Estudio y análisis de fibras ópticas de plástico para transmisión de medios multimedia en entornos HAN

para transmisi´

on de medios multimedia en

entornos HAN

Pamela Melissa Eberle Gait´

an

Universidad Distrital Francisco Jos´e de Caldas

Facultad de Ingenier´ıa, Proyecto Curricular de Ingenier´ıa Electr´onica Bogot´a D.C, Colombia

para transmisi´

on de medios multimedia en

entornos HAN

Pamela Melissa Eberle Gait´

an

Monograf´ıa de grado presentada como requisito para optar al t´ıtulo de: Ingeniero Electr´onico

Director:

Ing. Gustavo Adolfo Puerto Leguizam´on Ph.D

Universidad Distrital Francisco Jos´e de Caldas

Facultad de Ingenier´ıa, Proyecto Curricular de Ingenier´ıa Electr´onica Bogot´a D.C., Colombia

cada sue˜no precede la meta.

Principalmente quiero agradecerle a la persona m´as especial de mi vida, mi abuela Mar´ıa, gracias por el apoyo incondicional, por brindarme todo el amor y la educaci´on, gracias a ti abuela no ser´ıa la persona que soy hoy en d´ıa, fuiste la persona que d´ıa tras d´ıa estuvo presente en este proceso, te quiero inmensamente y parte de mi monograf´ıa te la dedico a ti y a mi abuelo Jorge Arturo Eberle que aunque no est´es en este mundo siempre te tengo presente y eres una gran inspiraci´on en mi vida.

Gracias pap´a porque en el momento que te necesit´e me brindaste la mano para iniciar esta hermosa etapa de mi vida, sin tu apoyo esto no ser´ıa una realidad.

A Gus Lozada, fuiste mi soporte, mi polo a tierra, mi inspiraci´on para ser cada d´ıa mejor persona, para ser mejor estudiante y profesional, gracias por tu apoyo incondicional, por tu voz de aliento y consejos en momentos felices y dif´ıciles, gracias gracias Gus.

Quiero agradecerle inmensamente a mi director Gustavo Puerto, gracias profe por tener la fortuna de trabajar con usted, gracias por brindarme sus conocimientos, su apoyo, su con-fianza, su valioso tiempo, sus ideas y el entusiasmo para trabajar con este proyecto, el cual es gracias a usted que este trabajo se consolida. Gracias por ser esa gu´ıa profe, no me alcan-zaran las palabras de gratitud, solo me resta decirle que gracias a personas como usted es que nos inspiran a ser grandes ingenieros y personas.

Finalmente quiero agradecerle a cada uno de mis amigos y compa˜neros de la Universidad Distrital ustedes son parte vital de este proceso, y m´as que nadie saben todo lo que ha costa-do este ciclo pero que a la vez ha sicosta-do encantacosta-dor y gratificante, con ustedes he comparticosta-do mucho momentos que hacen maravillosa esta parte de mi vida.

Agradecimientos IV

2 Sistemas basados en Fibra ´Optica de Pl´astico 5 2.1 Caracter´ısticas generales . . . 5

2.2 Materiales . . . 7

2.2.1 Fibras Perfluoradas o de Pol´ımero Perfluorado . . . 8

2.2.2 Fibras PMMA Polimetil metacrilato ´o polimetacrilato de metilo . . . 9

2.7 Conectores . . . 21

2.7.1 Conector FC05 - Toslink . . . 22

2.7.2 Conector Versalink . . . 23

2.7.3 Conector FSMA (Conector Sub Miniatura A) . . . 23

2.7.4 Conector SMI (Small Multimedia Interface Connector) . . . 24

2.7.5 Conector “Do it yourself” tipo SC para PF GI-POF . . . 24

3 Estudio de servicios multimedia en entornos HAN 31 3.1 Estudio multimedia tipo QoS . . . 35

4 An´alisis de Fibras ´Opticas de Pl´astico en Transmisi´on Multimedia 40 4.1 Par´ametros y esquema de simulaci´on para fibra de material PMMA . . . 41

4.2 Resultados de simulaci´on para fibra de material PMMA . . . 42

4.3 Par´ametros y esquema de simulaci´on para fibra de material Perfluorado PF . 46 4.4 Resultados de simulaci´on para fibra de material perfluorado . . . 48

4.5 An´alisis de resultados . . . 51

5 Mediciones con Fibra ´Optica de Pl´astico de material PMMA 53 5.1 Obtenci´on del diagrama de ojo para fibra POF de material PMMA . . . 53

5.2 Obtenci´on del coeficiente de atenuaci´on para la fibra de polimetacrilato de metilo . . . 56

6 Propuesta de topolog´ıa para redes HAN con fibra ´optica de pl´astico 59 6.1 Propuesta de topolog´ıa . . . 59

6.2 Simulaci´on de topolog´ıa propuesta . . . 65

6.3 Requerimientos para la topolog´ıa propuesta en una red HAN moderna . . . . 68

7 Conclusiones 70

2-1. Tasa de transmisi´on vs. Longitud del enlace [6]. . . 7

2-2. Atenuaci´on espectral PMMA, PMMA-d8- y CYTOP basado en GI-POF [21]. 8 2-3. Descripci´on general de materiales para POF disponibles [12]. . . 10

2-4. Curva de p´erdidas para fibras de material polimetil metacrilato PMMA y de pol´ımero perfluorado [2]. . . 11

2-20.Escenario de comunicaci´on interna con POF y sistema Ethernet [1]. . . 27

2-21.Concepto de Fiber to Display [3]. . . 27

4-7. Distancia vs. BER - Sistema punto a punto, a partir de 100 m PMMA. . . . 46

4-8. Esquema de simulaci´on material de pol´ımero perfluorado. . . 47

4-9. Enlace de 500 Mbit/s a 600 m, PF. . . 48

4-10.Enlace de 700 Mbit/s a 600 m, PF. . . 49

4-11.Enlace de 1 Gbit/s a 150 m, PF. . . 49

4-12.Enlace de 1 Gbit/s a 500 m, PF. . . 50

4-13.Enlace de 1 Gbit/s a 600 m, PF. . . 50

4-14.Distancia vs. BER - Sistema punto a punto PF. . . 51

5-1. Equipamiento utilizado. . . 54

5-2. Montaje implementado. . . 54

5-3. Diagrama de ojo - longitud del enlace 5 m. . . 55

5-4. Diagrama de ojo - longitud del enlace 25 m. . . 55

5-5. Diagrama de ojo - longitud del enlace 50 m. . . 56

5-6. Montaje implementado. . . 57

5-7. Resultados obtenidos de potencia transmitida para la obtenci´on del coeficiente de atenuaci´on. . . 58

6-1. Arquitectura comercial de un Residencial Gateway [57]. . . 61

6-2. Estructura de topolog´ıa propuesta tipo estrella en una oficina [55]. . . 62

6-3. Estructura de topolog´ıa propuesta para un hogar tipo estrella [55]. . . 64

6-4. Esquema de simulaci´on implementada de topolog´ıa en estrella. . . 66

6-5. Visualizador espacial. . . 67

6-6. Visualizador en el dominio del tiempo. . . 67

2-1. Atenuaci´on de PMMA SI -POF acorde a la IEC 60793-2-40 A4a.2 [12]. . . . 11

2-2. Records de transmisi´on para fibra perfluorada tipo GI - POF [6, 9]. . . 14

2-3. Especificaciones principales de tipos de fibras POF [1, 7]. . . 17

3-1. Ancho de banda de servicios multimedia en entornos HAN. . . 32

3-2. Ancho de banda en entornos HAN - Categor´ıa de AUDIO. . . 33

3-3. Ancho de banda en entornos HAN - Categor´ıa de DATOS. . . 34

3-4. Ancho de banda en entornos HAN - Categor´ıa de VIDEO . . . 35

3-5. Clasificaci´on de servicios multimedia, referente a la tolerancia de ancho de banda y latencia. . . 36

3-6. Ejemplos de servicios en t´erminos de tolerancia respecto al tiempo [50, 52]. . 39

4-1. Resultados de simulaciones asociadas al BER dependiente del Bit Rate y la distancia, para una fibra de material PMMA. . . 45

Abreviatura T´ermino

1.1.

Planteamiento del problema

Los usuarios del siglo XXI demandan servicios multiplataforma, buscando beneficios de mo-vilidad e instalaci´on libre, sin restricciones de cobertura y rendimiento, para el mejoramiento de la calidad y condiciones de vida. Lo anterior acompa˜nado con el aumento del n´umero de dispositivos y productos de electr´onica de consumo, que brindan capacidades adicionales de desempe˜no e interoperabilidad dentro del hogar, lo que hace que se convierta progresivamen-te en parprogresivamen-te de la cotidianidad para las personas.

Como consecuencia al alto grado de dispositivos y equipos conectados en el hogar se presenta congesti´on en las redes dom´esticas inal´ambricas, con ello la degradaci´on del rendimiento en sus prestaciones en cuanto a velocidad, calidad de se˜nal y ancho de banda.

Por lo tanto, el problema a solucionar se encuentra determinado por la necesidad de ancho de banda en las redes dom´esticas (HAN, Home Area Network) y es donde el uso de medios alternativos de transmisi´on juega un papel esencial en pro de mejores prestaciones en el servicio para los usuarios.

1.2.

Justificaci´

on

Las redes de ´area domestica HAN, son un elemento a tener en cuenta debido a su gran acogida y consideraci´on que est´a adquiriendo para la sociedad. Por lo tanto, es cada vez m´as importante e imprescindible el conocimiento y el comportamiento de este tipo de redes, que cambian y crecen a medida de las necesidades del mercado.

