Desde Europa conectan África con banda ancha

9 de junio de 2010, 11:58 AM
PARÍS (AFP) - La empresa gala France Telecom anunció el martes un acuerdo con 19 socios del sector para la construcción de un cable submarino entre Europa y África, por un coste de 700 millones de dólares. que permitirá a una veintena de países del oeste de África acceder a Internet de banda ancha.

Este nuevo cable de fibra óptica de 17.000 km unirá Francia a Sudáfrica y estará en servicio en el primer semestre de 2012, según un comunicado del operador francés. Conectará a 23 países, entre ellos España, Portugal, Mauritania, Guinea, Costa de Marfil, Gabón, República Democrática del Congo, Angola, entre otros.

Malí y Níger, que no disponen de un acceso al mar, estarán conectados a través de un cable terrestre. La construcción del cable ACE (Africa Coast to Europe) representa para los 20 operadores agrupados en el seno del consorcio una inversión de unos 700 millones de dólares, de los que France Telecom aportará 250 millones.

Kevin M Contreras H
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CRF
http://espanol.news.yahoo.com/s/afp/100609/tecnologia/internet_europa___frica

  

Verificación de redes ópticas

Una vez que un cable de fibra óptica está instalado y para el buen funcionamiento de la red, se deben realizar distintas mediciones como para verificar la continuidad, la atenuación en la conexión, etc.

Métodos de medición

Inspección visual

• El test de continuidad de extremo a extremo se utiliza para asegurarse que la fibra no esté dañada y que las juntas y conectores funcionen correctamente. Se utiliza un trazador de fibra, que tiene forma similar a una linterna. Éste aparato se conecta a una de las puntas y se verifica que en la otra punta llegue el haz de luz. Es importante realizar este test antes de desarmar el rollo de fibra comprado, para localizar defectos de fabricación.
• El test de fallas chequea la existencia de imperfecciones a lo largo de toda la fibra, como roturas o zonas de altas pérdidas. El equipo a utilizar en este caso, es similar al equipo anterior pero emite una señal de mayor potencia.
• La inspección de conectores se realiza utilizando un microscopio. Se verifica que las conexiones estén bien armadas, con la fibra pulidas, sin rayones.

Medición de potencia

Se debe medir la potencia transmitida por la fibra para asegurar que se sea lo suficientemente alta como para diferenciarse del ruido, pero no tanto como para saturar el receptor. Para esto, se utiliza un medidor de potencia, que en general cuentan con adaptadores para los distintos tipos de conectores.

Medición de pérdidas de potencia

La pérdida es la diferencia entre la potencia transmitida y la recibida. Se desea medir las pérdidas debidas a los cables, conectores y empalmes. En este caso, adem´as del medidor de potencia con sus adaptadores, se necesita una fuente de emisión de prueba (led o láser adecuado a la longitud de onda) y tramos de fibra de referencia. Antes de realizar la medición, se debe calibrar a 0dB el punto donde se va a conectar la fibra.
Se puede medir las pérdidas de 2 maneras: pérdidas con una terminación y con dos terminaciones. En la primera, se conecta la fibra a la fuente a través de la fibra de referencia y se mide por el otro extremo con un medidor de potencia. De esta manera, se observarán las pérdidas por el conector utilizado para la conexión, la fibra, y los empalmes. En la segunda, se conecta la fibra a ambos equipos a través de fibra de referencia. Se debe tener en cuenta que en este caso se utilizan dos conectores. Una generalización de las pérdidas esperables por cada elemento:

• Por cada conector, 0,5dB de pérdida.
• Por cada empalme, 0,2db.
• Las pérdidas en la fibra van a depender del tipo y de la ventana que se utilice.

Reflectometría óptica en el dominio del tiempo (OTDR)

El OTDR utiliza la técnica de reflectrometría, enviando cortos impulsos de luz para determinar las características de la fibra (longitud, perdidas, etc.) y la ubicación de fisuras en el enlace, problemas en los empalmes.

