Comunicações Ópticas Exercícios

Comunicações Ópticas
Exercícios
Problema 1 – Atenuação na Fibra
• Considere uma ligação por fibra cuja potência de entrada é de
1 mW e a potência de saída de 73 μW.
• A)Qual é atenuação total da ligação?
• B) Se o comprimento da ligação for de 38 Km qual a
atenuação expressa em dB/Km ?
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Problema 1 – Atenuação na Fibra
• Solução:
• A)
• Atenuação(dB) = -10 log (Pout/Pin) = -10 log (73 μW/ 1 mW )
• Atenuação(dB) = -10 log (0,073) = 11,37 dB
• B)
• Atenuação(dB/Km) = 11,37 dB / 38 Km = 0,3 dB/Km
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Problema 2 – Atenuação na Fibra
• Três enlaces de fibra óptica são unidos através de emendas,
conforme ilustrado na figura. Qual a atenuação total da ligação,
sabendo que a perda por emenda é de 0,05 dB?
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Problema 2 – Atenuação na Fibra
• Solução:
• Cálculo da atenuação total em dB:
• Atenuação(dB) = (Atenuação dos enlaces) + (Atenuação das
emendas)
• Atenuação(dB)= (0.55 + 0.8 + 0.35) + (0.05 + 0.05).
• Atenuação(dB)= 1.8dB.
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Problema 3 – CWDM
• Com relação à tecnologia CWDM (Coarse Wavelenght Division
Multiplexing), definida pela União Internacional de Telecomunicações
(UIT), considere as afirmativas a seguir.
I - A multiplexação CWDM só pode ser implementada em dois canais, através de
dispositivos passivos, possibilitando apenas a duplicação da transmissão em
uma fibra óptica.
II - A multiplexação CWDM apresenta um espaçamento entre canais de 20 nm.
III - A multiplexação CWDM não pode ser implementada através de portadoras
ópticas com comprimento de onda entre 1470 nm e 1610 nm.
• É(São) correta(s) APENAS a(s) afirmativa(s)
• (A) I.
• (B) II.
• (C) III.
• (D) I e II.
• (E) II e III.
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Problema 3 – CWDM
• Resposta: letra B
• A multiplexação CWDM apresenta um espaçamento entre
canais de 20 nm.
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Problema 4 – Número de
modos de propagação
• Determine o número de modos de propagação que podem
entra em uma fibra MM (ID e IG) com diâmetro do núcleo de
50 μm, comprimento de onda de 850 nm e abertura numérica
de 0,158.
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Problema 4 – Número de
modos de propagação
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Problema 4 – Número de
modos de propagação
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Problema 5 – DWDM
• No que se refere à tecnologia DWDM (Dense Wavelength
• Division Multiplexing), definida pela UIT (União Internacional
de Telecomunicações), afirma-se que:
(A) tem suas portadoras ópticas limitadas à faixa de
comprimento de onda entre 1.270 nm e 1.550 nm.
(B) permite a multiplexação simultânea, na mesma fibra óptica,
de sinais com formato e taxas diferentes.
(C) exclui o efeito da dispersão cromática, por apresentar
espaçamento entre as portadoras ópticas maior do que 20 nm.
(D) pode ser implementada apenas com um espaçamento entre
portadoras ópticas maior do que 300 GHz.
(E) pode ser utilizada apenas em fibras multimodo, por
necessitar de grande banda passante.
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Problema 5 – DWDM
• Resposta: letra B
• Permite a multiplexação simultânea, na mesma fibra óptica, de
sinais com formato e taxas diferentes.
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Problema 6 – CWDM
• Em relação à tecnologia CWDM (Coarse Wavelength Division
Multiplexing), analise as afirmativas a seguir.
• I − É implementada com espaçamento de canais inferiores a 1,6
nm.
• II − Fornece capacidade de canal superior a 1 Tbps.
• III − É implementada em portadoras na faixa de 1.271 – 1.611 nm.
• Está correto APENAS o que se afirma em
•
•
•
•
•
(A) I.
(B) II.
(C) III.
(D) I e III.
(E) II e III.
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Problema 6 – CWDM
• Resposta: letra C
•
É implementada em portadoras na faixa de 1.271 – 1.611
nm.
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Problema 7 – EDFA
• O dispositivo EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier), muito
utilizado em redes DWDM, consegue amplificar sinais óticos:
(A) de comprimento de onda na faixa de 950 nm.
(B) sem requerer conversão eletro-ótica.
(C) com desempenho em termos de figura de ruído da ordem de
0,5 dB.
(D) que atingem ganhos de até 20 dB.
(E) que introduzem (“bombeiam”) correntes elétricas senoidais
com frequências correspondentes às frequências de ressonância
do elemento érbio.