Uno de los requerimientos esenciales hace referencia al ancho de banda y los servicios dentro de los hogares como consecuencia del aumento considerable en el n´umero de dispositivos conectados dentro del hogar y el auge tecnol´ogico que demandan los medios multimedia, que con el paso de los a˜nos conllevan nuevos formatos para una mayor interactividad. Estos requieren una mayor capacidad de transmisi´on y el env´ıo de datos sin compresi´on para una mejor experiencia e inmersi´on, adem´as de nuevos tipos de topolog´ıas en la red para una mayor velocidad de transferencia de datos, como el volumen de la informaci´on. Con lo an-terior es adecuado la b´usqueda e investigaci´on de l´ıneas de transmisi´on alternativas para el aumento y la mejora de los servicios prestados, que conlleva adicionalmente a una reducci´on de costos de operaci´on y mejoramiento de las condiciones de calidad de vida para la sociedad as´ı como la satisfacci´on del usuario final.

La fibra ´optica de pl´astico POF es una alternativa para la soluci´on a los requerimientos de ancho de banda y debido a este tipo de redes que son de corta distancia, las ventajas que dicho medio ofrece sobre los otros, la hacen de suma importancia.

La falta de est´andares de la fibra ´optica de pl´astico, as´ı como su desconocimiento en cuanto a implementaci´on y caracter´ısticas, las mejoras que se puede obtener y presentar para los me-dios multimedia, es por s´ı mismo un fundamento para el desarrollo de un trabajo acad´emico con el fin de difundir aspectos, consideraciones, caracter´ısticas y las soluciones que este tipo de medio puede brindar y as´ı generar inter´es para nuevos proyectos de investigaci´on respecto a las prestaciones y aplicaciones de las fibras ´opticas de pl´astico.

con mayor capacidad y velocidad, que debido a costos e investigaci´on a ritmo lento no se ha implementado y no se hacia migrado a nuevas tecnolog´ıas.

Las POF por su f´acil instalaci´on y ensamble, es una opci´on que presentan mayor seguri-dad para el personal operativo, peso ligero, gran flexibiliseguri-dad, mayor curvatura, reducci´on de potencia que equivale a la disminuci´on de energ´ıa que conlleva a un aporte ambiental y el mejoramiento de la productividad como el mantenimiento de la red para los prestadores de servicios de telecomunicaciones.

Con la implementaci´on de nuevas tecnolog´ıas de vanguardia y electr´onica de consumo como WirelessHD, dando soluci´on a la falta de est´andares para la transmisi´on inal´ambrica de alta definici´on para audio, v´ıdeo y datos entre los dispositivos fuente y pantallas, la fibra ´optica de pl´astico cobra importancia debido a que el funcionamiento de estos nuevos est´andares de tecnolog´ıa inal´ambrica operan sobre una banda de frecuencia muy alta, que hace que su alcance efectivo no sea superior a 10 metros y presenta problemas de retardo, mientras con un medio guiado se ampl´ıa este alcance y con la ayuda de dispositivos se solucionan los problemas de retardo.

Por lo anteriormente mencionado, se presenta una posibilidad del desarrollo de un trabajo de grado que permita dar conceptos para comprender y analizar este tipo de material de fibra ´optica y establecer las necesidades de servicios que presentan un entorno HAN para los medios multimedia.

1.3.

Objetivos

1.3.1.

Objetivo General

1.3.2.

Objetivos Espec´ıficos

Elaborar el estudio del estado de las fibras ´opticas de pl´astico POF.

Identificar las necesidades de ancho de banda y estudio de servicios en los entornos HAN.

Realizar un an´alisis y estudio de las caracter´ısticas de las fibras ´opticas de pl´astico POF para transmisi´on multimedia.

Proponer topolog´ıas de redes HAN para el m´aximo aprovechamiento de las capacidades de la fibra ´optica de pl´astico.

Validar las topolog´ıas propuestas mediante una herramienta de simulaci´on.

1.4.

Alcances y Limitaciones

1.4.1.

Alcances

Se pretende llevar a cabo un an´alisis y estudio de las prestaciones de la fibra ´optica de pl´astico para entorno HAN, con el fin de proponer una(s) topolog´ıas de red HAN para explotar las capacidades de la fibra de pl´astico enfocado a los medios multimedia.

Incentivar a la investigaci´on para este tipo de fibra ´optica, con el fin de desarrollar aplicaciones e implementaciones posteriores que permitan el mejoramiento actual de los servicios de telecomunicaciones.

1.4.2.

Limitaciones

Pl´

astico

2.1.

Caracter´ısticas generales

La fibra ´optica de pl´astico es conocida por sus siglas en ingl´es como (POF, Plastic Optical Fiber), y est´a compuesta de fibras elaboradas de material poliestireno (PS), policarbonatos (PC), polimetil metacrilato ´o polimetacrilato de metilo (PMMA) y pol´ımero perfluorado (PF) [2].

Ofrece un procesamiento f´acil, rentable, los componentes son sencillos e implica menores costos en el momento de implementaci´on y proceso de fabricaci´on.

Gracias al material del que est´an compuestas las fibras, soportan radios de curvatura de me-nos de 20 mm, lo cual se representa en menores p´erdidas por curvaturas y por tanto puede ofrecer una mayor flexibilidad para las interconexiones, facilidad en la manipulaci´on y una mayor tolerancia a las vibraciones y colisiones; requieren de menor precisi´on de alineamiento de fibra y existe una menor sensibilidad al sufrir desalineamientos axiales y angulares, debido a que su di´ametro es mayor al compararlo con las fibras elaboradas de silicio (8 veces de mayor tama˜no), las cuales actualmente cubren el mayor porcentaje de comercializaci´on y utilizaci´on en los sistemas de telecomunicaciones.

seguridad al no producir descargas en caso de explosi´on e incendio y la reducci´on completa de interferencias de problemas relacionados con la tierra. Adem´as, presenta reducci´on del consumo de potencia en los transceptores al compararlo con el cobre [2].

Entre los par´ametros considerados de mayor importancia y com´unmente usados para la ca-racterizaci´on de la capacidad de los sistemas de comunicaciones ´opticas, se encuentran la dispersi´on y la atenuaci´on. Con referencia a la dispersi´on, el n´umero de modos que es capaz de propagar en la fibra ´optica de pl´astico se encuentra en el orden de millones, por lo cual se dificulta su caracterizaci´on. Las propiedades de propagaci´on de las POF son dependientes de la distribuci´on de potencia entre estos modos y no se estabilizan hasta cumplirse una cierta longitud; es en ese momento que se alcanza lo que se denomina distribuci´on de equilibrio modal (EMD, Equilibrium Modal Distribution). Anterior a esta condici´on, tiene lugar la transferencia de potencia entre los m´ultiples modos o el acople modal, que se origina por alteraciones como curvaturas o imperfecciones de la interfaz entre n´ucleo y la cubierta [19].

En lo que concierne al par´ametro de atenuaci´on, los materiales de los que se encuentran elaboradas las fibras ´opticas de pl´astico tienen en com´un la ventana de operaci´on en la zona visible del espectro; con ello, solamente proporciona una atenuaci´on aceptable en esta regi´on del espectro, que en t´erminos de longitud de onda se encuentra desde 450 nm hasta 780 nm. El m´ınimo se localiza alrededor de 85 dB/km en 570 nm [1]. Este tipo de comportamiento es ocasionado por las bandas de absorci´on del material en especial del polimetilmetacrilato, que es una de las razones fundamentales para utilizarla en comunicaci´on a corta distancia de una manera eficiente hasta los 100 m.

Una particular ventaja consiste en la verificaci´on y comprobaci´on a simple vista si una cone-xi´on funciona, debido a su comportamiento en la regi´on del espectro de luz visible. Soporta un rango de temperaturas entre -40 ◦C a +85 ◦C.

se puede dividir en aplicaciones de comunicaci´on de datos y no solicitudes datos, como por ejemplo, sensores.

En la figura 2-1se presenta un esquema entre la tasa de transmisi´on, la longitud del enlace y los diferentes tipos y materiales de la fibra ´optica de pl´astico.

Figura 2-1: Tasa de transmisi´on vs. Longitud del enlace [6].

2.2.

Materiales

Entre los requisitos fundamentales para elegir o dise˜nar materiales para la fabricaci´on de las POF, podemos encontrar que el pol´ımero debe ser completamente transparente, debe ser resistente frente a altas temperaturas, y debe ser mec´anicamente flexible. Aunque el requisito de temperatura depender´a de d´onde y c´omo las POF son utilizadas. En la mayor´ıa de los casos, es preferible que su temperatura ambiente este por encima de 80 ◦C [21].

2.2.1.

Fibras Perfluoradas o de Pol´ımero Perfluorado

Las fibras perfluoradas o de pol´ımero perfluorado (PF), son desarrolladas para solucionar el problema de distancia, debido a que corresponde al material que presenta menores p´erdidas dentro de la elaboraci´on de las fibras ´opticas de pl´astico, lo cual conlleva a altas tasas de transmisi´on de datos que proporcionan un ancho de banda de transmisi´on m´as alta que cualquier otro tipo de fibra ´optica de pl´astico. Puede ser fabricada con perfil de ´ındice gradual y tienen anchos de banda que pueden llegar hasta 4 GHz - 100 m [6], con ´ındices de refracci´on que se encuentran en el orden de 1.42. Los pol´ımeros generalmente son adoptados como materiales de revestimiento [12].

