COMPARATIVA ENTRE UN ENLACE PUNTO A PUNTO TDM Y SCM

Transcripción

1 Comparativa entre un enlae punto a punto TDM y SCM COMARATIVA ETRE U ELACE UTO A UTO TDM Y SCM Dados ambos sistemas SCM/ y TDM/ que se muestras en las figuras a y b, y que inorporan una serie de dispositivos uyas araterístias se adjuntan en los anexos, se pide: ) Comparar los espetros de la señal óptia modulada a la salida de uno de los transmisores óptios, gráfiamente y numériamente, en el aso SCM, desrito anteriormente (ver figura a), on el aso del sistema TDM (ver figura b) que trabaja on una modulaión digital banda base 0 Gbps on odifiaión RZ (fruto de la multiplexaión de 4 anales a 5 Gbps) de una portadora óptia monoromátia (Láser del tipo DFB) mediante el uso de un modulador externo linealizado y la misma ténia D utilizada en el aso SCM/D. Cuánto mejora la efiienia espetral el sistema SCM frente al sistema TDM? SISTEMA SCM Figura a 5 Gbps SC QAM a b d SCM e LD f g λ λ Rx CR>0 db SCM QAM SC 5 Gbps BER 0-9 En la siguiente figura (figura ) se muestran los espetros de la señal justo antes del multiplexor SCM, en los puntos a, b,, y d. a λ λ 4 Figura b e 4 d Utilizamos un anho de banda de unos 5 GHz 4 /7

2 Comparativa entre un enlae punto a punto TDM y SCM Queremos transmitir entrados en terera ventana (550 nm). La freuenia asoiada a esta 8 0 longitud de onda es f0 ' 45 THz n λ ' Como las freuenias f, f, f y f 4 (asoiadas a las longitudes de onda λ, λ, λ, λ 4 respetivamente) tienen que estar separadas 0 GHz, tenemos unos valores referidos a f 0, que son los siguientes: f f 0-00 GHz 5 THz. f f 0-00 GHz 5 THz. f f GHz 55 THz. f 4 f GHz 75 THz. La figura 4 muestra los espetros en los puntos f y g, justo después de modular f Figura 4 f g f Con este diseño se onsigue una efiienia espetral de: SISTEMA TDM η SCM BR BW '5 Gbps '778 0'9 GHz Figura b 5 Gbps TDM LD b λ λ Rx TDM 5 Gbps BER 0-9 λ λ 4 A la salida del multiplexor TDM tenemos una señal a 0 Gbps, odifiada en RZ. Esta señal oupa un anho de banda de BW0 7 BR7GHz y tiene la forma que muestra la figura 5 /7

3 Comparativa entre un enlae punto a punto TDM y SCM Figura 5 a Después de modular estas señales, obtenemos unos espetros en los puntos b y que son los que se muestran en la figura 6. f 4 GHz Figura 6 f g Con este diseño se onsigue una efiienia espetral de: η TDM BR BW 0 4 Gbps GHz 0'74 Como se puede ver, η SCM 89η TDM. La efiienia espetral de un sistema SCM es asi uatro vees mayor que la de un sistema TDM f /7

4 Comparativa entre un enlae punto a punto TDM y SCM ) Comparar las limitaiones para la máxima longitud del enlae de fibra, L, impuestas por el balane de potenias y balane de dispersión en ambos asos, si se desea una alidad mínima medida en tasa de error de 0-9 en la transmisión de anales a 5 Gbps. SISTEMA TDM (Seión fotónia) LD λ 0 Gbps BER 0 Rx -9 λ L (Km) λ λ 4 S-SMF Transmisor: Diodo Láser DFB + MZ-EOM. Bit Rate: 0 Gbps. λ 550 nm. (ª Ventana). tx 0 9 mw ( dbm) dispersión db T subida óptio 50 ps. Reeptor: Fotodetetor I + LA Bit Rate 0 Gbps. BW e 0 GHz. R I 0 8 A/W I eq-ruido 6 5 pa/ Hz Multiplexores/Demultiplexores: Tienen 4 anales. IL mux db. IL demux 6 db DL 0 db MD 0 ps Fibra óptia: S-SMF λ 550 nm (ª Ventana) D λ 7 ps/nm Km - 67 ps /Km S 0 09 ps / nm Km 0 9 ps /Km érdidas 0 5 db /Km Así, tenemos un sistema on 4 longitudes de onda (λ, λ, λ, λ 4 ), que se transmiten a través de una fibra S-SMF en terera ventana. Balane de potenias Como el sistema es, tenemos una para ada una de las longitudes de onda. Todas las longitudes de onda está en torno a los 550 nm, sufriendo de esta manera la misma atenuaión. En el reeptor tenemos un fotodiodo I sin Amplifiador óptio, omo neesitamos una BER 0-9 ( γ6), la fórmula que nos da la mínima potenia neesaria en el reeptor es: γ ( q R γ I DFB σ ) I 0 Gbps MZ-EOM BW λ e + σ I BW e (R0 8 A/W, q 6 0-9, BW e 0GHz, I A/ Hz) A LA tx TX 4/7

