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 cable de fibra óptica seleccionado
Cálculo del cable La atenuación total del cable considerando reserva será: at LaL ! neae ! ncac ! ar L L longitud del cable en Km. en Km. aL coeficiente de atenuación en dB/Km ne n"mero de empalmes ae atenuación por empalme nc n"mero de conectores ac atenuación por conector ar reserva de atenuación en dB/Km La reserva de atenuación #margen de enlace$% permite considerar una reserva de atenuación para empalmes futuros #reparaciones$ y la degradación de la fibra en su vida "til #mayor degradación por absorción de grupos &'$. La magnitud de la reserva depende de la importancia del enlace y particularidades de la instalación% se adopta valores entre (.) d*+,m y (.- d*+,m. Las pérdidas en los empalmes se encuentran por debao de (.) d*+,m no superan (./ d*+,m. 0l enlace será proyectado para un margen de potencia igual a la má1ima atenuación antes de ser necesario un repetidor. P M = = P t t - P u
onde: P M = 3argen de potencia en d* #má1ima atenuación permisible$ P t = Potencia del transmisor en d* P u Potencia de umbral en d* #dependiente de la sensibilidad del receptor$ La potencia de salida del transmisor es el promedio de la potencia óptica de salida del e4uipo generador de luz empleando un patrón estándar de datos de prueba. 0l umbral de sensibilidad del receptor para una tasa de error de bit #*05$ es la m6nima cantidad de potencia óptica necesaria para 4ue el e4uipo óptico receptor obtenga el *05 deseado dentro del sistema digital. 0n los sistemas analógicos es la m6nima cantidad de potencia de luz necesaria para 4ue el e4uipo óptico obtenga el nivel de se7al a ruido #8+9$ deseado. Por lo tanto de la e1presión de at = P M
ia la má1ima atenuación por ,m para el cable a ser seleccionado.
Cálculo del margen La atenuación total en d* sin considerar reserva del cable será: at LaL ! neae ! ncac 8iendo P M = P t - P u 0l margen de enlace M e en d* será: M e= P m - at
Ejemplo ;enemos un enlace para un sistema de <= Mbits y > )<(( nm. 8upongamos 4ue L 2/ Km y se emplean fibras ópticas de 2((( mts. por lo 4ue se re4uieren )2 empalmes con atenuación promedio de (.2 dB, los conectores de transmisión y recepción con atenuación (./ dB. ).? Cálculo de la fibra La reserva fiamos en (.< dB/Km
Para una potencia de transmisión de ( d* y un umbral de sensibilidad de @<( d*m #*05 )(?A$ 0l margen de potencia má1ima <( d*
Podemos elegir un cable con una atenuación menor o igual a (.B- d*+,m
Cálculo de margen de enlace M e 8uponemos una fibra con a L (.B d*+,m at LaL ! neae ! ncac at )/ (.B ! )2 (.2! 2 (./ )D.B= d* 8i P M <( d* 0l margen de enlace será: M e= P m - at <( @ )D.B= M e )).2- d* 8erá la atenuación má1ima adicional permisible para degradaciones futuras del enlace.
Ancho de banda en fibras de índice gradual 0l ancho de banda se encuentra limitado por la dispersión modal y+o del material si se usa L0 con gran ancho espectral y > D/( nm predomina dispersión intermodal% con L y> )<(( nm predomina dispersión del material. 01isten varios métodos para calcular en forma apro1imada la variación del ancho de banda en función de la longitud. b1=B1 L1 Para perfil de 6ndice gradual con ancho del sistema B y longitud L es aplicable el método de ley de potencias
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 3'z a L1 L1 longitud de fibra óptica generalmente ) Km para B1 L longitud de la fibra del enlace en Km 0l ancho de banda no disminuye linealmente con la longitud por la dispersión de modos se apro1ima con E #e1ponente longitudinal$ entre (.- y ) #valor emp6rico (.D$. Para el eemplo de perfil de 6ndice gradual y > )<(( nm el ancho de banda B para sistema de <= Mbits es F /( MHz ancho de banda de campo regulador tanto para L0 como para L #para D Mbits F 2/ MHz y para )=( Mbits F )2( MHz
0n fibra óptica de perfil de 6ndice gradual > )<(( nm b1 incrementa en pasos de 2(( MHz/Km #-(( @ D(( @ )((( MHz/Km$% por tanto para -/B se adopta D(( MHz*Km.
Dispersión de fibra óptica monomodo 0n sistemas digitales se usa L hasta )=( Mbits/seg se desprecia el ancho de banda de la fibra monomodo ya 4ue es GHz . Por tanto para monomodo se calcula dispersión en lugar de ancho de banda. 0l ensanchamiento del pulso GT M(λ) G λ L GT ensanchamiento del pulso en s M(λ) dispersión cromática en s/nm*Km !λ ancho espectral medio del emisor en nm L longitud de la fibra en Km Por eemplo para: L 2/ Km λ )<<( nm !λ / nm M(λ) <./ s/nm*Km
5esulta GT <./ H / H 2/ =
0l cálculo de la dispersión en sistemas encima de /-/ Mbits/seg considera adicionalmente caracter6sticas del láser como ruido de distribución de modos.
Características mecánicas 8e debe tener en cuenta la configuración de los cables para 4ue los mismos se encuentren protegidos de influencias ambientales.
