1.Ejercicio de test 1) Si un enlace monofibra de 10 km permite un ancho de banda ptico de 3,784 GHz, qu

longitud aproximada de esa misma fibra ensancha los pulsos 0,02 ns? a) 1 km b) 2 km c) 3 km d) 4 km

2) Si la longitud de la zona activa de un diodo lser aumenta, se verifica que a) el nivel de transparencia aumenta b) la corriente umbral aumenta c) las prdidas por unidad de longitud aumentan d) ninguna de las anteriores

3) La dispersin cromtica (del material) de una fibra ptica depende de

a) la longitud de onda b) el ndice de refraccin del ncleo c) la anchura espectral de la fuente d) todo lo anterior

4) A un fotodiodo PIN le llegan 2000 fotones para el bit 1 en un mensaje NRZ. La relacin

seal- ruido para una situacin de lmite cuntico ser igual a a) 27 dB b) 30 dB c) 33 dB d) 36 dB

5) Respecto al parmetro de calidad Q, se puede afirmar que

a) aumenta con la longitud del enlace b) es igual a la SNR c) aumenta con la velocidad de transmisin d) ninguna es cierta

6) Sobre el ancho de banda unitario de una fibra ptica multimodo se puede afirmar que

a) aumenta si disminuye la apertura numrica b) aumenta con la distancia c) mejora con la potencia transmitida d) todas son correctas

7) En un lser polarizado por encima del umbral, en rgimen estacionario,

a) la densidad volumtrica de electrones en la cavidad es proporcional al volumen de la misma b) la densidad volumtrica de electrones es proporcional a la corriente inyectada c) la densidad volumtrica de electrones es independiente de la corriente inyectada d) la corriente umbral decrece con el aumento de temperatura

8) Si un lser semiconductor recibe un escaln de corriente tal que ION>IOFF>ITH

a) la potencia ptica emitida no vara con ION b) el tiempo de respuesta depende del tiempo de vida del electrn c) el tiempo de respuesta es del orden de los nanosegundos d) el tiempo de respuesta disminuye si aumenta el escaln de corriente

9) En un amplificador ptico semiconductor se verifica que a) el bombeo es ptico b) se consigue amplificacin dopando el semiconductor con iones de Erbio c) est polarizado por encima del umbral lser d) ninguna de las afirmaciones anteriores es correcta

10) Determinar cul de las siguientes afirmaciones no es correcta

a) un fotodiodo de Silicio es til para la deteccin en tercera ventana b) los fotodiodos se polarizan en inversa c) en un fotodiodo APD la responsividad es de decenas de A/W d) la fuente de ruido dominante en deteccin heterodina es el ruido shot

2.Ejercicio de test Considrese un lser semiconductor simtrico en el cual son nulos el nivel de transparencia y las prdidas de scattering (aS). En estas condiciones, responder a las siguientes cuestiones.

1. Sobre la corriente de efecto lser se verifica que a) es proporcional al volumen de la cavidad ptica b) es mxima c) no depende de la longitud de la cavidad d) ninguna de las anteriores es cierta

2. Sobre la potencia del modo fundamental se puede afirmar que

a) aumenta si disminuye la longitud de la cavidad b) no vara si aumenta la longitud de la cavidad c) disminuye si aumenta la longitud de la cavidad d) son ciertas a) y c)

3. Se sabe que para R=0,3 la corriente umbral vale 12 mA. Si por razones de

envejecimiento las reflectividades aumentasen al doble, qu le ocurrira a la corriente umbral?

a) aumenta al doble b) se aumenta hasta un 42,43% respecto de la inicial c) se reduce hasta un 42,43% respecto de la inicial d) disminuye a la mitad

4. Si el lser es modulado digitalmente con ION = 5ITh e IOFF = 0, cunto vale el

tiempo de retardo si el tiempo de vida del portador es de 1 ns? a) 0,332 ns b) 0,320 ns c) 0,252 ns d) 0,223 ns

A un fotodiodo PIN con eficiencia cuntica 0,75 y corriente de oscuridad despreciable le llega un formato NRZ ideal de tal forma que los pulsos de corriente presentan desviaciones tpicas (adimens ionales) que verifican s1 = 3s0 . 5. Cunto vale s0 si se exige P(e) = 10-9?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4

6. Cunto vale el nmero de fotoelectrones para el bit 1? a) 36 b) 72 c) 108 d) 144

7. Cul es la sensibilidad, , para este receptor? a) 96 b) 72 c) 48 d) 24

Si en un sistema de transmisin por fibra ptica en 3 ventana (0,15 dB/km) con deteccin homodina se sustituye una modulacin PSK por una ASK, 8. en cunto disminuye la longitud mxima del enlace para obtener la misma probabilidad

de error? a) 10 km b) 15 km c) 20 km d) 25 km

3.Ejercicio de test 1. Cuanto menor es la apertura numrica de una fibra multimodo:

a) mayor es la potencia ptica inyectada en ella por una fuente lser. b) presenta menor dispersin intramodal. c) mayor es su ancho de banda. d) todas las anteriores son ciertas.

2. Suponiendo la unin de una fibra multimodo que propaga 100 modos de

propagacin con una fibra monomodo de iguales ndices de refraccin, las prdidas introducidas por la unin, considerando la iluminacin de seccin uniforme, son a) > 18 dB b) > 15 dB c) Depende de la ventana de transmisin de la fuente ptica empleada d) Faltan datos

3. Un receptor opera en el lmite cuntico con una SNR = 14 dB. Cul es la

probabilidad de error?. a) 5.6*10-9 b) 7.3*10-10 c) 6.2*10-12 d) Ninguna de las anteriores

4. Un lser de AsGa (n= 3.7) operando a 850 nm tiene una longitud de 350 m,

prdidas totales de 3200 m-1 y un factor de confinamiento ideal. Si su ganancia del

material por unidad de longitud se puede expresar por ( )

12 2

2

5000)( ---

*= megp

ms

ll

l y la anchura espectral a ganancia mitad es de 75 nm, cuntos modos pueden oscilar en esta cavidad lser?

a) 268 modos b) 215 modos c) 537 modos d) 430 modos

5. En un receptor de comunicaciones pticas, se puede afirmar que a) el ruido para un 1 es siempre mucho mayor que para un 0 b) cuando domina el ruido trmico el parmetro Q es igual a la (SNR)1/2 c) el uso de un APD no es siempre beneficioso d) ninguna es cierta

6. Una fuente LED se acopla a una fibra ptica multimodo de salto de ndice. Si la

dispersin en la fibra aumenta en un factor 2 cmo se modifican las prdidas de acoplo LED/fibra? a) Se multiplican por 2 b) Se multiplican por 2 c) Se reducen a la mitad d) Se reducen por 2