Kevin M Contreras H
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http://www.marga.com.ar/~marga/6677/tp2/tp2-redes-fibra.pdf

     

Convergencia de sistemas de comunicación ópticos e inalámbricos

Redes ópticas pasivas de acceso (POM)

Las redes de acceso ópticas extienden el alcance de la fibra óptica hasta las premisas del usurario final. Existen varias configuraciones y arquitecturas donde la fibra llega hasta el hogar (FTTH), al edificio o a la acera de las calles; como se presenta en la Fig. 1. En todas estas configuraciones podemos clasificar la red en sus componentes principales: la unida óptica del hogar (ONU), el equipo de la oficina central (OC), la fibra de distribución y el punto (pasivo) de distribución de señales. Actualmente, los sistemas mas dominantes en el mercado son los basados en los estándar GPON y EPON, ofreciendo una cobertura de 20 Km. a entre 34 y 64 usuarios con una tasa de datos individual de hasta 100 Mbit/s, dependiendo del numero de usuarios que comparten la red FTTH


Fig. 1. Arquitecturas de redes de fibra al hogar (FTTH).

Redes de acceso pasivas por longitud de onda (WDM –PON)

Futuras aplicaciones y servicios como HDTV a la carta, televisión interactiva, servicios de telemedicina etc. representan un desafío para las redes actuales GPON y EPON. En particular, actualizar la capacidad de una red pasiva de FTTH (PON) implica actualizar todos los equipos ONU en la red,debido a que las señales que estos reciben es la misma para todo los usuarios conectados a la red. Con el uso de protocolos especiales, como de acceso por multiplexación de tiempo, cada usuario puede seleccionar la parte de la información que es destinado para el. Una tecnología alternativa es la multiplexación por longitud de onda (WDM). Estas redes usan una longitud de onda dedicada para conectar cada ONU con la oficina central. De esta manera se eliminan las limitaciones de capacidad, con la posibilidad de emplear tasas de datos de 1 a 10 Gbit/s por cada longitud de onda. La actualización de la tasa de datos para un usuario en una red WDM se puede realizar sin necesidad de actualizar los demás equipos ONU de los otros usuarios. Sin embargo, los componentes ópticos para implementar una red WDM son máscomplejos y costosos. Por lo tanto, la reducción de costes es uno de los retos actuales a vencer para realizar el potencial ofrecido por estas redes.

Los componentes claves para estas redes son, multiplexores WDM con estabilidad térmica, preferiblemente pasiva, y fuentes WDM tanto paralos transmisores en la oficina central como en las unidades ONU del usuario. Los láseres con longitud de onda sintonizable pueden jugar un papel muy importante en la realización de redes WDM de acceso. Si son usados en las unidades ONU ofrecen gran flexibilidad en la asignación de recursos. Del mismo modo al ser usados en la oficina central ofrecen además de flexibilidad una asignación de de longitud de onda dinámicos. Además, una sola unidad puede ser usada en toda la red simplificando tanto la instalación y reemplazo de unidades defectuosas, como el inventario de los operadores de la red.

Fig. 2. Arquitecturas de redes de fibra al hogar (FTTH)
con multiplexación de onda (WDM).

Transmisión analógica de señales inalámbricas (radio-sobre-fibra)

Los sistemas de transmisión de señales de radiosobre fibra (ROF) fueron inicialmente diseñados para transportar señales de las redes inalámbricas, ya que aportan ventajas al centralizar las funciones de procesado de las señales en un mismo emplazamiento, así como repartir los servicios de la red a los usuarios mediante antenas remotas (RAU). Estas antenas están conectadas mediante una red óptica de alta velocidad, que transporta las señales de radiofrecuencia (RF) de forma transparente (enlace de transmisión analógico) entre la oficina central y las RAU (ver Fig. 3). Las señales del canal de bajada (downlink) son enviadas al entorno
inalámbrico donde está el usuario y las de subida (uplink) son reflejadas y transmitidas a través de la red óptica de acceso. La evolución de los sistemas ROF viene dada por la implementación de sistemas con dispositivos menos complejos para disminuir la potencia empleada en las estaciones bases [3] y la utilización de antenas pasivas remotas [4]. Estos sistemas realizan la transmisión óptica de modo analógico, en el que la señal RF modula directamente la intensidad de la señal óptica y el fotodetector en la RAU está acoplado directamente a la antena emisora. El diseño de estos sistemas debe ser realizado con precisión, debido a los problemas de desvanecimiento de la señal RF debido a la dispersión cromática o interferencias [5]. Una alternativa a estos sistemas es bajar la señal RF a una frecuencia menor y luego transmitirlo por la fibra, para disminuir las limitaciones de transmitir señales a alta frecuencia. Para ello se utiliza sincronización heterodina y selección en frecuencia, aunque también es posible la demodulación RF sin oscilador local, como se demostró en [6]. Este método explota las ventajas de detección por envolvente para eliminar las componentes inalámbricas de la señal RF y transmitirla en banda base. De esta forma, la recepción de la señal sufre menor degradación y la complejidad de la RAU se reduce. Los efectos de disminución de la potencia RF y dispersión de la señal durante su propagación en la fibra óptica son críticos en enlaces RoF que utilizan la modulación de intensidad (IM) de la fuente de luz láser [7]. Los sistemas que usan modulación de fase óptica, explicados a continuación, ofrecen mejores prestaciones con respecto al efecto de desvanecimiento de potencia y son más robustos en transmisión sobre fibra.

