Docente Responsable: Néstor Fierro Morineaud
Contenido de la Presentación
Dispersión en señales Analógicas y Digitales Componentes de la Dispersión Cromática Dispersión Cromática Dispersión Intermodal
INTRODUCCION
retardo
longitud de onda 1
0
1
umbral decisión
longitud de onda 1 longitud de onda 2 longitud de onda 3 1
ERROR!
1 1 umbral decisión
t ENTRADA
t SALIDA
•
•
•
•
• •
BW ELECTRICO
1
1
Rb
T
2T b
2
para max .velocidad
T BW ELECTRICO
Rb
T 2 1 2
T
2 BW ELECTRI CO
Causa: La propagación multimodal que ocurre en las fibras MM, debido a que los modos toman diferentes trayectorias por la fibra y llegan a destino en diferentes tiempos, causando el ensanchamiento del pulso.
Causa: El ancho espectral de la fuente de luz emite nλ, que viajan por la fibra a diferentes velocidades y llegan a destino a diferentes tiempos, causando el ensanchamiento del pulso, siendo significativa en las fibras SM.
Causa: El ancho espectral de la fuente, la diferencia de densidad en la frontera core-cladding y de que los rayos de mayor λ tienen mayor penetración en el cladding, por lo tanto durante el tiempo que comparten entre el núcleo y el cladding viajan a mayor velocidad que los rayos de menor λ confinados en el núcleo y lleguen a destino en diferentes tiempos, causando el ensanchamiento del pulso. Esta dispersión es despreciable, excepto cerca del cero de dispersión cromática en fibras SM.
Causa: Cualquier imperfección en el núcleo (asimetría-curvatura) hace que los dos modos de polarización viajen a diferentes velocidades y lleguen a destino en diferentes tiempos, causando el ensanchamiento del pulso, siendo significativa solo para enlaces superiores a 10 Gbps en fibras SM.
Dispersión Modal (Fibras Multimodo) Los diferentes modos recorren diferentes “caminos ópticos” por lo que llegan en diferentes instantes de tiempo al destino Dominante en sistemas multimodo (baja capacidad, corta distancia)
Modo 1 Modo 2 Modo 3
BW OPTICO
BW ELECTRICO xL Hz
Km
Dispersión Modal - Ejercicios
Resp. 1.8 Gbps Resp. 6.66 Km. Resp. 7.8 GHz-Km
Dispersión Intermodal. Fibras índice escalonado Cada modo tiene una β diferente, un ángulo propaga a diferente velocidad .
diferente y por tanto, se
c
La luz del modo superior tarda más en propagarse.
Cálculo del ensanchamiento del pulso ( ΔT ): T mínimo T máximo
L
n1
L
T T ma x T min
c L
n1
L
n1
cos
c
sen
c
c
c
L n1 n2 c n1
Para transmisión NRZ, la rapidez máx. de transmisión es
T L
c
2
n1
L AN c
2n2
2
n1
AN
2n2c
c
t ns / km
Un valor típico de esta fibra es de 20 a 50 ns/km
Rbps
1 2
t L
Dispersión Intermodal. Fibras índice gradual La dispersión tiene un mínimo para Mínimo para BWmáxima
2(1-
)
8c Ln1
2
Un valor típico de esta fibra es de 0.15 a 0.2 ns/km
=2 Ln1 T 8c α
2
Dispersión Cromática ó Intramodal
Retardo Longitud de onda D= dispersión de la fibra (ps/km)
D
ΔT
Dc= dispersión cromática (ps/nm-km)
Dc
Δλ= ancho espectral de la
fuente (nm)
ΔT= dispersión total (ps)
T
D
L
D=dispersión de la fibra (ps/km)
L= longitud de la fibra (nm) (nm
Ancho de Banda Óptico de la fibra SM BW OPTICO
BW
BW
L Hz . Km
1 2
T
T
D L BW L
1 2 D
Dispersión Cromática - Ejercicios Resp. 777.6 MHz-Km
Resp. 1104 ps
Resp. 1.753 Gbps.
