mate para catv modulo 4

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  • TEMARIOTEMARIO

    Matemticas para CATV

    Mdulo 1

    Mdulo 3

    Mdulo 4

    Notacin cientficaUnidades del SI y del Sistema Ingls para CATVLogaritmosEl decibel

    Clculos para el cable coaxialRelacin Portadora a Ruido y Relacin Seal a RuidoClculos de ruido y distorsionesAntenas

    Seales digitalesTransmisin de seales por fibra ptica

    Mdulo 2Seales y su representacinLey de OhmAncho de bandaModulacin

  • MDULO 4

  • Qu es una seal digital?

    Antes de definir qu es una seal digital, se debe recordar ques una seal analgica.

    Seal analgica: Una seal analgica se puede describir como la representacin de

    una magnitud fsica por medio de los cambios de la seal en el tiempo.

    La seal analgica bsica es una onda senoidal

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    Inicio

    Una seal analgica puede tomar cualquier valor, dentro de un rango determinado, en

    cualquier instante de tiempo.

  • Las seales digitales, a diferencia de las analgicas, no se representan como ondas continuas.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    0 20 40 60 80 100

    -0.5

    -0.4

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    TIEMPO [MUESTRAS]

    I

    N

    T

    E

    N

    S

    I

    D

    A

    D

    SEAL DE VOZ DIGITALIZADA

    Ejemplos de servicios que utilizan seales digitales:

    -Internet

    -Transmisin de datos

    -Telefona digital

    -Televisin digital

    Las seales digitales tienen una cantidad limitada de valores discretos, es decir, slo pueden tomar un nmero finito de

    valores y pueden hacerlo slo en ciertos instantes de tiempo.

  • Conversin analgica digital

    Una seal analgica puede convertirse a una seal digital y transmitirse.

    La conversin de un solo canal de televisin digital requiere aproximadamente 9 MHz (a diferencia de los 6 MHz que ocupaba en analgico), por lo tanto, esto no ayudara en absoluto a liberar espacio en el sistema de cable.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    Por ello, una vez digitalizada la seal analgica, se utilizan mtodos de

    a fin de eliminar la informacin redundante y lograr que 6 ms seales digitalizadastengan cabida en un espacio de 6 MHz.

  • Por qu digitalizar las seales?

    1 ventaja: compresin. 2 ventaja: tcnicas de deteccin y correccin de errores. 3 ventaja: mayor seguridad (posibilidad de cifrado o encriptacin). Adems, las seales digitales, a comparacin de las analgicas

    soportan mucho ms las fallas (sin que el suscriptor lo note) erradicando as los fantasmas y la lluvia de las imgenes.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    NMERO DE AFECCIONES

    CALIDAD DE LA SEAL

    Digital

    Analgica

    Muy buena An buena

    Buena hasta caer

    BuenaDeterioro objetable Inaceptable

    Comparacin entre la degradacin de una seal

    analgica y una digital

  • Conversin analgica - digital

    Para convertir una seal analgica a digital se debe seguir un proceso que consta de tres etapas:

    1. Muestreo2. Cuantizacin3. Codificacin

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

  • SESEALES DIGITALESALES DIGITALESMuestreo

    El primer paso para convertir una seal analgica a digital es el muestreo.

    El muestreo consiste en tomar muestras peridicas de la seal analgica y retener el valor muestreado durante el perodo de muestreo.

    -5 0 500.10.20.30.40.50.60.70.80.9

    1SEAL ANALGICA ORIGINAL

    TIEMPO [S]-5 0 50

    0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

    1SEAL MUESTREADA

    TIEMPO [S]

  • SESEALES DIGITALESALES DIGITALESMuestreo

    Existe un teorema que especifica cmo se debe hacer dicho muestreo. El Teorema del muestreo establece que la frecuencia mnima de muestreo debe ser por lo menos el dobledel ancho de banda de la seal original:

    Donde: BW es el ancho de banda de la seal original.Fm es la frecuencia de muestreo

    Este teorema asegura que sea posible recuperar la seal original por completo a travs de sus muestras.

    2BW Fm

  • Ejemplos de muestreo: Las seales de voz generalmente se muestrean a una tasa de

    8 kHz (esto es, 8,000 muestras por segundo). El ancho de banda de un canal telefnico es ligeramente

    superior a 3 kHz, por lo que las seales telefnicas de voz se muestrean a 8 kHz.

