Perdidas de seal

Definicin decibel (db)db = 10 log10 (Pout/Pin)

Donde:Pout= Potencia de salidaPin= Potencia de entrada

En la transmisin ptica pasiva, siempre Pout < Pin, por lo que a menudo se aade un signo negativo:

db (perdida) = -10log10 (Pout/Pin)

Decibel db & dbmPotencia absoluta (dbm):P1 (dbm) = 10 x log10 (P1/1 mw)Potencia relative (db):P2/P1 (db) = 10 x log10 (P2/P1)

Decibel vs porcentaje

Pulso Elctrico de entrada = Pulso Elctrico de salidaConversin

Elctrica

a Luz Conversin

Luz a

ElctricaLED Fuente de LuzFoto-DetectorPulso Elctrico de EntradaPulso Elctrico de SalidaPulso de LuzConcepto Bsico de la Transmisin de luz por fibra pticaPulso de Luz

AtenuacinLa atenuacin es un parmetro importante en la planificacin de redes de telecomunicaciones, en especial en enlaces pticos y la producen principalmente fenmenos fsicos como son absorcin y dispersin.

AtenuacinEs el decremento de la potencia de una seal ptica desde la entrada hasta la salida.EntradaSalida

Prdidas de luzLa fibra pierde luz inherentementeSe mide en decibeles(dB)Ejemplo:3 dB = 50% Transmisin de Luz 10 dB = 10% Transmisin de Luz 20 dB = 1% Transmisin de LuzInput LightOutput Light

Prdidas en una fibra ptica.Absorcin. Absorcin UV (estimulacin de electrones por fotones con f UV) Absorcin IR (prdida@9mm 10e10dB/km)(vibracin de molculas) Absorcin por hidrgeno (OH) (armnicos del peack @2.8mm) Absorcin por impurezas

Prdidas en una fibra ptica.2) Esparcimiento(Scattering). Rayleigh scattering (proporcional con -4) por fluctuaciones en la composicin y anisotropa de vidrioNo se puede evitarDispersin (scattering) en todas direccionesDependiente de la longitud de onda.

Prdidas en una fibra ptica.3) Defectos Fsicos Microcurvaturas (microbending): pequeas irregularidades, imperfecciones dentro de la fibra misma Macrocurvaturas (macrobending): R

Causas de atenuacinVidrio puro (SiO2)Impurezas, retcula imperfecta

Radio Mnimo de CurvaturaExceder el Radio Mnimo de Curvatura implica tener Atenuacin debido a las Macrocurvaturas.Dispersin de guia-ondaCubiertaNcleoR

Atenuacin Fibra Multimodo

Atenuacin Fibra Monomodo

Prdida por curvaturaMacro-bending: curvatura de la fibra R < radio crticoMicro-bending: imperfecciones dentro de la fibra (pequeas perturbaciones de la fibra).

DispersinLa dispersin es el fenmeno por el cual un pulso se deforma a medida que se propaga a travs de la fibra ptica, debido a que las distintas componentes de la seal viajan a distintas velocidades llegando al receptor en distintos instantes de tiempo.

DispersinDependiendo del ndice de refraccin y de la longitud de onda, se producirn ensanchamientos temporales de los pulsos cuyo efecto se acumula con la distancia.

El ensanchamiento de los pulsos tambin puede ser causado por las diferentes estructuras pticas y geomtricas de las fibras. Este conjunto de efectos forman un parmetro llamado dispersin.

DispersinLa dispersin supone una reduccin del ancho de banda pues al ensancharse los pulsos se limita la tasa de transmisin. La dispersin se caracteriza mediante el parmetro D (ps/nmkm), que indica el ensanchamiento del pulso. Este ensanchamiento aumenta con la longitud recorrida y con el ancho espectral de la fuente ptica.Este fenmeno se debe a tres factores principalmente: Dispersin modal, mDispersin espectral, intramodal o del material, e.Dispersin por efecto guaondas, g.