Hasta el d´ıa de hoy, los mejores resultados se han logrado con el pol´ımero CYTOP, trabajando a 850 nm y 1300 nm. Este material presenta baja dispersi´on de la luz debido a su bajo ´ındice de refracci´on cercano a 1.34 y la atenuaci´on en un GI - POF basado en CYTOP es de aproximadamente 10 dB/km a 1.0 µm, aunque se alcanza 0.7 dB/km en un plano te´orico [21], como se observa en la curva de atenuaci´on del CYTOP de la figura 2-2, que adem´as confronta las curvas de atenuaci´on de las fibras de material de PMMA y CYTOP.

2.2.2.

Fibras PMMA Polimetil metacrilato ´

o polimetacrilato de metilo

Las fibras de material de polimetacrilato de metilo, tambi´en conocidas comoPlexyglas[12], han incrementado su ancho de banda hasta 38 MHz - 100 m, por lo cual es el material de mayor uso por su f´acil disponibilidad en el mercado y satisface la mayor´ıa de las necesidades presentadas en la electr´onica industrial y de consumo.

Presentan una alta resistencia mec´anica, adem´as de ser resistentes tanto al agua dulce como al agua salada, lej´ıas, ´acidos diluidos, gasolina, aceite mineral y aceite de trementina. Esto hace que las POF sean adecuadas para aplicaciones marinas [12].

El ´ındice de refracci´on de PMMA es 1.492 y la temperatura de transici´on v´ıtrea se encuentra entre 95◦C y 125◦C [13], lo cual quiere decir que a esa temperatura el pol´ımero disminuye su densidad, dureza y rigidez, adem´as su porcentaje de elongaci´on disminuye de forma dr´astica, transmitiendo entre el 93 % y el 94 % de la luz y el resto es reflejada [21].

A temperatura ambiente y humedad relativa del 50 % del material puede absorber hasta el 1.5 % del agua, que afecta a las caracter´ısticas de atenuaci´on.

Las PMMA pueden utilizarse como material de revestimiento cuando el n´ucleo est´a fabricado con policarbonatos.

2.2.3.

Otros materiales

El poliestireno (PS) tiene un ´ındice de refracci´on superior al PMMA, se encuentra alrededor de 1.59, su atenuaci´on no es mejor en comparaci´on con las fibras elaboradas de polimetil metacrilato, como consecuencia actualmente no hay producci´on en masa de este tipo de pol´ımero.

El policarbonato (PC) tiene un ´ındice de refracci´on de 1.58, es implementado en algunas aplicaciones especiales gracias a su alta temperatura de transici´on v´ıtrea (150 ◦C), pero su alta atenuaci´on no es apta para aplicaciones en telecomunicaciones [12].

La figura 2-3 presenta una descripci´on general de los materiales frente a los tipos de fibra ´

optica generalmente usados.

Figura 2-3: Descripci´on general de materiales para POF disponibles [12].

2.3.

Atenuaci´

on en fibras POF

La atenuaci´on de las fibras ´opticas de pl´astico es alta. Se ha demostrado que los principales factores que causan la alta atenuaci´on intr´ınseca no eran sino m´as bien extr´ınsecas, como contaminantes que se mezclan en el pol´ımero durante la fabricaci´on de la fibra [21].

Las fibras de polimetil metacrilato PMMA presentan una atenuaci´on de 125 dB/km para una distancia que no supere los 100 m a 650 nm, y con 530 y 570 nm las p´erdidas son menores a 90 dB/km [5].

El est´andar IEC 60793240 A4a.2 define las atenuaciones para el material PMMA tipo SI -POF, como se indica en la tabla 2-1.

Tabla 2-1: Atenuaci´on de PMMA SI -POF acorde a la IEC 60793-2-40 A4a.2 [12].

Longitud de onda [nm] Atenuaci´on dB/km

500 <110

650 <180

El comportamiento en las fibras de pol´ımero perfluorado comprende longitudes de onda entre 650 nm a 1300 nm, su atenuaci´on es menor a 50 dB/km, alcanzando en la actualidad p´erdidas hasta de 25 dB/km [6], con lo que se permite una mayor extensi´on en el enlace y sus bandas de operaci´on abarcan un mayor espectro.

Figura 2-4: Curva de p´erdidas para fibras de material polimetil metacrilato PMMA y de pol´ımero perfluorado [2].

2.4.

Tipos de fibra POF

2.4.1.

SI - POF (Step Index Fiber)

La fibra ´optica tipo SI - POF es definida por la categor´ıa A4a, A4b, A4c y A4d del est´andar anteriormente mencionado. Tiene un perfil de ´ındice de refracci´on tipo escalera, en la figura

2-5 se presenta su estructura. Las fibras tipo SI - POF poseen ventajas en cuanto a fabri-caci´on masiva debido a su f´acil moldeamiento y fabricaci´on, y tienen un alto potencial para lograr una completa red ´optica de alta velocidad [9].

Las especificaciones y propiedades ´opticas, as´ı como las mec´anicas, establecen el rango de temperatura entre -40 ◦C y 80◦C [1]. El di´ametro del revestimiento se encuentra entre 500

µm - 1000 µm y es una fibra con un n´ucleo homog´eneo.

La especificaci´on A4a establece una atenuaci´on de 180 dB/km a 650 nm y el ancho de banda comprende entre 3 MHz-km y 4 MHz-km, con lo que representan un ancho de banda menor entre las fibras multimodo, aunque se ha alcanzado 40 MHz-100 m.

Adem´as de ello, se caracteriza por presentar una alta apertura num´erica que se encuentra cercana a 0.5, lo que traduce a que tienden a tener distancias de trabajo cortas, una captaci´on de mayor luz en la fibra, reducci´on del ancho de banda de la fibra, se facilita el acoplamiento entre fuente y fibra, y por ´ultimo permite una dispersi´on modal mayor permitiendo mayor n´umero de modos en los que la luz puede viajar y una mayor diferencia en el tiempo de re-tardo entre los distintos caminos de luz. Este ´ultimo inconveniente es tambi´en consecuencia del aumento en el di´ametro del n´ucleo, y aunque la disminuci´on de la dispersi´on modal no ha sido superada, seg´un estudios recientes la soluci´on podr´ıa ser abordada mejorando los m´etodos de transmisi´on [9].

Las fibras PMMA SI - POF son altamente multi-modales, en el orden de 1 mill´on de modos [12], siendo este el factor que m´as limita a la fibra ´optica de pl´astico, lo cual resulta en que la dispersi´on crom´atica sea despreciable para este tipo de fibra.

Figura 2-5: Estructura de una fibra tipo SI [13].

Cuando se hizo necesario sustituir los cables de cobre con fibra ´optica de pol´ımero para realizar la transmisi´on de modo de transferencia de 155 Mbit/s a una distancia de 50 m [13], se hizo necesario reducir la apertura num´erica presentada por este tipo de fibra, para aumentar el ancho de banda que se requer´ıa. Hacia 1995, Mitsubishi desarrolla una fibra de pol´ımero con una apertura num´erica cercana a 0.30 y la diferencia de ´ındice de refracci´on aproximadamente del 2 %. Esto se logra debido a que el material de revestimiento tiene una composici´on modificada.

2.4.2.

GI - POF (Gradient Index Fiber)

Del est´andar IEC 60793-2-40 y IEC 60794-2-40, las categor´ıas A4e, A4f, A4g y A4h, espe-cifican un ancho de banda entre 20 MHz-km y 38 MHz-km, con apertura num´erica entre 0.19 y 0.25, longitud de onda de la fuente de 650 nm y 850 nm, di´ametro del revestimiento entre 245 µm - 750 µm, temperatura de operaci´on -10 ◦C a 60 ◦C [6], cuyo enfoque es la transmisi´on para media distancia.

Figura 2-6: Estructura de una fibra tipo GI [13].

Las fibras de pol´ımero perfluorado tipo GI - POF pueden lograr la transmisi´on de datos a alta velocidad comparable a la de fibras ´opticas de s´ılice, la atenuaci´on es de 10 dB/km en 0.8 µm - 1.3 µm [3], dependiendo el material de la fibra de pol´ımero.

Hoy en d´ıa este tipo de fibra de pl´astico hace posible aumentar velocidades hasta de 1 Gbit/s, lo cual es ideal para aplicaciones tales como Gigabit Ethernet e interfaces de v´ıdeo digital [6]. La tabla 2-2presenta el aumento de la tasa de transmisi´on alcanzado al paso de los a˜nos para la fibra perfluorada tipo GI.

Tabla 2-2: Records de transmisi´on para fibra perfluorada tipo GI - POF [6, 9].

A˜no Tasa de Distancia [m] Longitud Organizaci´on

bits [Gbit/s] de onda [nm]

2004 4 300 850 Keiko Univ., Asahi Glass.

2008 40 100 1550 Univ. Southern California

2.4.3.

MC - POF (Multicore Fiber)

Este tipo de fibra es elaborada de cuantiosos peque˜nos n´ucleos (19 a 200), de tal manera que juntos pueden llenar una secci´on transversal redonda de 1 mm de di´ametro, esta partici´on del n´ucleo en diminutas ´areas permite que la luz se oriente a radios de curvatura muy peque˜nos, que aporta y ayuda a facilitar la instalaci´on de la fibra.

Las fibras individuales son perfectamente redondas y cada una tiene su propio revestimiento ´

optico. En la figura 2-7, el n´umero N indica cu´antas fibras yacen uno al lado del otro en un di´ametro, mientras n indica el n´umero total de fibras.