Recepción coherente para sistemas RoF con modulación de fase óptica

Los enlaces de RoF están empleando recientemente modulación de fase en la portadora óptica [8], con la ventaja de que la modulación de señales inalámbricas de alta frecuencia sobre la portadora óptica es inherentemente lineal para las moduladores de fase usadas convencionalmente. Así, la modulación de fase no tiene limitaciones fundamentales en el rango dinámico, además de mejorar la figura de ruido y la tolerancia de potencia de las señales de entrada. La frecuencia de operación de los moduladores de fase tiene la ventaja de ser muy alta, pudiendo llegar hasta los 100 GHz. Para mantener las ventajas de estos sistemas se hace imprescindible la implementación de receptores lineales coherentes de alta frecuencia. Los últimos avances en diseño de circuitos electrónicos integrados y procesamiento digital de señales (DSP) han permitido que se retome la idea de los receptores ópticos coherentes. En nuestro grupo en DTU Fotonik hemos desarrollado un nuevo receptor coherente, basado en procesamiento digital de señales para enlaces ópticos, empleando modulación en fase de la portadora óptica para transportar la señal de radio [9-11]. El esquema se muestra en la Fig. 4. Las señales detectadas por los fotodetectores son digitalizadas a una frecuencia de 40 Giga-muestras por segundo, usado un osciloscopio de tiempo real de gran ancho de banda. El receptor propuesto usa un lazo de seguimiento de fase digital (DPLL) para compensar la diferencia de fase y frecuencia entre el láser transmisor y el receptor. Luego se realiza una demodulación lineal de la fase codificada de la señal RF, a través de la relación Im[ln(×)], para finalmente realizar la recuperación de portadora (RF) basado en el método de máxima verosimilitud (MLCPE), que no presenta realimentación.
Una ventaja de los receptores digitales coherentes es que pueden actuar como filtro de banda muy estrecha para ser utilizados en sistemas de multiplexación por división en la longitud de onda (WDM). Una combinación de WDM y modulación en fase, pueden por lo tanto proporcionar una gran capacidad de sistemas lineales RF. Hemos demostrado [10] satisfactoriamente la demodulación de 3x50 Mb/s BPSK WDM de señal RF modulada en fase (5 GHz de portadora) sobre 25 kilómetros de fibra monomodo (SMF), usando detección digital coherente. Así mismo demostramos la demodulación de la señal y recuperación de los datos para canales WDM espaciados a 25 GHz y 12.5 GHz. Este fue el primer experimento de transmisión WDM de enlaces RoF modulados en fase, con recepción coherente y procesado digital para detección y demultiplexación óptica, simultáneamente (ver Fig.5).

En nuestro grupo en DTU Fotonik seguimos desarrollando mejoras para este tipo de sistemas, para que puedan transportar mayor velocidad de datos y modulaciones más complejas, así como demoduladores más eficientes, de cara a una posible implementación en circuitos integrados.

