Desarrollo experimental de un multiplexor para la multicanalización electronica en un medio de transmisión optico
Date
2000
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
La presente investigación en el campo de las telecomunicaciones y la ingeniería electrónica aborda el diseño, simulación e instrumentación experimental de un sistema de transmisión por fibra óptica multicanalizado electrónicamente, orientado al envío simultáneo de tres canales de voz sobre un único medio físico. A partir de una contextualización histórica que rememora las primeras experiencias de comunicación óptica —desde el desarrollo del fotófono por Alexander Graham Bell en 1880 mediante modulación de luz solar sobre celdas de selenio, hasta la consolidación de la fibra óptica a partir de 1970 tras superar las limitaciones de dispersión atmosférica—, el estudio delimita las bases teóricas y operativas para resolver la transmisión de señales de audio minimizando pérdidas de información y evitando la interferencia entre canales mediante la técnica de Multicanalización por División de Frecuencia (MDF).
En el orden técnico y de diseño circuital, el sistema procesa cada señal de voz limitando su ancho de banda en un intervalo de 0 a 4 kHz mediante filtros pasa bajas. Posteriormente, cada canal es modulado en amplitud (AM) sobre portadoras senoidales independientes generadas mediante circuitos integrados XR-2206 acoplados a moduladores balanceados LM-1419, incorporando etapas de filtrado pasa banda para restringir el espectro y eliminar posibles solapamientos de frecuencias. Las tres señales resultantes son sumadas analógicamente e inyectadas a la etapa de control o excitador (driver) de un diodo emisor de luz (LED) infrarrojo que opera en una longitud de onda de 890 nanómetros. La modulación de corriente aplicada al dispositivo electroóptico convierte la señal eléctrica compuesta en variaciones ópticas acopladas directamente al núcleo de la fibra, logrando una transmisión funcional y estable en distancias cortas de varias decenas de metros.
El desarrollo capitular y metodológico de la obra se estructura en cuatro capítulos y dos apéndices técnicos. El primer capítulo examina los fundamentos de las fuentes emisoras de radiación (LEDs y diodos láser de inyección o ILDs) y de los fotodetectores, analizando sus curvas características, eficiencia cuántica y responsividad. El segundo capítulo expone los principios físicos que rigen a la fibra óptica como guía de onda electromagnética, así como las propiedades de componentes pasivos como conectores, empalmes y acopladores. El tercer capítulo detalla la ingeniería del sistema multicanal, evaluando la compatibilidad espectral de las portadoras y el ancho de banda global. Finalmente, el cuarto capítulo integra el análisis espectral por etapas, la validación del multiplexor y las simulaciones computacionales del sistema desarrolladas en el entorno MATLAB, compilando en sus apéndices el código fuente de simulación y las hojas técnicas de especificación de los componentes electrónicos utilizados.