Figura 2-7: Esquem´atico de arreglos de n´ucleos de una fibra tipo MC [13].

En cuanto a la apertura num´erica y el ancho de banda, es similar al comportamiento presen-tado por el tipo de fibra SI - POF, debido a que se puede interpretar como m´ultiples fibras tipo SI contenidas en un solo hilo conductor (en la figura 2-8, se presenta su estructura). Se puede decir, que una menor proporci´on de la zona n´ucleo conducir´ıa a un aumento en las p´erdidas registradas al conectar transmisores y fibras entre s´ı [13].

En el mercado est´a la disponibilidad de n´ucleos m´ultiples de PMMA que son introducidos en una sola fibra, el cual es fabricado por empresa Asahi Chemical; la apertura num´erica de esta fibra es de 0.27 a 1 nm de di´ametro externo. Los rangos de temperatura de funcionamiento est´an desde -40◦C hasta 85 ◦C [1].

Figura 2-8: Estructura de una fibra tipo MC con indice en escalera [13].

2.4.4.

Otros tipos de fibra

Para brindar mayor capacidad y aumentar el ancho de banda aparecen otros tipo de fibra, la cual modifica el perfil de ´ındice, una de ellas es la fibra tipo (DSI, Dual Step Index)

la cual es perfil de doble paso (en la figura 2-9, se presenta su estructura), este tipo de fibra tiene doble revestimiento alrededor del n´ucleo, y cada revestimiento con una disminuci´on del ´ındice de refracci´on, el revestimiento interior tiene una atenuaci´on significativamente mayor

que el n´ucleo. La apertura num´erica para este tipo de fibra es cercana a 0.30 [13]. Las aplicaciones respectivas se encuentran en las redes LAN y redes dom´esticas.

Figura 2-9: Estructura de una fibra tipo DSI [13].

Para este tipo de fibra, los rayos de luz no se propagan a lo largo de trayectorias curvas como sucede continuamente en el tipo GI, pero s´ı se propagan en m´ultiples rutas difractada, que al aumentar los n´umeros de pasos se acercar´ıa al tipo GI, alcanzando mayores anchos de banda, como se puede apreciar en la figura 2-11.

Figura 2-10: Estructura de una fibra tipo MSI con perfil tipo SI [13].

Figura 2-11: Propagaci´on de la luz de una fibra tipo MSI [13].

Se encuentran m´ultiples tipos de fibra en cuanto a perfiles, pero son combinaciones de los anteriores tipos de fibra ´optica presentados en este apartado. En tabla 2-3, se presentan algunas de las especificaciones m´as importantes de los tres principales tipos de fibra ´optica de pl´astico.

Tabla 2-3: Especificaciones principales de tipos de fibras POF [1, 7].

Especificaciones / Tipo de fibra SI POF GI POF MC POF

Di´ametro (n´ucleo) [µm] 15 - 35 62 - 500 17.2 - 500

Variaci´on del di´ametro [ %] ±5 ±5 ±5

2.5.

Fuentes y emisores ´

opticos

Entre las diferentes fuentes emisoras de luz para transmisi´on de datos v´ıa fibra ´optica de pl´astico, se incluyen los diodos emisores de luz LED, diodos emisores por cavidades resonan-tes RCLED, diodos l´aser y diodos l´aser por emisi´on de superficie por cavidades verticales VCSEL [2].

Los LEDs han sido las fuentes principales para las POF en enlaces, debido a su bajo costo, sin embargo, los diodos de cavidad resonante y los VCSELs proporcionan una combinaci´on m´as amplia de fuentes de altas velocidades para los dise˜nadores de sistemas ´opticos [6]. Los diodos emisores de luz y los diodos emisores de luz por superficie, son utilizados en tipo de fibras de material PMMA y perfluoradas, se pueden modular a velocidades que superan los 250 Mbit/s y los diodos l´aser pueden superar velocidades de 4 Gbit/s.

Los diodos l´aser por cavidades resonantes verticales VCSELs, est´an ganando inter´es por su alto rendimiento, bajo consumo de energ´ıa, bajo costo, modulaci´on de alta frecuencia, gran estabilidad de temperatura [48]. En el VCSEL el haz vertical que emite, permite que los arreglos de l´aser puedan ser empaquetados densamente en la superficie de una oblea, con lo que se obtiene que grandes conjuntos de l´aseres se puedan manufacturar a un bajo costo. Aunque a´un se encuentra en etapa de desarrollo pueden lograr resultados interesantes en t´erminos de tasa de bits como modulaciones a 600 Mbit/s y 1.2 Gbit/s, por lo que el tiempo de respuesta es mucho m´as r´apida que los cristales l´ıquidos, lo que hace que sean de mayor susceptibilidad de ser utilizados en aplicaciones de alta velocidad [47]. Sin embargo, las uni-dades comerciales de bajo costo suelen tener su pico de longitud de onda a 665 nm, aunque permanece en la zona del espectro rojo, experimenta un poco de atenuaci´on con respecto a las fuentes de trabajo ´optica de longitud de onda de 650 nm [12]. La anchura espectral de VCSEL es estrecha, y la potencia de salida generalmente est´a en el rango de -5 dBm a -2 dBm.

auto-calentamiento ocasionado por la gran resistencia que presenta [48].

Los diodos de cavidad resonante RCLED funcionan a 650 nm, con una anchura espectral en el orden de 20 nm; en promedio, el ancho de banda normal de un RCLED es del orden de 250 MHz, mientras que la potencia de salida de 0 dBm [12].

Generalmente las fibras perfluoradas y las PMMA trabajan con fuentes emisoras de luz de 650 nm, esta caracter´ıstica se encuentra disponible en los emisores ´opticos expuestos en el presente apartado, adem´as el LED permite longitudes de onda de 520 nm y 570 m.

En la figura 2-12 se presenta una tabla de los principales emisores ´opticos para las fibras ´

opticas de pl´astico con sus principales caracter´ısticas.

2.6.

Modulaci´

on ´

Optica

Los diferentes m´etodos de modulaci´on ´optica son basados en la alteraci´on de ciertos par´ ame-tros de una se˜nal ´optica denominada se˜nal portadora, de modo proporcional a una segunda se˜nal el´ectrica denominada se˜nal moduladora. Los efectos de la se˜nal moduladora respecto a la se˜nal modulada son evaluados de manera cuantitativa; al presentarse mayor variaci´on del par´ametro, el ´ındice de refracci´on es superior. La manera en que var´ıa el ´ındice de refracci´on se traduce en un cambio de amplitud, frecuencia, fase o polarizaci´on de la se˜nal ´optica, esto depende de la configuraci´on del dispositivo, principalmente de las corrientes de polarizaci´on que controla el elemento modulador [53].

En las se˜nales ´opticas que son generadas por un l´aser, se pueden modular de forma directa e indirecta, para las fibras ´opticas de pl´astico generalmente se modula de forma directa.

2.6.1.

Modulaci´

on directa

La se˜nal moduladora que puede ser anal´ogica o digital modula directamente la frecuencia de onda continua generada por el l´aser, esta t´ecnica de modulaci´on cuando es modulada con una se˜nal anal´ogica el ´ındice de modulaci´on es peque˜no con el fin de reducir la distorsi´on lineal. El par´ametro de rendimiento es el ancho de banda de modulaci´on de peque˜na se˜nal, el cual consiste en la frecuencia de modulaci´on en el que la respuesta se reduce en 3 dB, esta frecuencia es proporcional a la frecuencia de las oscilaciones de relajaci´on en el l´aser.

2.6.2.

Modulaci´

on Externa o Indirecta

En la modulaci´on externa se requiere de componentes adicionales, que evitan el efecto chirp presentado en la modulaci´on directa. Esta t´ecnica de modulaci´on generalmente es de elecci´on para los sistemas que requieren largas distancias, que no es el caso pertinente para las fibras ´

opticas de pl´astico, por las caracter´ısticas mencionadas en el presente cap´ıtulo.

En la modulaci´on externa, la salida del l´aser es constante, y se modula por medio de la utilizaci´on de un atenuador controlable, que se conoce como desplazador de fase, entre el l´aser y el enlace de fibra.

La modulaci´on externa ofrece ventajas sobre la modulaci´on directa del diodo l´aser en sistemas de fibra ´optica, principalmente en t´erminos de ancho de banda y rangos de linealidad [53].

Figura 2-13: Esquema de modulaci´on directa e indirecta [46].

2.7.

Conectores

p´erdidas est´an relacionadas por la alineaci´on inexacta de las fibras entre s´ı, el acoplamiento y los par´ametros de la fibra.

En el tema de conectores la fibra ´optica de pl´astico posee una de las ventajas m´as fuertes, debido al tama˜no del n´ucleo de esta fibra, que se encuentra entre (0.1 mm a 1 mm), como se menciona en apartados anteriores requiere de menor precisi´on de alineamiento en la fibra, que hace posible el bajo costo del conector y con ello un sencillo y f´acil ensamble [2].

Entre los conectores de mayor popularidad, se encuentran: Versalink, FSMA, TOSLINK FCO5 (simplex) y FCO7 (d´uplex), SMI, MOST y uno denominado “do it yourself” tipo SC desarrollado por la empresa Nexans.

Estos conectores usan un instrumento de corte o de placa caliente que producen un termi-nado de alta calidad [13]. Adem´as se debe tener en cuenta, que no se encuentra disponible el empalme por fusi´on para las POF.

