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Efectos de la Dispersion Cromatica aRadiofrecuencias en la Fibra Optica para un Enlace

de Radio sobre FibraHerrera Duran. Mauricio

Abstract—Los sistemas de Radio sobre Fibra (RoF) se mues-tran como una alternativa en la transmision eficiente de senalesinalambricas en las que las senales de radiofrecuencia sonenviadas hacia las estaciones base utilizando la fibra optica. Estotrae consigo ventajas en gestion, baja complejidad de equipos enlas estaciones base y disminucion en consumo de potencia y anchode banda para los sistemas inalambricos. Sin embargo existenalgunas limitantes impuestas por el canal de fibra optica quees importante considerar. En este artıculo se explicara el efectode la dispersion cromatica como filtro del canal de fibra opticasobre las senales de radiofrecuencia del sistema inalambrico yse analizara la posibilidad de implementacion de un sistemade radio sobre fibra dependiente de la atenuacion inducida pordicha dispersion en el canal. Para ello inicialmente se presenta lafuncion de transferencia del filtro de disperion, luego se realiza lasimulacion y el analisis de su comportamiento a frecuencias de laseccion de radiofrecuencia y se comparan los resultados con losobtenidos para una frecuencia en el dominio optico, teniendo encuenta durante las simulaciones la dependencia de la funcion detransferencia del filtro con la distancia de transmision del enlace.

Index Terms—Dispersion Cromatica, Fibra optica, Radiofre-cuencia, Ancho de Banda, Portadora optica, filtro.

I. INTRODUCCION

LA necesidad de buscar implementaciones hıbridas surgebasicamente de las grandes demandas de ancho de banda

en servicios moviles, ademas del desarrollo e inclusion de ser-vicios en el mercado de las telecomunicaciones como HDTV(High Definition Television) y video 3D [1]. Los sistemasde WLAN (Wireless Local Area Network) convencionalespretenden llegar a velocidades de 1 Gbps aunque solo hanalcanzado los 54 Mbps [2]. HDTV requiere de un canal quesoporte 1.5 Gbps, velocidades que se posibilitan cuando seutiliza fibra optica como canal de transmision alimentador yse trabaja en frecuencias de 10 GHz en adelante. Segun la basede datos en indicadores de telecomunicaciones mundiales de laITU (International Telecommunication Union) en los ultimos5 anos el incremento en el numero de usuarios suscriptoresde internet se ha visto influenciado gracias a la aceptacion delos servicios de banda ancha movil por parte de los usuarios.Ası mismo, el incremento en la demanda de telefonıa movilen el periodo comprendido entre los anos 2006 y 2011 fuede alrededor de 100%, ya que para el 2006 se presentabanaproximadamente 2,8 billones de usuarios mientras que parafinales de 2011 la cifra ya era de casi 6 billones de personas[3]. Otros factores como la eliminacion del cuello de botella,estan conduciendo a la busqueda de nuevas implementaciones

tecnologicas, dentro de las cuales RoF representa una buenaopcion [4].

En la actualidad, con el desarrollo de las tecnologıas dela informacion y comunicacion, se buscan alternativas en eldiseno e implementacion de las redes, de manera que selogre aprovechar las ventajas que presentan algunos medios detransmision, ademas de posibilitar el uso de redes inteligentesque proporcionan a la red robustez, seguridad, reconfigura-bilidad y flexibilidad [5]. Es por esto que la comunidadcientıfica ha optado por investigar sobre la implementacionde sistemas de distribucion de telecomunicaciones hıbridos,dentro de los cuales es de particular interes el denominadosistema Radio sobre Fibra (Radio over Fiber; RoF), el cualconsiste esquematicamente en cambiar el cable coaxial quecomunmente alimenta la antena de una estacion base porun cable de fibra optica, enviando por este ultimo senalesportadoras en el rango de RadioFrecuencia (RF). Dicha fibraesta estrechamente ligada a especificaciones de los distintoselementos de la red segun lo indican algunos estandaresinternacionales en donde, por ejemplo, el mas mınimo error enel valor correcto de un parametro de distribucion de la senal,como la frecuencia de operacion, la distancia de transmision ola longitud de onda de operacion del laser, afecta gravementela comunicacion [6].

