Acerca de la dirección

La Dirección de Fotónica tiene como fin ofrecer soluciones asociadas a las comunicaciones ópticas, a través del diseño, instalación y operación de sistemas de este tipo de comunicaciones, así como la evaluación de los sistemas ya instalados, con miras a aumentar su capacidad, eficiencia y calidad utilizando nuevas tecnologías para apoyar al sector de las telecomunicaciones en el país.


Justificación

Las comunicaciones ópticas no constituyen un campo nuevo, ya que las investigaciones sobre fibras ópticas se remontan a los años 50 y el primer sistema operacional se desarrolló en la década de los 70.

Sin embargo, los verdaderos cambios se produjeron en los 80. En esta década, las comunicaciones ópticas en redes de comunicaciones públicas se desarrollaron desde un estado de mera curiosidad hasta convertirse en una tecnología dominante.

Entre las decenas de miles de desarrollos e invenciones que han contribuido a este progreso, se citan los cuatro más destacados:

1.- La invención del láser a fines de los 50.

2.- El desarrollo de la fibra óptica de bajas pérdidas, en los 70.

3.- La invención del amplificador óptico de fibra con Erbio, en los 80.

4.- La aplicación de la gratícula de difracción de Bragg al campo de las comunicaciones ópticas en los 90.

La industria de la fotónica pasó por una serie de generaciones tecnológicas en las cuales algunos aspectos de gran importancia no pudieron madurar o ganar aceptación, para luego convertirse en meras curiosidades. Tal es el caso de los sistemas ópticos coherentes, que constituyeron una importante fuente de investigación, hacia fines de los 80, cuando fueron considerados por muchos expertos como el embrión de los sistemas de comunicaciones de larga distancia y de alta capacidad del futuro. No obstante, la detección coherente de señales ópticas ha mostrado ser extremadamente compleja en la práctica.

Hasta el pasado reciente, las comunicaciones ópticas habían estado confinadas a la operación de enlaces punto a punto (redes electrónicas con enlaces ópticos). Actualmente, con la aplicación del multiplexado de longitud de onda (WDM) y el multiplexado del tipo add/drop, han comenzado a aparecer redes puramente ópticas.El multiplexado por unidad de frecuencia es la tecnología básica de las redes ópticas.

Se trata de una tecnología que utiliza una única fibra para enviar muchos canales ópticos independientes. Los primeros productos comerciales WDM aparecieron en el mercado en 1996. WDM constituye un paso importante hacia el desarrollo de las redes totalmente ópticas.

Más recientemente, ha aparecido en el mercado la técnica conocida como DWDM o multiplexado denso de longitudes de onda. Ella se basa en el espaciamiento muy cercano (de 1nm a 3,6nm) de los canales ópticos dentro de una fibra, logrando el manejo de tasas de transmisión de datos del orden de hasta 40 Gb/s.Las conexiones mediante enlaces ópticos dominan hoy en día las comunicaciones a grandes distancias.

Las comunicaciones ópticas poseen, asimismo, una fuerte presencia en las redes de área local, donde enlazan oficinas, edificios ubicadas en una zona geográfica circunscrita.

La fibra óptica, hoy en día, constituye el medio de transporte de información más demandado en el mundo, por su enorme ancho de banda y otras ventajas excepcionales. Debido a ello, es fácil incorporar nuevos servicios y aplicaciones a los sistemas de comunicaciones por fibras ópticas ya instalados y a sistemas nuevos por instalar como telefonía, servicios de Internet, televisión bajo demanda, televisión interactiva, transmisión de datos, etc. El desarrollo de aplicaciones basadas en fibras ópticas constituye una actividad de valor agregado de gran importancia en nuestro país, ya que con poca infraestructura e inversión limitada se puede lograr gran rentabilidad.

Las fibras ópticas proporcionan una frecuencia de transmisión potencialmente enorme (del orden de THz) y pérdidas por unidad de longitud muy pequeñas (del orden de 0,01 dB/Km), razón por la cual se emplean, entre otros, en enlaces de comunicaciones de alta capacidad, donde las distancias entre repetidores son muy grandes (de 100 Km o más).

