trabalho de enlace optico

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
CampusPoços de Caldas
Engenharia Elétrica – Automação e Telecomunicação
Sistemas de Comunicações I
TRABALHO DE ENLACE ÓPTICO
Poços de Caldas
2017
SUMÁRIO
1INTRODUÇÃO	2
2 OBJETIVO	3
3 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS	4
3.1 Montagem e configuração do enlace	4
3.2Montagem e configuração do canal	4
3.3Rota simulada por meio do Google Maps	6
3.4Resultados e gráficos obtidos	6
4 CONCLUSÕES	11
1 INTRODUÇÃO
O desenvolvimento de enlaces ópticos se dá satisfazendo inicialmente a compensação do efeito linear ocorrido na fibra, o qual causa a dispersão do sinal óptico e o orçamento de potência o qual implica a inserção ou não de amplificadores ópticos.Devido a isso, utilizamos a ferramenta SimNT para a análise de um projeto de sistemas de comunicações, ele interpreta umsistema de comunicação como um conjunto de blocosinterligados, os quais representam dispositivos ou métodosnuméricos, que podem realizar alguma operação nos dados dasimulação
Esta ferramenta utiliza técnicas de simulação tais como: estrutura modular, topologia aberta, integração de dispositivos e sistemas, definição de blocos realimentados, biblioteca de modelos programável e ordenação e execução automáticas. A Figura 1, ilustra um enlace óptico utilizando o SimNT.
Figura 1 - Enlace óptico realizado no software SimNT
Fonte: Elaborado pelo autor
2OBJETIVO
	Desenvolver os enlaces ópticos compensando a dispersão do sinal óptico e o orçamento de potência o qual implica a inserção ou não de amplificadores ópticos devido a distância do enlace, realizar o dimensionado matematicamente por meio do software SimNT, utilizando a camada de transporte SDH, na configuração STM-16, entre Poços de Caldas (PUC MINAS) e a cidade de Elói Mendes. 
3ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
3.1 Montagem e configuração do enlace
Os modelos de dispositivos do SimNT são estruturados para que cada modelo possua uma classe de armazenamento para os parâmetros locais do dispositivo, e pode também acessar os parâmetros globais de uma simulação. 
A estrutura de transmissão e de recepção foi baseada conforme apresentado na Figura 1. Foram colocados os blocos e configurados conforme especificações e datasheets. No DFB Laserfoi alterado apenas o parâmetro de comprimento de onda, foi colocado o valor de 1550nm. No fotodetector PIN, não foi realizado nenhuma configuração específica, porém ele possui uma relação de 125mA/W para cada -3 dBm que vem do bloco Noise_Channel o qual foi configurado para uma potência de ruído de -6dBm. No bloco random foi alterado apenas o parâmetro de Sequence_Length e foi colocado o valor de 40. No Gaussian_Filter foi alterada a taxa de transmissão para GHz e o valor de 2.5. Os blocos NRZ, CurrentModulator, BER e Messagenão foi realizado nenhuma configuração específica. A Figura 2 ilustra a montagem do enlace.
3.2Montagem e configuração do canal
 Foram utilizados cabos ópticos, trabalhando no formato Single Modee configurados de acordo com as especificações técnicas encontradas no datasheet. Houve a necessidade de amplificação do sinal óptico e para isso foram utilizados amplificadores EDFA.
Dado que no softwarenão é possível inserir as perdas devido às emendas das fibras foi preciso aumentar o comprimento do enlace proporcionalmente as atenuações, conforme descritas abaixo:
· Atenuação das fibras: 29 dB
· Atenuação das emendas: 1,45 dB
· Valor total das atenuações: 30,45 dB
· Comprimento adicional do enlace de comunicação: 8 Km
· Comprimento entre emendas: 5,25 Km
Para o valor final desses dados foram realizados os seguintes cálculos:
As fibras são fornecidas pelo fabricante de 3 a 6 KM, portanto iremos adotar que os cabos terão uma distância de 5 KM.
Número de emendas = 145/5= 29 emendas
É importante ressaltar que durante os anos, ocorrem acidentes com a ruptura com a fibra óptica e para o reparo da mesma é necessário emendas adicionais com tudo não utilizaremos para este cálculo por se tratar de uma simulação, porém esses novos valores devem ser inseridos na realização do projeto definitivo pelo engenheiro.
Após esses cálculos, configuramos as fibras no parâmetro Lengthcom o valor de 40 e no parâmetro Lambda Zerocom o valor de 1550 nm. Os amplificadores foram configurados com o ganho de 35. A Figura 2 ilustra a montagem do canal.
Figura 2 - Montagem da simulação do enlace no software
Fonte Elaborado pelo autor
3.3Rota simulada por meio do Google Maps
Foi realizada uma simulação da distância entre as cidades de Poços de Caldas – MG e Elói Mendes – MG, por meio do Google Maps, a Figura 3 ilustra essa rota.
Figura 3 - Trajeto Poços de Caldas a Elói Mendes
Fonte Elaborado pelo autor
3.4 Resultados e gráficos obtidos
Após a montagem do enlace e canal, foi realizado a simulação e obtivemos os resultados conforme Figuras 4 a 10 abaixo.
Figura 4 – Taxa de erro de bit obtido pela simulação
Fonte Elaborado pelo autor
Figura 5 – Sinal de Entrada no circuito
Fonte Elaborado pelo autor
Figura 6 – Sinal de entrada codificado pelo NRZ
Fonte Elaborado pelo autor
Figura 7 – Sinal na saída do modulador de corrente
Fonte Elaborado pelo autor
Figura 8 – Sinal de saída do canal com ruído
Fonte Elaborado pelo autor
Figura 9 – Sinal de saída tratado pelo filtro gaussiano
Fonte Elaborado pelo autor
Figura 10 – Sinal de saída do canal com ruído
Fonte Elaborado pelo autor
O sinal medido pelo elemento Message acoplado no bloco BER deveria ser no mínimo o valor de 1e-9, onde obtivemos um resultado bem melhor de 3,58774e-65, conforme ilustrado na Figura 4, esse valor representa a taxa de erro de bit (BER). 
4 CONCLUSÕES
Com base nos estudos do enlace óptico foi possível implementar o enlace no software simNT e entender como dimensionar uma rede de fibra óptica dependendo de sua distância assim possibilitando que a informação emitida no enlace tenha a melhor qualidade na recepção.
O diagrama de olho gerado durante a simulação do sistema óptico permitiram uma avaliação de alguns fatores que determinam um aproveitamento melhor, como a distorção da amplitude do sinal, foi possível também avaliar o jitter que informa como está o período de amostragem do sinal.
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