2.7.1.

Conector FC05 - Toslink

Es un est´andar de conexi´on desarrollado por Toshiba en 1983; para el FC05 se le da el nombre de Toslink tipo simplex, la referencia FC07 es para tipo d´uplex.

Es uno de los conectores m´as conocidos para las fibras de pol´ımero de 1 mm [13], su aplicaci´on principal es la conexi´on de equipos de audio digital.

Este est´andar admite frecuencias de muestreo hasta de 48 kHz y 20 bits de cuantizaci´on en PCM, Dolby Digital y DTS, y para los nuevos sistemas de audio multicanal (Dolby True HD, DTS HD y DSD) ya no presenta este tipo de limitaciones [15]. Se adopta para el tipo de est´andar S/PDIF y ADAT, que ampl´ıan el envi´o de canales de audio por un solo medio de transmisi´on, el ancho de banda soportado es de 125 Mbit/s.

El funcionamiento del sistema de conector FC05 - Toslink se basa en un fotoacoplador, que une el emisor del receptor a trav´es de fibra ´optica, que genera se˜nales ´opticas y un fototransistor que las recibe y las vuelve a transformar en una se˜nal el´ectrica. Se presenta versiones para placa caliente y para corte y pulido.

Figura 2-14: Conector Toslink FC05 [15].

2.7.2.

Conector Versalink

Est´a dise˜nado para velocidades de datos de hasta 155 Mbit/s, tambi´en es conocido como V-pin, fue desarrollado durante un tiempo por Hewlett-Packard ahora Agilent Avago [13]. Se encuentra disponible en presentaci´on simplex y d´uplex.

Sus aplicaciones se enfoca en enlaces de datos para la automatizaci´on industrial y el control de plantas, sistemas de conmutaci´on de telecomunicaciones, perif´ericos de ordenador a enlaces de datos, v´ıdeo digital, instrumentos m´edicos y aislamiento de alta tensi´on, entre otras aplicaciones.

Figura 2-15: Conector Versalink o V-pin [17].

2.7.3.

Conector FSMA (Conector Sub Miniatura A)

Este tipo de conector es tipo tornillo, tiene una tuerca de acoplamiento; puede ser de metal, pl´astico o una combinaci´on de ambos. Presenta bajas p´erdidas por inserci´on y reflexi´on. La fibra puede ser fijada en su posici´on mediante un adhesivo, o mediante un dispositivo de sujeci´on desmontable.

militar, es uno de los m´as antiguos. Presenta altas p´erdidas, aproximadamente de 0.9 dB. En el mercado hay dos tipos de conectores SMA, el SMA 905 y el 906, la diferencia entre los dos conectores radica en la forma y tipo f´erula del conector.

Figura 2-16: Conector FSMA [27].

2.7.4.

Conector SMI (Small Multimedia Interface Connector)

Desarrollado por las empresas MOLEX y SONY, se encuentra estandarizado por la IEC 61754-21. Este tipo de conector es desarrollado para aplicaciones de electr´onica de consumo, se presenta para d´uplex y puede operar a 250 Mbit/s hasta 50 metros y a 500 Mbit/s [2]. El dise˜no push-pull es peque˜no y de bajo costo, lo que se convierte en la soluci´on perfecta para empresas y redes dom´esticas, electr´onica de consumo y automatizaci´on.

Actualmente solo se encuentra disponible para fibra ´optica de pl´astico tipo SI - POF de 1 mm [17].

Figura 2-17: Conector SMI [17].

2.7.5.

Conector “Do it yourself” tipo SC para PF GI-POF

asegura al adaptador de manera asequible.

El cuerpo del conector sujeta la f´erula, ofreciendo una mejor alineaci´on y previniendo mo-vimientos; compatible con la fibra ´optica de pl´astico tipo GI - POF. La empresa Nexans le apuesta a un bajo costo, a una reducci´on en el tiempo de montaje (aproximadamente 2 minutos) y que el usuario lo pueda instalar sin necesidad de una ayuda t´ecnica o sin una formaci´on espec´ıfica, es un “h´agalo usted mismo”.

Este desarrollo se basa en un nuevo sistema de fijaci´on de la fibra con el conector y el corte de la fibra sin necesidad de pulir, contrario como sucede al instalar fibra ´optica de vidrio [2]. El conector NEXANS no necesita ning´un tipo de herramientas y es un sistema totalmente integrado.

2.7.6.

Conector MOST (Media Oriented Systems Transport)

Es un conector que opera a temperaturas entre -55 ◦C a +85 ◦C, enfocado a fibras de ma-terial PMMA, las p´erdidas por inserci´on est´an cercanas a 3.0 dB, la atenuaci´on t´ıpica del conector es 0.2 dB/m a una longitud de onda de 650 nm y soporta n´ucleos de di´ametro de 1.0 mm, 0.25 mm, 0.5 mm y 0.75 mm.

Adem´as de ser un conector, es toda una tecnolog´ıa multimedia de alta velocidad optimi-zada por la industria automotriz, para multimedia, informaci´on y entretenimiento. Puede utilizarse para aplicaciones dentro o fuera del veh´ıculo.

Figura 2-18: Conector MOST [28].

Esta tecnolog´ıa se implementa en una topolog´ıa en anillo (figura 2-19) y comunicaci´on sincr´onica de datos para transportar audio, v´ıdeo, se˜nales de voz y datos a trav´es de la fibra ´

Figura 2-19: Configuraci´on de tecnolog´ıas y topolog´ıa para MOST [18].

2.8.

Aplicaciones

2.8.1.

Hogares

En la actualidad se encuentran los sistemas “Triple Play”, el cual es combinaci´on de VoIP, IPTV e Internet. Se est´a introduciendo en el mercado con fuerza, por lo tanto las conexiones de alta velocidad son primordiales [1], presentan beneficios al consumidor sobre facturaci´on unificada, costos totales de ahorro, y nuevos servicios de v´ıdeo. Generalmente, para las comunicaciones internas las tasas de transmisi´on de datos en uso se encuentran entre 10 Mbit/s y 100 Mbit/s.

Figura 2-20: Escenario de comunicaci´on interna con POF y sistema Ethernet [1].

En Jap´on, la Universidad de Keio desarrolla el concepto de “Fiber to display” (figura 2-21), el cual la GI - POF est´a directamente conectada a una gran pantalla de alta calidad, con velocidades de transmisi´on de Giga bits, por tanto, la comunicaci´on en tiempo real de im´agenes en movimiento de alta calidad estar´an disponibles en el hogar [3], ser´a de gran ayuda para aplicaciones en tele-medicina, video por demanda en alta definici´on o 3D.

2.8.2.

Sensores ´

Opticos

Gracias al comportamiento de las fibras ´opticas de pl´astico como fibras multimodo y sus ven-tajas como la utilizaci´on de fuentes ´opticas m´as econ´omicas, el poseer una apertura num´erica mayor que las fibras monomodo y el n´ucleo de las POF es mucho mayor que el de una fibra monomodo est´andar, este tipo de fibras son utilizadas para sensores ´opticos basados en redes de difracci´on de Bragg.

Para este tipo de sensores ´opticos se debe tener en cuenta la propagaci´on de los distintos modos en la fibra ´optica as´ı como su interacci´on, la t´ecnica de inyecci´on de luz, el tipo de fuente ´optica adecuada para la fibra, el perfil de ´ındice de refracci´on, entre otras considera-ciones.

Por otra parte las (FBG, Fiber Bragg Grating) son dispositivos creados en el interior de las fibras ´opticas y sus caracter´ısticas como sensores dependen en gran parte de las caracter´ısti-cas de las fibras sobre las que se crean, por su composici´on las POF poseen caracter´ısticas mec´anicas totalmente diferentes a las de silicio, lo que puede se puede aprovechar para crear sensores ´opticos con caracter´ısticas distintas a las habituales [49], y adem´as permite medidas de deformaci´on con rangos mucho mayores frente a las de s´ılice (mayor flexibilidad).

2.8.3.

Industria Automotriz

Apartir del a˜no 2000, las POF desplazan el cobre en el ´ambito de aplicaciones multimedia. Una gran acogida para este medio de transmisi´on, se encuentra en la industria automotriz, los beneficios para estos fabricantes se centran en el alto ancho de banda, una mayor segu-ridad en la transmisi´on, el bajo peso, la inmunidad a la interferencia electromagn´etica y la facilidad de la entrega e instalaci´on, paralelamente la principal desventaja es la ruptura de toda una serie de dispositivos cuando un transceptor es defectuoso.

Ford, Hyundai, Jaguar y Land Rover [1, 22].

MOST incluye gran parte de las capas que compone el modelo OSI, en la capa f´ısica se encuentra el pol´ımero como medio de transmisi´on; el diodo emisor de luz es usado para la transmisi´on en una longitud de onda 650 nm y un diodo PIN es usado como receptor. Puede componerse de hasta 64 dispositivos u nodos en una topolog´ıa en anillo, aunque esta topolog´ıa puede ser combinada con una topolog´ıa tipo estrella o anillo doble. La especifica-ci´on m´as reciente recomienda una frecuencia de muestreo de 48 kHz, aunque normalmente se trabaja a 44.1 kHz.