Resp. 2.63 Gbps
Dispersión Cromática PROVIENE DE
a) El carácter dispersivo del dieléctrico o material que compone la fibra (dispersión del material: Es dispersivo, depende de λ y ninguna fuente es puramente monocromática.) b) El efecto que sobre la constante de propagación tiene el hecho de embutir el dieléctrico en una estructura de guiaonda (dispersión de guiaonda: Parte de la luz viaja por la cubierta, y lo hace más rápido que la luz que va por el núcleo.)
DISPERSION TOTAL
Dc
Dmat
Dwg
30
Dmat
20
) m 10 n . m 0 K / g -10 e s p (
Dc
Dwg
-20
-30 1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
m λ mín.
dispersión material
λ mín.
dispersión real
Dispersión Cromática - Ejercicios
Resp. 949 ps 526.8 MHz y 26.3 GHz
Resp. 1.66 ns/km
Fibra óptica de dispersión desplazada (Dispersion-Shifted Fiber, DSF)
Fibra óptica de dispersión desplazada no nula (Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber, NZDSF)
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
Diseñada para 2ª ventana (lZD ~ 1310 nm) D(1550 nm)~ 17 ps/nm·km requiere compensación
En 3ª ventana
Es la más desplegada en las redes ópticas existente [Corning SMF-28].
lZD ~ 1550 nm Aumento de no-linealidades (FWM, XPM), no apta WDM.
Nivel tolerable (no cero) de dispersión en 1550 nm (lZD 1550 nm) Equilibrio dispersión/no linealidades [Corning LEAF]
Fibras optimizadas en 3ª ventana
Dispersión Guía-Onda. Fibra SM
Dispersión por modo de polarización PMD
Tiempo de subida de Tx-Rx
T RT
2
T Rtx
2
T Rrx
2
T Rf T RT
T
Velocidad de transmisión - Ejercicios Resp. 7.274 Mbps
Resp. 1 ns/km y 6 ns
Resp. 5ns 3.46 ns 0.1386 ns/km 3.61 GHz-km
TIPOS DE FIBRA FIBRE SPECIFICATIONS
SINGLE-MODE
Attenuation (dB/Km) 850 nm 1300 nm 1550 nm. Cut-off wavelength (nm)
Dispersion (ps/nm.Km) 1285 - 1330 nm 1550 nm Zero dispersion wavelength (nm)
NOM.
MAX.
/ 0.40 0.25
/ 0.50 0.3
MULTI-MODE 50/125 m
NOM.
MAX.
3.0 1.0 /
3.5 1.5 /
MULTI-MODE 62.6/125 m
NOM.
MAX.
3.1 0.8 /
4.0 1.5 /
1190-1280
3.5 18 1314
Bandwidth (MHz.km) 850 nm 1300 nm
/ /
Numerical Aperture (dB)
/
/ /
/ /
400 800
200 600
10
0.2
0.02
0.275
0.015
CUESTIONARIO N°4 1. En una fibra Multimodo de Índice escalonado de 5 Km de longitud se produce un ensanchamiento de pulso de 95 ns. Encontrar la relación del producto Ancho de Banda-Longitud para la fibra cuando se utiliza un código NRZ y RZ. 2. A 1360 nm, λ donde se anula el coeficiente de dispersión del material, una Fibra SM, con láser de anchura espectral de 2 nm, presenta un ancho de banda de 1.9·10 3 GHz·km. Si a 1550 nm el coeficiente de dispersión del material se estima en 20 ps/km·nm, calcúlese el ancho de banda disponible en un enlace de 10 km de longitud que utiliza la fibra mencionada y un láser de 4 nm de anchura espectral. Nota. Co n sid er ar q u e el c o efic ien te d e d is p er sión d e g uiao nd as p er m an ec e c o n stan te en el in ter v alo d e lo n g itu d es d e o n d a c o m pr en d id o en tr e la 2 y la 3 ventanas .
3. Para la recomendación ITU G. 655, describa las características del cable de fibra óptica.