Las señales transmitidas por fibras ópticas no son afectadas en forma alguna por corrientes en líneas de distribución de alta potencia, por interferencia electromagnética y son más resistentes a los químicos corrosivos dispersos en el medio, de manera que pueden emplearse en ambientes industriales expuestos a condiciones muy severas en las que los cables eléctricos serían absolutamente inadecuados. Las fibras ópticas son cables muy delgados y livianos, lo que representa una característica positiva muy importante para las compañías de telecomunicaciones que poseen una planta externa con gran cantidad de cables y conductos congestionados (precisamente, una de las razones por las que se utilizó la fibra óptica en el sistema telefónico fue la falta de espacio para la instalación de más cables de cobre para nuevas rutas y servicios). Es posible reunir en un cable de alrededor de 1 cm de diámetro, más de 100 fibras ópticas. Estos cables son tan flexibles como los cables telefónicos de cobre y se los puede enrollar formando grandes carretes, con longitudes de hasta varios cientos de Km, para facilitar su transporte a los sitios de instalación.

Además de las ventajas mencionadas anteriormente, desarrollos tecnológicos notables como el solitón, el multiplexado denso de longitudes de onda (DWDM) y los amplificadores ópticos de Erbio (EDFA) y de Raman, han dado a las comunicaciones ópticas un impulso de tal magnitud, que junto con los novedosos diseños de fibras ópticas y la construcción exitosa de lásers de mayor longitud de onda, las han convertido en el tipo de comunicaciones más demandadas a nivel mundial.

Una de las desventajas importantes que presenta la fibra óptica es que, de hecho, hay poca familiaridad con esta tecnología y se requiere de una habilidad que los técnicos en redes en Venezuela, aún no poseen o dominan totalmente. El empalme o unión de dos o más fibras es difícil (requiere de gran precisión y pulcritud) y más todavía la instalación de derivaciones (taps). Por otra parte, se requiere de un instrumental nuevo de altísima precisión para efectuar los trabajos técnicos requeridos.

El armado e instalación de conectores especiales para fibras ópticas requiere de extremo cuidado, limpieza y precisión, nunca antes aplicados a conectores para cables coaxiales o pares trenzados. La detección de fallas en un sistema con fibras ópticas requiere de instrumentos y procedimientos muy diferentes a los utilizados en los sistemas alámbricos convencionales.

La justificación para la creación de una Dirección de Fotónica del Cendit, responde al hecho de que la tecnología aplicada a las comunicaciones ópticas es ahora cuando comienza a desarrollarse en Venezuela, es relativamente reciente, de gran complejidad y con características únicas. Por otra parte, hoy en día, los sistemas con fibra óptica son los preferidos, sobre todo en las comunicaciones de tráfico intenso y a grandes distancias, donde sus características de capacidad, calidad, economía y confiabilidad, los han convertido en los sistemas de comunicaciones del futuro. Lo anterior implica la necesidad de realizar I+D en el área, a fin de producir la experticia autóctona necesaria para la apropiación de esta tecnología.

Actualmente, el principal operador de telecomunicaciones del país, la Compañía Anónima Nacional Teléfonos de Venezuela (Cantv), luego de pasar a ser nuevamente Empresa Pública, en el año 2007, se plantea ampliar su plataforma de 7.737 kms de fibra óptica de transporte, a 14.462 kms al incluir la infraestructura de otras empresas del Estado (Corpoelec y sus filiales, PDVSA), y más recientemente con el Octavo Proyecto de Servicio Universal, se incorporaron mas de 6.000 kms de fibra, para alcanzar cerca de 20.000 kms de fibra óptica de transporte, distribuidos en el territorio nacional (Fuente Cantv 2010). Esto explica la importancia del desarrollo y la investigación en materia de comunicaciones ópticas.


Objetivos

Objetivo General

Esta Unidad posee como meta ofrecer al sector de las telecomunicaciones del país competencia en el diseño, instalación y operación de sistemas de comunicaciones ópticas, así como la evaluación de los sistemas ya instalados, con miras a aumentar su capacidad, eficiencia y calidad utilizando nuevas tecnologías, como por ejemplo WDM, DWDM, entre otras.