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Problema 7 – EDFA
• Resposta: letra B
• O dispositivo EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier), muito
utilizado em redes DWDM, consegue amplificar sinais óticos
“sem requerer conversão eletro-ótica”.
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Problema 8 – Abertura numérica
• Uma fibra óptica possui um núcleo com 50um de diâmetro e
índice de refração igual 1.5. Sua casca tem um diâmetro de
125um e índice de refração igual a 1,48.
• A)Determinar o ângulo crítico entre o núcleo e a casca.
• B) Determinar a abertura numérica.
• C) Determinar o ângulo máximo de captação na face da fibra.
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Problema 8 – Abertura numérica
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Problema 8 – Abertura numérica
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Problema 8 – Abertura numérica
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Problema 9 – DWDM
• O aumento da densidade de canais devido à tecnologia
DWDM (Dense Wavelenght Divison Multiplexing) foi um dos
fatores responsáveis pelo grande impacto na capacidade de
transmissão em fibras ópticas.
• Afirma-se que essa tecnologia:
• (A) possui um grande espaçamento entre as portadoras
ópticas, apresentando menos sensibilidade em relação à
dispersão de frequência do que o CWDM (Coarse Wavelenght
Division Multiplexing).
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Problema 9 – DWDM
• (B) apresenta a possibilidade de ser implementada com
espaçamentos entre as portadoras ópticas menores do que
100 GHz, de acordo com a União Internacional de
Telecomunicações (UIT).
• (C) permite a multiplexação de diferentes formatos de sinais
simultaneamente na mesma fibra óptica, embora não permita a
multiplexação simultânea de diferentes taxas de transmissão.
• (D) pode ser implementada somente através de fibras óticas
multimodo.
• (E) tem na dispersão polar um fator que degrada a relação
sinal-ruído, em um sistema DWDM.
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Problema 9 – DWDM
• Resposta: letra B
• Apresenta a possibilidade de ser implementada com
espaçamentos entre as portadoras ópticas menores do que
100 GHz, de acordo com a União Internacional de
Telecomunicações (UIT).
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Problema 10 – Sistemas Ópticos
• Em uma rede DWDM, o sinal ótico percorre 60 km de fibra e
atravessa 4 conectores até chegar ao fotodetetor, cuja
sensibilidade é de −20 dBm. Sabendo-se que a atenuação
produzida pela fibra é de 0,25 dB/km, que a perda por conector
é de 0,5 dB, e que se deseja uma margem de segurança de 3
dB no enlace.
• Calcule a potência do transmissor LASER, em mW.
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Problema 10
Sistemas Ópticos
• Solução:
• Contextualizando o problema:
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Problema 10
Sistemas Ópticos
• Sendo assim temos que a potência de transmissão é dada
por:
்ܲ ݀‫ܵ = ݉ܤ‬ோ௑ ݀‫ ݉ܤ‬+ ‫ܣ‬௖௢௡ ݀‫ ܤ‬+ ‫ܣ‬ி௜௕ ‫ ܤ݀ ܣ‬+ ‫ܯ‬ௌூௌ் [݀‫]ܤ‬
1
்ܲ ݀‫ = ݉ܤ‬−20 + 4 × 0.5 + 60 × + 3
4
்ܲ ݀‫ = ݉ܤ‬−20 + 2 + 15 + 3
்ܲ ݀‫ = ݉ܤ‬−20 + 20 = 0݀‫݉ܤ‬
்ܲ =1 × 10ିଷ × 10଴
்ܲ =1ܹ݉
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Problema 11 – Sistemas Ópticos
• Dado um enlace com 20 km de extensão onde se deseja
transmitir uma taxa de bits de 10 Mb/s.
• Considere uma emenda a cada 2 km, sensibilidade do receptor
de -25 dBm, perdas por conectores (Tx e Rx) de 0.5 dB por
conector, atenuação da fibra de 0.4 dB/km e atenuação nas
emendas de 0.1 dB.
• Calcule a potência de transmissão em dBm.
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Problema 11 - Sistemas Ópticos
• Sendo assim temos que a potência de transmissão é dada
por:
்ܲ ݀‫ܵ = ݉ܤ‬ோ௑ ݀‫ ݉ܤ‬+ ‫ܣ‬௖௢௡ ݀‫ ܤ‬+ ‫ܣ‬ி௜௕ ݀‫ ܤ‬+ ‫ܣ‬௘௠ ݀‫ ܤ‬+ ‫ܯ‬ௌூௌ் [݀‫]ܤ‬
்ܲ ݀‫ = ݉ܤ‬−25 + 2 × 0.5 + 20 × 0.4 + 9 × 0.1 + 3
்ܲ ݀‫ = ݉ܤ‬−25 + 1 + 8 + 0.9 + 3
்ܲ ݀‫ = ݉ܤ‬−25 + 12.9 = −12.1݀‫݉ܤ‬
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Problema 12 - WDM
• As redes ópticas baseadas nas técnicas de multiplexação WDM
possuem várias vantagens quando comparadas com as redes
que empregam outras tecnologias de multiplexação.
