ESERCIZIO DI TELECOMUNICAZIONI

(FAC-SIMILE DEL COMPITO DEGLI ESAMI DI STATO IPSIA 1999)

   Si consideri il collegamento in fibra ottica, tipo monomodo step index, funzionante in terza finestra (l = 1550 nm) indicato in figura:

dove è:

 

Determinare:

  1. l'andamento dell'attenuazione in dB in funzione dei chilometri;

  2. i margini in dB inferiore e superiore del collegamento tenendo anche conto della penalità di banda:

  3. se il collegamento soddisfa i requisiti di progettazione e si consideri l'eventuale necessità di introdurre  attenuatori.

 

SOLUZIONE

      Il collegamento in fibra ottica è costituito da otto tratte di 2 Km ciascuna, opportunamente raccordate da sette giunti a fusione, più due giunti a connettore, alle estremità A e B.

L'attenuazione di ogni tratta di l = 2 Km, essendo nota l'attenuazione a della fibra in dB/Km, risulta:

L'attenuazione complessiva aTOT di tutta la linea, comprendente anche i due giunti a connettore ed i sette giunti a fusione è:

 

Il diagramma dell'attenuazione lungo la linea in fibra ottica si traccia ponendo sull'asse delle ascisse la distanza di ogni tratta dal punto A in Km e sull'asse delle ordinate le attenuazioni misurate in dB e rivolgendo come si fa per consuetudine con le attenuazioni, l'asse verso il basso:

Calcolo della penalità di banda:

Passando ai decibel:

   Il trasmettitore, produce una potenza modulata che varia fra due livelli:     un massimo  di PTXMAX = 1 dBm ed un minimo di PTXMIN = - 2 dBm .

Il segnale prodotto dal trasmettitore all'interno di questo range, attraversa la linea, subendone l'attenuazione totale:    aTOT = 6,34 dB  e la penalità di banda:   hP = 2,12 dB e si presenta al fotodiodo ricevitore che ha una soglia minima di sensibilità:  PRXMIN = -32 dBm ed una soglia di potenza massima sopportabile: PRXMAX = -25,6 dBm.

Per garantire il corretto funzionamento della trasmissione, bisogna verificare che il segnale si presenti in arrivo con un range di valori, minimo e massimo, contenuti all'interno del range di accettabilità del ricevitore.

Calcoliamo il livello massimo del segnale in arrivo:

PTXMAX  - aTOT   - hP = 1 - 6,34 - 2,12 = -7,46 dBm

Confrontiamo questo valore con la soglia di potenza massima sopportabile dal fotodiodo in ricezione:

PRXMAX = -25,6 dBm.

e osserviamo che il segnale in arrivo è maggiore della soglia massima sopportabile della quantità:

-7,46 dBm - (-25,6 dBm)= 18,14 dB

per cui bisogna introdurre, come suggerisce il testo, un attenuatore di valore maggiore di 18,14 dB.

Calcoliamo adesso il livello minimo del segnale in arrivo:

PTXMIN  - aTOT   - hP = -2 - 6,34 - 2,12 =  -10,46 dBm

confrontiamolo con la soglia minima di sensibilità del fotodiodo in ricezione:

PRXMIN = -32 dBm

e osserviamo che il livello minimo del segnale in arrivo è maggiore della soglia minima di sensibilità del fotodiodo, della quantità:

-10,46 dBm -(-32 dBm) = 21,54 dB

Pertanto l'attenuatore da introdurre, deve avere un valore di attenuazione A maggiore di 18,14 dB, ma minore di 21,54 dBcioè:

21,54 dB > A > 18,14 dB

FINE