 km = 317 Tb/s x km Comunicacions Òptiques

Llarga distància: calen repetidors intermitjos regeneration, reshaping & retiming Monocanal WDM EDFA EDFA Comunicacions Òptiques

Evolució recent dels SCO EDFA Bragg Comunicacions Òptiques

B. Comparació amb sistemes de cable Avantatges Material abundant: SiO2 vs Cu Tamany: 125 mm vs. 5 mm Pes: 6 kg/km vs. 1100 kg/km Bona seguretat Pèrdues: < 5 dB/km, ind. de la velocitat de modulació vs. > 20 dB/km @ 100 MHz Immune a EMI Inconvenients Instal·lació Manteniment especialitzat Baixa potència Equipament car i sofisticat Comunicacions Òptiques

C. Sistemes actuals i) Xarxes comercials de 1ª generació: Enllaços òptics punt a punt: no routing òptic IM/DD Els més simples, i els primers en implementar-se Comunicacions Òptiques

Coherents Millora SNR al RX ~ 20 dB  augment distància En desús: control de polarització, estabilitat TX/OL, no admet amplificació degut a sensibillitat soroll WDM = múltiples enllaços simples, aprofiten tot l’ample de banda de la FO EDFA EDFA Comunicacions Òptiques

ii) Xarxes comercials de 2ª generació: Enrouting òptic Espacial: optical switches Longitud d’ona: optical add/drop filters Comunicacions Òptiques

D. Perspectives de futur Dues línies principals Solitons: transmissió amb polsos molt intensos de forma especial per a compensar la dispersió lineal de la fibra amb efectes no lineals Xarxes tot-òptiques: usant elements òptics no lineals, es cerca eliminar els components electrònics d’enrutament per a augmentar la velocitat de transmissió Comunicacions Òptiques