Solución basada en fibra de plástico para la supresión del ruido electromagnético en el control de dispositivos electrónicos de potencia

Abstract

La fibra óptica ha sustituido en muchos sistemas de telecomunicaciones al cable de cobre por las mejoras que introduce, entre ellas una mayor capacidad de transmisión y la supresión de interferencias electromagnéticas. Para explotar aún más las capacidades de la fibra, existe una técnica denominada Multiplexación por División en Longitud de Onda, más conocida como WDM (Wavelength Division Multiplexing) que permite combinar varias señales sobre una única fibra. De ese modo, se consigue la transmisión simultánea de información proveniente de diferentes fuentes sin que se produzcan interferencias entre las diferentes señales. En la práctica, esto implica multiplicar la tasa de bits que puede transmitirse por una única fibra En este documento se propone un sistema de transmisión de 3 señales ópticas sobre una fibra óptica de plástico empleando la técnica WDM. Se ha fabricado un diseño de bajo coste que emplea fuentes LED que emiten en el espectro visible (470 nm, 530 nm y 650 nm). Para unir las tres señales en una fibra óptica de plástico (POF) se ha empleado un acoplador, utilizándose otro idéntico para separarlas en tres ramas antes de alcanzar el receptor. Debido a que los acopladores no son capaces de separar cada señal por una rama, es necesario aplicar un filtrado para obtener una de ellas en cada receptor. Empleando filtros de bajo coste consistentes en láminas semitransparentes de colores se ha demostrado que el sistema óptico planteado es capaz de transportar tres señales diferentes evitando interferencias por ruido electromagnético. En la etapa de recepción se obtienen señales con bajo nivel de tensión que, no obstante, pueden ser recuperadas con una forma casi idéntica a las transmitidas.

Telekomunikazio sistema askotan kobrezko kable tradizionalak zuntz optikoen ordez aldatu dira, batez ere euren transmisio ahalmen handiagatik eta interferentzia elektromagnetikoen aurkako babesengatik. Bere ezaugarriei errendimendu gehiago ateratzeko WDM (Wavelength Division Multiplexing) izeneko teknika garatu da, zuntz bakarrean seinale bat baino gehiago eramateko aukera ematen duenak. Horrela, iturri ezberdinetatik datozen seinaleak batera transmititu daitezke euren artean inolako interferentzia elektromagnetikoak sortu gabe. Honek esan nahi du zuntz batean eraman daitekeen bit- tasa biderkatzea posiblea dela. Dokumentu honetan proposatzen den sistemak hiru seinale optikoa transmititzen ditu plastikozko zuntz optiko (POF) bakarrean WDM teknika erabiliz. Igorle bezala hiru LED erabili dira, 470 nm, 530 nm eta 650 nm-ko uhin luzeran emititzen dutenak. Akopladore bat erabili da hiru seinaleak zuntz bakarrean batzeko, eta beste bat sistemaren beste muturrean berriro banatzeko hartzaileengana iritsi baino lehen. Akopladore hauek ez dute seinale bakoitza bide batetik bidaltzen, horren ordez seinalea hainbat zatitan banatzen ditu kolore guztiak nahasita. Horregatik iragazkiak behar dira, hartzaile bakoitzean seinale bakarra pasatu ahal izateko beste guztiak blokeatzen. Seinale optikoa elektriko bihurtzeko fotodetektoreak erabiltzen dira iragazkiak eta gero. Iragazki gisa koloreetako lamina gardenak erabiliz, erakutsi daiteke kostu txikiko sistema honek hiru seinale ezberdin eraman ditzakela interferentziarik gabe. Hartzaileen etapan lortzen diren seinaleek korronte maila txikia badaukate ere, arazo hau anplifikazio elektrikoekin konpondu daiteke.

Copper cable has been replaced by optical fiber in many telecommunications systems due to its improvements, such a greater transmission throughput and the capability to avoid electromagnetic interferences. Furthermore, there is a technique which offers the possibility of combining several light signals in a single fiber called Wavelength Division Multiplexing (WDM). In this way, information coming from different sources can be carried without interferences between them. In summary, using this technique the bit rate that of a single fiber is multiplied. In this document a 3-channel optical system over plastic optical fiber (POF) is proposed, which uses WDM. A low-cost design has been designed and manufactured with 3 LED sources emitting in the visible spectrum at 470 nm (blue), 530 nm (green) and 650 nm (red). Two couplers are added to join 3 input signals in a single fiber (multiplexing) and to divide them in three branches before reaching the receiver (demultiplexing). These kind of couplers cannot separate each signal in a different fiber so some kind of filtering is required for this issue. Photodetectors are used as receivers, as they transform the received light signal in an electrical one. Experimental works have probed that using low cost thin film colour filters, the provided system is able to transport 3 different light input signals without any type of electromagnetic interference. The received signals have a low voltage level, but they can be recovered using electrical amplifiers