Abel Costa Comunicações Ópticas Abel Costa FEUP (DEEC) AJC Página 1 Décibeis Décibeiseeatenuação atenuação Abel Costa Décibeis e atenuação Décibel é uma razão de potências em dois pontos distintos, por exemplo: na entrada e na saída de uma ligação por fibra óptica num troço de fibra óptica ¾ através de uma união (junta ou conector) P Razao de potencia em dB = 10 log10 1 P2 A natureza logarítmica do décibel permite comparar níveis de potência diferindo muitas ordens de grandeza ¾ ¾ Na fibra óptica, ou outro componente passivo, com potência de entrada Pin e potência de saída Pout (Pin > Pout) as perdas em dB são dadas por: P Perdas em dB = 10 log10 out Pin Por convenção, a atenuação na fibra ou outro componente é especificada positiva P P Atenuaçao (dB ) = −10 log10 out = 10 log10 in P in Pout AJC A invenção do telégrafo por Morse em 1838 deu origem à era das comunicações eléctricas. Dado que a quantidade de informação que pode ser transmitida está directamente relacionada com a frequência da portadora, na qual a informação é impressa, então um aumento da sua frequência implica, em teoria, um aumento da largura de banda de transmissão e, em consequência, uma maior capacidade de transmitir informação. Assim, a tendência em sistemas de comunicação é o uso de frequências cada vez mais elevadas (ou, equivalentemente, de comprimentos de onda mais curtos). Página 2 Décibeis Décibeiseeatenuação atenuação Abel Costa Exemplo de cálculo da atenuação: ¾ Considere uma ligação por fibra óptica cuja potência de entrada é 1 mW e potência de saída 73 µW. Qual é a atenuação total da ligação? Solução: Atenuaçao (dB ) = −10 log ( Pout Pin ) = −10 log ( 73 µW 1 mW ) = −10 log ( 0, 073) = 11,37 dB ¾ Se o comprimento da ligação for de 38 km qual a atenuação expressa em dB/km? Solução: Atenuaçao (dB / km ) = 11,37 dB 38 km ≅ 0,3 dB / km Somató Somatório de atenuaç atenuações em dB ¾ Três troços de fibra óptica são unidos através de juntas, conforme ilustrado na figura. Qual a atenuação total da ligação, sabendo que a perda por junta é 0,05 dB? Juntas Fibra A: 0,55 dB Fibra B: 0,80 dB Fibra A: 0,35 dB Atenuação total em dB = (atenuação dos troços de fibra) + (atenuação das juntas) Atenuação total em dB = ( 0,55+0,80+0,35) + (0,05+0,05) = 1,8 dB AJC Página 3 Décibeis Décibeiseeatenuação atenuação Abel Costa dB vs. dBm É útil especificar em dB uma potência absoluta em W ou mW Para tal, na fórmula de dB a potência P2 é fixada num valor de referência previamente normalizado; por exemplo, Pref = 1 mW ou 1 µW → dBm ou dBµ P1 (dBm ) = 10 log10 ( P1 1 mW ) Potencia absoluta em dBm ⇒ Potencia relativa em dB ⇒ P1 / P2 (dB ) = 10 log10 ( P1 P2 ) AJC Página 4 Décibeis Décibeiseeatenuação atenuação Abel Costa Decibel vs. Percentagem AJC Página 5 Décibeis Décibeiseeatenuação atenuação Abel Costa Tabela de conversão de Watts em dBm Potência (Watts) Potência (dBm) 1W + 30 dBm 100 mW + 20 dBm 10 mW + 10 dBm 5 mW +7 dBm 2 mW + 3 dBm 1 mW 0 dBm 500 µW - 3 dBm 200 µW - 7 dBm 100 µW - 10 dBm 50 µW - 13 dBm 10 µW - 20 dBm 5 µW - 23 dBm 1 µW - 30 dBm 500 nW - 33 dBm 100 nW - 40 dBm AJC Página 6 Décibeis Décibeiseeatenuação atenuação Abel Costa Cálculo em dBm: Transmissor ¾ Um transmissor laser tem uma potência de saída de 2,5 mW. Qual a potência óptica na saída do díodo expressa em dBm? Solução: Potencia em dBm = 10 log10 ( P 1 mW ) = 10 log10 ( 2,5 1) ≅ +3,98 dBm Cálculos com dB e dBm combinados dB e dBm podem ser combinados no mesmo cálculo ¾ ¾ O troço de fibra da figura tem uma atenuação total de 13 dB (incluindo juntas). Se a potência do transmissor é –3 dBm, qual a potência óptica na entrada do receptor em dBm? - 3 dBm Transmissor ? dBm Troço de fibra: atenuação total 13 dB Receptor Solução: Potência na entrada do receptor em dBm = Potência na saída do Transmissor – Atenuação total da fibra Potência na entrada do receptor em dBm = −3 dBm − 13 dB Potência na entrada do receptor em dBm = −16 dBm AJC Página 7
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