7. Se utiliza un amplificador ptico semiconductor como repetidor para compensar las

prdidas en el tramo de fibra ptica que le precede cuya longitud es 100 km y atenuacin 0.2 dB/km. Si la ganancia neta del amplificador ptico es 110,17 cm-1 determinar su longitud.

a) 0.5225 mm b) 0,418 mm c) 5,225 mm d) 4.18 mm

8. Se dispone de un diodo lser monomodo modulado a 2 Gbit/s que acopla los pulsos emitidos a cierta fibra ptica cuya dispersin es 2.5 ps/km. Cul es la mxima longitud de la fibra para que sta no limite el ritmo de bit? a) 200 km b) 150 km c) 100km d) 50 km

9. Determinar la mxima longitud de un enlace ptico con receptor ideal para mantener

una probabilidad de error de 10-9 en un sistema de modulacin de intensidad a 1 Gb/s, deteccin directa y ?=1,55 m cuando la prdida total en la fibra es de 0,2 dB/km y la seal a la entrada del enlace es NRZ ideal con potencia ptica para el bit 1 de 2mW.

a) 444 km b) 309 km c) 294 km d) 235 km

10. Cul es la mxima dispersin por unidad de longitud que puede tener la fibra

utilizada en el enlace del ejercicio anterior?.

a) 2,26 ps/km b) 1,81 ps/km c) 1.72 ps/km d) 1,2 ps/km 11. De las fibras de gradiente de ndice se puede afirmar que:

a) Su finalidad es reducir la dispersin intramodal. b) Son siempre multimodo. c) El perfil de ndice ms habitual es el triangular. d) Su comportamiento monomodo es independiente de la frecuencia a la que opera.

12. Un lser semiconductor tiene una cavidad de longitud 300 mm, factor de

confinamiento unidad, reflectividades de 0.3 y un coeficiente de prdidas de scattering as = 1 mm-1. Si la reflectividad de una de sus caras aumenta al valor 0,8, cmo variar la ganancia del material necesaria para seguir obteniendo oscilacin lser? a) disminuye un 32.4% b) disminuye un 67.6% c) aumenta un 32.4% d) aumenta un 67.6%

13. En un lser polarizado por encima del umbral y en rgimen estacionario

a) La densidad volumtrica de portadores en la cavidad se incrementa de forma proporcional a la corriente inyectada.

b) La densidad volumtrica de portadores se mantiene constante, independientemente de la corriente inyectada.

c) La corriente umbral es directamente proporcional al tiempo de vida del portador. d) La corriente umbral es inversamente proporcional al tiempo de vida del fotn.

14. Sobre un amplificador ptico semiconductor sabemos que:

a) La varianza de ruido depende del parmetro de emisin espontnea y del nivel de seal

b) Presenta saturacin de ganancia. c) Amplifica por emisin estimulada de fotones d) Todas son correctas

4.Ejercicio de test

1. Si a cierto lser semiconductor con una corriente umbral de 20 mA se le inyecta un escaln de corriente con ION = 50.83 mA e IOFF = 0, se obtiene un tiempo de retardo en la conmutacin de 0.25 ns. Cunto vale el tiempo de vida del portador?

a) 0.30 ns b) 0.40 ns c) 0.50 ns d) 0.60 ns 2. Un tramo de fibra ptica de 2 Km de longitud ensancha los pulsos transmitidos t ns.

Qu ancho de banda se transmitir con una seccin de 100 Km del mismo tipo de fibra?

a) 7.496/t MHz b) 11.244/t MHz c) 7.496/t GHz d) 11.244/t GHz 3. Para el diseo de un enlace por fibra ptica se dispone de: a) un amplificador ptico

monomodo de ganancia 20 dB y parmetro de emisin espontnea igual a 2; y b) de dos tramos idnticos de fibra ptica de 50 Km de longitud con 0.2 dB/Km de atenuacin. Si el amplificador se coloca en el centro del enlace, cuntos fotones de emisin espontnea llegarn al receptor?

a) 20 b) 40 c) 80 d) 100 4. Si a la entrada del enlace anterior un lser monomodo inyecta 10 mW de potencia,

qu potencia de seal llegar al receptor? a) 5 mW b) 10 mW c) 15 mW d) 20 mW 5. Se trata de imaginar un futuro sistema por fibra ptica totalmente ideal capaz de

transmitir una seal NRZ con una probabilidad de error inferior a 10-11. Qu nmero mnimo de fotones (bit 1) deber recibir el receptor?

a) 21 b) 23 c) 25 d) 27 6. Considrese una seal ptica NRZ ideal y un receptor con un fotodiodo PIN, con

ruido trmico y sin corriente de oscuridad. Cuntas veces debe ser mayor la varianza de ruido shot respecto a la de ruido trmico para que el factor Q sea 3 veces menor que el factor Q sin ruido trmico?

a) 16 b) 12 c) 8 d) 3

5.Ejercicio de test

A un receptor ptico (h=0,75) le llegan pulsos de luz de potencias P1 (bit 1) y P0 = 0. La transmisin se realiza en tercera ventana (1.55 mm) a un ritmo de 5 Gbit/s y se exige una probabilidad de error de 10-9. Considerando la presencia de ruido trmico y corriente de oscuridad nula, contstese a las siguientes cuestiones: 1 - Cul es la relacin entre el umbral de decisin ptimo y la varianza trmica? a) U2opt = 36s20 b) U2opt = 6s20 c) Uopt = 36s20 d) Uopt = 6s20 2 - Si s20 = 900, cul es la potencia ptica del bit 1? a) 212,6 nW b) 278,8 nW c) 338,5 nW d) 414,2 nW 3 - Cul es el valor del umbral ptimo en electrones/(segHz)? a) 180 b) 200 c) 240 d) 360

6.Ejercicio de test Sea un receptor ptico con fotodetector PIN (h=1) en el que domina el ruido trmico. 1. Cul de las siguientes estrategias permite mejorar la SNR?

a. Utilizar un lser con la misma potencia ptica pero mayor anchura espectral. b. Utilizar un fotodiodo APD. c. Situar un preamplificador ptico tras la etapa de fotodeteccin. d. Todas las anteriores.