Hacer el cambio de cable coaxial por fibra optica traeconsigo ventajas y desventajas. Entre las ventajas se encuentrala disponibilidad de un mayor ancho de banda, cuyo valores casi 4 veces el aceptado por el cable coaxial, ya que adistancias de 20 Km con estandares como el ITU-T G.984,se logran velocidades de transmision ascendente (upstream)de hasta 1,25 Gbps y descendente (downstream) de hasta 2.5Gbps [7]. Para el caso de una fibra monomodo que trabajaraen la zona de RF comprendida entre 30 GHz y 300 GHzdebido a la alta frecuencia de operacion habrıa que colocar masestaciones base o antenas para suplir las necesidades en un areaconstante [6]. Otra ventaja es el diseno de la red, en dondelos equipos de mayor complejidad y de mayor consumo depotencia como el laser y el generador de ondas seran instaladosen un cuarto central, mientras que los elementos de red pasivosseran dispuestos a varios kilometros de distancia del cuarto,cuya senal sera transportada por la fibra optica. Otras ventajasque pueden mencionarse son la reduccion de cuellos de botellagracias al caracter de pasividad en los terminales de la red, bajapotencia en las antenas, disminucion de los impactos ambien-tales, baja atenuacion de las senales logrando alta calidad enellas, no se presentan interferencias electromagneticas, envıo

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de diversidad de servicios inalambricos, entre otras [8,9]. Sinembargo, el buen desempeno en ancho de banda que alcanzala fibra optica estandar en el rango RF de 30 GHz a 300 GHzse ve afectado por la dispersion cromatica cuando el laseres modulado a una longitud de onda de 1550 nm, dispersionque a 1310 nm es cero. El presente artıculo se centrara en eldesempeno del sistema en 1550 nm, pues debido a su bajaatencuacion el enlace puede extenderse hasta 50 Km, casi 25veces mas que en 1310 nm para fibras monomodo [10]. Ladispersion cromatica es una consecuencia de la interaccionde la luz con la materia. La luz esta compuesta por variaslongitudes de onda las cuales al entrar en un medio fısico,viajan cada una de ellas a una velocidad diferente debido aque cada longitud de onda percibe un ındice de refracciondiferente. La dispersion cromatica actua como un filtro paraalgunas frecuencias de RF y su funcion de transferencia seramostrada y analizada en este artıculo con fines practicos deaplicacion de los sistemas de RoF, como sistemas de TV, radio,telefonıa movil y portadoras para tecnologıa UMTS/HSDPA(Universal Mobile Telecommunications System/High SpeedDownlink Packet Access) [11].

En este artıculo se analizara la penalizacion inducida por ladispersion cromatica a una senal de RF en el canal de fibrapara diferentes aplicaciones practicas explicando y simulandosu comportamiento como filtro en radiofrecuencias. Para ello,en el inicio de la seccion II se presentara la funcion detransferencia del filtro de dispersion cromatica, seguido delas graficas correspondientes a las respectivas simulaciones enMATLAB de portadoras para servicios de television, radio einternet movil teniendo en cuenta un sistema de RoF. Al finalde esa seccion se mostrara el efecto del filtro de dispersionsobre una portadora optica y a continuacion, en la seccion III,se procedera a analizar los resultados obtenidos para cada unode los casos anteriores. En la seccin IV se concluira respectoa los analisis y resultados obtenidos.

II. SITUACION PROBLEMATICA

Un enlace de radio sobre fibra esta principalmente com-puesto por una estacion central en donde se genera una senala una frecuencia RF y luego es modulada por un laser. Esta esenviada por un cable de fibra optica hasta una estacion base endonde se radia dicha senal la cual sera recibida y decodificadapor el dispositivo final, ocupe este funciones de television,telefonıa, internet, radio. La senal de salida del generadorlocal es llamada x(t), esta entra a modular un conversorfoto-electrico de intensidad directa que le proporciona lascaracterısticas necesarias para su viaje por la fibra hasta laantena, donde es convertida del dominio optico al electricopor medio de deteccion directa a traves de foto-receptores,cuya seal de salida es llamada y(t) [9]. Aunque existenmas tecnicas de recepcion como la deteccion heterodina, ladirecta sera la tratada en el proceso de investigacion en esteartıculo, debido a su alto grado de inclusion en muchas redesde fibra optica mundiales, simplicidad, bajo costo y a quepermite modulacion de multiples portadoras mientras no sehaga demasiado compleja la deteccion directa para el receptor[6,11]. Es importante informar al lector que modular una