Kevin M Contreras H
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http://www.sedoptica.es/Menu_Volumenes/pdfs/331.pdf

 

Fiber Optic Connector Epoxy

There are a number of fiber optic connector epoxies on the market that offer a range of curing options, depending on their specific chemical compositions. All of these fiber optic connector epoxies require that manufacturer recommendations be followed explicitly, particularly in regard to curing time.

In creating and evaluating their fiber optic epoxy formulations, manufacturers rely on a number of tests and measurements that may include Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA), Storage Modulus, Coefficient of Thermal Expansion (CTE), and Glass Transition Temperature (T/sub g/).

Fiber optic connector epoxy curing schedules are created in large part to minimize curing oven temperature gradients and to achieve uniform T/sub g/, which minimizes outgassing and lessens the degree to which pistoning can occur within the ferrule.

Deviating from Fiber Optic Epoxy Cure Schedules

To speed curing time, some installers have begun using fiber optic connector curing ovens designed for "hot-melt" style fiber optic connectors, which operate at temperatures that are 100 to 200 degrees higher than those of epoxy connector curing ovens. This practice violates the epoxy manufacturer's curing instructions and can cause a multitude of problems. These problems range from degraded fiber optic connector performance to complete failure of the optical connection.

If fiber optic connector epoxy is cured too quickly, this can result in outgassing that can cause the connector epoxy to expand to the extent that it cracks the optical fiber.

Sometimes these cracks are apparent once the fiber optic connector endface is inspected under a fiber optic inspection microscope. However, the fracture may be located far enough from the fiber optic connector endface where it cannot be seen. Even the smallest core fractures will impede optical performance and have the tendency to "grow" into larger fractures over time.

Conversely, improper curing of a fiber optic epoxy connector can sometimes cause epoxy to shrink. This can stress the optical fiber and/or weaken the bond between the optical fiber and the ferrule within the fiber optic connector. Stress fractures are more likely to occur with multimode optical fiber. Singlemode optical fiber is more compressed than multimode fiber and therefore better able to withstand such stress.

Besides fractures, improper curing can weaken the bond between the optical fiber and the fiber optic connector ferrule. Once installed, the optical fiber may begin to piston within the ferrule. This will degrade the signal at the interface between the two connected optical fibers, or it may cause a total optical disconnect within the fiber optic connector.

Heat Cure Vs. Room Cure Connector Epoxy: When using an epoxy style fiber optic connector, one must decide which type of fiber optic connector epoxy is preferable for the task at hand, namely a "heat cure" epoxy or a "room cure" epoxy. The following are some advantages and disadvantages of both.

Heat Cure Fiber Optic Connector Epoxy: Heat Cure fiber optic connector epoxies require that connectors be placed in an epoxy curing oven and heated for a period of time at temperatures that range between 212°F – 302°F. In contrast, Room Cure fiber optic connector epoxies are designed to cure at normal room temperatures without requiring the use of an epoxy curing oven.

Heat Cure Epoxy Advantages: Heat cure fiber optic connector epoxies have a relatively fast cure time. Depending on the chemical formulation of a particular heat cure epoxy, these connector epoxies typically cure within 15-30 minutes. One advantage of this short cure time is that there is less chance of the optical fiber being disturbed while it is being cured. Finally, heat cure fiber optic connector epoxies generally have a long pot life of up to 4 hrs. or more. "Pot life" in this example is the time period over which epoxy remains workable in an open container.

Heat Cure Epoxy Disadvantages: Heat cure fiber optic connector epoxies must be cured in an electric heating oven, which should not be used in environments where combustible fumes may be present. Also, a fiber optic connector heat oven cannot be used where AC power is not available. Because of their fast cure times, fiber optic heat cure epoxies have the potential to stress fiber, although this is minimized by following the epoxy manufacturer's instructions in regard to oven temperatures and cure time. Allowing the fiber optic connector to cool gradually, or "anneal" will also reduce the chance of fractures.

Room Cure Fiber Optic Connector Epoxy: Room cure fiber optic connector epoxies enable connectors to cure at standard room temperatures.

Room Cure Epoxy Advantages: No heat oven or AC power source is required when using room cure fiber optic connector epoxies. Also, room cure connector epoxies cure over a longer period of time, which produces less outgassing and stress to the optical fiber.