2= m2+c2

DispersinDispersin modal existe solo en fibras multimodoDispersin cromtica se debe al ancho espectral finito de la Fuente ptica (lasers).Dispersin de guaondas puede compensar la dispersion del material cuando el perfil de ndice de refraccin se disea inteligentemente.

Dispersin modalEl tiempo que necesita cada rayo (modo) para recorrer la longitud de la fibra es diferente,Eso provoca la distribucin del pulso ptico viajando por la fibra.Finalmente, dos pulsos se integrarn y ya no se podrn distinguir.

Dispersin modalEn general, el valor obtenido con las frmulas es mayor que el real (la energa se concentra en los modos de bajo orden), Dtm no es proporcional a L, si no a la raz cuadrada de L.Dimensiones: ps/Km (ancho de banda no importa)Fibra ptica perfil escaln: 20 50 ns/KmFibra ptica gradient: 0,3 1 ns/Km.

Dispersin por polarizacin del modo:PMDDispersin debido a la prdida de simetra circular del ncleo, el ndice de refraccin del material del ncleo de la fibra vara continuamente entre un valor mximo y un mnimo.La diferencia entre el valor mximo y el mnimo es llamada birrefringencia (doble refraccin). Cuando un pulso de luz se introduce en la fibra, se divide en dos pulsos polarizados u orientados ortogonalmente. Ante estos diferentes ndices de refraccin, cada uno de los modos de polarizacin se propaga con velocidades de grupo ligeramente diferentes, lo cual produce un ensanchamiento del pulso (PMD).DPMD = 0.5 ps/KmValores tipicosDPMD = 2 ps/Km

Dispersin Cromtica (GVD)D = DM + DW

Dispersin del materialEs el principal causante de la dispersin, y consiste en que el ndice de refraccin del silicio, material usado para fabricar las fibras pticas, depende de la frecuencia. Por ello, las componentes de distinta frecuencia, viajan a velocidades diferentes por el silicio.Ancho espectral del pulso= (-2 c/Ensanchamiento del pulso T = Efecto dispersion en tasa binaria. D L B < 1

Dispersin guaondaCabe recordar que la potencia de un modo se propaga parcialmente por el ncleo y parcialmente por el revestimiento. El ndice efectivo de un modo se sita entre el ndice de refraccin del ncleo y del revestimiento, acercndose ms a uno u otro dependiendo de cul sea el porcentaje de la potencia que se propaga por ellos (si la mayor parte de la potencia est contenida en el ncleo, el ndice efectivo estar ms cerca del ndice de refraccin del ncleo). Como la distribucin de la potencia de un modo entre el ncleo y el revestimiento depende de la longitud de onda, si la longitud de onda cambia, la distribucin de potencia tambin cambia, provocando un cambio en el ndice efectivo o constante de propagacin del modo.Por lo tanto, an en ausencia de dispersin material, es decir, aunque los ndices de refraccin del ncleo y del revestimiento sean independientes de la longitud de onda, si la longitud de onda vara, seguira producindose el fenmeno de la dispersin debido a la dispersin por guiado de onda.Fibras MM: despreciable comparada con la dispersin del material (0,1 0,2 nm/Km).Fibras SM:ImportantePosible disear perfil de tal modo que la pendiente del retardo de grupo que origina la dispersin del material y de guaondas se compensen a l entre 1,3 y 1,6 mm.

Dispersin guiaonda

Parametro GVD Dispersin del material

Dependencia longitud de onda del ndice de refraccin

Optimizacin de las caractersticas de transmisinDesplazamiento del punto de mnima dispersin hacia el de mnima atenuacin. Esto se logra alterando el perfil del ndice del ncleo (perfil , W). Dispersin desplazada. Diseando la fibra de modo que su curva de dispersin sea lo ms plana posible y casi nula en la regin de mnima atenuacin. Dispersin aplanada.

