presentacion final 1
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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
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Sistemas de Telecomunicación EIE 543
ELEMENTOS BASICOS
ENLACE PUNTO PUNTO
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ELEMENTOS BASICOS ESQUEMA DE UNA ESTACION OPTICA
EIE -463 / Capítulo 7 : ELEMENTOS Y DISEÑO EN SISTEMAS MONOCANAL / Ariel Leiva López
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ELEMENTOS BASICOS
ESQUEMA DE UNA ESTACION OPTICA
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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
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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
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ELEMENTOS BASICOS
MUFAS
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ELEMENTOS BASICOS
EMPALMES
EMPALMES MECANICOS
EMPALMES POR FUSION
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ELEMENTOS BASICOS
CAJA DE TERMINACION CABLE F.O.
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ELEMENTOS BASICOS
ODF
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ELEMENTOS BASICOS
CONECTORES
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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
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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
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CONSIDERACIONES DE DISEÑO
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.
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CONSIDERACIONES DE DISEÑO
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
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CONSIDERACIONES DE DISEÑO
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
•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)
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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
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DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL
POWER BUDGET
SE DISEÑA CON EL SIGUIENTE CRITERIO:
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DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL
PERDIDAS EN LA FIBRA OPTICA
POWER BUDGET
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DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL
POWER PENALTY Grafica para obtener power penalty
POWER BUDGET
D = Dispersión (para monomodo estándar 17-18[])= Anchura espectral
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RISE TIME BUDGET
DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL
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
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DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL
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
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DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL
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
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DISEÑO DE SISTEMAS MONOCANAL
EJERCICIOS DE DISEÑO
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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)
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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 ()
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Datasheet Transmisor 40 Gb/s optical very short reach transmitter and receiver
WDT - RTXM298 http://www.wtd.com.cn
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Datasheet Receptor
WDT - RTXM298 http://www.wtd.com.cn
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Rise Time
WDT - RTXM298
http://www.wtd.com.cn
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Tx Rx
Primer Caso 622 Mb/s de velocidad de transmisión
Definir algunos parámetro de transmisión. =1550nm
Información del Transmisor para =1550[nm]
Potencia de Transmisión ( = 0 [dBm]Ancho espectral de la fuente () = 0.1 [nm]Rise Time () = 50 [ps]
Información del Receptor para =1550[nm]
Umbral de recepción o potencia de recepción () = -26[dBm]Rise Time () = 50 [ps]
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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]
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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).
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= Coeficiente de atenuación de la F.O.
=1550nm =0.2[dB/km]
L = Largo de la F.O.
Carrete de fibra = 5 [km]
= 20 Carretes
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Pérdidas de conectores.
http://www.fibra-optica.org/productos-fibra-optica/fibra-optica-estandard/conectores-fc-pc.asp
![Page 35: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/35.jpg)
http://www.fibra-optica.org/productos-fibra-optica/fibra-optica-estandard/conectores-mu.asp
![Page 36: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/36.jpg)
Pérdidas de empalmesFMS-900
http://www.mts-test-systems.com
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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]
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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]
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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
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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
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= + +
= +
= 0=
= |D|·L·D = Dispersión (para monomodo estándar 17-18[])
= Ancho espectral = 0.1 [nm]
= 17[] ·100 [km] · 0.1[nm]
= 170 [ps]
![Page 42: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/42.jpg)
Rise Time () = 50 [ps]
=
=
= 0.184 [ns]
![Page 43: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/43.jpg)
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
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Segundo Caso
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Tx Rx
Segundo Caso 2.5 Gb/s de velocidad de transmisión
Definir algunos parámetro de transmisión. =1550nm
Información del Transmisor para =1550[nm]
Potencia de Transmisión ( = 0 [dBm]Ancho espectral de la fuente () = 0.1 [nm]Rise Time () = 50 [ps]
Información del Receptor para =1550[nm]
Umbral de recepción o potencia de recepción () = -26[dBm]Rise Time () = 50 [ps]
![Page 46: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/46.jpg)
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]
![Page 47: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/47.jpg)
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).