    El ancho de banda del odo humano es de 20 kHz, por lo que las seales de audio de alta fidelidad por lo general se muestrean a 44.1 kHz.

    El ancho de banda de una seal de video es de 4.2 MHz, por lo que debe muestrearse al menos a una tasa de 8.4 MHz.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALESMuestreo

  • La cuantizacin consiste en darle a cada valor muestreado el valor del nivel de cuantizacin ms cercano. Es decir, a cada muestra se le asigna un nivel (el nmero de niveles se define previamente).

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALESCuantizacin

    -5 0 500.10.20.30.40.50.60.70.80.9

    1SEAL MUESTREADA

    TIEMPO [S]-5 0 50

    0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

    1SEAL CUANTIZADA

    TIEMPO [S]

  • La codificacin consiste en asignarle a cada valor cuantizadoun cdigo binario especfico.

    La tabla siguiente muestra un ejemplo de codificacin con 4 bits:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALESCodificacin

    Valor cuantificado

    0 0000 0.5000 10000.0625 0001 0.5625 10010.1250 0010 0.6250 10100.1875 0011 0.6875 10110.2500 0100 0.7500 11000.3125 0101 0.8125 11010.3750 0110 0.8750 11100.4375 0111 0.9375 1111

    Cdigo asignado

    Valor cuantificado

    Cdigo asignado

    4 bits

  • La seal analgica original queda ahora representada por una cadena de dgitos binarios.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALESCodificacin

    -5 0 500.10.20.30.40.50.60.70.80.9

    1SEAL ANALGICA ORIGINAL

    TIEMPO [S]

    001100110100010001000

    100010001000011001100

    110010 0010 0010 00100

    010001000100010001001

    000100010001010100...

    SEAL CODIFICADA

  • Nmeros binarios

    Las seales digitales utilizan un cdigo binario para representar la informacin que se va a transmitir.

    Generalmente, este formato de dos estados consta de ceros y unos, sin embargo, tambin puede expresarse por dos niveles de tensin elctrica o por medio de otros dos estados como encendido y apagado.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0

  • Nmeros binarios

    El sistema binario es un sistema de numeracin en el que slo se utilizan dos smbolos o dgitos: 0 1

    En el sistema decimal se utilizan diez dgitos:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

    En el sistema decimal, las unidades se agrupan en conjuntos de diez, mientras que en el sistema binario, las unidades se agrupan en conjuntos de dos.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

  • Nmeros decimales

    Ejemplo decimal. Se tienen diecinueve unidades:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    En decimal las unidades se agrupan de diez en diez. As, se forma 1 grupo de diez y sobran 9 unidades, por lo que diecinueve unidades se representan en decimal como:

    1 grupo de diez y 9 unidades sueltas = 19

  • Nmeros decimales

    Si se tiene un nmero mayor de unidades, en decimal se agruparn primero de diez en diez, luego conjuntos de 10 grupos de 10 unidades (de cien en cien), despus en grupos de 10 centenas (de mil en mil) y as sucesivamente. Ejemplo:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    3 grupos de cien, 4 grupos de diez y7 unidades sueltas = 347

  • Nmeros decimales

    O bien, trescientos cuarenta y siete =

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    0 grupos

    0 grupos

    3 grupos

    4 grupos

    7 grupos

    10n 103(1,000)102(100)

    101(10)

    100(1)

    3 grupos de cien, 4 grupos de diez y7 unidades sueltas = 347

  • Nmeros binarios

    Ejemplo binario. Si se tienen diecinueve unidades:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    En binario las unidades se agrupan primero de dos en dos, luego de dos grupos de dos unidades (cuatro en cuatro), despus de dos grupos de cuatro (de ocho en ocho) y as sucesivamente. Por lo tanto diecinueve unidades se representan en binario como:

    1 grupo de diecisis, 0 grupos de ocho, 0 grupos de cuatro, 1 grupo de dos y

    1 unidad suelta = 10011

  • Nmeros binarios

    O bien, diecinueve unidades:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    1 grupo de diecisis, 0 grupos de ocho, 0 grupos de cuatro,