• Assim, NÃO representa uma característica da multiplexação
WDM:
(A) transmitir sinais em canais distintos (comprimentos de onda)
com formatos e taxas de bits diferentes.
(B) possuir elevada flexibilidade para transportar diferentes
hierarquias digitais (PDH e SDH, por exemplo).
(C) o aumento da capacidade poder ser realizado de forma
gradual, acrescentando-se novos canais.
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Problema 12 - WDM
(D) uma rede WDM apresentar um slot de tempo específico para
cada canal.
(E) uma rede WDM incluir sistemas de gerência, contendo, entre
outros, funcionalidades de supervisão e controle de erros.
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Problema 12 –WDM
• Resposta: letra D
“Uma rede WDM apresentar um slot de tempo específico para
cada canal.”, pois esta é uma característica do TDM.
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Problema 13 - CWDM
• O padrão de multiplexação
recomendação ITU G.694.2.
CWDM
atual
segue
a
Segundo essa recomendação, a CWDM possui:
(A) 18 canais alocados nas bandas O, E, S, C e L.
(B) 18 canais alocados nas bandas O, S, C e L.
(C) 14 canais alocados nas bandas O, E, S, C e L.
(D) 10 canais alocados nas bandas O, S, C e L.
(E) 6 canais alocados nas bandas O, S, C e L.
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Problema 13 –CWDM
• Resposta: letra A
“O CWDM possui 18 canais alocados nas bandas O, E, S, C e
L.”
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Problema 14 – CWDM e DWDM
• Analisando-se as técnicas de multiplexação CWDM e DWDM,
comumente empregadas em sistemas de comunicações
ópticas de grande capacidade, conclui-se que o (a)
(A) desempenho das técnicas de multiplexação CWDM e DWDM
não é afetado pela escolha da fibra óptica usada na camada
física da rede.
(B) implantação de um sistema CWDM é mais barata do que a do
sistema DWDM.
(C) técnica DWDM pode empregar LED como fonte de luz,
diferentemente da técnica de multiplexação CDWM, que deve
• empregar fontes mais eficientes.
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Problema 14 – CWDM e DWDM
• (D) capacidade de transmissão de dados da CWDM é maior do
que a da DWDM.
• (E) DWDM utiliza um espaçamento entre canais maior do que
o da técnica de multiplexação CWDM.
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Problema 14 – CWDM e DWDM
• Resposta: letra B
“A implantação de um sistema CWDM é mais barata do que a do
sistema DWDM.”
09/02/2014
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Problema 15 – Laser e LED
• As redes ópticas empregam canais que não propagam sinais
elétricos. O LED e o LASER são utilizados para converter
sinais eletrônicos em informações que podem ser transmitidas
nessas redes.
• Comparando esses dispositivos, conclui-se que o
(A) LED é mais barato do que o LASER.
(B) LED é mais apropriado do que o LASER para enlaces de
grande extensão.
(C) LED é mais apropriado do que o LASER para fibras ópticas
monomodo.
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Problema 15 – Laser e LED
(D) LASER é mais insensível à variação de temperatura do que o
LED.
(E) LASER é menos indicado para altas taxas de dados do que o
LED.
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Problema 15 – Laser e LED
• Resposta: letra A
“O LED é mais barato do que o LASER.”
09/02/2014
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Problema 16 – WDM
• A União Internacional de Telecomunicações (UIT), em sua
recomendação G.671, diferencia três classes de sistemas
WDM: CWDM, DWDM e WWDM.
• Segundo essa recomendação, a característica que diferencia o
DWDM do CWDM é que o:
• (A) CWDM tem espaçamento entre canais menor do que 50
nm e maior do que 1.000 GHz, e o DWDM tem espaçamento
maior do que 50 nm.
• (B) CWDM tem espaçamento entre canais menor do que 50
nm e maior do que 1.000 GHz, e o DWDM tem espaçamento
entre canais menor do que 1.000 GHz.
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Problema 16 – WDM
• (C) DWDM tem espaçamento entre canais menor do que 50
nm e maior do que 1.000 GHz, e o CWDM tem espaçamento
entre canais menor do que 1.000 GHz.
• (D) DWDM tem espaçamento entre canais menor do que 1.000
GHz, e o CWDM tem espaçamento maior do que 50 nm.
• (E) DWDM tem espaçamento maior do que 50 nm, e o CWDM
tem espaçamento entre canais menor do que 1.000 GHz.
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Problema 16 – WDM
• Resposta: letra E
“DWDM tem espaçamento maior do que 50 nm, e o CWDM tem
espaçamento entre canais menor do que 1.000 GHz.”
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