senal directamente con el laser a mas de 10 GHz producefluctuaciones en las componentes espectrales y en la amplitudde la senal, afectando el buen ancho de banda que se consigueutilizando una fibra monomodo. Por tanto los sistemas basadosen modulacion de intensidad que usan deteccion directa, afrecuencias mayores de 10GHz utilizan una tecnica llamadamodulacion externa [13]. Cuando la senal viaja por el canalde fibra hay diversos efectos fısicos sobre esta que hacenque su intensidad disminuya. Las no linealidades del mate-rial, perdidas en el proceso de conversion opto-electrico, ladispersion multiruta y la dispersion cromatica, son buenosejemplos de esos efectos. En este caso la fibra tenida encuenta es de tipo monomodo, en la cual no existe la dispersionmultiruta [9,11]. Es de particular interes el estudio de ladispersion cromatica debido principalmente a que este es unproblema que afecta a la senal durante su viaje por la fibracuando el laser a modular trabaja a una longitud de onda de1550 nm.

Bajo estas condiciones de trabajo, la dispersion cromaticapuede ser modelada mediante un filtro de banda pasante cuyarespuesta al impulso natural en el dominio del tiempo, h(t),tomada de [6], esta dada por la siguiente expresion matematica

h(t) =

√C

jDλ2Zej

CΠDλ2Z

t2 (1)

donde π es la constante adimensional equivalente a3,141592654, D es el ındice de dispersion cromatica en lafibra monomodo el cual equivale a 17 ps/nm.Km, λ es lalongitud de onda a la que modula el laser que sera tomadaen 1550 nm debido a que en 1310 nm la dispersion cromaticaes nula, Z es la distancia del enlace de fibra, C es la velocidadde la luz en el vacıo cuyo valor es 3 ∗ 108 m/s y f es lafrecuencia de operacion de la fibra que debe estar en el rangode radiofrecuencias para el caso de una implementacion RoF.

Si se aplica el operador transformada de Fourier a amboslados de la ecuacion (1), se tiene la siguiente relacion en eldominio de la frecuencia

h(f) = e−jDΠλ2ZC

f2

(2)

La dispersion cromatica es un fenomeno fısico que aparececomo consecuencia directa de la naturaleza de la luz. Porejemplo, la luz infrarroja que sale del laser esta compuestapor varias longitudes de onda que se desplazan, cada una, avelocidades diferentes viendo ındices de refraccion diferentes,que deberıa de ser solo uno para una fibra estandar, hechoque evidencia que en la funcion de transferencia mostradaen (2), haya una dependencia cuadratica de λ. Debido aesto, durante la transmision, los pulsos se van ensanchando,alargando su tiempo de duracion, ocasionando interferenciaentre sımbolos de informacion, ISI (intersymbol interference),que afecta gravemente la transmision cuando el tramo de cablese hace mas largo [6].

Las radiofrecuencias de mayor interes de analisis sobreenlaces de RoF son las que se encuentran en el rango de0.3 GHz a 300 GHz, rango llamado de microondas y ondasmilimetricas [11]. Para ver el efecto de filtrado sobre una senal

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Fig. 1. Atenuacion inducida en dos senales portadoras por la dispersioncromatica a medida que se aumenta la distancia de propagacion.