    1 grupo de dos y 1 unidad suelta = 10011

    El nmero 10011 binario se lee: uno, cero, cero, uno, uno, base dos

    0 grupos

    0 grupos

    1 grupo

    0 grupos

    0 grupos

    1 grupo

    1 grupo

    2n 25(32)24(16)

    22(4)

    23(8)

    21(2)

    20(1)

  • Nmeros binarios

    En binario. Si se tienen trescientas cuarenta y siete unidades:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    1 grupo

    0 grupos

    1 grupo

    0 grupos

    1 grupo

    1 grupo

    0 grupos

    1 grupo

    1 grupo

    28(256)

    27(128)

    26(64)

    25(32)

    24(16)

    23(8)

    22(4)

    21(2)

    20(1)

    1 grupo de 256, 0 grupos de 128, 1 grupo de 64, 0 grupos de 32, 1 grupo de 16, 1 grupo de 8,

    0 grupos de 4, 1 grupo de dos y 1 unidad suelta = 101011011

  • Nmeros binarios

    Para convertir un nmero decimal a binario se realizan los siguientes pasos :

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    Se divide sucesivamente el nmero decimal entre dos, dejando el cociente en enteros.

    Se sigue dividiendo hasta que el cociente sea cero.

    El nmero binario se forma con los residuos de las divisiones (tomados de atrs para adelante).

  • Nmeros binarios

    Ejemplo: convertir el nmero 29 decimal a binario:

    Por lo tanto, 29 decimal equivale a 11101 binario

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    0

    112

    1

    132

    3

    172

    7

    0142

    14

    1292

    De atrs para adelante

    Entre 2 porque es base 2

    Se divide hasta que el cociente

    es cero

  • Otras bases

    Se puede utilizar cualquier base y obtener otros sistemas de numeracin, por ejemplo base 8 base 16.

    Con base 8:

    Con base 16:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    8n 85(32,768)84

    (4,096)83

    (512)82(64)

    81(8)

    80(1)

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    x grupos

    165(1,048,576)

    16n 164(65,536)163

    (4,096)162(256)

    161(16)

    160(1)

  • Otras bases

    Para un sistema en base 8 se utilizan 8 smbolos:0 1 2 3 4 5 6 7

    En el caso de la base 16 se necesitan 16 smbolos para representar los grupos:

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

    Por ejemplo: El nmero 3674 decimal en hexadecimal se escribe E5A, es decir:

    15 grupos de 256, 5 grupos de 16 y 10 unidades sueltas = E5A

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    Ejercicios de repaso

  • Bit y bytes

    A un dgito binario, ya sea 0 1, se le llama bit. Bit es el acrnimo de binary digit (dgito binario, en espaol). Los bits se agrupan en palabras binarias de uno o ms bits.

    Ejemplo: 11101 es una palabra binaria de 5 bits que representa al nmero decimal 29.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    Un byte es una palabra binaria de 8 bits (octeto). Un nibble es una palabra binaria de 4 bits (cuarteto).

  • Bit y bytes

    Cada letra, nmero y smbolo del teclado de una computadora tiene asociado una palabra binaria de 8 bits, es decir, se representa por un byte.

    A esta representacin de caracteres en bytes se le conoce como cdigo ASCII*.

    Ejemplo:

    @ le corresponde la palabra binaria 01000000J le corresponde la palabra binaria 01001010

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    *ASCII se pronuncia aski y quiere decir Cdigo del Estndar Americano para Intercambio de Informacin (American Standard Code for Information Interchange)

  • A diferencia de las seales analgicas en CATV donde se poda observar perfectamente en frecuencia las portadoras de video, color y audio, en el espectro de una seal digital no se pueden observar dichas portadoras.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    Espectro de una seal digital

    Espectro de una seal analgica

    La potencia digital se extiende equitativamente a lo largo de

    todo el canal.

  • Las seales digitales pueden transmitirse a travs de las redes de cable si se utilizan tcnicas de modulacin digital.

