06 Datacenter

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2. Esercizi su trasmissione inter e intra datacenter 2.1 Esercizio Si consideri un tratto in fibra ottica lungo L = 2 km con N.A. = 0.2 e nclad = 1.486. a) Si calcoli il valore di ncore della fibra considerata. b) Si calcoli il parametro di guida V in caso di diametro di core pari a 6 µm e per una lunghezza d’onda 𝜆=1310 nm. La fibra è multimodale o monodale a questa lunghezza d’onda? c) Si calcoli la lunghezza d’onda di cut-off della fibra considerata. d) Si calcoli la banda efficace della fibra (in [𝑀𝐻𝑧⋅𝑘𝑚]) considerando il limite più stringente tra dispersione modale e dispersione cromatica. Si consideri un profilo d’indice di rifrazione di tipo graded-index con profilo di dispersione cromatica tipico (zero di dispersione in seconda finestra). e) A quale bit-rate massimo si può trasmettere senza incorrere in errori di interferenza intersimbolica sulla distanza considerata? (Si consideri un massimo ritardo sopportabile pari a Δ𝑡=!!") Soluzione a) 𝑁𝐴=$𝑛!"#−𝑛!$#⟹𝑛!"=$𝑁𝐴#+𝑛!$#=1.4994 b) 𝑉=%&'𝑁𝐴=%⋅)⋅*+!"*.-*⋅*+!"⋅0.2≅2.878>2.405 Dato che il parametro di guida è maggiore di 2.405, la fibra risulta essere multimodale a questa lunghezza d’onda. c) 2.405=%⋅)⋅*+!"'⋅0.2⟹𝜆!./0"11=%⋅)⋅*+!"#.2+3⋅0.2≅1567.5 𝑛𝑚 d) Dato che la lunghezza d’onda considerata si trova in seconda finestra, la dispersione cromatica sarà circa nulla, per cui non introduce alcun limite alla banda efficace. Per quanto riguarda la dispersione modale, invece, si trova che Δ𝑡𝐿=𝑁𝐴232𝑐𝑛!"-≅4.94⋅100*2𝑠𝑚=0.0494 𝑛𝑠𝑘𝑚 𝐵411=440Δ𝑡𝐿 B𝑛𝑠𝑘𝑚C=4400.0494=8.9 [𝐺𝐻𝑧⋅𝑘𝑚]⟹𝐵411#$%=𝐵411𝐿=8.92=4.45 𝐺𝐻𝑧 e) Δ𝑡567=8&#=*#9&=Δ𝑡⋅𝐿=0.09888 𝑛𝑠 ⟹𝑅:≅5 𝐺𝑏𝑠K 2.2 Esercizio Si consideri una fibra ottica con N.A. = 0.15, nco = 1.486 e diametro del core = 10 µm. a) Ricavare la lunghezza d’onda di cut-off. b) La fibra selezionata viene utilizzata…