Fig. 2. Respuesta en frecuencia del filtro de dispersion para el rango entre30 GHz y 60 GHz en dos puntos distintos.

con portadora RF se pueden escoger una de 40 GHz y otra de70 GHz con el fin de comparar como a determinadas distanciasse encuentran mınimos locales de la funcion que representancaıdas de potencia de varios decibeles, en donde la primerade ellas indica que la senal ha sido extinta por completo. EnFig. 1 y Fig. 2, se presenta un resultado similar al obtenido,para frecuencias portadoras de 30 GHz y 60 GHz, en [11].En Fig. 1, se observa una senal con portadora de 70 GHzque ha sido atenuada completamente a menos de 1Km detransmisin, mientras que la seal con portadora en 40 GHz pudoviajar 1.5 Km ms, aproximadamente. En Fig. 2, se han tomadodos distancias de transmision fijas, una de 10 Km y otra de25 Km. La primera de ellas, ocasiona que varias frecuenciasde operacion sean filtradas debido a la dispersion cromatica,aunque en el caso de 25 Km, la eficiencia espectral se reduceaun mas.

Las caıdas de potencia a varias distancias debidas a ladispersion cromatica, se observan tambien con la variacionde la frecuencia para una distancia fija, por ejemplo en 10Km y 25 Km.

La senal generada por el oscilador local tendra formasinusoidal:

Fig. 3. Respuesta en frecuencia del filtro de dispersion cromatica para unsistema de TV.

x(t) = sin(2fct) (3)

donde fc es la frecuencia de la senal portadora, que esidentica a f. Para que en el cuarto tecnico de la antena no seamas que necesario colocar un detector foto-electrico, f debeser la misma frecuencia que se va a radiar en la antena quedebe estar en el rango de RF. Con esto se logra independenciadel protocolo y el formato de modulacion, ya que no haynecesidad de generar una portadora de RF antes de radiar lasenal [5].

En la actualidad colombiana son servicios inalambricoscomunes la television, la radio, la telefonıa movil y el in-ternet de banda ancha. De aquı en adelante se mostraranlas simulaciones realizadas en MATLAB para las frecuenciasutilizadas por cada servicio en Colombia segun la AgenciaNacional del espectro (ANE). El sistema de television utilizafrecuencias del orden de MHz para los canales entre el 2 yel 13 que son los que durante un largo tiempo se han radiadoen Colombia. Los canales 2, 3 y 4 operan entre 55.25 MHzy 67.25 MHz respectivamente, separados en 6 MHz uno deotro. Los canales 5 y 6 operan en 77.25 MHz y 83.25 MHzrespectivamente. El resto operan entre las frecuencias 175.25MHz y 211.25 MHz separados tambien 6 MHz uno de otro.En la Fig. 3, se puede observar el comportamiento de dichasfrecuencias de operacion en la funcion de transferencia delfiltro de dispersion, comparando su comportamiento a variasdistancias de transmision. Un comportamiento parecido seobserva en la Fig. 4, en la que se muestra la respuesta delfiltro de dispersion cromatica para las 41 emisoras de radioofrecidas en la ciudad de Medellın comprendidas en la regionespectral de FM con frecuencias entre los 88 MHz y 108 MHz.

El operador Claro, que ofrece servicios moviles en todala region colombiana, transmite internet movil en tecnologıasUMTS/HSDPA cuyas frecuencias de operacion son 850 MHzy 1900 MHz, segun lo establece en su sitio web para unmodem Alcatel X520Y. La Fig. 5, en la que se muestrala simulacion de la respuesta del filtro de dispersion a lasdos frecuencias antes mencionadas segun se incremente ladistancia de transmision, se puede notar que la dispersioncromatica permite que la senal, con portadora en 1900 MHz,

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Fig. 4. Respuesta en frecuencia del filtro de dispersion cromatica para unsistema de radio.

Fig. 5. Atenuacion inducida por la dispersion cromaica en dos senalesportadoras para tecnoloıas UMTS/HSDPA a medida que se aumenta ladistancia de propagacion.

viaje unos 230 Km sin perder mas que la mitad de su potenciainicial.