Especificacin de fibras monomodo segn su dispersinFibra de Silicio Convencional o fibra con dispersin no desplazada (SMF), recomendacin ITU G 652. Fibra con Pico de Agua Nulo (ZWPF), recomendacin ITU G 652.C. Fibras de Dispersin Desplazada DSF, recomendacin ITU G 653. Fibras con Prdidas Minimizadas en 1550 nm recomendacin ITU G 654. Fibras con dispersin desplazada no nula (NZDSF), recomendacin ITU G 655. Una mxima dispersin asegura que la dispersin cromtica sea lo suficientemente pequea para permitir altas tasas de transmisin individuales por canal (del orden de 10 Gbps) a largas distancias (superiores a los 250 km), sin compensacin de dispersin.

Especificacin de fibras monomodo segn su dispersin

Revisin de especificacin de fibras pticasNorma G 652Caractersticas de la fibra.Caractersticas del cable.Cuadro de valores recomendados

Norma G 655Caractersticas de la fibra.Caractersticas del cable.Cuadro de valores recomendados

Norma G 652/G 655ATRIBUTODETALLEVALOR HASTA STM -16. G652.AVALOR HASTA STM -64. G652.BVALOR HASTA STM -64. G652.CVALOR HASTA 655.A (monocanal)VALOR HASTA 655.B (multicanal)Dimetro de campo modificadoLongitud de onda1310 nm1310 nm1310 nm1550 nm1550 nmRango de valores nominales8.6-9.5 m8.6-9.5 m8.6-9.5 m8-11 m8-11 mTolerancia0.7 m0.7 m0.7 m0.7 m0.7 mdiametro del claddingNominal 125 m125 m125 m125 m125 mTolerancia1 m1 m1 m1 m1 merror de concentricidad delncleoMaximo0.8 m0.8 m0.8 m0.8 m0.8 mno circularidad del claddingMaximo2.00%2.00%2.00%2.00%2.00%longitud de onda de corteMaximo12601260126014801480prdidas macrocurvaturasRadio37.5 nm37.5 nm37.5 nm37.5 nm37.5 nmNmero de vueltas100100100100100Maximo en 1550 nm0.50 dB0.50 dB0.50 dB0.50 dB0.50 dBMAXIMO EN 16 XX nm (nota 1)0.50 dB0.50 dB0.50 dBpresin de pruebaminimo0.69 Gpa0.69 Gpa0.69 Gpa0.69 Gpa0.69 Gpa

Norma G 652/G 655ATRIBUTODETALLEVALOR HASTA STM -16. G652.AVALOR HASTA STM -64. G652.BVALOR HASTA STM -64. G652.CVALOR HASTA 655.A (monocanal)VALOR HASTA 655.B (multicanal)coeficiente de dispersin cromtica0min1300 nm1300 nm1300 nm1530 nm1530 nm0max1324 nm1324 nm1324 nm1565 nm1565 nmS0max0.093 ps/nm.km0.093 ps/nm.km0.093 ps/nm.kmver cuadro ver cuadro Valor Dmin (no necesaria/ en 0min)0.1 ps/nm.km0.1 ps/nm.kmValor Dmax (no necesaria/ en0max)6,0 ps/nm.km10,0 ps/nm.kmsignopositivo o negativopositivo o negativocoeficiente PMD fibra no cableadamaximops/km (nota 2)ps/km (nota 2)ps/km (nota 2)ps/km (nota 2)Coeficiente de atenuacinLONGITUD DE ONDAmximo en 1310 nm0.5 dB/km0.4 dB/km0.4 dB/kmmximo en yyyy nm (nota 3)nota 4mximo en 1550 nm0.4 dB/km0.35 dB/km0.35 dB/km0.35 dB/km0.35 dB/kmMAXIMO EN 16 XX nm (nota 1)0.4 dB/km0.4 dB/km0.4 dB/km0.4 dB/kmPMD COEFFICIENTM20 cables20 cables20 cables20 cablesQ0.01%0.01%0.01%0.01%MAXIMO PMDQ (nota 2)0.5 ps/km0.5 ps/km0.5 ps/km0.5 ps/km

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