In questa sezione si affronteranno: Formati di modulazione ottici. Tecniche di rigenerazione del segnale

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1 Rei in fibra oica 1/61 Cosa c è nella lezione In quesa sezione si affroneranno: Formai di modulazione oici Presazioni sisemi oici Tecniche di rigenerazione del segnale Tecniche di muliplazione nei sisemi oici 2/61

2 Rei in fibra oica 3/61 Formai di modulazione oici 1/2 Power I formai di modulazione oicisono esremamene semplici: 1 Si usa solo modulazione binaria 2 Si spegne e accende la sorgene, modulandone dunque la sua poenza ime 4/61

3 Formai di modulazione oici 2/2 Terminologia: IM: Inensiy Modulaion OOK: On/Off Keying L informazione digiale è codificaa ramie la poenza del segnale oico Non si usano invece (almeno fino ad ora) modulazioni di fase o di frequenza 5/61 Modulazioni NRZ e RZ x ( ) TB 0 x ( ) /61

4 Modulazioni NRZ e RZ x ( ) TB NRZ: No-Reurn o Zero 0 x ( ) /61 Modulazioni NRZ e RZ x ( ) TB NRZ: No-Reurn o Zero 0 x ( ) RZ: Reurn o Zero 8/61

5 Modulazione oica e speri Per un segnale NRZ in banda base, il segnale risulane in banda base ha uno spero che occupa una banda approssimabile con il bi rae x() T B { } X ( f ) = F x( ) Spero del segnale in banda base B B R f B R = bi rae 1 TB = empodi bi = B banda occupaa= B B R R 9/61 Richiami sui diagrammi ad occhio x() T B Tipica modalià di rappresenazione delle modulazioni digiali binarie 10/61

6 Richiami sui diagrammi ad occhio x() T B Tipica modalià di rappresenazione delle modulazioni digiali binarie 11/61 Richiami sui diagrammi ad occhio x() T B Tipica modalià di rappresenazione delle modulazioni digiali binarie 12/61

7 Richiami sui diagrammi ad occhio x() T B Tipica modalià di rappresenazione delle modulazioni digiali binarie 13/61 Richiami sui diagrammi ad occhio x() T B Tipica modalià di rappresenazione delle modulazioni digiali binarie 14/61

8 Richiami sui diagrammi ad occhio x() T B Tipica modalià di rappresenazione delle modulazioni digiali binarie 15/61 Richiami sui diagrammi ad occhio x() T B Tipica modalià di rappresenazione delle modulazioni digiali binarie Eye diagram 16/61

9 Diagrammi ad occhio I diagrammi ad occhio al riceviore sono uili per capire la qualià del segnale ricevuo Experimenal eye diagram 17/61 Rei in fibra oica 18/61

10 Le presazioni dei sisemi oici A livello fisico/rasmissivo, i sisemi oicisono limiai daisegueni due fenomeni: Accumulo del rumore Disorsione Nelle prossime slides, rappreseneremo l effeo di quesifenomeni sui diagrammiad occhio 19/61 Diagrammi ad occhio ideali 1/2 Diagrammi ad occhio per sisemi ideali, senza rumore né disorsione Rappresenazione radizionale Tempo 20/61

11 Diagrammi ad occhio ideali 2/2 Diagramma ad occhio Tempo (2 inervalli di bi) 21/61 Diagrammi ad occhio ideali 2/2 Isanidi campionameno oimi Diagramma ad occhio Tempo (2 inervalli di bi) 22/61

12 Diagrammi ad occhio ideali 2/2 Occhio compleamene apero Diagramma ad occhio Tempo (2 inervalli di bi) 23/61 Diagrammi ad occhio e rumore 1/2 Diagrammi ad occhio per segnali affei da rumore I diagrammi risulai hanno andameni casuali, caraerizzabili solo ramie grandezze saisiche 24/61