Room Cure Epoxy Disadvantages: Rome cure fiber optic connector epoxies have a longer cure time of 60 – 120 minutes. This means that there is more time during which the optical fiber has the potential to be disturbed at the job site before the epoxy is completely cured and secured within the connector ferrule. Also, the longer cure time may not be suitable for fast-paced installation schedules. Finally, Room Cure fiber optic connector epoxies have a short pot life of only 5 – 8 minutes, which can be a problem if multiple fiber optic connectors are being assembled or there is an interruption in the assembly process.

Kevin M Contreras H
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http://www.fiberinstrumentsales.com/

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Transmisor y receptor de fibra FT8332/FR8332 VIDEO DE 32 CANALES DIGITALMENTE CODIFICADO

Características del producto

• Video de 8 bits digitalmente codificado para la transmisión de video por canales múltiples, de alta calidad, por medio de un solo conductor de fibra óptica.
• Compatible con fibra multimodo para distancias de hasta 1 km
• Admite fibra monomodo para distancias de hasta 26 km
• Supera todos los requerimientos especificados en la norma RS-250C para la transmisión en trayectos medios
• Multiplexión por división aproximada de longitud de onda (CWDM)
• Compatible con los estándares de video NTSC, PAL y SECAM
• Diodo láser para la transmisión de señales ópticas
• Sin necesidad de ajustes de rendimiento
• Fuente de alimentación de 12 VCC o 24 VCA
• Diseño independiente y apto para montaje en bastidor
• Indicadores LED para monitorear el estado de la señal, el estado del láser y la corriente eléctrica de funcionamiento
  

Los transmisores y receptores de fibra de las Series FT8332/FR8332 proporcionan la capacidad de transmitir hasta 32 canales de video compuesto por medio de un cable de fibra óptica. Por medio de la tecnología de multiplexión por división aproximada de longitud de onda (CWDM), el transmisor FT8332 y el receptor FR8332 proporcionan una solución económica para la transmisión de canales múltiples por fibra óptica, lo que posibilita que una variedad de longitudes de onda setransmitan por medio de un único conductor de fibra. El transmisor FT8332 y el receptor FR8332 están disponibles en versiones multimodo y monomodo.

Las unidades FT8332 y FR8332 pueden ser montadas en bastidores para equipos estándar de la industria de 19 pulgadas (48,26 cm) o pueden utilizarse como unidades independiente ubicadas sobre un escritorio o instaladas en una pared. Se requiere el conjunto de soportes de pared WM5300 cuando se instala una unidad FT8332/FR8332 sobre una pared.

Accesorios suministrados

• Fuente de alimentación de conmutación regulada con tres cables de alimentación (para las configuraciones norteamericana, británica y europea); entrada de 90-264 VCA a 47-63 Hz, salida de 12 VCC (66 W) Nota: En condiciones de temperaturas extremas, se recomienda utilizar una fuente de alimentación para exteriores de calificación industrial.
• Conjunto de montaje en bastidores (soportes, raíles y accesorios)

VIDEO

• Número de canales 32
• Tipo de modulación Modulación de código de pulsos, resolución de 8 bits
• Entrada de video (FT8332)
• Salida de video (FR8332) 1,0 Vp-p, 75 ohmios; NTSC, PAL y SECAM
• Ancho de banda 6,5 MHz
• Ganancia Unidad
• Diafonía -50 dB normal a 3,58 MHz
• Ganancia diferencial <1%
• Fase diferencial <1,2°
• Inclinación <1%
• Relación señal-ruido >60 dB (ponderados en CCIR)

RELÉ

• Salida de relé 30 VCC, 1 A
• Opción de normalmente abierto o normalmente cerrado

ESPECIFICACIONES GENERALES

• Temperatura de funcionamiento -40 a 167 °F (-40 a 75 °C)
• Requerimientos de entrada de alimentación 12 VCC o 24 VCA, 1,5 A
• Diodos de indicación LED Energía
• Señal de video (por canal).
• Pérdida de enlace óptico de TX (por conjunto de 8 canales de video)
• Pérdida de enlace óptico de RX (por conjunto de 8 canales de video)
• Dimensiones 16,7" Prof x 17,0" An x 1,7" Alt(42,4 x 43,2 x 4,3 cm)
• Peso de la unidad 11,4 lb (5,17 kg)
• Peso de envío 19 lb (9 kg)