Se puede seguir aumentando la frecuencia de operacionhasta llegar al orden de las portadoras de microondas, espe-cialmente en el rango de 1.530 GHz a 31 GHz, en donde seencuentran las bandas L, X, C, Ku (Europa), Ku (America)y Ka. En la banda Ku es en la que se hacen los enlacessatelitales mundiales. En 1990 el pionero de la telefona movilCraig McCraw planteo la idea de un sistema de satelites enla orbita terrestre baja llamado Teledesic y su intencion eralograr servicios de banda ancha para distribucion mundial [12].El sistema operaba en la banda ka, en donde los enlacesdescendentes operaban entre 18.8 GHz y 19.3 GHz, y losascendentes operan entre 28.6 GHz y 29.1 GHz. La intencionera lograr velocidades de enlace ascendente de hasta 100 Mbpsy de enlace descendente hasta de 720 Mbps. En Fig. 7, se hacela simulacion de frecuencias portadoras en las bandas Ku yKa suponiendo que entre la central de operacion y la antenaque radiara al espacio hubiera fibra optica y ası aprovecharla buena eficiencia espectral que se presenta en estas regionesdel espectro.

En Fig. 7, se nota como el filtro de dispersion cromatica

Fig. 6. Atenuacion inducida por la dispersion cromaica para frecuencias entre0 GHz y 31 GHz para distancias de propagacion hasta de 100 Km.

Fig. 7. Atenuacion inducida por la dispersion cromaica VS frecuencia deoperacion.

Fig. 8. Atenuacion inducida por la dispersion cromaica VS distancia depropagacion.

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Fig. 9. Atenuacion inducida por la dispersion cromaica a 193.54 THzconforme se aumente la distancia de transmision.

empieza a atenuar las senales a partir de los 6 GHz defrecuencia aproximadamente, atenuando completamente lassenales con frecuencias mas altas, en el rango mostrado,incluso antes de los 10 Km de transmision.

Se puede tomar una frecuencia portadora opticacomunmente usada en transmisiones por fibra, que seencuentra en la banda C de las transmisiones con portadorasopticas. Dicha frecuencia es 193.54 THz y el comportamientode esa portadora, respecto al filtro de dispersion a medidaque se avanza en la distancia de transmision, se muestra enFig. 9.

Se nota a 35 Km de transmision, que la senal ha perdidola mitad de su potencia inicial y que en unos 50 Km ha sidoatenuada por completo.

III. DISCUSION

Como se puede observar en las graficas de las simulacionesde la seccion 2, a medida que se aumenta la frecuencia deoperacion, la dispersion cromatica empieza a mostrar mayoresefectos como filtro en la fibra.

Al hacer las simulaciones para varios servicios de co-municaciones inalambricos se encontro que los canales deun sistema de television y las frecuencias correspondientesa la banda FM de radio presentan una respuesta plana alfiltro de dispersion cromatica. Por tanto si se pretendierautilizar una implementacion de radio sobre fibra en la quelos servicios a prestar fueran television basica (13 canales) yradio FM, la dispersion cromatica no causarıa mayor dano enla transmision, ya que su comportamiento como filtro no estapresente para esas frecuencias portadoras. Quizas no sea muyfactible en la actualidad implementar un enlace RoF con soloestos dos servicios debido principalmente a la demanda que sepresenta hacia otros, en los que se precisa de un buen anchode banda para garantizar su correcto funcionamiento. Un granancho espectral se vuelve entonces casi que una norma parael enlace y para lograrlo es necesario aumentar la frecuenciade operacion del enlace [6]. El principal problema de hacerloes que se disminuye la distancia de propagacion de las ondas,en el enlace antena-usuario, ya que las pequenas longitudes de

onda no logran atravesar muchos obstaculos, obligando ası, aaumentar la potencia de salida en los laser [12].

