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Comunicaciones Ópticas

Comunicaciones Ópticas

La comunicación es un elemento esencial de nuestra evolución social, cultural y técnica. Especialmente en las últimas décadas, los hábitos humanos y la tecnología se han influido mutuamente, pero siempre apoyándose en un creciente intercambio de información. Las comunicaciones ópticas han permitido este desarrollo y se han convertido en la única tecnología madura capaz de satisfacer la demanda de capacidad de los enlaces de comunicación por cable.

Este texto ofrece una introducción a las comunicaciones ópticas siguiendo una perspectiva de alto a bajo nivel. En primer lugar, se aborda la relevancia de las comunicaciones ópticas en comparación con otras tecnologías y en términos de capacidad global. En segundo lugar, se presentan las topologías más extendidas en redes ópticas. Por último, se describen los dispositivos físicos más comunes que hacen viables las redes ópticas, explicando con mayor profundidad los elementos y conceptos sobre los que se construyen los transceptores electro-ópticos.

Conceptos Clave

A continuación figura el índice, con los enlaces a las distintas subsecciones:

  1. Relevancia de las comunicaciones ópticas
  2. Redes ópticas
  3. Componentes ópticos:
    3.1 Láser
    3.2 Moduladores ópticos (en curso)
    3.3 Fibra óptica (en curso)
    3.4 Amplificadores ópticos (en curso)
    3.5 Receptores ópticos (en curso)
    3.6 Otros componentes (en curso)
  4. Transceptores electro-ópticos:
    4.1 Fundamentos (en curso)
    4.2 Modulaciones de portadora única y multiportadora (en curso)
    4.3 Modulación y detección ópticas (en curso)

Tendencias en Comunicaciones Ópticas

A partir de los enlaces anteriores se pueden obtener las siguientes conclusiones. Las comunicaciones ópticas superaron las limitadas velocidades de transmisión de datos de los sistemas eléctricos e hicieron posible el desarrollo de Internet. En la actualidad, todas las redes de alta capacidad emplean sistemas ópticos, independientemente de su alcance y finalidad.

Los dispositivos que realizan la interfaz entre los dominios eléctrico y óptico se denominan transceptores electroópticos. Estos componentes clave pueden adoptar diversas formas y características en función de la red en la que se desplieguen. Las señales, modulaciones y técnicas de procesamiento que emplean deben seleccionarse cuidadosamente para cumplir los requisitos de un subsistema determinado.

Transceptores electro ópticos para comunicaciones opticas
Diferentes formatos de transceptores electro-ópticos

Las decisiones de la industria de las comunicaciones se basan fundamentalmente en los costes. En consecuencia, las soluciones de modulación de intensidad/detección directa (IM/DD) basadas en láseres y fotodetectores de bajo coste se prefieren y emplean ampliamente en sistemas de corto alcance, mientras que el uso de moduladores Mach-Zehnder (MZM) más caros con detección directa o coherente se reserva por el momento para las largas distancias.

Los nuevos avances sugieren que las tendencias actuales pueden modificarse potencialmente. En concreto, los avances en fotónica de silicio garantizan el desarrollo y futura proliferación de moduladores ópticos de bajo coste y alto rendimiento. Algunas técnicas ópticas prometedoras, como la OFDM totalmente óptica, se basan en complicadas implementaciones con componentes ópticos inmaduros y, en consecuencia, siguen siendo temas de investigación importantes pero poco prácticos para su despliegue real. A diferencia de ellas, la presencia de MZM ópticos de bajo coste y su combinación con circuitos y procesamientos electrónicos maduros, avanzan una revolución en las soluciones reales y prácticas.


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