2. Cundo se puede afirmar que la SNR es directamente proporcional al cuadrado de

la potencia ptica incidente? a. Siempre b. Cuando domina el ruido Shot c. Cuando el ruido trmico tiende a infinito d. Nunca

Se sustituye el PIN por un APD con eficiencia cuntica perfecta, factor de ruido de multiplicacin F(M)=M y corriente de oscuridad despreciable. 3. Supngase un APD optimizado. Cul debe ser el valor de la ganancia de

multiplicacin (M) para que esta SNR sea 13 dB inferior a la que se tendra en una situacin de lmite cuntico.

a. 6,6 b. 13,3 c. 19,8 d. Ninguna de las anteriores

4. Si en la situacin anterior la potencia ptica aumenta al doble, cmo vara la SNR?

a. Aumenta en 6 dB b. Aumenta en 3 dB c. Disminuye en 6 dB d. No vara

De cierto lser semiconductor se conocen los siguientes parmetros: Tiempo de vida del portador: 0,5 ns Tiempo de vida del fotn: 4/3 ps Reflectividades: 1/3 Longitud de onda central: 1,55 micras Longitud de la cavidad: 150 micras Prdidas de scattering: 26,76 cm-1

En medidas de laboratorio se comprueba que el lser emite 3,08 mW (si I=30 mA) y 4,62 mW (si I=35 mA). Contstese a las siguientes cuestiones: 5. Si para el modo fundamental la ganancia del material es 400 cm-1, cunto vale el

factor de confinamiento? a) 0,3 b) 0,28 c) 0,2 d) 0,25

6. Cul es el valor del ndice de refraccin de la zona activa?

a) 4 b) 3,8 c) 3,6 d) 3,4 7. A partir de qu corriente se obtiene efecto lser?

a) 34 mA b) 31 mA c) 24 mA d) 20 mA 8. Cul sera el valor de la ganancia en pasada nica si fuese R=0,2?

a) 1,5 b) 2,5 c) 5 d) 10 9. Si los valores dados de corriente corresponden a una modulacin IM-DD, se ha

medido un tiempo de respuesta de 36,45 ps. Qu tiempo de conmutacin tendramos para niveles de corriente de 30 y 100 mA? a) 22 ps b) 30ps c) 34 ps d) 38 ps

10. Se aplica un escaln de corriente I(t)=I0u(t). Qu valor de I0 nos dara un tiempo de

retardo mitad del tiempo de vida del portador? a) 64,82 mA b) 60,14 mA c) 50,83 mA d) 31,64 mA

11. Una fibra ptica presenta una dispersin modal de 20 ps/km y un coeficiente de

dispersin intramodal de 10 ps/(kmnm). Si la fuente ptica tiene una anchura espectral Dl=1nm, la longitud mxima del enlace para transmitir una seal NRZ de 500Mbps ser de: a) 16,76 Km b) 23,85 Km c) 47,4 Km d) 53,52 Km

12. Las prdidas que se generan al unir dos fibras pticas de diferentes ncleos (2a1=100

micras y 2a2=25 micras) son: a) 0 dB b) 12 dB c) 14 dB d) 28 dB

13. A un receptor ideal le llegan bits con P1=0,2 mW y P0=0 mW. Cul debe ser el

mnimo tiempo de bit para obtener una BER de 10-9? a) 105hf s b) 2105hf s c) 3105hf s d) 4105hf s

Se dispone de un amplificador ptico de ganancia 20 dB y parmetro de emisin espontnea 3. A su entrada le llega una seal NRZ ideal de 2,5 Gbit/s en tercera ventana. Si la potencia del bit 1 es de 0,1 mW, contestar a las siguientes cuestiones: 14. Qu potencia de emisin espontnea genera este amplificador?

a) 16 nW b) 39 nW c) 66 nW d) 99 nW 15. Cul es aproximadamente la SNR a la salida del amplificador?

a) 47 dB b) 41 dB c) 35 dB d) 29 dB

Ejercicio 1 Considrese un diodo lser monomodo de longitud LDL, reflectividad de sus caras iguales de valor R y ancho de banda fr (GHz). Se pide:

a) Describir breve y cualitativamente su comportamiento dinmico cuando se somete a un escaln de corriente.

b) Se dispone, por un lado, de un amplificador ptico de onda progresiva que

presenta un coeficiente de ganancia neta por unidad de longitud igual al del diodo lser. Y, por otro, de una fibra ptica de atenuacin a (dB/km) que ensancha los pulsos T (ns/km). La luz emitida por el diodo lser se acopla a la fibra y sta al amplificador ptico segn el esquema de la figura.

La longitud de la fibra, LF, es la mxima permisible para no recortar el ancho de banda del lser. Cul debe ser la longitud del amplificador ptico para que su ganancia compense exactamente la atenuacin en la fibra?. Expresar el resultado en funcin de los parmetros dados del lser y de la fibra.

Ejercicio 2 Los sistemas receptores pticos estaban basados inicialmente en un fotodiodo PIN y la electrnica correspondiente. En esta situacin, cuando la seal recibida es muy dbil, se puede considerar que el ruido dominante es el ruido trmico. Si el PIN es sustituido por un APD el ruido dominante pasa a ser el ruido shot (siempre y cuando el factor de ganancia sea lo suficientemente elevado). En ausencia de corriente de oscuridad y considerando una seal NRZ, se pide:

a) Determinar la expresin de la SNR (considerando el ruido trmico despreciable y la eficiencia cuntica unidad) en funcin de la SNR en el lmite cuntico.

b) Deducir de manera clara y concisa la condicin que debe cumplir el factor de

ruido del APD para mejorar la sensibilidad del receptor con un PIN.

Diodo Lser

Amplif. ptico

Fibra ptica

LF

Ejercicio 3 Considrese el conjunto: LED + fibra 1 + fibra 2 de la figura. Se pide: a) La fraccin de potencia ptica inyectada a la fibra 1 respecto la potencia ptica total

radiada por la fuente (eficiencia de acoplamiento) en funcin de la distancia A. Tmese la fuente como puntual y con un diagrama de radiacin de Lambert.

b) Deducir las prdidas existentes en la unin entre la fibra 1 y la fibra 2 sabiendo que

estn separadas una distancia B y que presentan distintos ndices de refraccin del revestimiento.

Ejercicio 4 Un sistema de transmisin por fibra ptica que transmite una seal NRZ ideal emplea un diodo lser semiconductor que inyecta dentro de la fibra una potencia ptica de 730 mW (bit 1) a una longitud de onda de 1,3 mm. El enlace presenta una atenuacin total de 0,4 dB/km incluyendo prdidas en uniones. El receptor es un APD que requiere un nmero de fotones incidentes en el bit 1 de 1200 para tener una determinada probabilidad de error. Se pide: (a) Encontrar y representar grficamente la expresin de la longitud mxima de

transmisin (limitada por atenuacin) en funcin del ritmo de bit. (b) Calcular la dispersin mxima de la fibra para que la longitud de transmisin sigua

siendo la del apartado (a) para un ritmo de bit de 10 Gb/s.

