OptySystem



Estudiantes: LAURA MELISSA QUINTANA GOMEZ DANIEL ACEVEDO Optisystem es un software de diseño integral que permite a los usuarios realizar simulaciones de un diseño de fibra óptica con ciertas características, con el software se puede planificar, realizar pruebas de ensayo y error, simular enlaces ópticos en la capa de transmisión de las modernas redes ópticas. Optisystem es un programa con una interfaz grafica similar de la herramienta Matlab, como simulink que permite la simulación de sistemas amortiguados, sub-amortiguados y sobre amortiguados entre otros sistemas análogos y digitales. Este simulador permite realizar mezclas de ondas (2,3 hasta cuatro), se pueden observar fenómenos como la modulación cruzada de fase. El entorno que esta herramienta proporciona da la posibilidad de implementar nuevas tecnologías, como los distintos múltiples ópticas división de códigos de acceso (OCDMA), además que entrega un entorno muy sólido para ejecutar desde diseños básicos hasta los más complejos y simular enlaces ópticos en la capa física de una variedad de redes ópticas pasivas: BPON, EPON, GPON APLICACIONES: Esta herramienta permite realizar o simular ciertas situaciones como:
 * Visión de próximas redes con modificaciones en unos sistemas establecidos.
 * Simulación de sistemas ópticos (redes).
 * SONET Y SDH de redes en anillo.
 * Amplificadores, receptores y transistores.

El software tiene herramientas de análisis en las que se pueden ver diagramas, Q-factor, como está la señal, cual es su estado de polarización en cierto punto, también los diagramas de constelación los cuales son representación de un esquema de modulación digital en el plano complejo. Los ejes real e imaginario suelen ser llamados I (por //In-phase// y Q (por//cuadrature//). Los puntos en la constelación representan símbolos de modulación los que componen el alfabeto, es decir todas las "palabras" que podrán usarse en un intercambio de información.  El concepto de símbolo es muy importante ya que la cantidad de estos en un esquema de modulación está estrechamente relacionada con la tasa binaria obtenida, pensemos que si nuestro alfabeto solo consta de 2 símbolos, por cada uno que se transmita, se transmite un uno (1) o un cero (0). En cambio, si constara de 4 símbolos cuando se enviara uno se estaría transmitiendo un par 00 o 10 o 01 o 11. Dado un alfabeto con m símbolos, cada uno lleva la información correspondiente a Log2 m bits. Por otro lado también se puede verificar la potencia de la señal con la que a llega la señal después de cierto tiempo, ganancia, figura de ruido entre otros fenómenos. A medida que los sistemas ópticos son más complejos, los científicos e ingenieros deben adoptar cada vez técnicas más avanzadas de simulación de software para asistencia vital a los problemas de diseño. OptiSystem de poder y flexibilidad facilit a diseños fotónicos eficiente y eficaz.

A continuación encontrara la interfaz de dicho software con un sistema de fibra óptica simple y con algunos de los 300 implementos que tiene el software como aplicación básico de la herramienta. **Pasos para realizar un proyecto de fibra óptico ** <span style="font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">1. Primero debe descargar el link de la siguiente página en la cual se obtiene el software totalmente gratis <span style="font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;"> []



2.<span style="font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">Después de realizar la debida instalación del programa encontrara la siguiente interfaz con varios menús, se empezara a crear un red mono modo con ciertos implementos (red sencilla), en ocasiones tenemos implementos para simular mas realidad del sistema, se explicara de donde se sacan todos los implementos y para qué sirven, y que en muchas ocasiones se pueden cambiar varios elementos por uno solo sin interferir en el resultado y maximizar el área de trabajo. <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Interfaz a la cual la entramos después de realizar la debida instalación es la siguiente:

<span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;"> 3. <span style="font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">Luego de tener claro algunos de los menús que se despliegan en la interfaz se podrá emplear los implementos básicos con los cuales se construye un sistema óptico sencillo mono modo.
 * <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Primero se le da click en la carpeta Default allí se encuentran todas las herramientas para diseñar un sistema óptico mono modo, por lo tanto para dar comienzo a este diseño debemos generar una rata de bits que representa la información a transmitir. La herramienta a trabajar se llama Random Bit Sequence y se saca después de seguir cierta secuencia y se representa de la siguiente manera:

<span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Luego de llegar a la dirección de destino que es Random bit sequence arrastramos el elemento al formulario de manera que ya lo podemos conectar al otro implemento que necesitamos y queda de la siguiente manera. <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Esta señal es necesaria acoplársela a un generador de pulsos eléctricos para terminar de concretar la información a trabajar y arrastrar la herramienta y conectarla a la rata de bits (pulso eléctrico generador puede ser RZ a NRZ). <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;"> 4. <span style="font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">Después de generar la información aleatoria mente, se debe generar un rayo laser con una frecuencia y con una potencia la cual es establecida por el diseñador y de esta manera se saca la herramienta y se arrastra al formulario para poder realizar la conexión correcta. Realice el siguiente procedimiento para sacar el elemento: <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Ya con el rayo laser aplicado con una potencia de 87mW y una frecuencia de corte de 1550nm se procede a colocar un modulador óptico en el cual se mezclara la información aleatoria generada y el rayo laser (Portadora del sistema) para poder sacar una señal óptica a la salida del modulador, el nombre de la herramienta es modulador Mach Zenhder, para llegar a esta herramienta se puede realizar de la siguiente manera:

<span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Primero se realiza todo el esquema de la red y se configuraran todos los valores necesarios que están en el diseño ya establecidos. <span style="font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">5. Como a la salida del filtro ya tenemos una señal óptica ya puede ser transmitida por nuestra fibra por tal habrá que insertar un fibra óptica con la distancia que se va establecer, también se colocara un amplificador común con una ganancia determinada para compensar la pérdida que se da al transmitir a 50km, se debe tener en cuenta que la perdida por la señal es de 0.2dB/km de esta manera con el amplificador compensaremos el sistema. <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Para sacar los dos implementos para este diagrama seguiremos el siguiente orden: <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Se debe tener en cuenta y aclarar que el esquema para diseñó es un sistema de transmisión mono modo, pero también se puede realizar un sistema multimodo y también hay una fibra específica para este que también se encuentra en el menú. <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;"> De la misma manera como se ha realizado anteriormente se bus <span style="font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">ca el que también puede ser sencillo o se puede implementar un EDFA que es más común y utilizado en los diseños de fibra óptica, este elemento tiene varios parámetros para configurar como su ganancia entre otros que son necesarios para que el sistema se vuelva más real y efectivo. <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Cuando llevamos estos implementos al formulario se interconectan de la siguiente manera:

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">En estas imágenes los elementos no tienen sus paramentaros configurados más adelante se deberá configurara para así tener un sistemas mucho mas establecido con la realidad, después de haber recorrido la distancia establecida por el diseñador un filtro bessel con la frecuencia de corte que inicial mente se determinó de 1550nm para poder obtener una señal más pura y limpia. <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Para colocar dicho implemento se debe obtener del siguiente menú: <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Y acoplarla al diagrama de la sigui <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">ente manera:



<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Como ya se obtiene una señal más pura y limpia, se debe cambiar la señal óptica a una señal eléctrica para poderla recibir eso se logra con un photo detector el cual realizara la función de detectar los impulsos ópticos y pasarlos a eléctrico, este es el orden de los menús que se deben seguir para llegar a esta implementación.

