Presentacion final 1_

DISEÑO DE ENLACES DE FIBRA OPTICA MONOCANAL

PUNTO PUNTO

INTEGRANTES: César Araneda BriceñoJohn Cardoch AlvarezIgnacio Peralta Hasell

PROFESOR: Ariel Leiva

FECHA: 04 y 05 de Abril del 2011

Sistemas de Telecomunicación EIE 543


ELEMENTOS BASICOS

ENLACE PUNTO PUNTO


ELEMENTOS BASICOS ESQUEMA DE UNA ESTACION OPTICA

EIE -463 / Capítulo 7 : ELEMENTOS Y DISEÑO EN SISTEMAS MONOCANAL / Ariel Leiva López


ELEMENTOS BASICOS

ESQUEMA DE UNA ESTACION OPTICA


ELEMENTOS BASICOS

TIPOS DE F.O. MONOMODO

G.652 F.O. Monomodo estándar y Monomodo LWP (sin peak por iones de agua)

http://orbita.starmedia.com/fortiz/Mediciones/Mediciones_Redes_Metro_02.html

http://orbita.starmedia.com/fortiz/Mediciones/Mediciones_Redes_Metro_02.html


ELEMENTOS BASICOS

TIPOS DE F.O. MONOMODO

G.653 F.O. Monomodo con Dispersión desplazada G.655 F.O. Monomodo con Dispersión desplazada no cero

http://orbita.starmedia.com/fortiz/Tema07.htm

http://orbita.starmedia.com/fortiz/Tema07.htm


ELEMENTOS BASICOS

MUFAS


ELEMENTOS BASICOS

EMPALMES

EMPALMES MECANICOS

EMPALMES POR FUSION


ELEMENTOS BASICOS

CAJA DE TERMINACION CABLE F.O.


ELEMENTOS BASICOS

ODF


ELEMENTOS BASICOS

CONECTORES


REGENERADORES OPTICOS

R , Reamplification : Amplificación de la señal

2R , Reamplification & Reshaping : Además de amplificar, se recupera de la forma de la señal.

3R , Reamplification, Reshaping & Reclocking : Además de amplificar y regenerar la señal, la sincroniza


CONSIDERACIONES DE DISEÑO

El diseño de los sistemas de comunicación de fibra óptica requiere una clara comprensión de las limitaciones impuestas por :

PROBLEMAS

•ATENUACION

•DISPERSION CROMATICA

•EFECTOS NO LINEALES

•PMD

•RUIDO EN EDFA´s



LIMITACIONES POR ATENUACION

POTENCIA RECIBIDA

[dBm] = [dBm] B [dB/km] •L[km] B [dB] B [dB] B [dB]

= Potencia recibida. = Potencia de transmisión.= Coef. de atenuación de la F.O.L = Largo de la F.O. Perdidas conectores. = Perdidas empalmes. = perdidas por otras penalidades.



λ [µm] (LONG. DE ONDA) α [dB/km] (COEF. DE ATENUACIÓN)

0.85 2.5

1.31 0.4

1.55 0.2

Tabla de coeficientes de atenuación para distintas longitudes de ondas:

LIMITACIONES POR ATENUACION




•LONGITUD DE ONDA DE OPERACION

•SELECCION DE TRANSMISOR Y RECEPTOR

•TIPO F.O.

•COSTOS vs. DESEMPEÑO

•CONFIABILIDAD vs. RENOVACION

•CALIDAD DE TRANSMISION (BER < 10^-9)


DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL

PARA EL DISEÑO DE ENLACES MONOCANAL SE DEBE CUMPLIR CON:

POWER BUDGET

RISE TIME BUDGET

Análisis de Pérdidas de potencia

Análisis de Ancho de Banda



POWER BUDGET

SE DISEÑA CON EL SIGUIENTE CRITERIO:



PERDIDAS EN LA FIBRA OPTICA

POWER BUDGET



POWER PENALTY Grafica para obtener power penalty

POWER BUDGET

D = Dispersión (para monomodo estándar 17-18[])= Anchura espectral


RISE TIME BUDGET


Tiempo durante el cual aumenta la respuesta desde 10 al 90% de su valor final de salida cuando la entrada se cambia abruptamente

Se considera para asegurar un que el sistema opere a un bit-rate determinado



RISE TIME BUDGET

Se diseña para cumplir que:

Δf = B

Tipos de formato de bit

=

Formato RZ (retorno a 0)

=

Formato NRZ (No retorno a 0)

=

B = Bit rate



RISE TIME BUDGET

Rise time para que le sistema dependa del transmisor, receptor y el tipo de F.O.

