Óptica : Synchronous Optical NETwork (SONET)

Usando um atenuador em enlaces SONET

14 Outubro 2016 - Tradução por Computador
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Índice


Introdução

Este documento esclarece em que circunstâncias um link do Synchronous Optical NETwork (SONET) precisa um atenuador de reduzir a intensidade de sinal e de proteger o sistema ótico do lado de recepção. Este documento fornece o contexto para ajudá-lo a compreender fórmulas recomendadas a fim calcular orçamentos de potência. Este documento explica a atenuação, o comprimento de onda, a dispersão, e a potência dos termos, assim como revê as fórmulas.

Pré-requisitos

Requisitos

Não existem requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas.

Convenções

Consulte as Convenções de Dicas Técnicas da Cisco para obter mais informações sobre convenções de documentos.

O que é atenuação?

Atenuação é uma medida do enfraquecimento do sinal ou da perda de potência de luz que ocorre na propagação dos pulsos de luz ao longo da fibra multimodos (MMF) ou da fibra de modo único (SMF). As medidas são definidas tipicamente em termos dos decibéis ou do dB/km.

Diversos fatores intrínsecos e extrínsecos conduzem à atenuação. Os fatores extrínsecos incluem esforços da fabricação do cabo, efeitos ambientais, e curvaturas do exame na fibra. Os fatores intrínsecos são descritos nesta tabela:

Fatores intrínseco Causas Notas
Dispersão Não uniformidades microscópicas na fibra. A dispersão gera atenuação de energia luminosa. Atenua em praticamente 90 por cento. Aumenta muito com comprimentos de onda menores.
Absorção A estrutura molecular do material, impurezas na fibra, como íons de metal ou íons de água, e defeitos atômicos, por exemplo, elementos oxidados indesejados na composição do vidro. Estas impurezas absorvem as energias ótica e dissipam a energia como uma quantidade pequena de calor. À medida que essa energia se dissipa, a luz perde intensidade.  

Que é comprimento de onda?

A atenuação apresentada pela própria fibra varia com o comprimento do cabo e com o comprimento da onda da luz. Esta seção discute comprimentos de onda.

O comprimento de onda do termo refere onda-como a propriedade da luz. É uma medida da distância que um único ciclo de uma onda eletromagnética cobre enquanto viaja através de um ciclo completo. Os comprimentos de onda para fibras óticas são medidos nos nanômetros (os meios “nano” um-bilionésimos do prefixo) ou nos mícrons (o prefixo “micro” significa o um-milhonésimo).

O espectro eletromagnético consiste na luz que é visível e NON-visível (a luz próximo-infravermelha) ao olho humano. A luz visível varia em comprimento de onda de 400 a 700 nanômetros (nm) e tem usos muitos limitados em aplicativos de fibra ótica devido à alta perda ótica. Os comprimentos de onda infravermelha variam de 700 a 1700 nm. A maioria das transmissões modernas por fibra ótica ocorre em comprimentos de onda na região infravermelha.

Em uma discussão de comprimentos de onda, você precisa de compreender estes dois termos importantes:

  • Pico ou comprimento de onda central—Comprimento de onda em que a origem emite a maior parte da potência e onde ocorre a menor perda.

  • Largura de espectro — Os diodos emissor de luz (diodo emissor de luz) ou o laser emitem-se toda a luz idealmente no comprimento de onda de pico, onde menos quantidade de atenuação ocorre. Entretanto, o que acontece, na realidade, é que a luz é emitida em uma faixa de comprimentos de onda centralizados no pico do comprimento de onda. Esta escala é chamada a largura de espectro.

Os comprimentos de onda de pico mais comuns são 780 nm, 850 nm, 1310 nm, 1550 nm e 1625 nm. A região de 850 nanômetro, referida como o primeiro indicador, foi usada inicialmente porque esta região apoia o diodo emissor de luz e a tecnologia de detector originais. Hoje, a região de 1310 nanômetro é popular porque nesta região, há uma dispersão dramaticamente mais de pequenas perdas e mais baixa. A região 1550 nm também é usada hoje e pode evitar a necessidade de repetidores. Geralmente, o desempenho e o custo aumentam à medida que o comprimento de onda aumenta.

O MMF e o SMF usam diferentes tipos ou tamanhos de fibra. Por exemplo, o S F usa 9/125 um e o MMF usa 62.5/125 ou 50/125. As fibras de tamanhos diferentes possuem valores em dB/km de perda ótica diferentes. A perda de fibra ótica depende pesadamente do comprimento de onda funcional. As fibras prática têm o mais de pequenas perdas em 1550 nanômetro e a maior perda em 780 nanômetro com todos os tamanhos da fibra física (por exemplo, 9/125 ou 62.5/125).

Que é dispersão?

A dispersão descreve os pulsos leves que espalham enquanto viajam abaixo da fibra ótica. Os dois principais tipos de dispersão são a dispersão cromática e a dispersão modal.

O que é potência?

A potência define a quantidade de potência ótica relativa que pode ser acoplada em uma fibra ótica com um diodo emissor de luz ou um laser. O nível da potência de um transmissor deve ser nem demasiado fraco nem demasiado forte. Um origem fraca fornece a insuficiente potência transmitir o sinal claro com um comprimento utilizável da fibra ótica. Uma fonte forte sobrecarrega um receptor e distorce o sinal.

Para calcular um orçamento de potência

Um orçamento de potência (PB) define a quantidade de luz necessária superar a atenuação no link ótico e encontrar o nível da potência mínimo de uma relação de recepção. A operação apropriada de um link de dados Ótica depende da luz modulada que alcança o receptor com bastante potência ser demodulado corretamente.