    Los tipos de modulacin digital son:

    Conmutacin por Desplazamiento de Amplitud (ASK) Conmutacin por Desplazamiento de Frecuencia (FSK) Conmutacin por Desplazamiento de Fase (PSK) Modulacin de Amplitud en Cuadratura (QAM)

    Los primeros tres tipos de modulacin son muy similares a sus contrapartes de modulacin analgica: AM, FM y PM.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

  • Las tcnicas de modulacin digital ms utilizadas en las redes de cable son QPSK (Conmutacin por Desplazamiento de Fase en Cuadratura) y QAM (Modulacin de amplitud en cuadratura).

    Las modulaciones digitales dan como resultado una constelacin en donde se aprecian las combinaciones de amplitud y fase de cada seal.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    4-QAM 16-QAM 64-QAM

    CONSTELACIONES

  • Cada smbolo debe estar localizada dentro de una regin definida de la constelacin.

    Existen parmetros que indican qu tan buena es la constelacin con base en la posicin de los smbolos.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

  • recibidos bits de totalCantidaderrneos bits de Cantidad BER =

    Para analizar las seales digitales y evaluar su calidad se utilizan parmetros como el BER o el MER.

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    El BER se define como la Tasa de Bits con Error. Generalmente se expresa como una relacin entre la cantidad de bits errneos con respecto al nmero total de bits recibidos y permite evaluar, junto con otros parmetros, la calidad de la transmisin.

    Nota: Un BER pequeo es mejor porque indica menos bits recibidos con error.

  • smbolo del promedio Magnituderror del RMS Magnitudlog 10 MER =

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALESEl MER se define como la Relacin del Error de Modulacin. Se expresa en dB y es un parmetro digital equivalente a la relacin portadora a ruido (CNR) de los sistemas analgicos.

    Posicin ideal del smbolo

    Magnitud RMS del error

    Magnitud promedio del smbolo

    Fuente: Sunrise

    Una nube dispersa de puntos indica bajo MER

    Una nube de puntos ms cercanos entre s indica

    un MER bueno

    Nota: Un MER grande es mejor que uno pequeo.

  • Constelacin 64 QAM relativamente buena:

    SESEALES DIGITALESALES DIGITALES

    Fuente: Sunrise

    Puntos bien definidosy lejos de las fronteras

    Puntos en posicin correcta formando un

    cuadrado

    Nota: Los parmetros BER y MER son medidos en las redes de cable con dispositivos que cuenten con opcin de anlisis de constelacin o capacidad de evaluar seales digitales. Algunos analizadores de espectros y medidores de campo tienen esta funcin.

  • Fibras pticas

    Tubo de plstico

    Miembro de fuerza (kevlar)

    Miembro de fuerza central

    Forro externo

    La fibra ptica est sustituyendo al cable coaxial en secciones de la red de cable debido a varias ventajas:

    La fibra ptica atena muy poco a las seales. Se disminuye gran parte del ruido del sistema. Se eliminan las distorsiones causadas por grandes cascadas de

    amplificadores.

    FIBRA FIBRA PTICAPTICA

    InicioCorte transversal de un tubo de fibra ptica

  • Cmo viaja la luz en la fibra?

    Se aplican las leyes de reflexin y refraccin (ley de Snell). En la reflexin, la onda electromagntica o el rayo incidente

    simplemente rebota de la superficie a un ngulo igual al incidente. En la refraccin, la onda incidente penetra en el material donde

    choca. En el proceso, la onda cambia su velocidad, su longitud de onda y su ngulo de trayectoria.

    La proporcin en que estos cambios ocurren dependen de una constante de cada material llamado ndice de refraccin (n).

    FIBRA FIBRA PTICAPTICA

    1 3

    2

    Rayo incidente

    Rayo reflejado

    Rayo refractado

    Superficie

  • Cmo viaja la luz en la fibra?

    La ley de Snell est expresada por:

    Donde: n1 = ndice de refraccin del medio 1n2 = ndice de refraccin del medio 21= ngulo de incidencia2= ngulo de refraccin

    FIBRA FIBRA PTICAPTICA

    ( ) ( )2211 sen n sen n =

    Gracias a la ley de Snell se puede determinar el ngulo del rayo incidente en el cual se presenta el fenmeno de

    reflexin total interna.

