pruebas en optisystem

Universidad de Cuenca Facultad de Ingenier´ıa ´ Comunicaciones Opticas Dario Xavier Caguana Buele 25 de octubre de 2016

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´ Practica 1: Formatos de modulaci´ on NRZ y RZ Opticos ——————————————————————————————————–

1.

Introducci´ on

La informaci´on se transmite en forma de se˜ nales, por lo que esta debe ser transformada antes de poder ser transportada a trav´es de un medio de comunicaci´on f´ısico. El primer paso es traducir la informaci´on a patrones digitales acordados (codificaci´on de la informaci´on original) para ser almacenada en una computadora en forma digital (unos y ceros) y para transportarlos fuera de la computadora es necesaria convertirlos en se˜ nales digitales, esto es una conversi´on digital a digital o codificaci´on de los datos digitales dentro de una se˜ nal digital.

2. 2.1.

Marco te´ orico Codificaci´ on NRZ

La codificaci´on NRZ (que significa No Return to Zero (Sin Retorno a Cero)), es el primer sistema de codificaci´on y tambi´en el m´as simple. Consiste en la transformaci´on de 0 en -X y de 1 en +X, lo que resulta en una codificaci´on bipolar en la que la se˜ nal nunca es nula. Como resultado, el receptor puede determinar si la se˜ nal est´a presente o no.

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Figura 1.

Figura 1: Codificaci´on NRZ

La codificaci´on NRZ posee numerosas ventajas que incluyen: X La detecci´on de una se˜ nal o la ausencia de la misma X La necesidad de una corriente de transmisi´on de baja se˜ nal Sin embargo, esto presenta un problema: la presencia de una corriente continua durante una secuencia de ceros, que perturba la sincronizaci´on entre el transmisor y el receptor. 2.2.

Codificaci´ on RZ

Retorno a Cero (RZ) es un sistema de codificaci´on usado en telecomunicaciones en el cual la se˜ nal que representa a cada bit retorna a cero en alg´ un instante dentro del tiempo del intervalo de bit. Por tanto, las secuencias largas de “unos” o de “ceros” ya no plantean problemas para la recuperaci´on del reloj en el receptor.os c´odigos de “retorno a cero” RZ trabajan con impulsos estrechos de menor duraci´on que el intervalo de bit.Los impulsos muy estrechos ahorran energ´ıa, pero exigen mayor ancho de banda. Figura 2.

Figura 2: Codificai´on RZ

Las ventajas de la codificacion RZ X Se puede recuperarse la senal de reloj de manera sencilla. X Es muy usado a bajas frecuencias.

3.

Objetivos X Generar la modulaci´on o´ptica en formatos NRZ y RZ, usando el software OptiSystem. 2

X Comprender la eficiencia de un sistema o´ptico para los distintos formatos. X Aprender el funcionamiento del software para un circuito o´ptico.

4.

Desarrollo 1. Armar el circuito ´optico de la Figura 3.

Figura 3.

Figura 3: Esquema

2. Comprender la configuraci´on b´asica de OptiSystem desde la pr´actica: https://optiwave.com/re applications-resources/optical-system-lesson-4-parameter-sweeps-ber-x-input-power/ 3. Correr el circuito de la figura 1 y observar los resultados en el puerto de salida del generador de pulsos, mediante los osciloscopios. Figura 4.

´ Generaci´on de pulsos el´ectricos para Sistemas Opticos.

(a) Pulsos NRZ

(b) Pulsos RZ

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4. Observar los resultados obtenidos para las distintas iteraciones o barridos-sweeps, al variar la potencia del laser emisor, en el visualizador eye-diagram. Figura 5. Comportamiento del sistema con el visualizador Eye-Diagram para los tipos de modulaci´on NRZ y RZ.

(a) Eye-Diagram para NRZ

(b) Eye-Diagram para RZ

5. Graficar mediante un Reporte, los espectros de frecuencias a las salidas de los moduladores Mach Zender. Figura 6.

Espectro de frecuencias NRZ y RZ, Longitud de onda vs PotenciaZ.

(a) Espectro para NRZ

5.

(b) Espectro para RZ

Conflictos

En ocasiones trabajar con un software nuevo puede ser un poco complicado por la falta de experiencia, por eso es necesario siempre tener documentacio adecuada para aprovechar de mejor manera un software. 4

6.

Preguntas Que significado o medida posee el vizualizador del Eye-Diagram?

El diagrama de ojo es una forma muy u ´til y exitosa para medir la calidad de una se˜ nal digital y por ende la integridad del sistema que lo transmite. Aunque la t´ecnica sea en gran parte cualitativa esto puede proporcionar algunos datos cuantitativos u ´tiles en t´erminos de tendencias y si un sistema funciona seg´ un la especificaci´on. Si simplemente se muestra una se˜ nal recibida en un osciloscopio entonces se ver´a en la pantalla s´olo uno, o quiz´as unos cuantos, bits de la trama. Para observar variaciones estad´ısticas en la se˜ nal de deben mostrar muchos bits (cientos o hasta miles) tanto de 1s como de 0s en varias secuencias todos sobrepuestos el uno sobre el otro. Esto puede ser hecho transmitiendo un pulso cuadrado de bits pseudoaleatorio (PRBS) y mostrando la salida del receptor en el osciloscopio. En tal arreglo, el osciloscopio muestra la se˜ nal cada pocos ciclos de reloj o en efecto cada ciclo de reloj seg´ un el ajuste. Si utilizamos la funci´on adecuada muchas secuencias de se˜ nal pueden ser mostradas sobrepuestas una a la otra y podemos ver los efectos de los fen´omenos estad´ısticos, como ruido y Jitter, en la se˜ nal.

7.

Conclusiones X Los sistemas o´pticos pueden ser modelados a trav´es de herramientas computacionales, para observar el comportamientos que estos tendrian (idealmente) al ser implementados. X Existen herramientas tanto fisicas como computacionales que nos permiten medir la calidad del sistema que estamos simulando. X Las herramientas de simulacion permiten experimentar diferentes topolog´ıas, sin compremeter la integridad de ningun componente o sistema. X La energ´ıa promedio de NRZ es mayor que la energ´ıa promedio de RZ,debido a que el tiempo de un 1 l´ogico en NRZ es el doble que en el caso de RZ.

8.

Recomendaciones X La gran mayor´ıa de elementos necesarios para las simular un sistema ´optico, se encuentra disponibles en las librerias de optisystem, deben ser buscado cuidadosamente. X De ser necesario buscar tutoriales para empezar el maneo del software Optsystem, aunque su funcionamiento es parecido al de otras herramientas de simulacion como labview y multisim.

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X Asegurarse de que las conexiones entre todos los elementos esten correctas, ya que un componente mal conectado provocar´a errores en la simulaci´on

9.

Bibliograf´ıa [1]Dise˜ no digital: principios y pr´acticas. Pearson Educaci´on, 2001.

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