El MOST25 proporciona una velocidad de datos de 22.6 Mbits/s con una frecuencia de mues-treo de 44.1 kHz. Lo que permite hasta 15 canales de audio est´ereo sin comprimir en calidad de CD (16 bits por canal) / 15 canales MPEG1 para transmisi´on de audio y v´ıdeo o hasta 60 conexiones de 1 byte para establecerse simult´aneamente. La tasa de datos m´axima es de 24.58 Mbit/s a una frecuencia de muestreo de 48 kHz [1, 6, 22], se prevee que la pr´oxima generaci´on podr´ıa transmitir a 150 Mbits/s.

El D2B, el Flexray y el ByteFlight son otras tecnolog´ıas en la industria automotriz tipo bus que han incorporado la fibra ´optica de pl´astico como medio de transmisi´on.

El sistema D2B fue desarrollado por DaimlerChrysler en 1998. El objetivo principal fue la transmisi´on de se˜nales de audio entre los distintos componentes de entretenimiento. El D2B en veh´ıculos conecta los CD-changers, el tel´efono de autom´ovil, los sistemas de asientos con pantallas, el reproductor de DVD, el micr´ofono, reconocimiento de voz, el sistema de sonido, y el sistema de navegaci´on.

La velocidad de datos asciende a 5.6 Mbit/s y los datos se transmiten por medio de un LED de 650 nm y 1 mm, la fibra es tipo SI y la longitud m´axima es de 8 m. Se utiliza en Jaguar X-type, S-type y XJ series [13].

en cooperaci´on con Siemens, Motorola y Elmos [13]. Actualmente BMW cuenta con m´as de 7 millones de transceptores ByteFlight instalados en veh´ıculos.

El Flexray utiliza una topolog´ıa en estrella, y consiste en una versi´on del Byteflight con un sistema de comunicaci´on de alta velocidad, es utilizado para la direcci´on asistida el´ ectrica-mente y sistemas de frenado el´ectrico, este puede reemplazar el enlace mec´anico entre los frenos y el pedal con una fibra ´optica de pl´astico [2]. Con presi´on en el pedal, la fuerza que resulta se convierte en una se˜nal luminosa que se transmite a un actuador, el cual convierte la se˜nal aplicando la potencia de freno exacta sobre las ruedas. La tasa de bits puede superar al menos 100 Mbit/s.

Figura 2-22: Tasas de transmisi´on de tecnolog´ıas de comunicaci´on usadas en autom´oviles [1].

2.8.4.

Aeroespacial

Debido a su peque˜no tama˜no, bajo peso, resistencia a golpes, vibraciones y alta capacidad de ancho de banda en distancias cortas, las POF est´an ahora consideradas para las aplicaciones en air-craft, tanques, barcos, helic´opteros, misiles y naves espaciales.

entornos HAN

Las aplicaciones de comunicaci´on multimedia tienen el potencial de mejorar el nivel de la interacci´on humano - ordenador, proporcionando audio y v´ıdeo, junto con los medios de comunicaci´on tradicionales, tales como textos, gr´aficos e im´agenes.

En los ´ultimos a˜nos toma mayor fuerza estos tipos de servicios en los entornos HAN, debido al auge de mayores servicios y dispositivos de electr´onica de consumo al alcance de gran parte de la poblaci´on, que involucran otras maneras de interacci´on e implica la posibilidad de sintonizar y personalizar el contenido seg´un las necesidades y deseos de los usuarios, para ofrecer de forma m´as individual y privada de experiencias, estos servicios requieren de mayor infraestructura y capacidad para el transporte de datos.

Entre las aplicaciones que hoy en d´ıa encontramos se incluyen videoconferencias, colaboraci´on multimedia, correo, bibliotecas digitales, v´ıdeo 3D, servicios triple play y video bajo demanda VOD, entre otros.

El audio y el video requieren de grandes capacidades de almacenamiento y transporte en comparaci´on con texto, gr´aficos e im´agenes. Normalmente, los requisitos de velocidad para texto pueden estar en el orden de 28.8 kbit/s, hablar y escuchar audio 64 kbit/s, y ver video m´as de 1.2 Mbit/s [23].

Tabla 3-1: Ancho de banda de servicios multimedia en entornos HAN.

Aplicaci´on Caracter´ıstica Ancho de banda

Video llamada [26] HQ 500 kbit/s

Video llamada [26] HD 1.5 Mbit/s

Video llamada [26] Pantalla compartida 300 kbit/s

Video llamada [26] Grupo de 3 personas 2 Mbit/s

Video llamada [26] Grupo de 5 personas 4 Mbit/s

Video llamada [26] Grupo de 7 personas 8 Mbit/s

VoIP [35, 36] 1 llamada simult´anea 100 kbit/s

VoIP [35] 3 llamadas simult´aneas 300 kbit/s

VoIP [35, 36] 5 llamadas simult´aneas 500 kbit/s

VoIP [35, 36] 10 llamadas simult´aneas 1 Mbit/s

VoIP [35] 20 llamadas simult´aneas 2 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] SD 3 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] HD 5 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] Super HD 7 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] 3D 12 Mbit/s

VOD Streaming [29, 31] 4K UHD 25 Mbit/s

VOD Streaming [31] 8K UHD 85 Mbit/s

Internet Radio [41] Codificaci´on ACC 128 kbit/s

Audio [38] Codificaci´on MPEG 256 kbit/s

Audio [38] Codificaci´on Dolby AC-3 640 kbit/s

Audio [42] Dolby digital 5.1 448 kbit/s

Audio [42] DTS 5.1 1.5 Mbit/s

Audio [42] THX 7.1 1.5 Mbit/s

IPTV [37] Compresi´on MPEG2 SD 3.5 Mbit/s

IPTV [37] Compresi´on MPEG4 SD 2.0 Mbit/s

IPTV [37, 40] Compresi´on MPEG2 HD 20 Mbit/s

IPTV [37, 40] Compresi´on MPEG4 HD 8.0 Mbit/s

HDTV [30] Grabaci´on 5 Mbit/s

HDTV [40] 3D Compresi´on MPEG4 187 Mbit/s

Music Streaming [32, 33] Normal Codificaci´on Ogg 96 kbit/s Music Streaming [32, 33] HQ Codificaci´on Ogg 160 kbit/s

Music Streaming [32, 33] Extreme Quality Ogg 320 kbit/s

Music Streaming [33, 34] Codificaci´on ACC 256 kbit/s

Game Streaming [30] Multi-jugador Est´andar 6 Mbit/s

Game Streaming [30] Multi-jugador 1080p 11 Mbit/s

File sharing [30] Peer to peer 7 Mbit/s

Email — 25 Mbit/s

Realidad Virtual [39] — 110 Mbit/s

Video vigilancia [44] 320x240 pixels CIF 500 kbit/s

Video vigilancia [44] 640x480 pixels VGA 1.5 Mbit/s

Video vigilancia [44] 1280x720 pixels HD 3.5 Mbit/s

Video vigilancia [44] 1920x1080 pixels Full HD 6 Mbit/s Video vigilancia [44] 3840x2160 pixels Ultra HD 10 Mbit/s

Telemedicina RT [45] Audio conferencia 64 kbit/s

Telemedicina RT [45] Consulta remota, telediagn´ostico 32 kbit/s Telemedicina RT [45] Monitorizaci´on de pacientes 64 kbit/s

Telemedicina RT [45] Electrocardiograf´ıa 24 kbit/s

Telemedicina RT [45] Electroecograf´ıa 384 kbit/s

Telemedicina RT [45] Acceso a base de datos m´edicas 128 kbit/s Telemedicina RT [45] Transmisi´on de im´agenes m´edicas 256 kbit/s

Telemedicina RT [45] Video conferencia 512 kbit/s

Las tablas 3-2, 3-3 y 3-4, corresponden a la clasificaci´on por categor´ıas de servicios multi-media de la tabla 3-1, cada una de ellas es organizada de menor a mayor ancho de banda, esto con el objetivo de identificar cuales son los servicios que requieren mayor ancho de banda por categor´ıa.

Como se aprecia en la tabla 3-2, las aplicaciones que mayor requieren ancho de banda en la categor´ıa de audio, tienen como caracter´ıstica particular y similar el n´umero de canales, por tanto son aplicaciones que intentan simular un ambiente real y acompa˜nan a un servicio que requieren una mayor interactividad, como lo son el audio tipo DTS 5.1 y THX 7.1, los cuales son usados para pel´ıculas; y en el caso de voz por IP que tiene como caracter´ıstica 20 llamadas simult´aneas, se hace importante la interactividad entre los participantes de la conversaci´on, con ello el alto ancho de banda que este tipo de servicio requiere. Cabe mencionar que esta categor´ıa implica y es relevante el tipo de compresi´on utilizada, de ello va a depender la calidad y el enfoque, hacia donde va dirigida la aplicaci´on o servicio que se presta.

Tabla 3-2: Ancho de banda en entornos HAN - Categor´ıa de AUDIO.

Categor´ıa: AUDIO

Aplicaci´on Caracter´ıstica Ancho de banda

Telemedicina RT [45] Consulta remota, telediagn´ostico 32 kbit/s Telemedicina RT [45] Audio conferencia 64 kbit/s Music Streaming [32, 33] Normal Codificaci´on Ogg 96 kbit/s VoIP [35, 36] 1 llamada simult´anea 100 kbit/s Internet Radio [41] Codificaci´on ACC 128 kbit/s Music Streaming [32, 33] HQ Codificaci´on Ogg 160 kbit/s Audio [38] Codificaci´on MPEG 256 kbit/s Music Streaming [33, 34] Codificaci´on ACC 256 kbit/s VoIP [35] 3 llamadas simult´aneas 300 kbit/s Music Streaming [32, 33] Extreme Quality Ogg 320 kbit/s Audio [42] Dolby digital 5.1 448 kbit/s VoIP [35, 36] 5 llamadas simult´aneas 500 kbit/s Audio [38] Codificaci´on Dolby AC-3 640 kbit/s VoIP [35, 36] 10 llamadas simult´aneas 1 Mbit/s

Audio [42] DTS 5.1 1.5 Mbit/s

Audio [42] THX 7.1 1.5 Mbit/s

La categor´ıa de datos presentada en la tabla 3-3, el ancho de banda de gran parte de las aplicaciones es baja, de unos cientos de kbits/s. Generalmente para esta categor´ıa, depender´a de lo que se desea transmitir (el tama˜no del mensaje) por consiguiente el ancho de banda variar´a de acuerdo a ello.