    1 3

    2

    Rayo incidente

    Rayo reflejado

    Rayo refractado

    Superficie

    n1>n2

    n1n2

    31 =

  • 1 3

    2

    n1n2

    1 3

    2

    n1n2

    Cuando 1>c ocurre la REFLEXIN TOTAL

    INTERNA

    c 3

    90

    senc = n2/n1Donde c es el ngulo crtico

    FIBRA FIBRA PTICAPTICAReflexin Total Interna

  • Fibra ptica

    Cmo viaja la luz en la fibra?

    La relacin entre el ndice de refraccin de dos materiales (n2/n1) determina cul sera el ngulo crtico (c) a partir del cual la onda ya no se refracta.

    Con Con ngulos de incidencia mayores al crngulos de incidencia mayores al crtico, prtico, prcticamente toda cticamente toda la onda se refleja. la onda se refleja.

    En la construccin de fibra ptica, se manipulan los ndices de refraccin para buscar que el ngulo crtico sea lo mayor posible. De esta manera se asegura que la mayor parte de la energa sea reflejada y no refractada.

    FIBRA FIBRA PTICAPTICA

  • Atenuacin en la fibra

    Como ya se mencion en diapositivas anteriores, la fibra ptica atena muy poco a las seales que viajan a travs de ella.

    Para la fibra ptica, a una longitud de onda de 1310 nm, la atenuacin tpica es de 0.35 dB/km, mientras que para 1550 nm es de 0.25 dB/km.

    La atenuacin tpica de un cable P3 750 a 1000 MHz por cada 100 m es 5.33 dB, o bien 53.3 dB/km.

    FIBRA FIBRA PTICAPTICA

    Atenuacin tpica 1310 nm 0.35 dB/km

    1550 nm 0.25 dB/km

    Tipo de cable Atenuacin tpica @ 1 GHzP3 750 53.3 dB/km

    Fibra ptica

    Coaxial

    Gran diferencia!

  • Cmo se disea un enlace ptico?

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Se consideran las prdidas que experimenta la seal al viajar por la fibra, al pasar por los conectores, fusiones y por cualquier otro dispositivo.

    Se determina el tipo del enlace con base en la ubicacin de las poblaciones de inters, el tamao de las mismas, la penetracin esperada y los servicios que se pretenda ofrecer.

    Con base en la atenuacin total se calcula la potencia ptimade transmisin para llegar al destino con la potencia adecuada (idealmente 0 dBm, cero decibeles referidos a un miliwatt).

  • Qu se calcula o se obtiene en un enlace ptico?DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    El nmero de conectores, fusiones o empalmes.

    Los acopladores o divisores pticos, necesarios para distribuir la seal en diferentes rutas.

    El valor de la potencia del transmisor ptico.

    La cantidad de fibra ptica a utilizar.

  • La cantidad de fibra ptica a utilizar.

    Adems de la distancia lineal entre los puntos que se van a enlazar, se deben considerar otros aspectos para calcular la cantidad real de fibra ptica en el enlace: catenaria y reservas de fibra.

    La catenaria es la curva que trazan los cables, por efecto de la gravedad, al instalarse en los postes. Normalmente se considera entre el 3% y 7% de la distancia.

    La reserva de fibra es, como su nombre lo indica, el cable extra que se almacena en la red para reemplazar a la fibra en caso de que esta se dae. Se sugiere almacenar 10% de la distancia cada 500 m.

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Fibra ptica

    Reserva de fibra

  • El nmero de conectores, fusiones o empalmes

    Los conectores son dispositivos mecnicos utilizados para unir dos fibras, o una fibra y un dispositivo. Existe una gran variedad de conectores con distintas caractersticas.

    Las fusiones permiten conectar, de manera permanente y con bajas prdidas, a dos fibras.

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Conector ptico

    Empalme de fusin En el diseo del enlace se determina el nmero de conectores y fusiones necesarios para llevar a cabo la unin de los puntos de inters (para conectar dispositivos, unir tramos de fibra, etc.)

  • Los acopladores o divisores pticos

    Los acopladores son dispositivos que permiten dividir la potencia de la seal en dos o ms rutas.

    Los divisores son un caso particular de los acopladores en donde la potencia de la seal se divide en partes iguales (50/50).

    Los acopladores son indispensables en los enlaces pticos cuando se quiere repartir la seal para varios destinos.

