Fibra

Cálculo de enlace fibra óptica

Características de Transmisión

Para una correcta planificación de las instalaciones de cables con fibras ópticas es necesario considerar la atenuación total del enlace y el ancho de banda del cable utilizado.
Para el cálculo de atenuación de enlace se consideran 2 métodos:
• Cálculo del cable de fibra óptica
• Cálculo del margen de enlace con cablede fibra óptica seleccionado

Cálculo del cable

La atenuación total del cable considerando reserva será:
at = LaL + neae + ncac + arL
L = longitud del cable en Km.
aL = coeficiente de atenuación en dB/Km
ne = número de empalmes
ae = atenuación por empalme
nc = número de conectores
ac = atenuación por conector
ar = reserva de atenuación en dB/Km
La reserva de atenuación (margen deenlace), permite considerar una reserva de atenuación para empalmes futuros (reparaciones) y la degradación de la fibra en su vida útil (mayor degradación por absorción de grupos OH).
La magnitud de la reserva depende de la importancia del enlace y particularidades de la instalación, se adopta valores entre 0.1 dB/Km y 0.6 dB/Km.
Las pérdidas en los empalmes se encuentran por debajo de 0.1 dB/Km nosuperan 0.5 dB/Km.
El enlace será proyectado para un margen de potencia igual a la máxima atenuación antes de ser necesario un repetidor.
PM = Pt - Pu
Donde:
PM = Margen de potencia en dB (máxima atenuación permisible)
Pt = Potencia del transmisor en dB
Pu = Potencia de umbral en dB (dependiente de la sensibilidad del receptor)
La potencia de salida del transmisor es el promedio de lapotencia óptica de salida del equipo generador de luz empleando un patrón estándar de datos de prueba.
El umbral de sensibilidad del receptor para una tasa de error de bit (BER) es la mínima cantidad de potencia óptica necesaria para que el equipo óptico receptor obtenga el BER deseado dentro del sistema digital. En los sistemas analógicos es la mínima cantidad de potencia de luz necesaria para queel equipo óptico obtenga el nivel de señal a ruido (S/N) deseado.
Por lo tanto de la expresión de
at = PM
[pic]
Fija la máxima atenuación por Km para el cable a ser seleccionado.

Cálculo del margen

La atenuación total en dB sin considerar reserva del cable será:
at = LaL + neae + ncac
Siendo PM = Pt - Pu
El margen de enlace Me en dB será:
Me= Pm - at

Ejemplo

Tenemos un enlacepara un sistema de 34 Mbits y λ= 1300 nm.
Supongamos que L = 25 Km y se emplean fibras ópticas de 2000 mts. por lo que se requieren 12 empalmes con atenuación promedio de 0.2 dB, los conectores de transmisión y recepción con atenuación 0.5 dB.
1.- Cálculo de la fibra
La reserva fijamos en 0.3 dB/Km
[pic]
Para una potencia de transmisión de 0 dB y un umbral de sensibilidad de –30 dBm (BER 10-9)El margen de potencia máxima = 30 dB

[pic]

Podemos elegir un cable con una atenuación menor o igual a 0.76 dB/Km

Cálculo de margen de enlace Me

Suponemos una fibra con aL = 0.7 dB/Km
at = LaL + neae + ncac
at = 15 · 0.7 + 12 · 0.2+ 2 · 0.5 = 18.74 dB
Si PM = 30 dB
El margen de enlace será:
Me= Pm - at = 30 – 18.74
Me = 11.26 dB
Será la atenuación máxima adicional permisiblepara degradaciones futuras del enlace.

Ancho de banda en fibras de índice gradual

El ancho de banda se encuentra limitado por la dispersión modal y/o del material si se usa LED con gran ancho espectral y λ= 850 nm predomina dispersión intermodal, con LD yλ= 1300 nm predomina dispersión del material.
Existen varios métodos para calcular en forma aproximada la variación del ancho de banda enfunción de la longitud.
b1=B1L1
Para perfil de índice gradual con ancho del sistema B y longitud L es aplicable el método de ley de potencias
[pic]
B = ancho de banda del sistema en MHz
b1 = ancho de banda por longitud en MHz*Km
B1 = ancho de banda del cable de fibra óptica en MHz a L1
L1 = longitud de fibra óptica generalmente 1 Km para B1
L = longitud de la fibra del enlace en Km
El...