Tabla 3-3: Ancho de banda en entornos HAN - Categor´ıa de DATOS.

Categor´ıa: DATOS

Aplicaci´on Caracter´ıstica Ancho de banda

Telemedicina RT [45] Electrocardiograf´ıa 24 kbit/s Telemedicina RT [45] Monitorizaci´on de pacientes 64 kbit/s Telemedicina RT [45] Acceso a base de datos m´edicas 128 kbit/s Telemedicina RT [45] Transmisi´on de im´agenes m´edicas 256 kbit/s Telemedicina SF [45] Se˜nales biom´edicas preadquiridas 256 kbit/s Telemedicina RT [45] Electroecograf´ıa 384 kbit/s Telemedicina SF [45] Im´agenes fijas preadquiridas 512 kbit/s

File sharing [30] Peer to peer 7 Mbit/s

Email — 25 Mbit/s

La categor´ıa de video es la principal en cuanto a medios multimedia se trata, debido a que involucra varios medios de manera simult´anea. Es una categor´ıa que requiere para su transmisi´on un gran ancho de banda, acompa˜nado de manera paralela con la interactividad. Como se observa en la tabla 3-4, aplicaciones como game streaming, realidad virtual, VOD en 4K y 8K e IPTV, son aplicaciones de alto grado de interactividad con el usuario y anchos de banda de centenares y cientos de Mbits/s.

Tabla 3-4: Ancho de banda en entornos HAN - Categor´ıa de VIDEO

Categor´ıa: VIDEO

Aplicaci´on Caracter´ıstica Ancho de banda

Video llamada [26] Pantalla compartida 300 kbit/s

Video llamada [26] HQ 500 kbit/s

Video vigilancia [44] 320x240 pixels CIF 500 kbit/s Telemedicina RT [45] V´ıdeo conferencia 512 kbit/s

Video llamada [26] HD 1.5 Mbit/s

Video vigilancia [44] 640x480 pixels VGA 1.5 Mbit/s Video llamada [26] Grupo de 3 personas 2 Mbit/s

IPTV [37] Compresi´on MPEG4 SD 2 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] SD 3 Mbit/s

IPTV [37] Compresi´on MPEG2 SD 3.5 Mbit/s Video vigilancia [44] 1280x720 pixels HD 3.5 Mbit/s Video llamada [26] Grupo de 5 personas 4 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] HD 5 Mbit/s

HDTV [30] Grabaci´on 5 Mbit/s

Video vigilancia [44] 1920x1080 pixels Full HD 6 Mbit/s Game Streaming [30] Multi-jugador Est´andar 6 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] Super HD 7 Mbit/s

Video llamada [26] Grupo de 7 personas 8 Mbit/s IPTV [37, 40] Compresi´on MPEG4 HD 8 Mbit/s V´ıdeo vigilancia [44] 3840x2160 pixels Ultra HD 10 Mbit/s Game Streaming [30] Multi-jugador 1080p 11 Mbit/s

VOD Streaming [25, 29] 3D 12 Mbit/s

IPTV [37, 40] Compresi´on MPEG2 HD 20 Mbit/s

VOD Streaming [29, 31] 4K UHD 25 Mbit/s

VOD Streaming [31] 8K UHD 85 Mbit/s

Realidad Virtual [39] — 110 Mbit/s

HDTV [40] 3D Compresi´on MPEG4 187 Mbit/s

3.1.

Estudio multimedia tipo QoS

la p´erdida de paquetes. El estudio del presente cap´ıtulo se concentra en el ancho de banda y la latencia, debido a las principales prestaciones de la fibra ´optica de pl´astico.

La tabla 3-5 presenta una clasificaci´on de los principales servicios multimedia en entornos HAN de acuerdo a su ancho de banda y retardo.

Tabla 3-5: Clasificaci´on de servicios multimedia, referente a la tolerancia de ancho de banda y latencia.

File sharing Peer to peer • •

Email — • •

Realidad Virtual — • •

V´ıdeo vigilancia — • •

Telemedicina RT Audio conferencia • •

Telemedicina RT Consulta remota, telediagn´ostico • •

Telemedicina RT Monitorizaci´on de pacientes • •

Telemedicina RT Electrocardiograf´ıa • •

Telemedicina RT Electroecograf´ıa • •

Telemedicina RT Acceso a base de datos m´edicas • •

Telemedicina RT Transmisi´on de im´agenes m´edicas • •

Telemedicina RT Video conferencia • •

Telemedicina SF Se˜nales biom´edicas preadquiridas • •

Telemedicina SF Im´agenes fijas preadquiridas • •

requiere alto ancho de banda, tienen una gran sensibilidad ante los retardos, y necesitan un m´ınimo ancho de banda garantizado, la especificaci´on seg´un la ITU G.114 recomienda menos de 150 ms de retraso m´aximo, para tr´afico en tiempo real, como la voz. Un requisito adicional para aplicaciones como videoconferencia, es la diferencia de retardo entre el audio y el video, que debe estar dentro de un cierto l´ımite para proporcionar una ”sincronizaci´on de labios (lipsync)”. Esto tambi´en depende de la capacidad de la percepci´on humana, que normalmente es de alrededor de 100 ms.

Cuando se involucra imagen con audio, se requiere alto ancho de banda dependiendo de la calidad, as´ı mismo baja latencia en la comunicaci´on. Adem´as de ello el ojo humano es tolerante a algunas p´erdidas de informaci´on, por lo que cierto grado de p´erdida de paquetes es aceptable (la p´erdida de paquetes es uno de los items importante en QoS). Se espera que los c´odecs de video de alto rendimiento le proporcionan calidad de v´ıdeo aceptable con un FER hasta alrededor de 1 %.

Algunos ejemplos de aplicaciones basadas en servicios conversacionales se encuentran: VoIP, videoconferencia, y algunos juegos interactivos.

Cabe mencionar que los servicios que se destacan por sus fuertes crecimientos son VoIP y IPTV. Los servicios de VoIP mantienen un crecimiento debido a factores como reducci´on de costes y flexibilidad de combinaci´on con otros servicios multimedia, por su interactividad e inclusi´on con dem´as servicios.

Al hacer referencia al audio, los requisitos en el retardo de transferencia de audio depender´an del nivel de interactividad de los usuarios finales. El o´ıdo humano es intolerante a corto plazo, a la variaci´on del retardo, lo que se conoce t´ecnicamente como el jitter, por lo que este se debe mantener bajo. Se ha sugerido que 1 ms es un l´ımite adecuado, para este tipo de ser-vicios. Sin embargo, el o´ıdo humano es tolerante a moderar la distorsi´on de la se˜nal del habla.

del almacenamiento pertenece al equipo del usuario final, generalmente estos requieren un gran ancho de banda, y para no perder interactividad y la realidad aumentada que se pro-pone, la latencia deber´a ser baja. Muchos juegos interactivos intentan intercambiar grandes vol´umenes de datos, pero los retardos son muy cortos y un retardo de 250 ms es razonable y es la recomendada por la ITU G.114.

Estas y dem´as aplicaciones interactivas HD requieren retardos muy cortos para proporcionar interacciones en tiempo real para los usuarios finales con el contenido de audio/video HD. Este retraso est´a limitado por el tiempo de reacci´on de los seres humanos; significa que el tiempo de reacci´on auditiva est´a en el rango de 140 - 160 ms y el tiempo de reacci´on visual media est´a en el rango de 180 - 200 ms.

Otra categor´ıa de los servicios interactivos, son los que el ser humano o una m´aquina solicita datos on-line a un servidor remoto. Se caracteriza por el patr´on de solicitud - respuesta del usuario final. Una entidad en el destino suele estar esperando un mensaje de respuesta dentro de un cierto per´ıodo de tiempo. Por consiguiente, el tiempo es uno de los atributos claves. Algunos ejemplos de este tipo de servicio son: mensajer´ıa de voz, datos de navegaci´on web, servicios de transacci´on de alta prioridad (e-commerce) y correo electr´onico. Este ´ultimo servicio es tolerante tanto en ancho de banda y retardo. Para la mensajer´ıa de voz, hay m´as tolerancia al retardo, debido a que no hay ninguna conversaci´on directa involucrada. La principal tarea es determinar la demora que puede tolerarse entre respuesta y el usuario; de ello no hay datos precisos, pero un retraso en el orden de unos pocos segundos se considera razonable para esta aplicaci´on.

En el tema de datos de navegaci´on, el principal factor de rendimiento es la visualizaci´on del tiempo de respuesta, despu´es de que una p´agina web ha sido solicitada. Un valor de 2 s a 4 s por p´agina es aceptable. Sin embargo, una disminuci´on a 0.5 s ser´ıa deseable.

el contenido hasta que se entrega al usuario final, el retardo de un par de segundos debe ser tolerable para garantizar en tiempo real de la naturaleza del contenido. Pero el retraso introducido por el sistema, reconoce la solicitud del usuario, que debe ser lo suficientemente corto para dar al usuario la experiencia interactiva que ellos controlan, (por ejemplo, avance r´apido, rebobinado, iniciar, pausar) la pantalla en tiempo real.