13 Diagrammi ad occhio e rumore 2/2 25/61 Diagrammi ad occhio e rumore 2/2 Fascia di rumore relaiva ai bi a 1 26/61

14 Diagrammi ad occhio e rumore 2/2 Fascia di rumore relaiva ai bi a 1 Fascia di rumore relaiva ai bi a 0 27/61 Disorsione e ISI 1/2 Disorsione: insieme di effeiche porano una chiusura deerminisica (non casuale) del diagramma ad occhio La disorsione è ipicamene dovua ad effei: Lineari (filraggi srei, dispersione della fibra, ec) Non lineari (saurazione disposiivi elerici, effei Kerr in fibra, ec) 28/61

15 Disorsione e ISI 2/2 La disorsione soliamene ende ad allargare nel empo il segnale rasmesso Al rasmeiore il segnale corrispondene ad un bi è conenuo enro un empo T b Al riceviore, la disorsione ende ad allargarlo olre un empo T b generando ISI 29/61 ISI: Iner Symbol Inerference Transmied signal (wihou noise) -T b 0 +T b +2T b Received and filered Signal (wihou noise) -T b 0 +T b +2T b 0 30/61

16 Disorsione e diagrammi ad occhio 1/2 Sisema con sola disorsione 31/61 Disorsione e diagrammi ad occhio 1/2 Sisema con sola disorsione ISI 32/61

17 Disorsione e diagrammi ad occhio 2/2 Sisema con disorsione e rumore 33/61 Disorsione e diagrammi ad occhio 2/2 Sisema con disorsione e rumore Chiusura del diagramma ad occhio 34/61

18 Rei in fibra oica 35/61 Rigenerazione 1/2 In un qualunque sisema di rasmissione, rumore e disorsione endono a crescere al crescere della disanza di rasmissione Al di là di una deerminaa disanza, il segnale deve essere rigenerao con opporune ecniche 36/61

19 Rigenerazione 2/2 Apparai di rigenerazione T X R X 37/61 Rigenerazione 2/2 Apparai di rigenerazione T X R X Segnale in ingresso al rigeneraore 38/61

20 Rigenerazione 2/2 Apparai di rigenerazione T X R X Segnale in ingresso al rigeneraore Segnale in uscia al rigeneraore 39/61 Rigenerazione 2/2 Apparai di rigenerazione T X R X Segnale in ingresso al rigeneraore 40/61

21 Rigenerazione 2/2 Apparai di rigenerazione T X R X Segnale in ingresso al rigeneraore Segnale in uscia al rigeneraore 41/61 Classificazione: rigenerazione 1R 1/2 1R: (Resore) Pura amplificazione lineare del segnale Ingressi ed uscie del rigeneraore sono analogici Tecnica di rigenerazione Semplice Trasparene ai formai di modulazione 42/61

22 Classificazione: rigenerazione 1R 2/2 Signal in 1R Regeneraion Signal ou 43/61 Rigenerazione 2R 2R: (Resore & Reshape) Amplificazione del segnale e discreizzazione dei livelli di uscia Il segnale di uscia presena solo due livelli Poco uilizzaa 44/61

23 Rigenerazione 3R 1/2 3R: (Resore, Reshape & Reime) Amplificazione del segnale, recupero del clock e dei livelli di uscia Un rigeneraore 3R è dunque consiuio sosanzialmene da un riceviore digiale compleo seguio da un rasmeiore compleo 45/61 Rigenerazione 3R 2/2 Presazioni molo elevae Più cososa delle ecniche 1R È una rigenerazione NON rasparene a bi rae e formai di modulazione 46/61

24 Rigenerazione 1R, 2R e 3R 1R regeneraion 2R regeneraion Inpu Signal 3R regeneraion 47/61 Rigenerazione nei sisemi oici 1/2 Rigenerazione 3R Si implemena ramie circuii di ricerasmissione compleamene elerici Richiede una conversione da oico ad elerico (O/E opical o elecrical) e successivamene da elerico ad oico (E/O elecrical o opical) È spesso indicaa con la sigla OEO (opical o elerical o opica) 48/61

