Dispositivos y técnicas de compensación de dispersión cromática

Prof. Dr. Francisco Ramos Pascual

(Artículo publicado en la revista CONECTRONICA nº 35)

Contenido del artículo

Las redes ópticas permiten conexiones de gran capacidad que no pueden ser cubiertas con otros medios de transmisión convencionales. La transmisión de señales del orden de Gbit/s sobre enlaces de telecomunicaciones basados en fibra estándar (standard single-mode fiber, SSMF) es de enorme interés debido a la gran disponibilidad de este tipo de fibras. Si se trabaja en tercera ventana de transmisión (1550 nm), las bajas pérdidas de estas fibras unido a la existencia de amplificadores ópticos de fibra dopada con erbio (erbium-doped fiber amplifier, EDFA) permite cubrir grandes distancias. Ahora bien, a pesar de su gran ancho de banda prácticamente ilimitado (varios cientos de THz), la existencia a 1550 nm del fenómeno de dispersión cromática limita la capacidad y el alcance máximos que pueden obtenerse en un determinado sistema de comunicaciones ópticas.

La dispersión cromática consiste en un retardo variable dependiente de la frecuencia introducido durante la propagación a través de la fibra y que produce distorsión no lineal a la salida del fotodetector. Es decir, las componentes frecuenciales que constituyen el espectro de la señal óptica viajan a velocidades diferentes por la fibra y alcanzan el fotodetector en instantes ligeramente distintos. En el caso de transmisiones digitales, el efecto se manifiesta en un ensanchamiento temporal de los pulsos ópticos que provoca interferencia entre símbolos. Lógicamente, conforme los pulsos ópticos son más estrechos (mayores velocidades de modulación) o el enlace de fibra más extenso (mayor dispersión acumulada), las degradaciones son más acusadas. De ahí que exista un límite que suele expresarse normalmente por medio del producto ancho de banda x longitud de fibra y que se mide en (Gbit/s)·km.

Desde hace tiempo se está investigando activamente en la búsqueda de nuevas técnicas y dispositivos tolerantes a la dispersión cromática. Entre los dispositivos más conocidos se encuentran las fibras compensadoras de dispersión, las redes de difracción sobre fibra óptica y las fibras de dispersión desplazada. Por otro lado, en lo relativo a las técnicas destaca la modulación de frecuencia óptica y la técnica de inversión espectral. A continuación comentaremos más en detalle en qué consiste cada uno de estos métodos.

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