Redes de fibra óptica Código:  81.533    :  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 se requiren conocimientos previos. No obstante se asume que el estudiante está familiarizado con los conceptos básicos de señales y sistemas de comunicación.

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Esta asignatura se puede superar mediante la realización de un examen final presencial, o bien mediante la combinación de una Evaluación Continua (EC) y examen final presencial (35% + 65%). Para poder optar a la EC se requiere la realización de 4 PEC (Pruebas de Evaluación Continua). A pesar de que seguir la EC no es obligatorio para superar la asignatura, es muy recomendable puesto que permite adquirir las competencias a lo largo del semestre, y ayuda a la consolidación del aprendizaje.

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

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En la UOC, la evaluación generalmente es virtual. Se estructura en torno a la evaluación continua, que incluye diferentes actividades o retos; la evaluación final, que se lleva a cabo mediante pruebas o exámenes, y el trabajo final de la titulación.

Las actividades o pruebas de evaluación pueden ser escritas y/o audiovisuales, con preguntas aleatorias, pruebas orales síncronas o asíncronas, etc., de acuerdo con lo que decida cada equipo docente. Los trabajos finales representan el cierre de un proceso formativo que implica la realización de un trabajo original y tutorizado que tiene como objetivo demostrar la adquisición competencial hecha a lo largo del programa.

Para verificar la identidad del estudiante y la autoría de las pruebas de evaluación, la UOC se reserva la potestad de aplicar diferentes sistemas de reconocimiento de la identidad y de detección del plagio. Con este objetivo, la UOC puede llevar a cabo grabación audiovisual o usar métodos o técnicas de supervisión durante la ejecución de cualquier actividad académica.

Asimismo, la UOC puede exigir al estudiante el uso de dispositivos electrónicos (micrófonos, cámaras u otras herramientas) o software específico durante la evaluación. Es responsabilidad del estudiante asegurar que estos dispositivos funcionan correctamente.

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de las actividades académicas. La web sobre integridad académica y plagio de la UOC contiene información al respecto.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; la suplantación de identidad; la aceptación o la obtención de cualquier actividad académica a cambio o no de una contraprestación; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o el uso de material, software o dispositivos no autorizados en el plan docente o el enunciado de la actividad académica, incluida la inteligencia artificial y la traducción automática, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden conllevar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables definidas en el plan docente -incluidas las pruebas finales- o en la calificación final de la asignatura, ya sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas (como el uso de inteligencia artificial no permitida, redes sociales o buscadores de información en internet), porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas de otros estudiantes, etc.) sin la citación correspondiente, por la compraventa de actividades académicas, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Asimismo, y de acuerdo con la normativa académica, las conductas irregulares en la evaluación también pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda, de conformidad con lo establecido en la normativa de convivencia de la UOC.

En el marco del proceso de evaluación, la UOC se reserva la potestad de:

  • Solicitar al estudiante que acredite su identidad según lo establecido en la normativa académica.
  • Solicitar al estudiante que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación, tanto en la evaluación continua como en la evaluación final, a través de una entrevista oral síncrona, que puede ser objeto de grabación audiovisual, o por los medios establecidos por la UOC. Estos medios tienen el objetivo de verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la identidad del estudiante. Si no es posible garantizar que el estudiante es el autor de la prueba, esta puede ser calificada con una D, en el caso de la evaluación continua, o con un suspenso, en el caso de la evaluación final.

Inteligencia artificial en el marco de la evaluación

La UOC reconoce el valor y el potencial de la inteligencia artificial (IA) en el ámbito educativo y, a su vez, pone de manifiesto los riesgos que supone si no se utiliza de forma ética, crítica y responsable. En este sentido, en cada actividad de evaluación se informará al estudiantado sobre las herramientas y los recursos de IA que se pueden utilizar y en qué condiciones. Por su parte, el estudiantado se compromete a seguir las indicaciones de la UOC a la hora de realizar las actividades de evaluación y de citar las herramientas utilizadas y, concretamente, a identificar los textos o imágenes generados por sistemas de IA, los cuales no podrá presentar como si fueran propios.

Respecto a usar o no la IA para resolver una actividad, el enunciado de las actividades de evaluación indica las limitaciones en el uso de estas herramientas. Debe tenerse en cuenta que usarlas de manera inadecuada, como por ejemplo en actividades en las que no están permitidas o no citarlas en las actividades en las que sí lo están, puede considerarse una conducta irregular en la evaluación. En caso de duda, se recomienda que, antes entregar la actividad, se haga llegar una consulta al profesorado colaborador del aula.

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Para aprobar la asignatura tienes que superar la evaluación continua (EC) y hacer un examen (EX).

La calificación final (CF) de la asignatura se calcula de acuerdo con lo siguiente:

  • Si superas la EC y en el examen obtienes la nota mínima necesaria, la nota final se ponderará de acuerdo con los valores establecidos en el plan docente.
  • Si superas la EC pero en el examen no obtienes la nota mínima necesaria, la nota final será la calificación numérica obtenida en el examen.
  • Si superas la EC y no te presentas al examen, la nota final será un suspenso (3).
  • Si no superas la EC, la nota final será la nota de la EC.
  • Si no te presentas a la EC, la nota final será un No presentado.

 

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