Informe 1 ElNFORME 1

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERADPTO. DE INGENIERA ELECTRICAREA ELECTRNICA

Laboratorio de Fibra ptica

Experiencia 1Mediciones Bsicas en Fibra ptica

Carrera: Ingeniera Ejecucin Elctrica Mencin Telecomunicaciones V.

Profesor de Laboratorio: Cesar Lagomarcino

Integrantes:Leandro AmpueroClaudio VegaNicols Meza Carlos OrellanaDaniela Salazar

2 Semestre 2014.

Introduccin

El presente informe tiene como fin identificar el funcionamiento de la fibra ptica, es por ello que en la primera actividad utilizamos un LASER y medimos la apertura numrica segn el tipo de fibra viendo la cantidad de crculos alcanzados por la luz, luego se calcula con las formulas entregadas y se compara. En la actividad 2 se mide la atenuacin espectral utilizando el emisor de Laser y el LED en diferentes tipos de fibras viendo las ventanas que trabajan y los valores entregados en decibeles. La actividad 3 consisti en realizar las mismas mediciones pero en carretes de fibra de 200 m. donde tenemos que evidenciar el comportamiento de la atenuacin kilomtrica y compararla con los resultados de la actividad 2.

ndice

Portada . Pg. 1Introduccin...Pg. 2ndice..Pg.3Objetivos.Pg. 3Materiales...Pg. Marco TericoPg. Desarrollo.......Pg. Cuestionario...Pg. Conclusiones..Pg. Bibliografa......Pg.

Objetivos

Al final de la experiencia el alumno ser capaz de identificar los diferentes componentes de los enlaces de fibras pticas, realizar mediciones de apertura numrica y de atenuacin usando fuente de luz y medidores de potencia.

Materiales Laser Cables de fibra ptica multimodo y monomodo Alcohol isopropilico Carrete de 200 m de fibra ptica Medidor de potencia ptico modelo FOT 10-A Equipo Emisor Laser Emisor LED Equipo para medir Apertura Numrica

Marco TericoFibra ptica:Modo:Monomodo- Multimodo:Atenuacin Espectral:Apertura Numrica:Ventanas de fibra ptica:Generadores de potencia:

Desarrollo de la Experiencia

ACTIVIDAD 1 A) Medicin de la Apertura NumricaEn esta actividad se realizar el clculo de la Amplitud numrica (AN) en diferentes fibras pticas. Para realizar esta medicin se utilizar un laser, el cual, recorrer la fibra ptica saliendo por el otro extremo. La luz emitida ser visualizar en el medidor, este entregar un dimetro y con la altura definida podremos obtener el valor de la AN de la FO con la siguiente ecuacin:La apertura numrica se calcula a travs de la frmula que se indica a continuacin, donde el arcsen es calculado en radianes.

AN = [] y arcsen (AN) =

En donde; AN= Apertura Numrica D= Dimetro L= Altura

Esquema de medicin

Procedimiento:1 Conectar un extremo de la fibra 200/230 con el Laser de 660 nm e introducir el otro extremo en el soporte con base graduada.2 La distancia entre la fibra y la base graduada es L=20 mm, mientras que los crculos grabados en la base estn distanciados de 1 mm.3 Activar el Laser apretando el pulsador 4 Determinar el dimetro D del rea iluminada 5 Comparar el valor medido con el suministro por el constructor.6 Efectuar la misma medida en las fibras 50/125, 9/125Al realizar el clculo del Arcsen sobre el valor de la AN, obtenemos el valor del ngulo.??Fibra ptica.Dimetro (D)Altura (L)Apertura NumricaAngulo de Apertura

50/1254 mm20 mm0.15.739

200/2308 mm20 mm0.211.537

62.5/1256 mm20 mm0.158.627

10/1252 mm20 mm0.052.866

Explicacion RESULTADOS TABLAImgenes de la actividadTipos de fibra Medicion AN Laser ACTIVIDAD 2 b) Medicin de la AtenuacinEn la segunda actividad de este laboratorio se utilizarn Emisores y fotodetectores. Se utilizarn ondas continuas para obtener el valor de referencia de atenuacin de cada una de las Fibra pticas a analizar. Los emisores que utilizaremos son de dos tipos, uno utiliza LASER para enviar la seal y el otro utiliza LED. Se debe realizar la medicin en las fibras con estos dos tipos de emisores y luego analizar los resultados obtenidos.

Esquema de medicion N2

Procedimiento 1 Conectar en un extremo del cable de 200 m con fibra 50/125 y el otro extremo al medidor de potencia ptico. 2 Encender los dos instrumentos 3 Seleccionar en el medidor la longitud de onda 850 nm y lectura en Dbm4 Activar el Led en el generador y seleccionar la emisin en alta potencia. En estas condiciones la potencia introducida en la fibra 50/125 es pt=-16db5 Efectuar la medida en 1300 nm, utilizando el generador en dicha longitud de onda, que introduce una potencia ptica, un adaptador y un cable de referencia. b.1) Medicin con Emisor Laser

Para realizar las primeras mediciones se utilizar el emisor LASER, por lo tanto se estar trabajando en la ventana de 1310 y 1550, los valores de atenuacin que sern entregados a continuacin corresponden principalmente a la atenuacin de los conectores de fibra.1- Fibra 200/230VentanaAtenuacin

1310-7.75 dBm

1550-8.85 dBm

2- Fibra 50/125 VentanaAtenuacin

1310-7.70 dBm

1550-8.80 dBm

3- Fibra 9/125VentanaAtenuacin

1310-7.20 dBm

1550-8.30 dBm

EXPLICACION RESULTADOS TABLAb.2) Medicin con Emisor LEDA continuacin se entregarn los valores de atenuacin medidos con el emisor LED, por lo tanto las ventanas de trabajo en este caso corresponden a los 850, 1300 y 1550. 1- Fibra 9/125VentanaAtenuacin

850-41.50 dBm

1300-46.00 dBm

1550-47.10 dBm


850-28.60 dBm

1300-33.10 dBm

1550-34.25 dBm


850-19.45 dBm

1300-23.90 dBm

1550-25.05 dBm

Explicacion resultados tabla Imgenes de actividad: medicin con ledmedicin con laser

ACTIVIDAD 3 En esta actividad se realizar el clculo de atenuacin de fibra ptica, esta vez se utilizarn fibras pticas de 200 metros. Al igual que en la actividad anterior se utilizar un emisor LED y LASER.