Esta tabela alista os fatores que contribuem à perda de link e à avaliação do valor da perda de link atribuível 2 aqueles fatores:

Fator de perda de enlace Estimativa do valor de perda do enlace
Perdas de modo do Higher Order 0,5 dB
Módulo clock recovery 1 dB
Dispersão modal e cromática Dependente na fibra e comprimento de onda usado
Conector 0,5 dB
Tala 0,5 dB
Atenuação de fibra 1 dB/km para multimodos (0.15-0.25 dB/km para modo único)

O diodo emissor de luz usado para um origem de luz de transmissão de multimodo cria trajetos de propagação múltiplos da luz, cada um com um requisito de comprimento e hora do caminho diferente para cruzar a fibra ótica que causa a dispersão de sinal (mancha). A HOL (Perda de pedido maior) resulta quando a luz do LED entra na fibra e irradia dentro do revestimento da fibra. Uma pior das hipóteses avaliação da margem de potência (PM) para transmissões de MMF supõe a potência mínima do transmissor (PT), a perda do link máximo (LL), e a sensibilidade do receptor mínima (PR). A pior das hipóteses análise fornece uma margem de erro; não todas as peças de um sistema real operam-se a piores das hipóteses níveis.

O PB é a quantidade máxima possível de energia transmitida. Esta equação alista o cálculo do orçamento de potência:

PB = PT - PR
PB = -20 decibels per meter (dBm) - (-30 dBm)
PB = 10 dB

O cálculo da margem de potência é derivado do PB e subtrai a perda de link:

PM = PB - LL

Se a margem de potência é positiva, ou maior de zero, o link trabalha geralmente. É possível que os links cujos os resultados são menos de zero têm a insuficiente potência operar o receptor.

Para obter uma lista de níveis máximos de dB de transmissão e recebimento para vários produtos de hardware óptico da Cisco, consulte o documento Orçamentos de perda de fibra. Se seu hardware particular não está listado ou para se certificar de você obter a maioria de informação precisa, refira o manual de configuração para sua interface particular. Aplique as fórmulas recomendadas ou use um medidor Ótica.

Exemplo de Orçamento de Energia de Multímodos com Energia Suficiente para Transmissão.

Está aqui um exemplo do PB multimodo calculado com base nestas variáveis:

Length of multimode link = 3 kilometers (km) 

4 connectors 

3 splices 

HOL 

Clock Recovery Module (CRM) 

Estimate the PB as follows: 

PB = 11 dB - 3 km (1.0 dB/km) - 4 (0.5 dB) - 3 (0.5 dB) - 0.5 dB (
HOL) - 1 dB (CRM) 

PB = 11 dB - 3 dB - 2 dB - 1.5 dB - 0.5 dB - 1 dB 

PB = 3 dB 

O valor positivo de DB 3 indica que este link tem a potência suficiente para transmissão.

Exemplo de orçamento de alimentação multimodo de limite de dispersão

Este exemplo tem os mesmos parâmetros que o exemplo da potência suficiente para transmissão, mas com uma distância de link MMF de 4 quilômetros:

PB = 11 dB - 4 km (1.0 dB/km) - 4 (0.5 dB) - 3 (0.5 dB) - 0.5 dB (HOL) - 1 dB (CRM) 

PB = 11 dB - 4 dB - 2 dB - 1.5 dB - 0.5 dB - 1 dB 

PB = 2 dB 

O valor de DB 2 indica que este link tem a potência suficiente para transmissão. Devido ao limite de dispersão no link (4 quilômetros x 155.52 megahertz > 500 MHz/km), este link não trabalha com MMF. Neste caso, o S F é a escolha melhor.

Exemplo de power budget de modo único do SONET

Este exemplo de um S F PB supõe duas construções, 8 quilômetros distante, é conectado através de um painel de correção em uma construção de intervenção com um total de 12 conectores:

Length of single-mode link = 8 km 

12 connectors 

Estimate the power margin as follows: 

PM = PB - LL 

PM = 13 dB - 8 km (0.5 dB/km) - 12 (0.5 dB) 

PM = 13 dB - 4 dB - 6 dB 

PM = 3 dB 

O valor de DB 3 indica que este link tem a potência suficiente para transmissão e não é além da potência de entrada de receptor máxima.

Alternadamente, você pode usar um medidor de potência ótica para medir a intensidade de sinal. Certifique-se que você ajusta o comprimento de onda para ser o mesmo como a relação e então não vai fora da escala dada para essa placa de linha específica.

Para mais informação, refira estas publicações:

  • O T1E1.2/92-020R2 ANSI, a American National Standard do esboço para telecomunicações autorizou relações da instalação de cliente da banda larga ISDN: Especificação de camada física.

  • Análise da margem de alimentação, nota técnica da AT&T, TN89-004LWP, maio de 1989.

Interfaces de fibra de modo único back-to-back

Você pode conectar as relações S F lado a lado dentro da proximidade final, tal como dentro um ambiente de laboratório ou sobre um link da intra-Ponto--presença (POP). Contudo, tome extra para não sobrecarregar um receptor, particularmente com a ótica de longo alcance. Cisco recomenda-o introduzir pelo menos um atenuador 10-dB entre as duas relações. Reveja as especificações da engenharia para o receptor ótico da entrada do cartão associado para fornecer um indicador Ótica da escala da entrada do nível ótico leve. A maioria de vendedores recomendam que você atenua ao alcance intermediário da escala do nível ótico leve do receptor.


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