1. PROFESORADO

• Alejandro Carballar Rincón. (Dr. I.T.)

1. UBICACIÓN DEL PROFESORADO

El profesorado se encuentra en las dependencias del área de Tecnología Electrónica, situada en la entreplanta E2 de la Escuela Superior de Ingenieros, despacho 06. Las horas de tutoría serán: Lunes 8:00-10:00 y Jueves 12:30-14:30 y 16:00-18:00.

 

 

2. RESUMEN DE LA ASIGANTURA

La asignatura de Ingeniería Fotónica ofrece una visión completa sobre las tecnologías que se utilizan en los actuales Sistemas de Comunicaciones Ópticas, y en particular, en los sistemas guiados por fibra óptica. Para esto, la asignatura se compone de tres partes: Introducción a la Óptica, Componentes fotónicos para Sistemas de Comunicaciones y Redes Ópticas.

La primera parte (Introducción a la Óptica) está orientada al tratamiento analítico de la luz y al estudio de sus propiedades, ya que será de especial importancia asimilar ciertos conceptos de Óptica para poder estudiar el principio de operación de la mayor parte de los componentes fotónicos.

A continuación (Componentes fotónicos para Sistemas de Comunicaciones) se analizan los componentes fotónicos que actualmente se utilizan en la Ingeniería de Sistemas de Comunicaciones Ópticas, como emisores y detectores de luz, fibra óptica, amplificadores ópticos, filtros ópticos, acopladores, multiplexores y demultiplexores, y conmutadores ópticos.

Finalmente, en la tercera parte de la asignatura (Redes Ópticas), se ensamblan todos los componentes estudiados para implementar los sistemas de comunicaciones por fibra óptica, y se analizan las distintas tecnologías que se utilizan tanto en redes troncales como en redes de acceso. La tendencia a mantener la señal de información en el dominio óptico es lo que ha hecho que las actuales redes de telecomunicaciones se denominen REDES ÓPTICAS.

 

3. EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN

Se realizarán tres exámenes finales, en Febrero, en Junio y en Septiembre, de los cuales el alumno solamente podrá presentarse a dos de ellos, es decir, solo podrá presentarse a dos convocatorias. Los exámenes constarán de dos partes: una teórica (sin libros ni apuntes), destinada a evaluar el conocimiento y comprensión de los conceptos de la asignatura y otra práctica (con libros y apuntes), dedicada a problemas mediante la cual se evaluará la capacidad del alumno para emplear los métodos y técnicas desarrollados.

Para la superación de los exámenes será necesario obtener una nota mínima de 4 ptos. en cada una de estas partes. Superados estos mínimos, el examen se aprobará con una nota igual o superior a 5.0 puntos.

 

 

4. PROGRAMA

TEMA 0.- Introducción a los Sistemas de Comunicaciones Ópticas.

• Estructura general de los Sistemas de Comunicaciones Ópticas.

• Modelo del sistema. Elementos y aspectos fundamentales del sistema.
• Evolución de los componentes fotónicos fundamentales.

• Introducción histórica a las Comunicaciones Ópticas.

• Antecedentes
• Evolución de los sistemas de Comunicaciones Ópticas.

• Evolución hacia las futuras Redes Ópticas.

• La Sociedad de la Información
• Las Redes Ópticas

TEMA 1.- Optica de Rayos.

• Postulados.

• Principio de Fermat.

• Componentes ópticos sencillos.

• Espejos, interfases planas, interfases esféricas, lentes y guías de luz.

• Óptica de índice gradual.

• Ecuación de rayos.
• Componentes ópticos de índice gradual.

• Óptica de matrices

• Matrices ABCD

TEMA 2.- Óptica ondulatoria

• Introducción.

• Naturaleza ondulatoria de la luz.
• Propagación de la luz en espacio libre.

• Difracción de Fresnel.
• Difracción de Fraunhofer: Transformada óptica de Fourier.

• Propagación de la luz a través de lentes.
• Óptica de Fourier.

• Sistema espacio – lente – espacio: · Sistema formador de imagen.

• Filtrado óptico espacial.

TEMA 3.- Óptica electromagnética.

• El campo electromagnético.
• Medios dieléctricos.
• Absorción y Dispersión.
• Estados de polarización de la luz.

• Representación de la luz polarizada: Vectores de Jones.

• Dispositivos modificadores de la polarización.

• Representación: Matrices de Jones.
• Anisotropía y Birefringencia.

• Aisladores y Circuladores ópticos.

TEMA 4.- La fibra óptica.

• Introducción.
• Principio de funcionamiento: Aproximación mediante óptica geométrica.

• Fibras de Salto de Índice e Índice Gradual.

• Principio de funcionamiento: Aproximación mediante óptica electromagnética

• Concepto de modo.
• Fibras monomodo y fibras multimodo.
• Solución exacta mediante ecuaciones de Maxwell.

• Degradación de la señal en fibras ópticas.

• Atenuación.
• Dispersión. Fibras de dispersión aplanada y dispersión desplazada.
• Birefringencia. Dispersión por Modo Polarización (PMD).
• Mode Coupling.
• Propagación de pulsos por fibras ópticas.

• Efectos no lineales en fibras ópticas.

TEMA 5.- Fuentes y detectores de luz.

• Interacción radiación – materia.

• Fuentes de luz para sistemas de comunicaciones ópticas.

• Introducción.
• Diodos LED.
• Diodos láser LD: · Láser Fabry-Perot.

• Detectores de luz.

• Introducción.
• Principio de funcionamiento.
• Tipos de fotodetectores: · Fotodiodo pin.

• Introducción.
• Principio de funcionamiento y parámetros básicos.

• Coeficiente de ganancia.
• Saturación de ganancia.
• Ruido en amplificadores.

• Aplicación de amplificadores ópticos en sistemas de comunicaciones ópticas.
• Tipos de amplificadores ópticos.

• Amplificador óptico de semiconductor (SOA).
• Amplificador óptico de fibra dopada con Erbio (EDFA).

• Introducción.
• Acopladores.

• Parámetros básicos.
• Tecnologías de fabricación.

• Filtros ópticos.

• Redes de difracción de Bragg.

• Multiplexores y demultiplexores

• Add & Drop
• AWG ó WGR

• Conmutadores ópticos

TEMA 8.- Sistemas de Comunicaciones por Fibra Óptica

• Modulación, multiplexación y acoplamiento.
• Evaluación del sistema.

• Balance de potencia.
• Balance de dispersión.

TEMA 9.- Redes Ópticas.

• Introducción.
• Redes ópticas troncales.

• Sistemas multiplexados en longitud de onda (WDM).
• Consideraciones especiales del sistema.

• Redes ópticas de acceso.

• Sistemas de Comunicaciones "Fibra hasta el abonado (FTTH)".
• El estándar ITU G. 983.1.

1. LISTADO DE PRÁCTICAS

1. Elementos de un Sistema de Comunicaciones Ópticas.

• Láser.
• Acoplo de luz en la fibra óptica.
• Fotodetector.

1. Fibras monomodo y fibras multimodo.

• Obtención de la distribución de intensidad óptica para los modos LP₀₁, LP₁₁, LP₂₁, y LP₀₂.

1. Conectorización de fibras multimodo.
2. Enlace de Comunicaciones ópticas por fibra.
3. Instrumentación óptica: El OTDR (Optical Time Domain Reflectometer).

1. BIBLIOGRAFÍA