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Power penalty
= Ancho espectral de la fuente [RMS]
[dB] = – 5 log [1 – 4·B·L·D ·]
[dB]= – 5 log [1 – 4·2.5··100· 17··0.1]
[dB] = 0.43[dB]
![Page 49: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/49.jpg)
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 0.43 [dB]
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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
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ANÁLISIS ANCHO DE BANDA (RISE TIME BUDGET)
Formato RZ (Centrado en 0)
Formato NRZ (No centrado en 0)
B = Bit rate
Se Diseña para cumplir
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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]
![Page 53: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/53.jpg)
= 17[] · 100 [km] · 0.1[nm]
= 170 [ps]
Rise Time () = 50 [ps]
=
=
= 0.184 [ns]
![Page 54: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/54.jpg)
Si se desea Transmitir B = 2.5 GB/s
Formato RZ (Centrado en 0)
0.184 [ns] 0.14 [ns]
Para el caso de RZ el análisis de ancho de bando NO satisface la condición
Formato NRZ (No centrado en 0)
0.184 [ns] 0.28 [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 EN EL FORMATO NRZ
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Mejoras
Casos 2
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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
Definir algunos parámetro de transmisión. =1550nm
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Datasheet regenerador 3R
http://www.jdsu.com/ProductLiterature/wsh600dx_ds_cms_ae_121206.pdf
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Información del Transmisor para =1550[nm]
Potencia de Transmisión ( = 0 [dBm]Ancho espectral de la fuente () = 0.1 [nm]Rise Time () = 50 [ps]
Análisis de perdidas de potencia o Power Budget
[dBm] [dBm] 4- [dB] 4- [dB]
= Umbral del recepción. = -24 [dBm]
= Potencia promedio de transmisión. = 0 [dBm]
= Pérdidas en la F.O. = ??
= Margen de seguridad. = 2 [dB]
ANALISIS PRIMERA SECCIÓN, DESDE TRANSMISOR A REGENERADOR
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Power penalty
= Ancho espectral de la fuente [RMS]
[dB] = – 5 log [1 – 4·B·L·D ·]
[dB]= – 5 log [1 – 4·2.5··50· 17··0.1]
[dB] = 0.1[dB]
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Tx 3R
= 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 9 = 0.18 [dB]
= 0.2[dB/km]
distancia de 50 [km]
= Power penalty 0.1 [dB]
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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]
![Page 62: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/62.jpg)
ANÁLISIS ANCHO DE BANDA (RISE TIME BUDGET)
Formato RZ (Centrado en 0)
Formato NRZ (No centrado en 0)
B = Bit rate
Se Diseña para cumplir
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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]
![Page 64: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/64.jpg)
= 17[] · 50 [km] · 0.1[nm]
= 85 [ps]
Rise Time () = 50 [ps], 30 [ps]
=
=
= 0.103 [ns]
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Si se desea Transmitir B = 2.5 GB/s
Formato RZ (Centrado en 0)
0.103 [ns] 0.14 [ns]
Para el caso de RZ el análisis de ancho de bando SI satisface la condición
Formato NRZ (No centrado en 0)
0.103 [ns] 0.28 [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 PARA AMBOS FORMATOS
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Análisis de perdidas de potencia o Power Budget
[dBm] [dBm] 4- [dB] 4- [dB]
= Umbral del recepción. = -26 [dBm]
= Potencia promedio de transmisión. = 3 [dBm]
= Pérdidas en la F.O. = ??
= Margen de seguridad. = 2 [dB]
ANALISIS PRIMERA SECCIÓN, DESDE TRANSMISOR A REGENERADOR
Información del Receptor para =1550[nm]
Umbral de recepción o potencia de recepción () = -26[dBm]Rise Time () = 50 [ps]
![Page 67: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/67.jpg)
Power penalty
= Ancho espectral de la fuente [RMS]
[dB] = – 5 log [1 – 4·B·L·D ·]
[dB]= – 5 log [1 – 4·2.5··50· 17··0.1]
[dB] = 0.1[dB]
![Page 68: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/68.jpg)
3R 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 9 = 0.18 [dB]
= 0.2[dB/km]
distancia de 50 [km]
= Power penalty 0.1 [dB]
![Page 69: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/69.jpg)
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]
![Page 70: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/70.jpg)
ANÁLISIS ANCHO DE BANDA (RISE TIME BUDGET)
Formato RZ (Centrado en 0)
Formato NRZ (No centrado en 0)
B = Bit rate
Se Diseña para cumplir
![Page 71: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/71.jpg)
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]
![Page 72: Presentacion final 1](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062514/55b396f6bb61ebac7a8b471d/html5/thumbnails/72.jpg)
= |D|·L·
= 17[] ·50 [km] · 0.1[nm]
= 85 [ps]
Rise Time () = 50 [ps], 30 [ps]
=
=
= 0.103 [ns]
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Si se desea Transmitir B = 2.5 GB/s
Formato RZ (Centrado en 0)
0.103 [ns] 0.14 [ns]
Para el caso de RZ el análisis de ancho de bando SI satisface la condición
Formato NRZ (No centrado en 0)
0.103 [ns] 0.28 [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 PARA AMBOS FORMATOS
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Sist
emas
de
Tele
com
unic
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543
FIN