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Acoplador ptico

    Ejemplo de divisor Ejemplo de acoplador

  • El valor de la potencia del transmisor ptico

    La potencia del transmisor ptico (Tx) se calcula con base en la prdida total de seal y considerando que al receptor (Rx) le debe llegar una potencia de 0 dBm, es decir:

    PotenciaRx = PotenciaTx PrdidaTotal(PotenciaRx debe ser 0 dBm)

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Receptor ptico

    Transmisor ptico

    Por lo tanto, si se calcula la prdida total, se conocer la potencia del transmisor para poder llegar con 0 dBm.

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 1. Encuentre el valor ideal de la potencia del transmisor:

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Datos:

    Distancia = 20 km

    Prdida de la fibra = 0.25 dB/km @ 1550 nm

    Prdida por conector = 0.25 dB

    Prdida por fusin = 0.07 dB

    Transmisor ptico Receptor pticoDistancia = 20 km

    Fibra ptica

    2 fusiones

    2 conectores

    Nota: las prdidas de conectores y fusiones son una aproximacin, estos valores pueden cambiar.

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 1 (continuacin) Se calcula la prdida por fibra:

    Se le suma la prdida por conectores y fusiones:

    Por lo tanto, la potencia del transmisor debera ser de 5.64 dBm para llegar al receptor con un nivel de 0 dBm

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    5dB)(0.25dB/km km) (20 fibrapor Prdida ==

    5.64dB2(0.07dB)2(0.25dB)5dB totalPrdida =++=

    Nota: Generalmente para el transmisor se elige un valor comercial ligeramente superior al calculado.

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 2. Encuentre el valor ideal de la potencia del transmisor.

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Datos:

    Distancia = 12 km

    Prdida de la fibra = 0.35 dB/km @ 1310 nm

    Prdida por conector = 0.25 dB

    Prdida por fusin = 0.07 dB

    Reserva de fibra = 50 m

    Catenaria = 7% Para este caso s se consideran las reservas de fibra y la catenaria.

    Transmisor ptico Receptor pticoDistancia = 12 km

    4 reservas

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 2 (continuacin) Se calcula la distancia real de fibra (+ 7% catenaria + # reservas):

    Se calcula la prdida por fibra:

    Se le suma la prdida por conectores y fusiones:

    Por lo tanto, la potencia del transmisor debera ser, idealmente, de 5.204 dBm para llegar al receptor con un nivel de 0 dBm

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    4.564dB)(0.35dB/km km) (13.04 fibrapor Prdida ==

    dB204.52(0.07)2(0.25)4.564dB totalPrdida =++=

    13.04kmm130404(50m)7)12000m(0.012000m Fibra ==++=

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 3. Encuentre el valor del acoplador direccional:

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Datos:

    Prdida en la ruta A = 6.0 dB

    Prdida en la ruta B = 4.5 dB

    Prdida de la fibra = 0.25 dB/km @ 1550 nm

    Prdida A = 6 dBAcoplador direccional

    Prdida B = 4.5 dB

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 3 (continuacin) Se convierten las prdidas de decibeles a miliwatts:

    Se suman para obtener la potencia total en mW:

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    mW80.62.82mW3.98mW totalPotencia =+=

    =

    = 10

    dB

    10mW bien, o ;10dBantlogmW

    mW98.310Aen Prdida 10dB0.6

    ==

    mW82.210Ben Prdida 10

    dB5.4

    ==

    Prdida A = 3.98 mW

    Prdida B = 2.82 mW

    Es indispensable hacer la conversin a miliwatts, pues los decibeles son unidades logartmicas y con ellas no se puede trabajar en porcentajes

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 3 (continuacin) Se hace una regla de tres para saber qu porcentaje de la potencia

    se debe ir a cada rama:

    Se redondean los porcentajes y se obtiene que el valor terico del acoplador ptico es de 60/40

    Esto quiere decir que 60% de la potencia se va hacia la ruta de mayor distancia y 40% para la de menor distancia.

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    xmW98.3100%mW80.6

    ymW82.2100%mW80.6

    58.53%x = %47.14x =

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 3 (mtodo de tanteo) Si se tienen las hojas de especificaciones de los acopladores

    pticos, hay otro mtodo para determinar el valor del mismo:

    Se obtiene la diferencia en decibeles () entre las dos rutas:

    Se hace la diferencia () entre las prdidas de la tabla de especificaciones y se compara...