Exercici 5 a) Dedueix langle dacceptaci extern de la fibra ptica. Qu passaria si n1 = 1? b) Traa la corba datenuaci en l duna fibra ptica convencional marcant les causes que lafecten. c) Dedueix la dependncia del nmero de modes emesos per un lser amb el factor parablic de corbatura del guany del material.

Exercici 6 Un enlla per fibra ptica est caracteritzat per:

- Font lser que emet 2 mW a tercera finestra - Format de modulaci NRZ a 2.5 Gb/s - Fibra monomode estndard (D=16 ps/Km/nm, a=0.2 dB/Km a 1550 nm) - Fotodetector PIN ideal

a) Deduu la longitud mxima de lenlla limitada per atenuaci si sexigeix una probabilitat derror de 10-9 en absncia de soroll trmic.

b) Se substitueix el PIN per un APD (?=0.7, M=100, FAPD=15 dB, soroll trmic i corrent de foscor nuls). Trobeu la nova distncia mxima de lenlla (limitada per atenuaci) i compareu-la amb el cas ideal (lmit quntic).

c) Si en lloc de substituir el fotodiode safegeix un preamplificador ptic (G=30 dB i nsp=?=1.58), trobeu la nova distncia mxima de lenlla (limitada per atenuaci) i indiqueu quin dels dos casos s millor.

Ejercicio 7 Considrese una fibra ptica de salto de ndice, se pide: a) Describir brevemente los tipos de dispersin que pueden darse en la fibra y la

incidencia de cada uno de ellos en la dispersin total segn la longitud de onda de operacin.

b) Obtener la expresin que relaciona el ancho de banda de la fibra con la dispersin. c) La fibra presenta un retardo por unidad de longitud debido a dispersin del material

expresado por: 22 -++= llt CBA [s/m],

donde A,B y C son constantes y l es la longitud de onda de operacin. Obtener la expresin de la dispersin del material y deducir la longitud de onda de dispersin del material nula (expresarlas en funcin de A,B y C).

d) Si el radio del ncleo de la fibra es de 4mm, su apertura numrica vale 0,15 y se transmite una seal digital NRZ utilizado un LED de 2 ventana, determinar la longitud mxima de fibra si el ritmo de bit permitido es (3ts)-1, siendo ts el tiempo de vida del portador. Expresar el resultado en funcin de los parmetros de la fibra.

Nota: considrese despreciable la dispersin de guiaonda. Ejercicio 8 Para detectar una seal NRZ ideal se dispone de un receptor cuyo fotodetector es del tipo PIN con h=1 y ruido de oscuridad despreciable. Trabajando con una probabilidad de error por bit de 10-9, el receptor presenta una varianza de ruido trmico 100 veces mayor que la varianza del ruido shot. a) Aplicando las aproximaciones que se consideren justificadas, determinar el nmero

de fotones promedio recibidos por bit. b) Si se sustituye el PIN por un APD con factor de ruido F(M)=M, cul es la M

ptima?

h=6.6310-34 Js, q=1.610-19 C, K=1.3810-23 J/K

Ejercicio 9 Se dispone de un laser simtrico (R=0.45) de segunda ventana (1.3 mm) con L=200 mm, W=5 mm, d=0.2 mm, n=3.5 y Ga=2.1610-20 m2. Adems se sabe que el cociente entre la corriente umbral y el nmero de portadores umbral es de 1.310-26 Am-3. Responder a las siguientes cuestiones: a) Si para cierta corriente ION y una corriente IOFF nula, el tiempo de conmutacin es de

1 nseg, cul es la relacin entre la corriente del bit 1 y la corriente umbral? b) Se aumentan los niveles de ION e IOFF en la cantidad 2ITH. Describir la dependencia

entre el tiempo de conmutacin (tON) y ambos niveles de corriente. c) Se podra calcular ITH sabiendo que tON = 40 pseg? d) Por qu en el primer apartado el tiempo de conmutacin es peor que en el segundo si

la diferencia de corrientes entre el bit 1 y el bit 0 se ha mantenido? e) Calcular y representar la caracterstica luz-corriente si el laser presenta unas prdidas

totales de 47.65 cm-1 y la corriente umbral es de 10 mA. Ejercicio 10 Se pretende implementar un enlace de comunicaciones por fibra ptica y se dispone de - Un laser monomodo de 3 ventana que entrega una potencia mxima de 0 dBm. - Una fibra monomodo de 0,2 dB/Km y dispersin total de 16 ps/(nmKm) - Un receptor con un PIN de responsividad 1/ 2 y una varianza trmica de 510-11 A2 - Un generador de bits a 10 Gbit/s en formato NRZ. Los requerimientos de diseo son los siguientes: 1 - Garantizar que la potencia recibida sea mayor que la sensibilidad para BER = 10-9 2 - Y que el ensanchamiento de los pulsos sea inferior al 50 % del tiempo de bit Considerando que la anchura del espectro ptico emitido es igual al 50% de la velocidad de transmisin, que el ancho de banda est limitado por la fibra y que la potencia ptica para el bit 0 es nula, contestar a las siguientes cuestiones: a) Cul es la distancia mxima del enlace? b) Si se dispone de un amplificador ptico con una ganancia en potencia de 40 dB y un

parmetro de emisin espontnea igual a 2, encontrar la nueva distancia mxima del enlace. Considrese que el ruido dominante es el de batido seal-ASE.

Ejercicio 11 En un receptor ptico que incorpora un fotodetector APD (eficiencia cuntico igual a 0.8, corriente de oscuridad nula, M = 40 y x = 0.7), se recibe una potencia P1 para el bit 1 y una potencia P0 = 0 para el bit 0. Si el umbral de decisin ptimo del receptor est situado a un tercio de la distancia entre los valores medios del bit 1 y del bit 0, calcular el nmero promedio de fotones recibidos (sensibilidad) necesarios para tener una BER = 10-9.

Ejercicio12 (Test) En un enlace por fibra ptica el receptor se puede considerar que interpreta estadsticas gaussianas y trabaja en situacin de lmite cuntico. El transmisor lser emite pulsos pticos de potencias P1 P0, en tercera ventana (1,50 mm) a un ritmo de 2,5 Gbit/s, la fibra atena 0,2 dB/km y se exige una probabilidad de error de 10-9. Se pide: 1. Si el lser emite 106 y 0,9106 fotones para cada bit, cul es la potencia ptica de cada uno? (a) 230 mW y 197 mW (b) 660 mW y 594 mW (c) 100 mWy 90 mW (d) 330 mW y 297 mW 2. Cul es la mxima longitud permitida del enlace? (a) 105,62 km (b) 93,21 km (c) 70,50 km (d) 64,15 km 3. Qu incremento de enlace se puede conseguir doblando la potencia del bit 1? (a) 95,77 km (b) 75,33 km (c) 68,11 km (d) 55,22 km 4. Qu SNR se ha obtenido al doblar la potencia del bit 1? (a) 50,2 dB (b) 53,2 dB (c) 56,2 dB (d) 59,2 dB Ejercicio 13 (a) A partir de las ecuaciones de ritmo, deducir el tiempo de conmutacin (retardo) cuando se aplica a un diodo lser monomodo un escaln de corriente de nivel alto Ion y nivel bajo Iof = 0. (b) Si el tiempo de vida espontneo es 2,46 ns y el tiempo de retardo es 1 ns, obtener la Ion en funcin de la corriente umbral (Ith).