Esquema de medicion N3

Procedimiento1 Conectar la fibra corta 50/125 con el generador en la 1 ventana y el medidor de potencia ptica.2 Encender los dos instrumentos.3 Seleccionar en el medidor de potencia ptica la longitud de onda 850 nm y la lectura en Dbm, activar el led en el generador y seleccionar la emisin en baja potencia (low), leer en el medidor la potencia recibida.4 Reemplazar la fibra corta con los 200 m de cable ptico 50/125 y leer nueva potencia recibida. 5 Calcular la atenuacin kilomtrica dividiendo "L" por la longitud de la fibra6 Repetir las medidas anteriores en 1300nm y con los cables 200/230 y 9/1251- Medicin con Emisor LEDPara comenzar con la medicin se utilizar el emisor LED en cada una de las fibras, a continuacin se exponen los resultados de la medicin:


850-12.95 dBm

1300-17.45 dBm

1550-18.60 dBm

Al realizar la medicin con las fibras 50/125 y 9/125, el fotodetector no nos entrega un valor de atenuacin, esto debido a que los valores de atenuacin estn fuera del rango del equipo, el cual posee una sensibilidad alrededor de los -50 dBm. 2- Medicin con Emisor LaserA continuacin se entregarn los valores de las mediciones en las fibras con emisor Laser, recordar que este emisor trabaja en las ventanas 1310 y 1550:1- Fibra 9/125VentanaAtenuacin

1310-70.80 dBm

1550-71.45 dBm


1310-64.30 dBm

1550-64.90 dBm


1310-13.95 dBm

1550-14.20 dBm

explicacio tablas

Imgenes actividad

200m cable ptico Actividad N4

Para finalizar esta actividad de laboratorio, se realizar la comparacin de los valores de atenuacin de referencia y los valores medidos en las fibras pticas de 200 m.1- Medicin con Emisor LaserPrimero se realizar la comparacin de atenuacin con emisor Laser, a continuacin los valores de atenuacin de las diferentes fibras analizadas:1- Fibra 9/125VentanaAtenuacin ReferenciaAtenuacin 200 m.

1310-7.20 dBm-70.80 dBm

1550-8.30 dBm-71.45 dBm

2- Fibra 50/125VentanaAtenuacin ReferenciaAtenuacin 200 m.

1310-7.70 dBm-64.30 dBm

1550-8.80 dBm-64.90 dBm


1310-7.75 dBm-13.95 dBm

1550-13.95 dBm-14.20 dBm

explicacion tablas2- Medicin con Emisor LEDSeguidamente se expondrn los valores de las mediciones utilizando el emisor LED:1- Fibra 9/125VentanaAtenuacin ReferenciaAtenuacin 200 m.

850-41.50 dBmFuera de Rango








850-28.60 dBm-13.95 dBm

1300-46.00 dBm-17.45 dBm

1550-47.10 dBm-18.06 dBm

Explicacion tablas

Cuestionario

1 Averige los valores tpicos de apertura numrica para fibras multimodo y monomodo. Tambin indique la atenuacin kilomtrica de una fibra ptica para cada una de las tres ventanas espectrales usadas en fibra ptica.

Monomodo: Apertura Numerica rango de los 0,1 Multimodo: AperturaNumerica rango de los 0,2-0,3 Para transmisiones especificas se utiliza el rango de los 0,5

Atenuacin por ventanas

1 ventana de 800 nm = 35 db2 ventana de 1300 nm= 20 db3 ventana de 1500 nm= 10 db

2 Defina el concepto de modo y explique las limitaciones de las limitaciones de la aplicacin de la ptica geomtrica en las fibras pticas.

Se denomina modo al ente por el cual se trasmite dicha informacin por la fibra ptica. Es decir en monomodose transmite por una seal lumnica y en multimodo son mltiples seales lumnicas las que transmiten.

3 Explique porque anteriormente se dijo que un rayo emerger por la salida de la fibra si esta no tiene grandes curvaturas.

La ptica geomtrica trabaja con una apertura numrica y un ngulo critico que determina hasta qu punto se reflejara totalmente la luz, al existir curvaturas el rayo en vez de reflejarse se dispersar, pero hay ciertos rangos de curvaturas que son aceptados.

4 Investigue acerca de las caractersticas principales de los generadores de potencia ptica, tanto de los que se usan en Led como los que tienen LASER. Tambin indique las caractersticas de los medidores de potencia ptica (PowerMeter)

Los principales generadores son los LED y LASER los cuales trabajan en ventanas especficas.LED: emite en las longitudes de onda de 850nm 1300nm y 1550nm es ms barato que los laser.LASER: emite en las longitudes 1310 nm y 1550 nm

En la medicin de potencia ptica es importante la superficie activa, que debe ser mayor que el dimetro del ncleo de la fibra a medir.5 Indique cuales son los conectores para fibra ptica ms usados, tanto para fibras pticas monomodo como multimodo. Presente sus esquemas fsicos e indique sus prdidas de insercin ptica.

Los conectores ms utilizados son: FC LC SC ST

Conclusiones

Bibliografa

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