Comunicações Ópticas em Transmissão de Dados Inaldo Lima inaldo@hotmail.com

Componentes passivos Transferir energia: as fibras ópticas Atenuar sinais de luz: atenuadores ópticos, isoladores Influênciar na distribuição espacial de uma onda de luz: acoplador direcional, acoplador estrela, expansor de feixe Modificar o estado de polarização: polarizador, placas de meia onda, rotator de Faraday Redirecionamentos leves: circulador, espelho, grades Refletir a luz: redes de Bragg, espelhos Selecionar um estreito espectro de luz: filtro óptico, grade Converter modos de ondas de luz: grades de fibras, interferômetro de Mach-Zehnder Combinar ou separar sinais independentes em diferentes comprimentos de onda: dispositivo WDM

Acopladores Ópticos Acoplador 2 x 2 Perdas de performance Objetivo: Monitoração de performance Acoplador estrela (N x N)

Isoladores x Circuladores Permitem unica direção da transmissão Direcionam o sinal de porta pra porta em um única direção

Filtros Dielétricos Deixa passar apenas o comprimento de onda específico Os comps. que se refletirem vão intensificar o sinal de saída identificando o comp. De onda

Grades Refletoras Usando o principio da reflexão e adicionando comprimentos de onda conhecidos para interferir propositalmente sobre o sinal garantindo a filtragem dos comprimentos de onda interessantes para a transmissão

Componentes Ativos Fontes ópticas sintonizáveis Travadores de Comprimento De onda Moduladores externos Fotodetectores Amplificadores ópticos Atenuadores ópticos variáveis Filtros sintonizáveis Equalizadores de ganho dinâmicos Multiplexadores opticos (adicao/exclusao) Controladores de Polarizacao Compensadores de dispersao cromática Monitores de performance optica Switches opticos Conversores de comprimento de onda

Componentes Ativos MEMS - Sistemas Microeletromecânicos são usados para agregar efeito de controle sobre o efeito produzido pelos componentes. Atenuadores Ópticos variáveis

Componentes Ativos Filtros sintonizáveis - Através da variaçação dos componentes que interferem no calculo da onda a ser filtrada, pode-se sintonizar comps. de onda específicos dinamicamente

Componentes Ativos Equalizadores de ganho dinâmico

Componentes Ativos Multiplexadores ópticos Adiciona ou Remove

Componentes Ativos Controladores de Polarização Compensadores de dispersão cromática

Links Óticos Os seguintes requisitos essenciais são necessários para analisar um link: A distância de transmissão A taxa de dados de banda ou canal A taxa de erro de bit (BER) O número de canais WDM A margem de link Penalidades de potencia aceitáveis

Margem do Link Fator de segurança para energia ótica Adição de decibéis extra para os requisitos de energia para compensar possíveis fatores de degradação não previstos no link degradações resultantes de enfraquecimento da fonte de luz ao longo do tempo envelhecimento de outros componentes no link possibilidade de que certas emendas ou conectores no link real terem uma perda maior do que as perdas antecipadas perdas adicionais que ocorrem quando um cabo é reparado. Recomendação ITU-T G.957 especifica que uma margem do link variando entre 3,0 e 4,8 dB deve ser permitida entre o transmissor e o receptor para compensar a possível degradação de equipamentos

Perdas de Potencia Ruído modal Dispersão cromática Dispersão de modo de polarização Ruído reflexo no link Baixa taxas de extinção do laser

Cálculo de Potencia do Link Ao longo do Link há conectores nas extremidades, emendas ao longo do cabo, acoplamentos que sequenciam perdas O calculo de perda de potencia é baseado na soma dessas perdas (em dB) Aumenta-se a potencia de saida pra compensar as perdas esperadas

Ex. Link Rede Local Operação em 850 nm Link de 150 m de cabeamento interno 2 rabichos de 5 m Fibra multimodo com 50 μm (aten 2,5 dB/Km) Sem emendas, 4 conexões Relação sinal-ruido desejada(BER) = 10-9 Receptores com photodiodo pin exige potencia de entrada de -32 dB para garantir BER = 10-9 Transmissores emitem a -20 dB Conectores geram perda de 0.7 dB

Ex: Margem de 8.8 dB

Ex: Link SONET/SDH SONET OC-48 (or SDH STM-16) de 2.5 Gbps Link de 30 km com fibra operando a 1310 nm 5 emendas (perda 0,1 dB cada) Transmissor: Laser potencia saída de -2 dB Recetor: Avalanche -32 dB à taxa 2.5 Gbps 2 Rabichos (perda de 1.5 dB) 2 Conectores (perda de 0.6 dB)

Ex: Margem de 6.1 dB