Ejercicio 14 Considrese el siguiente sistema simplificado de transmisin por fibra ptica:

G?=1 ?=1

receptorL=100 km

D = 16 ps/nmkma = 0.2 dB/km

Pmax= 0 dBm?= 1.55 m

NRZPIN

ID = 0

INT & DECpn

Siendo n el nmero de fotones por bit que llegan al receptor y p el nmero de fotoportadores entregados por el fotodiodo en un tiempo de bit. Asumiendo estadstica de Poisson para n, la estadstica de p, si se desprecia el ruido trmico, queda caracterizada como sigue:

( )( ) ( ) ( )22 2 2 2

p

S ASE ASE ASE shot

p G n G 1

2 G G 1 n G 1 G n G 1- -

= h +hr -

s = h r - + h r - + h +hr -144424443 1442443 144424443

donde E(x). Se pretende realizar el diseo del sistema asumiendo una modulacin digital de intensidad con formato NRZ ideal y un parmetro de calidad Q predeterminado. Se pide, a) Deducid analticamente la sensibilidad del receptor en nmero de fotones promedio

por bit. Considerad nicamente que G >> 1. b) Asumiendo una especificacin Q=7, determinad la mxima velocidad de transmisin

teniendo en cuenta nicamente la atenuacin del enlace. c) Determinad ahora la mxima velocidad de transmisin teniendo en cuenta nicamente

la dispersin del enlace. Asumid fibra monomodo y que la anchura espectral de la seal modulada es Rb (Hz). Cul de los dos efectos, atenuacin o dispersin, nos limita ?.

Ejercicio 15 Para el diseo de un receptor de transmisin por fibra ptica se dispone de 2 fotodiodos tipo APD con los siguientes parmetros:

APD-1 ganancia M, factor de ruido F(M)=M y eficienc ia cuntica ?=0.5 APD-2 ganancia M, factor de ruido F(M)=M1/2 y eficiencia cuntica ?=0.8

En ambos casos se ha optimizado el factor de ganancia del fotodiodo que proporciona una SNR mxima dando unos valores Mopt=20 con el primer fododiodo y Mopt=36 con el segundo. Asumiendo que el nivel de corriente de oscuridad es despreciable, se pide:

a) Calcular la mejora en dB de la SNR que se consigue con la substitucin del fotodiodo 1 por el fotodiodo 2.

b) Si se incrementa la atenuacin del enlace de fibra ptica que une el transmisor con el receptor en 3 dB, deducir cmo afecta a la SNR en ambos casos.

Nota: h= 6,62910-34 J/Hz, q= 1,60210-19 C.

Ejercicio 16 Un diodo lser Fabry-Perot presenta las siguientes caractersticas:

n = 3 Ga = 8p210-21 m2 at = 105 m-1

L = 125 mm w = 10 mm d = 10 mm IT h = 20 mA tsp = 0.2 ns

Para estimar el comportamiento dinmico del dispositivo en la zona lser, se puede hacer uso de la respuesta a un tono sinusoidal. La funcin de transferencia electroptica normalizada resultante, en pequea seal, tiene la expresin siguiente:

2

2

22

2

21

1)(

+

-

=

cc

M

ww

aww

w con 02 S

av

phc t

wG

y

0

12 aSv

sp

G+t

a

y siendo wc la frecuencia de resonancia del lser, a la constante de decaimiento y S0 la densidad volumtrica de fotones correspondiente al nivel de continua I0.

a) Determinar el valor de I0 que garantiza el mximo ancho de banda evitando la resonancia del lser (M(w)2 1).

b) Encontrar el ancho de banda de modulacin (-3 dB) del lser correspondiente al nive l de continua obtenido en el apartado anterior.

c) Se pretende modular el lser con una seal NRZ. Estimar la mxima velocidad de transmisin que se puede emplear con el ancho de banda obtenido en el apartado anterior.

Ejercicio 17 En una fibra ptica de salto de ndice

a) Qu tipos de dispersin pueden darse?. Describir brevemente la incidencia de cada una de ellas en la dispersin total segn la longitud de onda.

b) Deducir la expresin de la dispersin modal.

c) Si el retardo de grupo por unidad de longitud debido a la dispersin del

material es t g= A+ Bl2 + Cl-1 (s/m), con A, B y C constantes,

obtener la expresin de la dispersin del material en funcin de la anchura espectral de la fuente ptica.

d) Si el coeficiente de dispersin de guiaonda es -3,226l (s/m.m), B=3,934

(s/m3) y C=1,7285610-17 (s), calcular la longitud de onda para la cual ambas dispersiones (material y guiaonda) se compensan.

Ejercicio 18 Considrese una estructura formada por un amplificador ptico semiconductor y un fotodiodo PIN ideal, a la cual le llegan pulsos pticos de potencias P1 y P0=0. El amplificador tiene una ganancia G, un parmetro de emisin espontnea r y su ruido dominante es el de batido seal-emisin espontnea. Suponiendo que la varianza de ruido trmico es sT h

2 (A2), se pide:

a) Calcular el factor de calidad Q a la salida de la estructura. Obtener la expresin de Q para los siguientes casos:

b) El ruido trmico tiende a infinito y llega, estadsticamente, un fotn al amplificador.

c) La ganancia del amplificador tiende a infinito.

Nota: h = 6,62910-34 J/Hz, q = 1,60210-19 C. Ejercicio 19 Un diodo lser simtrico (exterior aire) tiene los siguientes parmetros: L=200 mm, w= 5 mm y d=0,2 mm, tsp=2,5 ns, a=2,510-20 m2, n = 3,5 y G=1. a) Si las prdidas de scattering son iguales a las prdidas totales en las caras, calcular la

ganancia del material en el umbral lser. b) Sabiendo que los procesos estimulados se igualan para una densidad de corriente de

1,6 kA/cm2, calcular el nivel de transparencia. c) Calcular la corriente umbral de efecto lser. d) Si el lser se modula digitalmente con IOFF=0, deducir la expresin del tiempo de

respuesta. e) Si ahora el lser se modula con ION= 3ITH e IOFF= 1,1ITH, determinar cul debera ser

el nuevo tsp para que el tiempo de conmutacin fuese diez veces menor que en la modulacin anterior.