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Prdida A = 6 dB

    Prdida B = 4.5 dB

    1.5dB4.5dB-dB 6 ==

  • Cmo se hace el diseo de un enlace ptico?

    Ejemplo 3 (mtodo de tanteo). Nota: Se eligi el valor tpico para este ejemplo:

    DISEDISEO DE ENLACESO DE ENLACES

    Ejercicios de repaso

    PRDIDA (dB) @ 1550 nm

    VALOR TPICO MXIMO

    0.6/10.9 0.8/15.1

    1.1/11.5

    1.3/9.5

    1.6/8.1

    1.9/7.0

    2.2/6.2

    2.6/5.5

    3.0/4.9

    3.5/4.4

    4.0/4.0

    0.8/9.6

    1.0/8.5

    1.3/6.9

    1.5/6.0

    1.8/5.2

    2.2/4.5

    2.5/3.9

    2.9/3.6

    3.7/3.7

    95/05

    90/10

    85/15

    80/20

    75/25 6.0-1.5 = 4.5

    70/30 5.2-1.8 =3.4

    65/35 4.5-2.2 = 2.3

    3.9-2.5 = 1.460/40

    55/45 3.6-2.9 = 0.7

    50/50 3.7-3.7 = 0

    1.5dB4.5dB-dB 6 ==

    El valor de ms similar indica el valor del acoplador ptico:

    60/40

    La del ejemplo 3:

  • EJERCICIOS DE REPASO

  • 1. Represente 13 unidades en sistema binario, octal y hexadecimal.

    2. Convertir 111100 binario a hexadecimal.

    3. Convertir el nmero binario 10010110011101 a hexadecimal.

    EJERCICIOS DE REPASOEJERCICIOS DE REPASO

    Ver respuestas

  • 4. Calcule el valor del acoplador y la potencia del transmisor ptico del siguiente diagrama:

    EJERCICIOS DE REPASOEJERCICIOS DE REPASO

    Ver respuestas

    C = 5 km

    B = 8 km

    CRC

    A = 4 km

    Datos:

    Distancia A = 4 km

    Distancia B = 8 km

    Distancia C = 5 km

    Prdida de la fibra = 0.25 dB/km @ 1550 nm

    Prdida por conector = 0.25 dB

    Prdida por fusin = 0.07 dB

    Reserva de fibra = 50 m

    Catenaria = 7%

    Acoplador Prdida tpica

    95/05 0.6/10.9

    0.8/9.6

    1.0/8.5

    1.3/6.9

    1.5/6.0

    1.8/5.2

    2.2/4.5

    2.5/3.9

    2.9/3.6

    3.7/3.7

    90/10

    85/15

    80/20

    75/25

    70/30

    65/35

    60/40

    55/45

    50/50

  • RESPUESTAS

  • 1. Si se tienen 13 unidades:

    RESPUESTASRESPUESTAS

    En binario: 1 grupo de ocho, 1 grupo de cuatro, 0 grupo de dos y 1 unidad suelta = 1101

    En octal: 1 grupo de ocho, 5 unidades sueltas = 15

    En hexadecimal: 13 unidades sueltas = D

    F15E14D13C12B11A10

    Recuerde que en hexadecimal:

  • 2. Convertir 111100 binario a hexadecimal.

    Primero se convierte el nmero 111100 binario a base 10:

    RESPUESTASRESPUESTAS

    (1)0(2)0(4)1(8)1(16)1(32)1 +++++=6000481632 =+++++=

    )(20)(20)(21)(21)(21)(21111100 012345 +++++=

    decimal 60 binario 111100 =

  • 2. (Continuacin)Ahora se convierte 60 decimal a base 16 (hexadecimal) por medio de divisiones:

    Por lo tanto, 111100 binario equivale a 3C hexadecimal(recordando que C=12 en base 16)

    RESPUESTASRESPUESTAS

    0

    33 16

    3

    2160 16

    De atrs para adelante

    Entre 16 porque es base 16

  • 2. (Continuacin) Existe otro mtodo para convertir nmeros binarios directamente

    a hexadecimales y viceversa sin convertirlos primero a base decimal.

