Redes de fibra óptica Código:  81.533    Créditos:  6
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Este es el plan docente de la asignatura para el primer semestre del curso 2024-2025. Podéis consultar si la asignatura se ofrece este semestre en el espacio del campus Más UOC / La universidad / Planes de estudios). Una vez empiece la docencia, tenéis que consultarlo en el aula. El plan docente puede estar sujeto a cambios.
Las comunicaciones ópticas se caracterizan principalmente por dos factores: la naturaleza de las señales transmitidas (luz) y el canal de transmisión (fibra óptica). Ambos factores hacen frente a los problemas asociados a las transmisiones eléctricas y plantean nuevos retos. Las ventajas de las comunicaciones ópticas son claras: menor ruido, transmisiones no susceptibles a las interferencias electromagnéticas, grandes anchos de banda, baja atenuación, etc. Obviamente también presentan inconvenientes: elevado coste de instalación de la fibra óptica, precio de transmisores y receptores, dificultades tecnológicas, fenómenos asociados a la transmisión de la luz (como por ejemplo la dispersión), etc.

Sin duda las redes de fibra ópticas han supuesto un punto de inflexión en el desarrollo y la implantación de las telecomunicaciones. Las altas tasas de transmisión (del orden de los Gbit/s o incluso Tbit/s) han permitido aumentar la capacidad de las redes troncales, que tienen el objetivo de transportar el tráfico agregado de múltiples redes, y, entre otras aplicaciones, han hecho posibles la creación de redes de datos de alta velocidad a grandes distancias (redes transcontinentales y transoceánicas).

En esta asignatura se presentan los principios básicos que rigen las transmisiones ópticas. Para ello, el curso estructura el temario en apartados dedicados a las fibras ópticas (el canal de transmisión), los transmisores ópticos, los receptores ópticos y los amplificadores ópticos (necesarios para comunicaciones a grandes distancias). Finalmente, se presenta una breve introducción a las redes ópticas basadas en los conceptos desarrollados a lo largo de los apartados precedentes.

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Esta asignatura podemos enmarcarla dentro del conjunto de asignaturas del plan de estudios orientadas a dotar al estudiante de un conocimiento completo de las redes de comunicaciones.

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Las comunicaciones ópticas son, sin duda, uno de los puntos clave en las redes de comunicación de gran capacidad tanto presentes como futuras, y es indispensable para un ingeniero de telecomunicaciones conocer los principios fundamentales en los cuales se basan.

Los conocimientos y competencias alcanzadas en el estudio de esta asignatura deben permitir al estudiante evaluar las ventajas y los inconvenientes de estas tecnologías.

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Para cursar esta asignatura no son necesarios conocimientos previos.

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Los objectivos de esta asignatura son los siguientes:

1. Conocer los principios físicos que rigen la transmisión a través de una fibra óptica.
2. Entender las limitaciones propias del canal de transmisión óptico.
3. Identificar los distintos tipos de fibra óptica.
4. Comprender los mecanismos de interacción radiación-materia, base de las comunicaciones ópticas.
5. Entender el funcionamiento de los transmisores ópticos.
6. Comprender los tipos de receptores ópticos, su funcionamiento, sus limitaciones y sus características.
7. Estudiar los principios físicos que rigen la amplificación óptica.
8. Aprender los conceptos básicos de las redes ópticas más importantes.

Las competencias propias del grado  que se trabajan parcialmente en la asignatura son las siguientes:

- Capacidad para construir, explotar y gestionar redes, servicios, procesos y aplicaciones de telecomunicaciones, entendidas éstas como sistemas de captación, transporte, representación, procesado, almacenamiento, gestión y presentación de información multimedia, desde el punto de vista de los sistemas de transmisión.
- Capacidad de análisis de componentes y sus especificaciones para sistemas de comunicaciones guiadas y no guiadas.
- Capacidad para la selección de antenas, equipos y sistemas de transmisión, propagación de ondas guiadas y no guiadas, por medios electromagnéticos, de radiofrecuencia u ópticos y la correspondiente gestión del espacio radioeléctrico y asignación de frecuencias.  