D = Dispersión (para monomodo estándar 17-18[])= Anchura espectral



EJERCICIOS DE DISEÑO

Tx Rx

Queremos diseñar un enlace óptico punto a punto con una velocidad de transmisión de 622 Mb/s y 2.5Gb/s a una distancia de 100 km.

1) ¿Qué tenemos?.2) Se puede realizar .3) Formas de mejorar nuestro enlace.

Transmisor óptico Receptor óptico (nodo)

Tx Rx

Primer Caso 622 Mb/s de velocidad de transmisión

Definir algunos parámetro de transmisión. =1550[nm]

Información del Transmisor para =1550[nm]

Potencia de Transmisión ( Ancho espectral de la fuente ()Rise Time ()

Información del Receptor para =1550[nm]

Umbral de recepción o potencia de recepción ()Rise Time ()

Datasheet Transmisor 40 Gb/s optical very short reach transmitter and receiver

WDT - RTXM298 http://www.wtd.com.cn

Datasheet Receptor

WDT - RTXM298 http://www.wtd.com.cn

Rise Time

WDT - RTXM298

http://www.wtd.com.cn

Tx Rx

Primer Caso 622 Mb/s de velocidad de transmisión

Definir algunos parámetro de transmisión. =1550nm


Potencia de Transmisión ( = 0 [dBm]Ancho espectral de la fuente () = 0.1 [nm]Rise Time () = 50 [ps]


Umbral de recepción o potencia de recepción () = -26[dBm]Rise Time () = 50 [ps]

Tx Rx

Análisis de perdidas de potencia o Power Budget

[dBm] [dBm] 4- [dB] 4- [dB]

= Umbral del recepción. = -26 [dBm]

= Potencia promedio de transmisión. = 0 [dBm]

= Pérdidas en la F.O. = ??

= Margen de seguridad. = 2 [dB]

Tx Rx

[dB]=[dB/km] •L[km] + [dB] +[dB] + [dB]

= Coeficiente de atenuación de la F.O.

= Pérdidas de conectores.

= Pérdidas de empalmes.

= Power penalti (para dispersión cromática).


=1550nm =0.2[dB/km]

L = Largo de la F.O.

Carrete de fibra = 5 [km]

= 20 Carretes

Pérdidas de conectores.

http://www.fibra-optica.org/productos-fibra-optica/fibra-optica-estandard/conectores-fc-pc.asp

http://www.fibra-optica.org/productos-fibra-optica/fibra-optica-estandard/conectores-mu.asp

Pérdidas de empalmesFMS-900

http://www.mts-test-systems.com

Power penalty

= Ancho espectral de la fuente [RMS]

[dB] = – 5 log [1 – 4·B·L·D ·]

[dB]= – 5 log [1 – 4·622··100· 17··]

[dB] = 0.02 [dB]

Tx Rx

= Pérdidas conectores 0.3 [dB] c/u 0.3 [dB] x 2 = 0.6 [dB]

= Pérdidas de empalmes 0.02 [dB] c/u 0.02 [dB] x 19 = 0.38 [dB]

= 0.2[dB/km]

distancia de 100 [km]

= Power penalty = 0.02 [dB]

Tx Rx

= *L + ++

= 0.2[dB/Km] · 100[km] + 0.6[dB]+ 0.38[dB] + 0.02[dB]

= 21[dB]

-26 [dBm] [dBm] 21[dB] 2 [dB]

- 26 [dBm]-23 [dBm] Cumple con POWER BUDGET

ANÁLISIS ANCHO DE BANDA (RISE TIME BUDGET)

Formato RZ (Retorno a 0)

Se Diseña para cumplir

Formato NRZ (No retorno a 0)

B = 622 Mb/s

El Rise Time depende del receptor , tipo de fibra y del transmisor

= + +

= +

= 0=

= |D|·L·D = Dispersión (para monomodo estándar 17-18[])

= Ancho espectral = 0.1 [nm]

= 17[] ·100 [km] · 0.1[nm]

= 170 [ps]

Rise Time () = 50 [ps]

=

=

= 0.184 [ns]

Si se desea Transmitir B = 622 MB/s

Formato NRZ (No centrado en 0)

0.184 [ns] 1.13 [ns]

Para el caso de NRZ el análisis de ancho de banda SI satisface la condición

EL SISTEMA ES REALIZABLE PARA EL BIT RATE ESCOGIDO Y AMBOS FORMATOS

Formato RZ (Centrado en 0)

0.184 [ns] 0.56 [ns]

Para el caso de RZ el análisis de ancho de bando SI satisface la condición

Segundo Caso

Tx Rx

Segundo Caso 2.5 Gb/s de velocidad de transmisión






Tx Rx


[dBm] [dBm] 4- [dB] 4- [dB]





Tx Rx

[dB]=[dB/km] •L[km] + [dB] +[dB] + [dB]


= Pérdidas de conectores.