    Para el mismo ejemplo 2: 111100 binario a hexadecimal. Primero se divide el nmero de cuatro en cuatro dgitos de

    derecha a izquierda:

    Se llenan los espacios a la izquierda con 0:

    RESPUESTASRESPUESTAS

    1100 0011

    1100 11

  • 2. (Continuacin) Y se hace la conversin a binario de cada grupo:

    Y se hace el proceso inverso si se desea pasar de hexadecimal a binario.

    RESPUESTASRESPUESTAS

    12481100

    12480011

    1248 =+312 =+

    3 C

    Nmero binario

    Nmero hexadecimal

  • 3. Convertir el nmero binario 10010110011101 a hexadecimal.

    RESPUESTASRESPUESTAS

    12480100

    12481010

    2

    12481001

    12481011

    13148 =++

    10 010110011101

    918 =+514 =+2

    5 9 DVolver

  • Se calcula la distancia real de fibra:

    Se calcula la prdida por fibra:

    Se le suma la prdida por conectores y fusiones:

    1.11dB)(0.25dB/km km) (4.43 fibrapor Prdida A ==

    dB5.12(0.07dB)1(0.25dB)1.11dB totalPrdida A =++=

    4. Valor del acoplador y potencia del transmisor:

    RESPUESTASRESPUESTAS

    km43.4m44303(50m)000m(0.07)44000m Fibra A ==++=km71.8m87103(50m)000m(0.07)88000m Fibra B ==++=

    km4.5m54001(50m)000m(0.07)55000m Fibra C ==++=

    dB18.2)(0.25dB/km km) (8.71 fibrapor Prdida B ==dB35.1)(0.25dB/km km) (5.4 fibrapor Prdida C ==

    dB57.22(0.07dB)1(0.25dB)2.18dB totalPrdida B =++=dB74.12(0.07dB)1(0.25dB)1.35dB totalPrdida C =++=

  • Se convierten las prdidas de decibeles a miliwatts:

    Se suma B y C para obtener la potencia total en mW:

    Se hace la regla de tres:

    4. Valor del acoplador y potencia del transmisor:

    RESPUESTASRESPUESTAS

    mW41.110Aen Prdida 10dB5.1

    ==

    mW81.110Ben Prdida 10dB57.2

    ==

    mW49.110Cen Prdida 10dB74.1

    ==

    mW3.3mW49.11.81mW totalPotencia =+=

    xmW81.1100%mW3.3

    54.85%x =ymW49.1

    100%mW3.3

    45.15%y =

    Por lo tanto, se necesita un

    acoplador de 45/55

  • O por tanteo y tablas:

    4. Valor del acoplador y potencia del transmisor:

    RESPUESTASRESPUESTAS

    Acoplador Prdida tpica

    95/05 0.6/10.9

    0.8/9.6

    1.0/8.5

    1.3/6.9

    1.5/6.0

    1.8/5.2

    2.2/4.5

    2.5/3.9

    2.9/3.63.7/3.7

    90/10

    6.0-1.5 = 4.5

    5.2-1.8 =3.4

    4.5-2.2 = 2.3

    3.9-2.5 = 1.4

    3.6-2.9 = 0.7

    85/15

    80/20

    75/25

    70/30

    65/35

    60/40

    55/4550/50 3.7-3.7 = 0

    0.83dB1.35dB-dB 18.2BC ==

    Por lo tanto, se necesita un

    acoplador de 45/55

  • Se pueden sumar todas las prdidas en miliwatts de A, B y C:

    Y convertir a decibeles:

    Sin embargo, se valor no considera la prdida por insercin del acoplador, por lo tanto, mejor se hace:

    Por lo tanto, la potencia del transmisor debera ser, idealmente, de 6.97 dBm

    4. Potencia del transmisor:

    RESPUESTASRESPUESTAS

    4.71mW1.49mWmW81.11.41mW totalPrdida =++=

    dB73.61mW

    4.71mW10log totalPrdida =

    =

    BacopladorAtotal PrdidaPrdidaPrdidaPrdida ++=6.97dB2.57dB2.9dBdB5.1Prdida total =++=

    Volver

    Rama ms larga

    MDULO 4EJERCICIOS DE REPASORESPUESTAS