5 Comparativa entre un enlae punto a punto TDM y SCM σ 9 (6,5 0 ) 0 0,7 0 A σ, A (, ,65 0 ),997 0µW λ 0,8 Así, la potenia mínima que neesitamos en el reeptor es de 97 µw, es deir, -9 dbm. De esta manera: < tx - érdidas (db)-0 457dBm-( +0 +L máx ) L or lo tanto: -9 dbm< dbm- 0 5 L L<5 408 Km Balane de dispersión: Como el estándar SDH utiliza odifiaión RZ, neesitamos que t SYS <0 7 T B El Bit Rate es de 0 Gbps (por anal) T B 00 ps t sys < 70 ps SYS [ t + t + t + t + t t ] / t + tx mat go t tx 50 ps (tiempo de subida) 4 mod pmd / / / / L L L,7 L t mat + ya que Utilizamos esta fórmula por que el láser LD-DFB tiene λ<<br t go 0 t mod 0 (la fibra es S-SMF) t pmd 0 ps (despreiable frente a otros valores) t 0'05ns ps BW ( MHz) 0 GHz 000 5,7 L t SYS < (70) Así, tenemos que L<08 Km Como L pot <L disp La longitud máxima del enlae es de: >> L máx 54 Km 5/7

6 Comparativa entre un enlae punto a punto TDM y SCM SISTEMA SCM (Seión fotónia) El sistema SCM están limitados por el balane de potenias. Veámoslo: Balane de dispersión: SYS [ t + t + t + t + t t ] / t + tx mat go mod pmd t tx 50 ps (tiempo de subida) t mat / / / / L L L,7 L + ya que 4 >> Utilizamos esta fórmula por que el láser LD-DFB tiene λ<<br t go 0 t mod 0 (la fibra es S-SMF) t pmd 0 ps (despreiable frente a otros valores) t 0'05ns ps BW ( MHz) 0 GHz 000 5,7 L t sys '850 L Como el anho de banda del sistema es aproximadamente 5 GHz, tenemos que: 50 BWSYS ( MHz) 5000 L 08' 9 Km t ( ns) sys Balane de potenias: os piden que CR 0 db 00, y onsideramos que m 5% y que el anho de banda por anal es BW 900 MHz. CR TX ( R pin TX m Rin + ( R m ) ASE ) + Th + shot 00 (0'8 0'5 ) '5 0 8 ( R ) BW 0 (0'8 ) ASE 0 Th I 5 Th BW 6' '05 0 A shot q R pin BW ' ' '04 0 ' ' '04 0 ' 9 µ W 4'0 µ W 4'64 dbm Así, la potenia mínima que neesitamos en el reeptor es de 4 0 µw, es deir, dbm. De esta manera: 6/7

7 Comparativa entre un enlae punto a punto TDM y SCM < tx - érdidas (db)-0 457dBm-( +0 +L máx ) L or lo tanto: dbm< dbm- 0 5 L L<5 Km En resumen: Hemos enontrado que la distania máxima para un enlae on multiplexaión TDM es de Km, y si utilizamos multiplexaión SCM, la distania máxima del enlae es de 5 Km. ) Qué sistema se benefiiaría más al inluir un EDFA antes del demultiplexor óptio?. Comentar la respuesta. Si se introdujese un EDFA benefiiaría más al sistema TDM. Con un EDFA el ruido dominante sería el poduido por el amplifiador, lo ual haría que la CR disminuyese onsiderablemente, haiendo menor la distania de transmisión. 7/7