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1. Fibra óptica 
1.1. Principios de transmisión en fibra óptica 
1.1.1. Número de modos de propagación 
1.1.2. Atenuación 
1.1.3. Dispersión intermodal 
1.1.4. Dispersión intramodal 
1.1.5. Dispersión de modo de polarización
1.1.6. Ancho de banda de las fibras 
1.1.7. Tipos de fibra óptica y diseño de sistemas de transmisión en fibra 
1.1.8. Fenómenos no lineales en la fibra óptica 
2. Transmisores ópticos 
2.1. Los semiconductores 
2.1.1. Semiconductor intrínseco 
2.1.2. Semiconductor extrínseco 
2.2. Mecanismos de interacción radiación-materia 
2.2.1. Emisión espontánea 
2.2.2. Emisión estimulada 
2.2.3. Absorción 
2.2.4. Relaciones de Einstein 
2.2.5. Amplificador láser 
2.2.6. Oscilador láser 
2.3. Emisión y absorción en materiales semiconductores 
2.3.1. Concentración de los portadores 
2.3.2. Generación y recombinación 
2.4. Diodos LED 
2.4.1. Eficiencia 
2.4.2. Modulación de la potencia óptica emitida 
2.4.3. Estructura de los diodos LED 
2.5. Láser de semiconductor 
2.5.1. Ganancia óptica 
2.5.2. Ecuaciones de ritmo 
2.5.3. Estructura de un diodo láser 
2.5.4. Láser DFB 
3. Receptores ópticos 
3.1. Fotodiodos PIN 
3.2. Fotodiodos de avalancha
3.3. Ruido 
3.3.1. Relación señal-ruido para los fotodiodos PIN 
3.3.2. Relación señal-ruido para los fotodiodos de avalancha 
3.4. Tasa de error de bit 
3.5. Sensibilidad 
3.5.1. Límite cuántico de fotodetección. 
4. Amplificadores ópticos 
4.1. Ganancia óptica 
4.2. Figura de ruido 
4.3. Amplificadores ópticos de semiconductor 
4.3.1. Conversores de longitud de onda
4.4. Amplificadores de fibra dopada con erbio 
5. Introducción a las redes ópticas 
5.1. Redes SONET/SDH 
5.1.1. Técnicas de concatenación 
5.1.2. Ajuste de la capacidad de enlace 
5.2. Redes de transporte ópticas 
5.2.1. Tecnologías WDM 
5.2.2. Redes ópticas transparentes 
5.2.3. Redes ópticas ASON 

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Material Soporte
Redes de fibra óptica PDF

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La asignatura dispone de un material, tanto en papel como en formato electrónico, que es la base del trabajo hecho en el aula.

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- Agrawal, Govind P. (2001). Applications of nonlinear fiber optics. Academic Press.

- Bass, Michael; Van Stryland, Eric W. (2002). Fiber optics handbook: fiber, devices, and systems for optical communications. McGraw-Hill Professional.

- G.7041/Y.1303 (2008). Generic framing procedure (GFP). ITU-T.

- G.7042/Y.1305 (2006). Link capacity adjustment scheme (LCAS) for virtual concatenated signals. ITU-T.

- G.803 (2000). Architecture of transport networks based on the synchronous digital hierarchy (SDH). ITU-T.

- G.872 (2001). Architecture of optical transport networks. ITU-T.

- G.709/Y.1331 (2009). Interfaces for the Optical Transport Network (OTN). ITU-T.

- Keiser, Gerd (2003). Optical communications essentials. McGraw-Hill Professional.

- Prat, Lluís; Calderer, Josep (2002). Dispositivos electrónicos y fotónicos. Fundamentos. Edicions UPC.

- Saleh, Bahaa E. A.; Carl Teich, Malvin (1991). Fundamentals of photonics. Wiley.

- Senior, John M. (1992). Optical Fiber Communications: Principles and Practice. Prentice Hall International Series in Optoelectronics.

- Shen-chie Chang, William (2005). Principles of lasers and optics. Cambridge University Press.

- Sivarajan, Rajiv; Ramaswami, Kumar N. (2002). Optical Networks: A Practical Perspective. Morgan Kaufmann Publishers.

- Takahiro Numai (2004). Fundamentals of semiconductor lasers. Springer.

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Los contenidos de la asignatura están distribuidos en cuatro bloques diferenciados, cada uno de ellos enfocado al estudio de los contenidos fundamentales que abarca el curso: la fibra óptica como canal de transmisión, los transmisores ópticos, los receptores ópticos, y los amplificadores ópticos. El correcto desarrollo de la asignatura por parte del estudiante pasa por entender los contenidos teóricos proporcionados en los materiales de la asignatura, así como las indicaciones proporcionadas por el Profesor Colaborador. Dichas indicaciones deben permitir al estudiante razonar y responder correctamente los ejercicios propuestos en las PEC (Pruebas de Evaluación Continua).

Es muy recomendable seguir la evaluación continua y entregar las PEC dentro del plazo indicado en el calendario. Las fechas límite de entrega de las PEC tienen que ser respetadas de manera estricta.

Finalmente, para conseguir un espacio de aprendizaje adecuado, es conveniente utilizar el espacio del Foro para formular preguntas que puedan ser de interés general para el seguimiento de la asignatura y que empiecen discusiones productivas entre los compañeros de aula.

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La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.

El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.

La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).

Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.

Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.

La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.

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Para superar la asignatura hay que hacer un examen (EX). La nota de la evaluación continua (EC) complementará esta calificación.