Nota: tmese OFFON

OFFONON II

PPt

-= -

)/ln(1025 242 [s2].

f) Comentar razonadamente cmo se obtendra el mnimo tiempo de conmutacin en la situacin anterior.

Ejercicio 20: Un enlace de comunicaciones pticas est formado por un lser simtrico monomodo (con as =0, Ith =15 mA y R = 0,2), una fibra ptica de longitud L y un fotodiodo ideal. a) Si el lser se polariza con I =90 mA y el fotodiodo detecta Iph = 417 mA, calcular la

atenuacin total del enlace (en %). b) Sabiendo que la potencia de entrada al fotodiodo es 343,6 mW, determinar

razonadamente en qu ventana ptica opera el enlace y su longitud aproximada. c) Si la potencia anterior corresponde a un pulso de anchura t =100 ps, cunto vale la

SNR en el lmite cuntico?

d) qu potencia emite el lser si se polariza a 75 mA? e) Asignar este valor de corriente al bit 1 y 15 mA para el bit 0 en la modulacin del

lser. Si el ritmo de bit es de 2B bit/s y se desea P(e) 10-9, demostrar que la varianza de ruido trmico sth2 est acotada, aproximadamente, por el valor (Iph/12)2.

f) Tomando este valor mximo para sth2, demostrar que para el bit 1 se cumple que la SNR21,6 dB.

g) Deducir la expresin exacta de la sensibilidad de este receptor, , para P(e) 10-9. Ejercicio 21 (test): Se dispone de fibra ptica standard con parmetro de atenuacin de a=0.2 dB/km y parmetro de dispersin cromtica D=17 ps/(kmnm).

3.1) Si se quiere que la fibra tenga un comportamiento monomodo a partir de una longitud de onda de corte de 1,2 mm y que su ngulo de aceptacin sea mayor que 5,75, determinar la condicin que debe cumplir el dimetro del ncleo.

a) d > 9.2 m b) d < 9.2 m c) d > 4.6 m d) d < 4.6 m

3.2) Si se dispone de un receptor que requiere una energa de bit mnima (Emin) de 10-15 J para tener una probabilidad de error de 10-9. Calcular la distancia mxima del enlace en funcin de la velocidad de transmisin (Rb), de la potencia del transmisor (PT) y de Emin.

a) ( )( )T min bL 10 log P E R a b) ( )( )T min bL 10log P E R a c) ( )( )min b TL 10 log E R P a c) ( )( )min b TL 10log E R P a

3.3) Si se quiere que la velocidad de transmisin sea 10 Gb/s, cul es la mxima distancia del enlace si la potencia de transmisin es 0 dBm?

a) 50 Km b) 100 Km c) 20 m d) 40 m

3.4) Si se incorpora un preamplificador ptico al receptor que mejora 20 dB la sensibilidad, calcular la potencia ptica a la entrada del amplificador ptico.

a) -10 dBm b) -20 dBm c) -30 dBm d) -40 dBm

3.5) Para compensar la dispersin se dispone de una fibra de compensacin de dispersin (DCF) que presenta un parmetro de atenuacin de a=0.6 dB/km y parmetro de dispersin cromtica D= -85 ps/(kmnm). Calcular cunta fibra DCF es necesario aadir por cada 100 km de fibra standard.

a) 500 Km b) 100 Km c) 20 Km d) 5 Km

3.6) A pesar de la compensacin, la mxima longitud conseguida del enlace es de 1000 km. Si se dispone de amplificadores pticos de 40 dB de ganancia, cul ser la mxima distancia entre amplificadores si el lser transmite 0 dBm y al final de la cadena tiene que llegar 1 mW.

a) 125 Km b) 150 Km c) 200 Km d) 240 Km

GA=1/G

GA=1/ G

GA=1/ G

1 2 N

3.7) Ahora se pretende calcular la SNR del enlace, donde G es la ganancia de los amplificadores y A

la atenuacin de cada tramo de fibra. Obtener, como paso previo, la media y la varianza del nmero de fotones a la salida de un tramo de fibra con atenuacin A en funcin de los fotones de entrada .

a) ( )2 2 2m nA n A ns = s - + b) 2 2m A ns = c) ( )2 2 2m nA n A ns = s - + d) 2m A ns = 3.8) Si a la salida de un amplificador ptico se tiene

determinar la SNR aproximada de N secciones de fibra-amplificador aplicando las aproximaciones que se consideren oportunas. Considerar que al principio del enlace se tiene un lser ideal que emite fotones.

a) ( )n G 2Nr b) ( )n 2N Gr c) ( )n G Nr d) ( )n N Gr

Ejercicio 22: Una fibra ptica de salto de ndice con un dimetro del ncleo de 50 mm ha sido diseada con una dispersin modal limitada a 35 ns/Km y tiene un ndice de refraccin del revestimiento de 1,45. a) Calcular su apertura numrica. b) Calcular su ngulo de aceptacin mximo. c) Calcular la apertura numrica y el ngulo de aceptacin mximo de una fibra igual a

la anterior pero con un dimetro del ncleo de 62,5 mm. d) Calcular el nmero de modos de propagacin aproximado que presenta esta fibra

operando a 0,88 mm. e) Si la potencia ptica al cabo de 450 m de longitud de esta fibra es un 70% del valor

inicial inyectado, calcular las prdidas de la fibra en dB/Km. f) Cul es el ritmo mximo de bit para una seal NRZ tolerado por 500 m de esta

fibra?. g) Calcular el radio del ncleo para que esta fibra tenga un comportamiento monomodo

a 1,55 mm. h) Suponiendo que el dimetro de la fibra monomodo fuera 5 mm, calcular su longitud

de onda de corte.

G n m =G+?(G-1)

s2m= G2(s2n-)+ G+ ?(G-1)+ 2?G(G-1)+ ?2(G-1)2

Ejercicio 23 De manera experimental y aproximada se ha observado que la ganancia en potencia de cierto amplificador ptico semiconductor de onda progresiva responde a la relacin GS(dB)200I, siendo I la corriente inyectada (bombeo) y GS la ganancia expresada en dB. El conjunto amplificador-filtro ptico (ancho de banda del filtro ptico Df=10 GHz) recibe una seal ptica NRZ con una portadora ptica lp=1506,6 nm. a) Razonar qu conclusiones se pueden extraer en base a la relacin GS(I). b) Si la potencia de seal (bit 1) a la entrada es de 120 mW y el amplificador es ideal,

cul es la correspondiente potencia total a la salida del amplificador para I=150 mA?.

c) Si este amplificador ideal debe compensar las prdidas totales de una seccin de fibra de 150 Km, con coeficiente de atenuacin 0,2 dB/Km y 6 dB de prdidas en los conectores del amplificador qu corriente de inyeccin se requiere?.

d) En la situacin anterior, cunto vale la potencia de emisin espontnea a la salida del filtro ptico?

e) Estimar, aproximadamente, el parmetro de calidad Q a la salida del filtro ptico y encontrar el valor de I para tener una probabilidad de error de 10-9.