Al simular las frecuencias portadoras que usan las tec-nologıas UMTS/HSDPA para distribuir internet de bandaancha movil en Colombia, por parte del operador CLARO,se pudo observar que para una frecuencia de 1900 MHz o 1.9GHz, a una distancia de transmision de 230 Km por un canalde fibra, la senal pierde la mitad de su potencia, mientrasque en 850 MHz a esa misma distancia la senal esta casiintacta, segun lo permite la dispersion cromatica. 230 Kmpuede llegar a ser una distancia muy considerable cuando unenlace de fibra sea necesario para llevar internet de una centralde comunicaciones, ubicada en una ciudad, a las antenas que seencuentran en los municipios vecinos. Por ejemplo alrededorde Medellın, Colombia, se encuentran municipios que no cuen-tan con una estacion central de telecomunicaciones, muchosde ellos ubicados a menos de esos 230 Km, garantizandosecobertura casi que en toda la region antioquena que cuentacon 63000 Km2 de area. Si esa area fuera la perteneciente aun cırculo que encerrara el departamento, el diametro de esecırculo serıa de 283.2 Km. Debido a que Medellın se encuentraun poco mas al sur de la region central del departamentoantioqueno, se podrıa hacer una aproximacion ubicandola en elcentro del cırculo por lo que los enlaces en la direccion radial,en los 360o, para llegar a todas las regiones del departamentoconstarıan de 141.6 Km de fibra para una implementacionRoF, distancia aceptada por la dispersion cromatica inclusopara 1900 MHz.

En el proceso de incrementar la frecuencia para lograrmejores anchos de banda y por tanto altas velocidades detransmision, se llega a las frecuencias ubicadas en las bandasKu y Ka. Esas bandas son utilizadas para enlaces tierra-satelitey las antenas se encuentran en lugares no residenciales debidoa su alta radiacion de potencia. Para llegar a esos lugaresdebe haber un enlace cableado que permita mantener el buenancho de banda, quizas la fibra sea un muy buen elemento paralograrlo. A esas frecuencias de enlace la dispersion cromaticaya ha aparecido y a una distancia aproximada de 70 Km, lasenal ha sido extinta por completo para una frecuencia de7 GHz, una de las menos afectadas por la dispersion. SegunFig. 6, para las frecuencias ubicadas entre los 11.7 GHz y 12.2GHz, rango utilizado para descarga de datos en Ku (America),la dispersion cromatica permitirıa que la senal viajara entre 30Km y 40 Km antes de ser irrecuperable, distancia muy buenasi se quiere aislar la antena de la poblacion de habitantes deuna region. El proyecto Teledesic pretendıa operar sus enlacesen la banda Ka, los enlaces de descarga con frecuencias entre18.8 GHz y 19.3 GHz y de subida entre 28.6 GHz y 29.1GHz [10]. A esas altas frecuencias la potencia de salida dellaser es mucho mayor y al rededor de la antena se presentaramucha mas radiacion, por lo que se deben buscar antenasdireccionales con un patron de radiacion bien definido, no muyabierto, o buscar lugares altos como cimas de montanas paragarantizar que una poblacion no se vera afectada por la altaradiacion. En el rango de frecuencias del enlace de descargala senal ha sido completamente extinta, atenuada en 15 dB, auna distancia de casi 15 Km. Para las frecuencias del rango desubida de datos las senales se pueden estar viendo seriamente

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afectadas en su potencia a una distancia no mucho mayorque 5 Km, algo que ocasionarıa que la deteccion directa parael receptor se haga mucho mas complicada no permitiendoque las senales radiadas por parte de la antena lleven lainformacion correcta, incluso se puede perder la ventaja deenviar multiples portadoras, esquema que ofrece la detecciondirecta.

La dispersion cromatica tambien afecta las senales queposeen, incluso, portadoras de dominio optico. Una frecuenciade esas es la de 193.54 THz que se corresponde con unλ de 1550 nm. Al hacer la simulacion se ve claramente enFig. 9, que la senal a esa frecuencia se hace completamenteirrecuperable a 50 Km de transmision por fibra, distanciaque no esta nada mal, pero definitivamente no habria algunaventaja sobre un enlace con cable coaxial mas que el ancho debanda. Una de las principales ventajas de un enlace RoF, delas que se ha venido tratando, es la mınima complejidad que serequiere en los equipos de la antena, ventaja que desaparecerıaen las frecuencias opticas, ya que se necesitarıan elementosactivos en la antena que permitieran llevar la frecuencia deldominio optico al de RF, algo que incrementarıa el costo de losprocesos de gestion de equipos y le restarıa toda la eficienciade la que se hablo para una implementacion RoF.

