2. Comunicacions òptiques

Presentación del tema: "2. Comunicacions òptiques"— Transcripción de la presentación:

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

2 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

3 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

4 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

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

6 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 850 nm SCO comercials: 10 Mb/s*10km 1983 Primer enllaç òptic per a telefonia (ATT) 1987 1988 EDFA TAT-8 (ATT): 1300 nm Anys 1990 SCO a 1 Gb/s * 100 km LD monomode Sistemes WDM (multicanal) Per a una cronologia detallada, visiteu Comunicacions Òptiques

7 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): Gb/s sobre 120 km = 317 Tb/s x km Comunicacions Òptiques

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

9 Evolució recent dels SCO
EDFA Bragg Comunicacions Òptiques

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

11 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

12 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

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

14 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