ESPECIFICACIONES MECÁNICAS

• Conectores Video BNC (por canal)
• Alimentación de bastidor Conector de 6 patillas
• Alimentación de unidad independiente
• Conector tipo barril de 5 mm
• Fibra óptica ST para fibra multimodo y monomodo
• Relé auxiliar Cabezal de 3 patillas
• Fabricación Armario de acero

CERTIFICACIONES

• CE, Clase A
• FCC, Clase A
• Homologado UL/cUL
• C-Tick
• Conforme a los requerimientos de la FDA para los productos con láser de Clase 1

ACCESORIOS OPCIONALES

• EPS5000-120 Fuente de alimentación externa para bastidor, 1 RU, salidas duales de 120 W de potencia.
• WM5300 Conjunto de soportes de pared
• Acabado Engaste: gris metálico con tapas terminales negras.
• Chasis: Acabado en negro mate.

Kevin M Contreras H
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ftp://ftp.pelco.com/translated/specs/spanish/Pelco_FT8332_FR8332_Fiber_Transmitter_and_Receiver_ES_spec.pdf

     

Network Simulation Platforms for Fiber Optic Equipment Testing

As the use of fiber optic equipment in communications systems continues to grow worldwide, network simulation testing has become vitally important for vendors seeking to integrate their equipment in the field.

In the past, many engineers and technicians were satisifed by using spools of optical fiber that were exposed and sitting out on the test bench. This practice, although usually working for a short period of time, generally leads to a number of issues that cost users both time and money.

Potential Issues of Using Exposed Fiber Spools

• Bare optical fiber is easily damaged when exposed in the work environment
• Extra care must be used when moving spools or risk damage to the fiber
• Spools take up valuable workspace, especially in large facilities at vendors performing network simulation testing frequently

With the production/use of specialty optical fibers (carrying a higher cost) on the rise and more budget restrictions, engineers must be wary of these issues. Fortunately, by purchasing an affordable network simulation platform, users can eliminate all the above issues, while making their fiber optic test routines much easier.

Types of Fiber Optic Network Simulation Platforms

Today, there are a variety of affordable network simulation platforms available in the marketplace. Both portable enclosures for single spools, and rack-mount enclosures for multiple-spools (and longer distances) are available. In addition, most are custom built exactly to customer specification, offering a vareity of optical fiber types, lengths, and connectors. Lastly, these plaforms offer testing stability and better organize the entire workspace.

Multi-spool w/ 100km Optical Fiber

Single Spool w/ 25km Optical Fiber

With optical fiber being extremely valuable for network simulation tesing, it only makes sense to protect the fiber and fortunately that is easily accomplished.

Kevin M Contreras H
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DETECTORES FOTODIODOS

CLASIFICACIÓN

Existe una gran variedad de detectores de luz.
-Detectores térmicos: donde la radiación es absorbida y transformada en calor (responde al cambio de temperatura).
-Detectores cuánticos: los que responden directamente a la densidad de fotones incidentes.

Es natural que para los sistemas que nos ocupa usemos detectores cuánticos. Pudiéndose realizar una subclasificación:

Detectores fotoemisivos: se aprovecha la emisión de electrones desde un material cuando inciden fotones según el efecto fotoeléctrico. Responden a fototubos de vacío con multiplicación interna.
Detectores fotoconductivos: la densidad de fotones hace variar la conductividad del fotosensor. Existen los tipos: fotorresistivos (elemento resistivo o un semiconductor intrínseco) y fotodiodos (semiconductores dopados).
Detectores fotovoltaicos: donde al incidir fotones se genera una tensión; tal el caso de las celdas solares.