Ejercicio 24 (Test)

1) Sean V1 y V2 las frecuencias normalizadas de dos fibras pticas consecutivas (fibra 1 fibra 2) con un mismo ndice de refraccin del ncleo n1, radios del ncleo a1 y a2 e ndices de refraccin del revestimiento n21 y n22, respectivamente. Las prdidas (dB) asociadas a la transicin entre fibras valen a) ( )1 220log V V si a1 > a2 y n21 < n22 b) ( )1 210log V V si a1 > a2 y n21 < n22 c) ( )1 220log V V si a1 > a2 y n21 > n22 d) ( )1 210log V V si a1 > a2 y n21 > n22

2) Determinar la expresin de la fraccin de potencia ptica emitida por una fuente puntual que es inyectada a una fibra ptica de salto de ndice con apertura numrica NA y un ndice de refraccin del ncleo n1. La fuente radia en un nico semiplano del espacio de la forma cosn(?). Suponer que la fuente ptica est a muy poca distancia de la fibra y que R es la reflectividad fibra-aire

a) ( )( ){ }n 1 22

c (1 R) 1 1 NA+

h = - - -

b) ( )( ){ }n 1 22c R 1 1 NA

+h = - -

c) ( ) ( )( ){ }n 1 22c 1 R 1 NA

+h = - -

d) ( )( ){ }n 1 22c R 1 NA

+h = -

3) Se dispone de una fuente lser y una fibra ptica para implementar un enlace de comunicaciones. Indicad cul de las siguientes afirmaciones es cierta: a) Si la fuente es monomodo, no habr dispersin modal en la fibra. b) Si la fuente es multimodo, habr siempre dispersin modal. c) Si la fuente es multimodo, habr dispersin modal siempre y cuando V < 2.405. d) No se puede afirmar nada al respecto.

4) Un diodo LED (con tiempo de vida del portador tsp) alimentado en continua emite

una potencia ptica P0. Si repentinamente se corta la alimentacin, la potenc ia ptica seguir una evolucin del tipo

a) spt0P(t) P e- t=

b) spt0P(t) P et=

c) [ ]spt0P(t) P 1 e- t= - d) [ ]spt0P(t) P 1 e t= -

5) Si el tiempo que tarda la potencia ptica emitida por el LED anterior en caer al 1% de su valor inicial es de 2,3 ns, cunto valdr el tiempo de vida del portador spt ?

a) tsp=0.5 ns b) tsp=1 ns c) tsp=1.5 ns d) tsp=2 ns

6) Se quiere modular digitalmente el LED anterior y se fija que el tiempo de conmutacin (10% - 90%) sea como mximo del 20% del tiempo de bit. Deducir cul ser, aproximadamente, la mxima velocidad de modulacin para una seal NRZ ideal: a) 180 Mb/s b) 90 Mb/s c) 60 Mb/s d) 45 Mb/s

7) Un lser monomodo se modula digitalmente (Rb=1 Gb/s) con una corriente I = IDC DI/2 > ITH, donde ITH=20 mA es la corriente umbral. El tiempo de respuesta del lser

se estima a partir de la expresin:

2 20 2ON THr

ON OFF OFF TH

I IKt ln K 10 A s

I I I I -

= - - con K=10-20As2.

Determinar para qu nivel IDC se minimiza el tiempo de respuesta del dispositivo. a) DCI 0= b) DC THI I= c) DC THI 2I= d) DCI =

8) Continuando con el ejercicio anterior, suponer DI=ITH, que la seal emitida por el lser, despus de una transmisin con 40 dB de atenuacin y una fotodeteccin ideal, presenta un parmetro de calidad Q=5 (estadstica gaussiana) y que ( )out THP C hf I I C 4 10 A s= - = , con C = 41017A-1s-1. Estimar el tiempo de respuesta. a) rt 24ps b) rt 240ps c) rt 2.4ns d) rt 24ns

9) Se dispone de una fuente lser ideal (?=1,55 m, P=3 dBm) que transmite una seal con modulacin de intensidad NRZ ideal de 10 Gb/s. Asumiendo un detector totalmente ideal y un enlace formado por una fibra que nicamente atena (0.2 dB/Km), cul es la mxima distancia a la que se puede transmitir si se exige una BER=10-9 ? a) 245 Km b) 490 Km c) 232 Km d) 464 Km

10) En una deteccin coherente utilizando un fotodiodo PIN, el ruido dominante es siempre a) El ruido trmico b) El ruido shot c) El ruido de emisin espontnea d) Depende del nivel de seal a la entrada del receptor

11) A una fibra ptica con atenuacin en potencia A (definida como A Pout/Pin), se le inyectan n fotones por bit. La varianza del nmero de fotones (m) por bit a la salida de la fibra sigue, en general, la expresin

a) ( )2 2 2m nA n A ns = s - + b) ( )2 2 2m nA n A ns = s - +

c) ( )22 2 2m nA n A ns = s - + d) ( )22 2 2m nA n A ns = s - +

12) Un receptor est formado por un fotodiodo APD con un ganancia de multiplicacin M, un factor de ruido F, una eficiencia cuntica h y un ruido trmico 2ts (adimensional). Si se pretende detectar una seal con modulacin de intensidad NRZ ideal exigiendo un determinado parmetro de calidad Q (estadstica gaussiana), determinad la sensibilidad del receptor en fotones promedio por bit:

a) tQ

QF 22 M

s + h

b) tQ

QF 2Ms +

h c) t

QQF

2 Ms +

h d) t

QQF

Ms +

h

13) Si el factor de ruido del fotodetector del ejercicio anterior sigue la funcin F(M)=Mx, encontrar el factor de multiplicacin que optimiza la sensibilidad del receptor:

a) x 1 tM 2xQ

+ s= b) x 1 tM2xQ

+ s= c) x 1 tM 2xQ

- s= d) x 1 tM2xQ

- s=

Ejercicio 25 Un LED que presenta un diagrama de radiacin de Lambert y emite en 2 ventana es modulado digitalmente a 10 Mb/s. El dispositivo se acopla a una fibra ptica de salto de ndice con longitud de onda de corte de 11,62 mm. El acoplo LED-fibra presenta unas prdidas por reflectividad de 0,16 dB y su eficiencia de acoplamiento total es de 0,03048. La potencia a la salida de la fibra no debe ser inferior a 1 mW, si el diodo emite al aire una potencia de 1 mW. Indicar cunto vale 1) el ndice de refraccin del ncleo a) 1,4589 b) 1,4697 c) 1,4755 d) 1,4800 2) el ndice de refraccin del revestimiento a) 1,4589 b) 1,4697 c) 1,4755 d) 1,4800 3) el ngulo de aceptacin de la fibra a) 12,75 b) 10,24 c) 7,51 d) 6,62 4) el mximo ensanchamiento temporal que puede sufrir un pulso a la salida de la fibra a) 75 ns b) 53 ns c) 37,5 ns d) 26,5 ns 5) la atenuacin mxima permitida (en dB/Km) de la fibra a) 14 b) 10 c) 8 d) 7 6) el radio del ncleo de esta fibra a) 12,5 mm b) 25 mm c) 35 mm d) 50 mm 7) el nmero de modos de propagacin a) 923 b) 452 c) 231 d) 58 8) Cul de estas suposiciones es correcta para esta fibra? a) domina la dispersin cromtica b) no hay dispersin de guiaonda c) la dispersin del material es mnima d) ninguna de las anteriores 9) Si la fibra se cambia por una de gradiente de ndice (GRIN) con perfil parablico,

pero de idnticas dimensiones, se verifica que a) la eficiencia de acoplamiento disminuye b) la eficiencia de acoplamiento aumenta c) la eficiencia de acoplamiento es la misma d) ninguna de las anteriores

10) Asumiendo que con esta fibra GRIN las prdidas de acoplamiento aumentasen en 3

dB, la atenuacin mxima permitida (en dB/Km) sera de a) 14 b) 10 c) 8 d) 7 Ejercicio 26 Considrese un lser semiconductor simtrico en el cual son nulos el nivel de transparencia y las prdidas de scattering (aS). En estas condiciones, responder a las siguientes cuestiones: 11) Sobre la corriente de efecto lser se verifica que a) es proporcional al volumen de la cavidad ptica b) es mxima c) no depende de la longitud de la cavidad d) ninguna de las anteriores es cierta 12) Sobre la potencia del modo fundamental se puede afirmar que a) aumenta si disminuye la longitud de la cavidad b) no vara si aumenta la longitud de la cavidad c) disminuye si aumenta la longitud de la cavidad d) son ciertas a) y c) 13) Se sabe que para R=0,3 la corriente umbral vale 12 mA. Si por razones de

envejecimiento las reflectividades aumentasen al doble, qu le ocurrira a la corriente umbral?

a) aumenta al doble b) aumenta hasta un 42,43% respecto al va lor anterior c) disminuye hasta un 42,43% respecto al valor anterior d) disminuye a la mitad 14) Si el lser es modulado digitalmente con ION = 5ITh e IOFF = 0, cunto vale el tiempo

de retardo si el tiempo de vida del portador es de 1 ns? a) 0,332 ns b) 0,320 ns c) 0,252 ns d) 0,223 ns Ejercicio 27 Es pretn comparar 3 tipus diferents de receptors ptics basats en les segents arquitectures:

A. fotodetector PIN (eficincia quntica h) B. fotodetector APD (eficincia quntica h, factor de soroll F i factor multiplicatiu M) C. idem (A) ms preamplificador ptic (Guany G>>1 i factor demissi espontnia r)

En tots ells el corrent de foscor s nul. Donat un factor de qualitat exigit Q, es defineix la sensibilitat del receptor com el nmero de fotons per bit promig que la garanteixen. Assumint en tots els casos una modulaci dintensitat NRZ ideal i una varincia (adimensional) del nmero delectrons per bit corresponents al soroll trmic total 2ps , responeu a les qestions segents: 15) Trobeu la sensibilitat del receptor A:

a) ( )pQ Q 22 + sh b) ( )pQ Q 2+ sh

c) ( )pQ 2Q2 + sh d) ( )pQ 2Q + sh

16) Trobeu la sensibilitat del receptor B:

a) pQ QF 22 M

s + h

b) pQ QF 2Ms

+ h c) pQ QM 2

2 Fs

+ h d) pQ QM 2

Fs

+ h

17) Si el factor de soroll F de lAPD es pot modelar com F(M)=Mx , trobeu el valor del

factor de multiplicaci que optimitza la sensibilitat del receptor:

a) px 1opt,Q

2M

xQ+ s=

b) px 2

opt,Q

2M

xQ+ s=

c) px 1

opt,Q

xM

2Q+ s= d) px 2opt,Q

xM

2Q+ s=

18) Assenyaleu ara quin s el valor de sensibilitat del receptor B un cop optimitzat. Preneu x=1: a)

pQ 2 Qsh

b) p

Q 2sh

c) p

Q2

sh

d) p

Q Qsh

19) Determineu la condici de millora del receptor B respecte del A. Teniu en compte que el factor de soroll ha de complir la condici F>1. Preneu x=1:

a) pQ2

s >

b) pQ2

s <

c) p Qs > d) p Qs <

20) Determineu la sensibilitat del receptor C prenent els termes de soroll ms rellevants: a) ( )Q 1 Qr +

b) ( )2 Q 1 Qr +

c) ( ) 2Q 1 Qr + d) ( ) 22 Q 1 Qr +

21) Determineu la condici de millora del receptor C respecte del A. Preneu r=h=1:

a) pQ

12

s > +

b) pQ

12

s < +

c) pQ

12

s > - d) pQ

12

s < -

22) Determineu la condici de millora respecte el receptor B. Preneu r=h= x=1:

a) ( )2

p

Q 12Q+

s >

b) ( )

p

Q 12Q

+s >

c) ( )

2

p

Q 1Q+

s > d) ( )

p

Q 1Q+

s >

23) Si es demana un factor de qualitat Q=6 , i es t que 2ps =100, assenyaleu quina ser la sensibilitat del millor dels 3 receptor estudiats. Preneu r=h=x=1: a) 42 fotons/bit b) 66 fotons/bit

c) 78 fotons/bit d) 84 fotons/bit

24) Si es demana un factor de qualitat Q=30 , i es t que 2ps =100, assenyaleu quina ser la sensibilitat del millor dels 3 receptor estudiats. Preneu r=h=x=1: a) 750 fotons/bit b) 735 fotons/bit

c) 945 fotons/bit d) 930 fotons/bit

Datos: h = 6,62910-34 J/Hz q = 1,60210-19 C