= Pérdidas de empalmes.

= Power penalti (para dispersión cromática).

Power penalty


[dB] = – 5 log [1 – 4·B·L·D ·]

[dB]= – 5 log [1 – 4·2.5··100· 17··0.1]

[dB] = 0.43[dB]

Tx Rx



= 0.2[dB/km]


= Power penalty 0.43 [dB]

Tx Rx

= L + ++

= 0.2[dB/km] * 100[km] + 0.6[dB]+ 0.38[dB] + 0.43[dB]

= 21.41[dB]

-26 [dBm] [dBm] 21.42[dB] 2 [dB]

- 26 [dBm]-23.41 [dBm] Cumple con POWER BUDGET




B = Bit rate



= + +

= +

= 0=

= |D| · L ·

D = Dispersión (para monomodo estándar 17-18[])


= 17[] · 100 [km] · 0.1[nm]

= 170 [ps]

Rise Time () = 50 [ps]

=

=

= 0.184 [ns]

Si se desea Transmitir B = 2.5 GB/s


0.184 [ns] 0.14 [ns]

Para el caso de RZ el análisis de ancho de bando NO satisface la condición


0.184 [ns] 0.28 [ns]


EL SISTEMA ES REALIZABLE PARA EL BIT RATE ESCOGIDO EN EL FORMATO NRZ

Mejoras

Casos 2

Tx Rx

USO DE REGENERADOR 3R para modo RZ 2.5 Gb/s de velocidad de transmisión

Distancia de transmisión 50 [km]

Información del regeneración 3r para =1550[nm]

Potencia de salida ()= 3 [dBm]Ancho espectral de la fuente () = 0.1 [nm]Rise Time () = 30 [ps]Umbral de recepción o potencia de recepción () = -24[dBm]Rise Time () = 30 [ps]

3R


Datasheet regenerador 3R

http://www.jdsu.com/ProductLiterature/wsh600dx_ds_cms_ae_121206.pdf

http://www.jdsu.com/ProductLiterature/wsh600dx_ds_cms_ae_121206.pdf




[dBm] [dBm] 4- [dB] 4- [dB]





ANALISIS PRIMERA SECCIÓN, DESDE TRANSMISOR A REGENERADOR

Power penalty


[dB] = – 5 log [1 – 4·B·L·D ·]

[dB]= – 5 log [1 – 4·2.5··50· 17··0.1]

[dB] = 0.1[dB]

Tx 3R



= 0.2[dB/km]



Tx 3R

= L + ++

= 0.2[dB/km] · 50[km] + 0.6[dB]+ 0.18[dB] + 0.1[dB]

= 10.88[dB]

Cumple con POWER BUDGET

-24 [dBm] [dBm] 10.88 [dB] 2 [dB]

- 24 [dBm]-12.88 [dBm]




B = Bit rate



= + +

= +

= 0=

= |D| · L ·



= 17[] · 50 [km] · 0.1[nm]

= 85 [ps]

Rise Time () = 50 [ps], 30 [ps]

=

=

= 0.103 [ns]



0.103 [ns] 0.14 [ns]



0.103 [ns] 0.28 [ns]


EL SISTEMA ES REALIZABLE PARA EL BIT RATE ESCOGIDO Y PARA AMBOS FORMATOS


[dBm] [dBm] 4- [dB] 4- [dB]





ANALISIS PRIMERA SECCIÓN, DESDE TRANSMISOR A REGENERADOR



Power penalty


[dB] = – 5 log [1 – 4·B·L·D ·]

[dB]= – 5 log [1 – 4·2.5··50· 17··0.1]

[dB] = 0.1[dB]

3R Rx



= 0.2[dB/km]



3R Rx

= L + ++

= 0.2[dB/km] · 50[km] + 0.6[dB]+ 0.18[dB] + 0.1[dB]

= 10.88[dB]

Cumple con POWER BUDGET

-26 [dBm] [dBm] 10.88 [dB] 2 [dB]

- 26 [dBm]-9.88[dBm]




B = Bit rate



= + +

= +

= 0=

= |D|·L·



= |D|·L·

= 17[] ·50 [km] · 0.1[nm]

= 85 [ps]

Rise Time () = 50 [ps], 30 [ps]

=

=

= 0.103 [ns]



0.103 [ns] 0.14 [ns]



0.103 [ns] 0.28 [ns]


EL SISTEMA ES REALIZABLE PARA EL BIT RATE ESCOGIDO Y PARA AMBOS FORMATOS

Sist

emas

de

Tele

com

unic

ació

n

EIE

543

FIN

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