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Y en el diagrama queda de la siguiente manera:

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Después de realizar la debida conexión se deberá colocar un filtro paso bajos para poder quitar el ruido generado a bajas frecuencias, aproximadamente el ruido generado en estos sistemas son demasiados bajos puede estar entre (1Hz – 100Hz) logrando con esto que la señal quede más limpia. <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">El filtro se puede sacar de los siguientes pasos:

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">La colocación de dicho filtro es a criterio de cada diseño y según lo que se necesite variara el tipo de filtro a la salida del sistemas, para verificar el funcionamiento por etapas del sistemas se ubicara en cada etapa un visualizador que según de la señal que lleve se colocara sea óptico o eléctrica y los visualizadores se sacan de la siguiente parte según la etapa de trabajo: <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;"> <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">El diagrama total queda de la siguiente manera configurando todo todos los parámetros: <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">En este ultimo diagrama se colocan unos visualizadores para saber cómo llega la señal y como salen después de pasar por ciertos implementos, se procede a colocar las graficas que arrojan cada uno de los visualizadores después de transcurrir por cada etapa.

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">En los visualizadores eléctricos ahí uno el cual es osciloscopio y el otro analizador de espectros la diferencia está en la escala con que se muestran los resultados (GHz o nm).

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">A continuación se colocara y mostrara algunas herramientas que nos facilitara una visualización exacta de la señal que estamos generando y que pasa con ella a medida que va pasando a través de cada implemento con sus respectivos parámetros.

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">La primera grafica que se ilustrara la generación de la información aleatoriamente teniendo como dato desconocido la frecuencia de esta información el elemento que se coloca es un visualizador de secuencia de binarios y el resultado es el siguiente: <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;"> <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">La figura correspondiente en ese punto es la siguiente: <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;"> <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Luego de codificar la señal binaria generada y de esta manera se puede visualizar con visualizador de espectros (Señal Eléctrica) <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">: <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Luego se mirara la señal dirigida por el laser con un visualizador d <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">e espectro óptico el visualizador es el siguiente y su salida es equivalente a la siguiente figura:

<span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt; text-align: justify;">El laser tiene una frecuencia de corte de 1550nm y una potencia de 87.5mW (configuración de parámetros). Después de verificar que si se está generando el rayo laser a la frecuencia deseada y con la potencia para el cual esta diseñado el sistema ira tanto la señal codificada y el rayo laser (Portadora la escogencia de codificación de los pulsos generados se debe realizar en la factibilidad para corregir errores y la retransmisión), entran a un modulador en donde se realizara la conversión de eléctrica a óptica. A la salida del modulador tenemos como resultado una señal óptica a una frecuencia ya establecida y es la siguiente: <span style="color: #2a2a2a; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt; text-align: justify;">Después se coloca la fibra óptica por la cual se va a enviar la información y con una distancia establecida y con un amplificador para compensar la pérdida de 0.2dB/Km y colocaremos este dispositivo con una ganancia de 5dB <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt; text-align: justify;">Después del filtro la señal a través de recoger 50km y antes del filtro es la siguiente: <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Después de reducir el ruido mediante el filtro necesitamos convertir nuestra señal óptica a eléctrica mediante una foto detector encargado de tomar los pulsos ópticos y convertirlos a señal eléctrica. La grafica después del photo transistor es la siguiente y se acopla un filtro pasa bajas con la intensión de eliminar el resto de ruido restante el cual está entre los (10-100Hz) con la intensión de eliminar ruido de línea. La figura que se verá a continuación se verá con el visualizador de espectros en función de la frecuencia. <span style="color: black; font-family: Cambria,serif; font-size: 10.5pt;">Y al verla con el osciloscopio es en función del tiempo. Luego se colocara un diagrama de ojo para verificar si el sistema de fibra óptica y se conecta la salida de la creación de información aleatoria, y luego después del photo transistor y despues del filtro y la respuesta del sistemas es de la siguiente manera es : Mapa Mental. ' de esta manera es como se realiza un sistema sencillo de fibra óptica mono modo. rresponde a un gráfico que muestra la superposición de las distintas combinaciones posibles de unos y ceros en un rango de tiempo o cantidad de bits determinados. Dichas combinaciones transmitidas por el enlace, permiten obtener las características de los pulsos que se propagan por el medio de comunicación, sean estos por medio de FIBRA,COAXIAL y enlaces satelitales, etc. El gráfico se forma superponiendo los trazos de la salida del filtro receptor en un osciloscopio.

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