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Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Electrónica

6.0 Diseño Sistemas de Comunicaciones por Fibra Óptica

Índice
6.1 Introducción 6.2 Consideraciones de Diseño 6.2.1 Limitaciones por Atenuación 6.2.2 Limitaciones por Dispersión 6.2.3 Sistemas de Largo Alcance 6.3 Diseño de Sistemas 6.3.1 Consideraciones de Diseño 6.3.2 Power Budget 6.3.3 Rise-Time Budget 6.4 Causas dePenalización de Potencia 6.4.1 Dispersión por Ensanchamiento 6.4.2 Ruido Modal 6.4.3 Ruido por Partición de Modos (MPN) 6.4.5 Retroalimentación por Reflexión y Ruido 6.4.4 Chirping de Frecuencia
Relator: Ricardo Olivares Taller Redes Ópticas Red Clara 2007-406

Introducción

Hasta el momento se han estudiado separadamente los elementos que conforman un sistema óptico. En este capítulo seestudiarán estos componentes cuando se unen y conforman un Sistema de Comunicaciones Ópticas

Relator: Ricardo Olivares

Taller Redes Ópticas

Red Clara 2007-407

Consideraciones de Diseño
El diseño de sistemas ópticos requiere un claro entendimiento de las limitaciones impuestas por: Pérdidas por atenuación Dispersión (Modal, GVD, PMD) Efectos no lineales (SPM, CPM, FWM, SRS, etc.)Relator: Ricardo Olivares

Taller Redes Ópticas

Red Clara 2007-408

Limitaciones por Atenuación
Parámetro de importancia para enlaces de gran longitud. Se debe establecer un: Compromiso entre Longitud del Enlace y el Bit Rate

Long. de onda [um] Atenuación [dB/Km] 0.85 2.5 1.3 0.4 1.55 0.25

Relator: Ricardo Olivares

Taller Redes Ópticas

Red Clara 2007-409

Limitaciones porAtenuación
La atenuación de la fibra, impone restricciones para el largo del enlace (L), o en su contraparte, sobre la tasa de transmisión aceptable (B). El largo del enlace queda determinado por la siguiente expresión:

 Ptr L= log  P αf  rec 10

   

Donde

αf
Ptr
Prec

representa las pérdidas totales del enlace: fibra más uniones y terminales. es la potencia transmitida, y es lamínima potencia necesaria en el detector.
Taller Redes Ópticas Red Clara 2007-410

Relator: Ricardo Olivares

Limitaciones por Dispersión
Limita el producto BL, por ensanchamiento del pulso. Produce reducción de la potencia recibida y principalmente ISI. Minimizar el ISI es uno de los objetivos importante en el diseño del sistema.

Relator: Ricardo Olivares

Taller Redes Ópticas

RedClara 2007-411

Limitaciones por Dispersión
La dispersión depende del modo en el que trabaje el enlace: Multimodo: Dispersión relevante: intermodal Usado para enlaces cortos Mejoras con uso de fibra con índice graduado Monomodo: Dispersión relevante: intramodal Usado para enlaces de largo alcance

Relator: Ricardo Olivares

Taller Redes Ópticas

Red Clara 2007-412

Limitaciones porAtenuación

Relator: Ricardo Olivares

Taller Redes Ópticas

Red Clara 2007-413

Sistemas de Largo Alcance (Long-haul)
Para lograr alcanzar grandes distancias se requiere del uso de amplificadores en línea, los que pueden ser tanto regeneradores electrónicos de señal, como ópticos; estos últimos no regenerativos, por ejemplo, EDFAs o FRAs. Problemas que se enfrentan:


Atenuación:compensadas mediante el uso de

amplificadores, regeneradores electrónicos o amplificadores ópticos.



GVD: minimizados operando a λZD,, o bien usando
alternadamente dispersión negativa y positiva.
Taller Redes Ópticas

Relator: Ricardo Olivares

Red Clara 2007-414

Sistemas de Largo Alcance
Efectos no lineales:


En sistemas monocanal predomina la automodulación de fase (SPM).Encontrando distintos problemas tanto para regeneradores y amplificadores ópticos. En sistemas multicanal se genera FWM, mezcla paramétrica de cuatro ondas y XPM, modulación de fase cruzada.



PMD:Tanto en sistemas monocanal, como multicanal, se produce dispersión por polarización, esta se genera debido a que el índice de refracción de la fibra no es uniforme para el campo que se propaga en...
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