¿Se puede utilizar la comunicación por fibra óptica para transmitir señales analógicas?

De hecho, la comunicación óptica puede transmitir información analógica. De hecho, esto se usa bastante en, por ejemplo, Radio sobre fibra . Incluso en la comunicación óptica sin procesar, se utiliza la señalización multinivel, como PAM4, y una modulación más compleja, como la señalización IQ.

¿Cómo se hace esto? Bueno, insinuó un método: modular la fuente de luz. Usted da el ejemplo de un LED, sin embargo, la mayoría de los sistemas de comunicación óptica de alto rendimiento en realidad usan diodos láser como VCSEL, en lugar de fuentes no coherentes (y menos espectralmente puras) como los LED.

Pero la clave es que no tienes que modular la fuente de luz. Puede encender la fuente de luz por completo y luego modular la luz. Debido a que los láseres le brindan una sola onda de luz coherente (en lugar de la pérdida de ondas no coherentes al mismo tiempo), puede usar las propiedades de onda para modular. Esta es la idea detrás de la modulación óptica de alto rendimiento utilizando moduladores Mach-Zehnder. En un modulador Mach-Zehnder (o interferómetro), comenzamos dividiendo la señal en dos caminos. Entonces podemos cambiar el retraso de fase de uno (o ambos) de los caminos de alguna manera (la forma en que hacemos esto electrónicamente está fuera del alcance de esta respuesta). Luego volvemos a sumar los dos caminos. Si ambas rutas tienen el mismo retraso de fase, se suman de manera constructiva y obtenemos la misma potencia de salida. Sin embargo, si tenemos un cambio de fase de 180 grados en uno de los caminos, los dos caminos se cancelan y no obtenemos señal de salida. Al modular en algún lugar en el medio, obtenemos una potencia de salida más baja con la que comenzamos.

Los LED ciertamente se pueden ejecutar en cualquier nivel de salida de luz, y ese nivel se controla muy rápidamente para modularlo. Sin embargo, el problema, como con cualquier sistema analógico, es la ganancia, el ruido y la linealidad. Los sistemas ópticos no son lineales y tienen una ganancia incierta en extremo.

Los LED son algo no lineales en la conversión de corriente a luz y dependen de la temperatura. Los fotodiodos también son no lineales. Los acoplamientos de fibra pueden cambiar la eficiencia del acoplamiento con la desconexión y la reconstrucción, y con la temperatura, la tensión, la vibración y probablemente el envejecimiento. Los láseres son extremadamente no lineales y tienen un umbral. Los sistemas a menudo están destinados a funcionar sobre cualquier longitud de fibra hasta un máximo. La relación señal/ruido no es buena.

Todos estos apuntan a ejecutar el sistema digitalmente como preferencia.

Eso no impide que cualquier aficionado conecte un sistema LED y calibre la linealidad, o use un swing lo suficientemente pequeño para ejecutarlo en modo analógico. Tenga en cuenta que hay optoacopladores diseñados para transmitir datos analógicos. Estos suelen tener un segundo fotodiodo que monitorea la salida del LED, usado como retroalimentación para linealizar la respuesta de la combinación LED+diodo. El sólido acoplamiento entre la fuente y el receptor mitiga los diversos problemas observados con la parte de fibra de la conexión.