Aplicaciones de streaming HD puede tener demora menos estrictas para mostrar los conte-nidos de audio y video de televisi´on HD, debido a que el contenido de alta definici´on no se transmite en tiempo real. Por lo tanto, decenas de segundos de retardo puede ser tolerable. Similar a las aplicaciones de televisi´on HD, la demora en la confirmaci´on del sistema debe ser lo suficientemente corto para dar al usuario la experiencia interactiva. Aplicaciones de mensajer´ıa HD no son considerados como aplicaciones en tiempo real, as´ı el requisito de retardo no es necesariamente garantizado.

En la tabla 3-6se recopila algunos de los servicios de mayor representaci´on confrontado con la tolerancia que tienen con el tiempo.

Tabla 3-6: Ejemplos de servicios en t´erminos de tolerancia respecto al tiempo [50, 52].

Tipo de Conversacional Interactivo Streaming Background servicio (delay 1 s) (delay ∼2 s) (delay< 10 s) (delay >10 s)

Error Conversacional Mensajer´ıa de Streaming Fax tolerante Voz y v´ıdeo voz y v´ıdeo audio y video

Error Juegos interactivos e-commerce, web, Im´agenes fijas Llegada de e-mails intolerante Servicios con control Acceso a e-mails FTP (Transferencia de) Notificaciones

en Transmisi´

on Multimedia

Al haber expuesto de manera te´orica en los cap´ıtulos anteriores las caracter´ısticas de las fibras ´opticas de pl´astico, as´ı como los requerimientos actuales y futuros de los servicios multimedia que se presentan en los entornos HAN, en el presente cap´ıtulo se toman como referencia los cap´ıtulos previos para realizar las respectivas simulaciones del posible compor-tamiento de este tipo de medio de transmisi´on en las comunicaciones multimedia.

El software utilizado que facilitar´a las simulaciones se llama Optisystem, el cual es una suite de dise˜no que permite simular los enlaces ´opticos en la capa de transmisi´on de las redes ´

opticas, es desarrollado por la empresa canadiense Optiwave.

4.1.

Par´

ametros y esquema de simulaci´

on para fibra de

material PMMA

El esquema de simulaci´on presentado en la figura 4-1, corresponde a un sistema punto a punto compuesto por un m´odulo espacial de transmisi´on ´optica multimodal, que en su inte-rior se compone de una fuente emisora ´optica, una fuente de codificaci´on binaria aleatoria y el modulador, seguidamente un conector espacial para fibras multimodo con la respectiva fibra multimodo tipo parab´olico y por ´ultimo un receptor espacial ´optico, que en su interior se compone de un foto detector PIN y un filtro Bessel pasa bajos con una frecuencia de corte de 0.75 * Bit rate.

Adem´as de sus correspondientes dispositivos para el an´alisis, como lo son: el analizador del diagrama de ojo y visualizadores en el dominio ´optico y el´ectrico.

El esquema descrito e implementado en la simulaci´on, tambi´en es usado para la simulaci´on con fibra de material perfluorado PF, que se detallar´a en secciones posteriores.

Figura 4-1: Esquema de simulaci´on material PMMA.

al punto de menor atenuaci´on en las fibras de polimetacrilato de metilo PMMA.

La atenuaci´on de la fibra se configura a 180 dB/km, correspondiente a la curva de p´erdidas para fibra de material PMMA en una longitud de onda de 650 nm, tambi´en es configurado para este material el valor del ´ındice de refracci´on el cual corresponde a 1.492.

El ancho del l´ınea o el linewidth de la fuente ´optica configurado es de 1 GHz, este valor sig-nifica el rango de frecuencias sobre las cuales la mayor´ıa de la energ´ıa del rayo es distribuida, generalmente es el valor t´ıpico para los LEDs.

El tipo de modulaci´on es NRZ de forma directa. La fibra utilizada es tipo parab´olico multi-modal, por lo tanto realizando una analog´ıa con las fibras tipo GI-POF el radio del n´ucleo generalmente es de 100 µm y el radio del revestimiento es 1000 µm.

La configuraci´on del bit rate de la fuente binaria se var´ıa de acuerdo a cada simulaci´on, igualmente la longitud del enlace punto a punto.

4.2.

Resultados de simulaci´

on para fibra de material

PMMA

A continuaci´on se presentan algunas de la im´agenes de los resultados obtenidos durante las simulaciones realizadas, de esta forma se podr´a apreciar el comportamiento de ciertas tasas de transmisi´on a una determinada longitud del enlace. Seguidamente en la tabla4-1se presentan los resultados num´ericos de la simulaciones asociadas al BER para distintas tasas de transmisi´on a diferentes distancias, as´ı como las respectivas gr´aficas de los resultados obtenidos presentados en las figuras 4-6 y 4-7.

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

Figura 4-2: Enlace de 100 Mbit/s a 100 m, PMMA.

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

Figura 4-4: Diagrama de ojo del enlace de 1 Gbit/s a 50 m, PMMA.

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

Tabla 4-1: Resultados de simulaciones asociadas al BER dependiente del Bit Rate y la distancia, para una fibra de material PMMA.

BER

Distancia [m]

Bit Rate [Mbit/s]

100 200 300 400 500 700 1000

50 0 0 0 0 1.48221E-273 1.94627E-192 8.1401E-139

100 7.47567E-24 5.05045E-13 1.6107E-09 1.8623E-07 2.01921E-06 5.42927E-05 0.000496089

110 1.2875E-11 9.84452E-07 3.79705E-05 0.000343755 0.0010252 0.00478507 0.0162884

120 4.26622E-06 0.000741696 0.00401475 0.0115587 1 1 1

125 0.000137665 0.00463519 1 1 1 1 1

130 0.00146107 1 1 1 1 1 1

Distancia [m]

100 105 110 115 120 125 130

Bit Error Rate

Figura 4-7: Distancia vs. BER - Sistema punto a punto, a partir de 100 m PMMA.

4.3.

Par´

ametros y esquema de simulaci´

on para fibra de

material Perfluorado PF

La atenuaci´on de la fibra se configura a 25 dB/km, correspondiente a la curva de p´erdidas para la fibra de material PF en una longitud de onda de 850 nm, tambi´en es configurado para este material el valor del ´ındice de refracci´on el cual corresponde a 1.34.

El ancho del l´ınea o el linewidth de la fuente ´optica configurado es de 100 MHz. El tipo de modulaci´on es NRZ de forma directa. La fibra utilizada es tipo parab´olico multimodal, por lo tanto realizando una analog´ıa con las fibras tipo GI-POF, el radio del n´ucleo generalmente es de 100 µm y el radio del revestimiento es 1000 µm.

La configuraci´on del bit rate de la fuente binaria se var´ıa de acuerdo a cada simulaci´on, igualmente la longitud del enlace punto a punto.

Todas las dem´as configuraciones no especificadas en esta secci´on, se tomar´an iguales a las simulaciones realizadas con la fibra de polimetacrilato de metilo.

La figura 4-8 corresponde al esquema implementado durante las respectivas simulaciones emulando una fibra perfluorada.

4.4.

Resultados de simulaci´

on para fibra de material

perfluorado

La tabla4-2presentan los resultados obtenidos asociados al BER para las simulaciones emu-lando la fibra ´optica de pl´astico de material perfluorado, acompa˜nado de la figura 4-14 que representa la gr´afica de los resultados obtenidos. Se ampl´ıa el rango de distancias pasando de 130 m que era la m´axima longitud para las fibras PMMA, a 1 km para las fibras perfluora-das, debido a que gracias a su atenuaci´on, el ´ındice de refracci´on y dem´as caracter´ısticas que analizaremos m´as adelante, permite lograr seg´un los resultados obtenidos un mayor alcance en la longitud del enlace.

Seguidamente se presentan algunas de la im´agenes obtenidas por medio del simulador utili-zado Optisystem.

Tabla 4-2: Resultados de simulaciones asociadas al BER dependiente del Bit Rate y la distancia, para una fibra de material PF.

BER

Distancia [m]

Bit Rate [Mbit/s]

100 200 300 400 500 700 1000

50 0 0 0 0 0 0 0

150 0 0 0 0 0 0 0

300 0 0 0 0 0 7.14856E-232 3.16598E-167

400 0 6.08722E-256 7.10193E-176 5.14631E-130 5.68699E-107 7.61341E-76 3.94726E-55

500 2.53756E-163 1.69796E-83 5.68989E-58 3.0661E-43 7.15656E-36 7.61132E-26 3.96492E-19 600 6.63717E-54 2.52301E-28 3.81123E-20 2.67447E-15 6.91204E-13 1.37476E-09 2.20053E-07

800 2.93214E-07 0.000182175 0.00148613 0.00538119 0.0102593 1 1

1000 1 1 1 1 1 1 1

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

Figura 4-10: Enlace de 700 Mbit/s a 600 m, PF.

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

Figura 4-12: Enlace de 1 Gbit/s a 500 m, PF.

(a) Se˜nal de salida del enlace. (b) Diagrama de ojo.

Distancia [m]

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Bit Error Rate

Figura 4-14: Distancia vs. BER - Sistema punto a punto PF.

4.5.

An´

alisis de resultados