Con todo esto, cabe resaltar la eficiencia que tendrıa unaimplementacion de radio sobe fibra para sistemas como elde television, radio e incluso para el internet, donde lasfrecuencias de transmision no son altamente afectadas por ladispersion cromatica. Caso que no ocurre a frecuencias de masde 10 GHz en donde la principal ventaja es la buena velocidadde transmision de datos que se alcanza, aunque el canal defibra optica no pueda ser de muchos kilometros, limitandoası dichas transmisiones. Resulta entonces muy factible laidea de implementar RoF en una ciudad donde las principalesnecesidades de comunicaciones inalambricas se dan hacia losservicios de television, radio e internet. Permitirıa este unmayor trafico de datos gracias a la fibra optica. Aquellosenlaces mundiales que llevan miles de millones de bytes porsus redes se ven seriamente limitados por la distancia delenlace central-antena, que es pequena, debido a la dispersioncromatica teniendo como principal consecuencia opacar lasgrandes distancias de transmision que se pueden cubrir conla fibra optica. Resulta entonces que un disenador de unaimplementacion de RoF, incluso para realizar un diseno de unared basada en fibra, que vaya a operar a una frecuencia de RFmayor que 5 GHz o en el dominio optico, debe tener sumocuidado con la frecuencia de operacion a usar, ya que como sepudo ver en Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, para cada frecuenciade esas secciones, existe una distancia mınima de transmisiona la cual la senal se extingue por completo, ocasionandoseperdida de la informacion debido a la dispersion cromatica.

IV. CONCLUSIONES

Implementar un sistema de Radio sobre Fibra (RoF) seve seriamente limitado por el efecto fısico que actua sobreel canal de fibra, llamado dispersion cromatica. Las dosprincipales limitaciones sobre el cable de fibra optica dispuestoentre la central de telecomunicaciones y la estacion base son

la longitud del enlace y la frecuencia de operacion. La ultimade estas, se ve seriamente influenciada por el efecto de filtradode la dispersion cromatica cuando excede el valor de 6 GHz.

Cuando se desea implementar un sistema de RoF con el finde ofrecer servicios de television, radio e internet movil, ladispersion cromatica no debe ser un factor tenido en cuentade entre los muchos otros que afectan la transmision por elcanal de fibra. Caso contrario ocurre cuando la implementacionse hace con finalidades de lograr grandes anchos de banda,como por ejemplo enlaces satelitales, en los cuales las altasfrecuencias de operacion en el rango de RF son las que activanel filtro de dispersion cromatica, reduciendo cada vez mas, ladistancia maxima posible de propagacion.

Cuando se aumenta la frecuencia de operacion en el rangode RF, la dispersion cromatica obliga a que la distanciamaxima de transmision por fibra sea mas pequena. Seguneste razonamiento, se esperarıa que para una frecuencia opticade 193.54 THz el filtro de dispersion limitara la distancia detransmision a tan solo unos pocos metros. En esas tan altasfrecuencias el filtro de dispersion es un poco mas permisivorespecto a la maxima distancia de transmision posible, ya quela senal ha sido extinta por completo en 50 Km, mientras quepara algunas portadoras de onda milimtrica la senal fue extintaen menos de 1 Km.

La caracterıstica intrınseca de la fibra que ha revolucionadolas telecomunicaciones es su grande ancho de banda. Estese incrementa a medida que la frecuencia de operacion sehace mas grande. Al pensar de esta manera, se supondrıaque implementar un sistema de RoF con frecuencias opticasserıa mas eficiente. Pero al hacerlo se pierden varias de susventajas de implementacion, por lo que resulta que buenasfrecuencias de operacion se encuentran en el rango de 1 GHza 30 GHz, ya que para frecuencias mayores que 30 GHZ lasenal no puede viajar largas distancias, por ejemplo, en 70GHz, donde la senal ha sido extinta por completo antes de 1Km de transmision.

A la hora de implementar un sistema de RoF se deben hacersimulaciones como las mostradas en este artıculo, en las queun compromiso por parte del disenador entre frecuencia deoperacion y distancia de transmision pueda ser establecido,logrando encontrar valores optimos de operacion segun lasnecesidades de velocidad y potencia que se requieran.

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