La elección recae sobre los detectores cuánticos fotoconductivos con semiconductores dopados. Las razones son: tienen el menor peso y tamaño, son más robustos que los tubos de vacío. Tienen estabilidad térmica y temporal. Su costo es reducido.Tienen gran respuesta espectral, más linealidad y velocidad de conmutación

DETECTORES FOTODIODOS

La elección del semiconductor adecuado para la longitud de onda se realiza mediante la respuesta espectral. En la Fig 01 se representa el coeficiente de absorción α en unidades de cm-1 para distintos semiconductores. La inversa del coeficiente es la longitud de penetración de la radiación en el material. Para lograr altas velocidades el valor de 1/α debe ser menor que 1 μm. El Si tiene en la primer ventana 0,85 μm un valor de 1/α=10 μm. Sin embargo, por el alto grado de conocimiento de este semiconductor se lo ha adoptado como detector en esta ventana.

RESPONSIVIDAD. Se denomina responsividad o factor de respuesta R a la relación que existe entre la corriente I que entrega el fotodiodo al circuito eléctrico y la potencia óptica P que recibe de aquél. En un amplio margen de dependencia la misma es lineal y se expresa como:

R = I / P = (e.re)/(E.rf) = e.λ.η/h.c

donde e es la carga del electrón, E la energía del fotón, re y rf son el número promedio de electrones y fotones, η la eficiencia cuántica (re/rf). El valor de R se aproxima por:

R = 0,8.λ.η

si la longitud de onda λ se mide en μm. Se observa que R aumenta con λ en forma lineal. Sin embargo, existe un valor de la longitud de onda donde los fotones tienen una energía E inferior al salto entre las bandas BC-BV. A partir de este punto los pares electrón-laguna generados por los fotones disminuyen rápidamente. En el Si la R se torna insignificante más allá de 1,1 μm. Por ello debemos adoptar otros materiales para las longitudes de onda más largas. Entre los materiales posibles se encuentra el Ge y InP.
En el mejor de los casos (con η=1) se tiene que un fotón genera un par electrón-laguna. En condiciones normales este par se vuelve a recombinar. Para separarlo y extraer una corriente del material es necesario disponer de una juntura PN con una polarización inversa de forma que sólo hay corriente cuando incide luz. En la juntura existe una diferencia de potencial que separa al par.

En la Fig 02 se muestra las distintas formas de junturas. En una juntura simple PN los pares creados fuera de la zona de juntura se vuelven a recombinar. Para incrementar la zona de detección se coloca una capa intermedia levemente dopada o intrínseca constituyendo un diodo PIN. Si ahora se agrega una capa adicional altamente dopada se crea una elevada diferencia de potencial que produce una ganancia interna debido a una avalancha de electrones, dando lugar al fotodiodo por avalancha APD.

FOTODIODO AVALANCHA. La elevada diferencia de potencial del APD permite que algunos electrones cedan parte de la energía para formar otros pares adicionales, lo cual se logra cuando el campo eléctrico de la juntura supera los 3.105 V/cm. El proceso de multiplicación por avalancha crea una ganancia interna M que es aleatoria. Desde el punto de vista eléctrico del APD se comporta como un diodo ideal en paralelo con un generador de corriente proporcional a la luz incidente. Cuando llega a un valor de tensión de polarización inversa que crea un campo interno suficiente para iniciar la avalancha, se produce un aumento de la fotocorriente. La tensión necesaria es de 150 a 400 V en el Si y de 10 a 50 V en el Ge.

Sin incidencia de luz se tiene una corriente residual de oscuridad, que resulta ser la suma producida por la difusión de portadores minoritarios generados térmicamente fuera de la zona de deplexión y la tunelización de electrones entre la BV y BC. En resumen se usarán el Si en 0,85 μm; y el Ge o InP en 1,3 ó 1,55 μm y con dos estructuras posibles el PIN o APD. En general se usa la estructura APD para el Si y Ge y la estructura PIN para los derivados del InP. En el diodo PIN la velocidad de los portadores en un campo típico de 2 V/μm es de 84 μm/ns para el electrón y de 44 μm/ns para las lagunas. Para un ancho de carga espacial de 20 μm, con 40 V de tensión externa el electrón lo recorre en 250 ps y la laguna en 500 ps; la luz es absorbida cerca de la juntura PI y las lagunas recorren por ello un camino menor. La eficiencia cuántica del diodo PIN es del 80%.


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https://uvirtual.unet.edu.ve/file.php?file=%2F539%2Fmaterial_para_foro_3%2F07_RECEPTOR_DE_ENLACE_OPTICO.pdf