Objetivos Específicos
Asimilar y dominar las tecnologías fotónicas, con el objeto de mejorar sustancialmente la calidad, la capacidad y la rentabilidad de las comunicaciones en el país.

Desarrollar proyectos tendentes a reducir efectivamente la dependencia de las tecnologías foráneas.

Mejorar el nivel de conocimientos de los profesionales del sector y sus habilidades para poder desarrollar, instalar y mantener adecuadamente sistemas de comunicaciones ópticas.

Desarrollar técnicas y procedimientos novedosos para el diseño e instalación de sistemas de comunicaciones ópticas.

Desarrollar y aplicar técnicas de aseguramiento de la calidad para equipos y sistemas ópticos.

Idear usos más eficientes para los dispositivos fotónicos.

Desarrollar nuevas redes ópticas más eficientes y económicas.

Realizar actividades de prospección en el área de las telecomunicaciones ópticas.

Desarrollar prototipos y adaptar sistemas que respondan a necesidades tecnológicas del sector de las telecomunicaciones.

Contribuir activa y eficazmente a la formación de recursos humanos, mediante la realización de proyectos conjuntos con centros de educación superior en el área de competencia de la Dirección de Fotónica.

Participar en proyectos multidisciplinarios, relacionados con ingeniería, en el área de competencia de la Dirección de Fotónica.

Investigar sobre nuevos dispositivos y técnicas que permitan un uso eficiente del ancho de banda disponible en los diferentes sistemas de fibras ópticas.

Desarrollar habilidades en el modelaje de sistemas de comunicaciones ópticas, para poder detectar problemas de tráfico, fallas, latencias, etc.

Contribuir a la creación e implementación de mejoras en los procesos de certificación, así como de estándares de equipos, de componentes y sistemas ópticos, tomando como referencia las normativas internacionales vigentes en la materia.


Líneas de Desarrollo e Investigación

Estudio de la influencia de la atmósfera sobre la señal óptica (comunicaciones ópticas en espacio libre, FSO), para optimizar los enlaces en sistemas de este tipo.

Estudio y experimentación con diversos dispositivos ópticos, tales como: emisores de luz, acopladores ópticos, foto-detectores, amplificadores ópticos, multiplexores ópticos, entre otros, a fin de lograr mejoras en el desempeño de los sistemas.

Estudio e implementación de mejoras en la calidad de servicio en los sistemas de comunicaciones ópticos.

Estudio, diseño y desarrollo de nuevas redes ópticas.

Elaboración de normas y especificaciones sobre la instalación apropiada de sistemas ópticos en el país, tomando en cuenta condiciones geográficas, climatológicas y biológicas peculiares, propias de nuestras regiones.

Estudio e investigación de los diferentes efectos nocivos que el envejecimiento de los distintos componentes de los sistemas ópticos produce sobre la calidad del servicio.

Investigar las características de propagación en nuevos desarrollos de fibra óptica.

Elaborar software de simulación para componentes y sistemas de fibra óptica.


Funciones

Coordinar y controlar la preparación y ejecución de los proyectos de desarrollo e investigación relacionados específicamente con las comunicaciones ópticas, así como otros proyectos asignados de manera compartida con otras unidades.
 Coordinar y monitorear la evolución de la investigación en las distintas disciplinas y el surgimiento de nuevas modalidades en la producción del conocimiento y su difusión, con la finalidad de transferir y adaptar periódicamente sus sistemas y estándares de evaluación con los cambios más significativos detectados.
 Dirigir los laboratorios asociados a la unidad, con responsabilidades de coordinación y toma de decisiones sobre las actividades que allí se realizan.
 Formular el plan de trabajo de los técnicos asignados a la unidad y evaluar su desempeño.
 Brindar asesoramiento a entidades públicas y privadas en el ámbito de su competencia, promoviendo acciones de transferencia y relaciones con la producción.