  • Si obtienes un No presentado en la evaluación continua, la calificación final de la asignatura será la nota numérica del examen.
  • Si en la evaluación continua obtienes una nota distinta a un No presentado, la calificación final será la más favorable entre la nota numérica del examen y la ponderación de la nota de la evaluación continua con la nota del examen, según lo establecido en el plan docente. Para aplicar este cálculo, es necesario conseguir una nota mínima de 4 en el examen (si es inferior, la nota final de la asignatura será la calificación del examen).
  • Si no te presentas al examen, la calificación final será un No presentado.

Ponderación de las calificaciones


Opción para superar la asignatura: EX + EC

Nota final de asignatura: EX + EC

EX = 65 %

EC = 35 %

Notas mínimas:

· EX = 4

Esta fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en el EX. Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4 o la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en el EX, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en el EX.

En el caso de asignaturas con prácticas (Pr) que cruzan con el examen (EX), la fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en FE (FE=EX+Pr). Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4, la calificación resultante de la asignatura será la nota obtenida en el EX. Cuando la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en FE, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en FE.

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La evaluación continua consiste en la realización, entrega y valoración por parte del consultor de algunos de los ejercicios de las diferentes actividades. Llamamos Prueba de Evaluación Continua (PEC) a cada una de estas entregas.

La calificación de Evaluación Continua se obtendrá a partir de la resolución de problemas de dificultad similar a la de los que se plantearán en el examen final. Existirán un total de cuatro pruebas de evaluación continua durante el curso (aproximadamente, una cada tres semanas). En el informe de Evaluación Continua se utilizarán las calificaciones siguientes:

A: Calificación muy buena
B: Calificación buena
C+: Calificación suficiente
C-: Calificación baja
D: Calificación muy baja
N: No se emite calificación

La nota final de la EC se determinará en función de las calificaciones obtenidas parcialmente, la participación del estudiante en el foro y haber demostrado un dominio suficiente en los aspectos fundamentales de la asignatura durante el semestre. La ponderación de las PECs dentro de la Evaluación Continua es PEC1:25%; PEC2:25%; PEC3:25%; PEC4:25%.

El seguimiento correcto de la asignatura os compromete a realizar las actividades propuestas de manera individual y según las indicaciones que pauta este Plan Docente. En caso de que no sea así, las actividades se evaluarán con una D.

Por otra parte, y siempre a criterio de los Estudios, el incumplimiento de este compromiso puede suponer que no se os permita superar ninguna otra asignatura mediante evaluación continua ni en el semestre en curso ni en los siguientes.

En la tabla siguiente encontraréis, con una descripción semana a semana las fechas en las cuales se colgarán en el Tablero del Profesor de cada aula las Pruebas de Evaluación Continua.

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La nota final se obtendrá a partir de la nota de evaluación continua y la nota de un examen final obligatorio.
La evaluación continua consiste en la realización, entrega y valoración por parte del consultor de algunos de los ejercicios de las diferentes actividades. Llamamos Prueba de Evaluación Continua (PEC) a cada una de estas entregas.

A lo largo del curso habrá un total de 4 PEC's, todas ellas de realización obligatoria si se quiere optar a la Evaluación Continua. La nota final de Evaluación Continua se obtendrá a partir de las notas de las 4 PEC's y de la participación personal en el Aula Virtual. Las fechas de las PEC's las encontraréis en el Calendario del Aula.

En caso de no entregar cualquiera de las PEC's durante el plazo establecido, la nota final será la del Examen Final.

Los enunciados de las PEC se publicarán a través del calendario del espacio de Planificación del Aula Virtual de la asignatura, en las fechas que aparecen destacadas. Las PEC resueltas se tienen que entregar en el buzón Entrega de actividades del espacio de Evaluación del Aula virtual. Alternativamente podéis acceder en el buzón Entrega de actividades desde el espacio Comunicación. Una vez transcurrido el tiempo destinado a la resolución de cada ejercicio, se publicará, en el calendario y en la fecha señalada, una propuesta de solución de cada una de las pruebas.

El seguimiento correcto de la asignatura os compromete a realizar las actividades propuestas de manera individual y según las indicaciones que detalla este Plan Docente. En caso de que no sea así, las actividades se evaluarán con una D.

Por otra parte, y siempre a criterio de los Estudios, el incumplimiento de este compromiso puede suponer que no se os permita superar ninguna otra asignatura mediante evaluación continua ni en el semestre en curso ni en los siguientes.

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El profesor colaborador proporcionará feedback relativo a las PEC mediante la publicación de una versión de la PEC con las respuestas correctas. Adicionalment se empleará el foro (o alternativamente el correo) para solucionar dudas relativas al desarrollo de la PEC o el contenido de los módulos didácticos.

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