25 Rigenerazione nei sisemi oici 2/2 Rigenerazione 1R In oica, è molo diffusa grazie agli amplificaori oici Non richiede conversione OEO Rigenerazione 2R Per ora, poco usaa, salvo esperimeni di laboraorio 49/61 Rei in fibra oica 50/61

26 Tecniche di muliplazione Muliplazione: rasmissione simulanea di vari flussidi informazione sullo sesso canale fisico Nelle rasmissioni oiche si uilizza: Time Division Muliplexing (TDM) Opical Frequency Division Muliplexing, indicaa come Wavelengh Division Muliplexing (WDM) in oica 51/61 Time Division Muliplexing TDM I flussi di bi provenieni daivari canali sono inerallacciai (a livello di bi, bye o word) nel empo Channel 1 Channel 2 Channel N Inpu channels B T ch R ch B = bi rae per channel 1 = bi duraion = B ch R TDM MUX 52/61

27 Time Division Muliplexing TDM I flussi di bi provenieni daivari canali sono inerallacciai (a livello di bi, bye o word) nel empo Channel 1 Channel 2 Channel N Inpu channels B = bi rae per channel T ch R ch B 1 = bi duraion = B ch R TDM MUX Oupu Digial Sream B ou B T ou R ch TB = N = N B ch R 53/61 Time Division Muliplexing TDM 1/3 Bi rae dei proocolli SONET/SDH: SONET STS-1 Opical Carrier OC-1 SDH Bi Rae Mbi/s Bi Rae approx STS-3 OC-3 STM Mbi/s 155 Mbi/s 54/61

28 Time Division Muliplexing TDM 2/3 Bi rae dei proocolli SONET/SDH: SONET STS-12 Opical Carrier OC-12 SDH STM-4 Bi Rae Mbi/s Bi Rae approx 622 Mbi/s STS-48 OC-48 STM Mbi/s 25 Gbi/s 55/61 Time Division Muliplexing TDM 3/3 Bi rae dei proocolli SONET/SDH: SONET STS- 192 Opical Carrier OC-192 SDH STM-64 Bi Rae Mbi/s Bi Rae approx 10 Gbi/s OC-768 STM Mbi/s 40 Gbi/s 56/61

29 Wavelengh Division muliplexing (WDM) l 1 l 1 Spero Oico l Salvo la diversa erminologia, si raa semplicemene della classica muliplazione a divisione di frequenza Spero Oico l 2 l N l 2 l N l l WDM MUX l 1 l 2 l N l 57/61 Wavelengh Division muliplexing (WDM) l 1 l 1 Spero Oico l Salvo la diversa erminologia, si raa semplicemene della classica muliplazione a divisione di frequenza Spero Oico l 2 l N l 2 l N l l WDM MUX l 1 l 2 l N l Il muliplaore WDM è, in oica, implemenao da un disposiivo (filro o accoppiaore ) oalmene passivo 58/61

30 Spaziaura canali WDM Si definisce come spaziaura ra i canali WDM la disanza sperale ra il cenro di due canali adiaceni Spero Oico Spaziaura λ l 1 l 2 l 3 l 59/61 WDM erminologia 1/2 La rasmissione WDM è alvola indicaa come Colored Transmission Analogia lunghezze d onda-colori Coarse WDM (CWDM): pochi canali (da 2 a 8), molo disanziai in frequenza (a 1300 e/o 1550 nm) 60/61

31 WDM erminologia 2/2 Dense WDM (DWDM) : moli canali (fino a ) nella finesra sperale a 1550 nm Esisono oggi sisemi commerciali con 80 lunghezze d onda, ciascuna a 10 Gbi/s, per un oale di 800 Gbi/s per fibra I sisemi DWDM auali sono sandardizzaida ITU-T su una griglia con 100 GHz ( o mulipli) di spaziaura ra i canali 61/61