Задание 1
Определите ширину спектральной линии в Гц, считая, что длина волны (l) находиться точно на середине диапазона спектра излучения Dl0,5. Найти добротность резонатора лазера.
Т а б л и ц а 2
| Последняя цифра студенческого билета | ||||||||||
| Dl0,5, нм | 5,0 | 5,01 | 5,05 | 5,2 | 5,4 | 5,25 | 5,23 | 5,41 | 5,31 | 5,33 |
| l, мкм | 1,55 | 1,3 | 0,85 | 1,62 | 0,85 | 1,3 | 1,62 | 0,85 | 1,3 | 1,55 |
Для выполнения расчетно-графической работы необходимо ответить на вопросы:
1 Какие источники света применяются в ВОСП?
2 Какие основные характеристики источников света вам известны?
3 Чем отличается лазер от светоизлучающего диода?
4 Какие требования предъявляются к спектральной характеристике лазеров ОСС?
5 Пояснить какой физический смысл имеет спектральная характеристика лазеров.
6 Что такое добротность резонатора лазера?
Методические указания:
Если считать что l находится точно на середине диапазона Dl0,5, то максимальная и минимальная длины волн находят следующим образом:
м;
, м.
Тогда соответствующие этим длинам волн минимальную и максимальную частоту излучения определяем:
, Гц;
, Гц.
Ширина спектральной линии:
, Гц.
Средняя частота излучения:
,Гц
с- скорость света = 3·108м.
Добротность резонатора лазера:
.
Задание 2
Определить длину участка регенерации внутризоновой ВОСП при использовании типовой аппаратуры и оптического кабеля со следующими параметрами: Строительная длина кабеля 2 км, затухание в разъемных соединениях 0,3 дБ/км, в неразъемных 0,1 дБ/км, ширина спектра излучения, см. таблицу 1, уровень мощности вводимой в ОВ 1 дБм, пороговая чувствительность -29,5 дБм.
Т а б л и ц а 3
| Последняя цифра зачетной книжки | ||||||||||
| Энергетический потенциал А,дБ | ||||||||||
| Энергетический запас М,дБ | ||||||||||
| Длина линии l, км |
Т а б л и ц а 4
| Предп. цифра зачетной книжки | ||||||||||
| Коэф. затухания, дБ/км,αк | 0,21 | 0,22 | 0,24 | 0,25 | 0,2 | 0,21 | 0,3 | 0,23 | 0,25 |
Для выполнения расчетно-графической работы необходимо ответить на вопросы:
Нарисовать структурную схему линейного тракта цифровой ВОСП и указать наименование узлов, входящих в линейный тракт.
Методические указания:
Длина регенерационного участка, ограниченная дисперсией, определяется по формуле:
,
где В - скорость передачи В, Мбит/с;
- хроматическая дисперсия, 
, взять из расчетов 1 РГР;
- ширина спектра излучения, нм, см.таблицу 1;
Максимальная скорость передачи цифровой ВОСП, работающей по данному волокну в идеале численно равна тактовой частоте и полосе пропускания, но с учетом помехоустойчивого кодирования она будет меньше, в зависимости от используемого кода. Таким образом, максимальная скорость передачи ВОСП, работающей по данному волокну составит:
Мбит/c
Полоса пропускания оптического кабеля измеряется в (Гц·км) и определяется:
где τ – результирующая дисперсия оптического волокна, взять из первой РГР.
Полоса пропускания оптического волокна зависит от дисперсии, чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации можно передать по волокну
При определении длины регенерационного участка, лимитированного затуханием, воспользуемся формулой:
,
где А – энергетический потенциал системы;
М – энергетический запас системы;
aрс – вносимые потери разъемных оптических соединений;
aнс – вносимые потери неразъемных оптических соединений;
Nрс – число разъемных оптических соединений;
– строительная длина.
Произвести сравнение рассчитанного участка регенерации по дисперсии и по затуханию, выбрать оптимальный вариант. По расчетам дать рекомендации.
Задание 3
Нужно определить отношение сигнал/помеха на выходе фотоприемника (ФПР) цифровой ВОСП. Исходные данные в таблице 3.
Таблица 5
| Последняя цифра студенческого билета | |||||||||||||
| h | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | |||
| l, мкм | 1,55 | 1,3 | 0,85 | 1,62 | 0,85 | 1,3 | 1,62 | 0,85 | 1,3 | 1,55 | |||
| Предпоследняя цифра студенческого билета | |||||||||||||
| R, кОм | |||||||||||||
| Dш | 3,9 | 4,1 | 4,2 | 4,5 | 3,9 | 4,1 | 4,2 | 4,5 | |||||
Для выполнения расчетно-графической работы необходимо ответить на вопросы:
1. Привести структурную схему фотоприемника и опишите основные элементы.
2. Какие типы фотодиодов применяются в составе ВОСП. Чем определяется полоса пропускания ФПУ.
3. Назовите основные характеристики фотодиода
4. Внутренняя и внешняя квантовые эффективности фотодиодов.
5. Какие типы усилителей применяются в составе ФПУ?
Методические указания:
Считается темновой ток и ток засветки пренебрежимо малыми.
Фототок определяется по формуле:
где q= 
Кл – заряд электрона;
h= 
- постоянная Планка;
f= 
, Гц – частота излучения;
h- квантовая эффективность
Pпр= 
- оптическая мощность на приеме;
ak - затухание кабеля, см. таблицу 4;
- длина регенерационного участка, см задание 2 РГР2;
= 1мВт - мощность на выходе источника излучения;
М=1 – коэффициент лавинного умножения.
Считая полосу пропускания фотоприемника равной тактовой частоте ВОСП, находим отношение сигнал/помеха по следующей формуле:
где Т=280 – температура в градусах Кельвина;
Fш (М)=1 – коэффициент шума ЛФД;
K=1,38·10-23 , Дж·К-1 - постоянная Больцмана;
R - входное сопротивление усилителя;
Dш – коэффициент шума усилителя;
Df=40·106, Гц - электрическая полоса пропускания.
Список литературы
1. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко-Трендз, 2000. – 267 с.
2. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М.: Сайрус системс, 1999. – 663 с.
3. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи, аппаратура и элементы. – М.: СОЛОН-Р, 2001. – 238 с.
4. Гауэр Дж. Оптические системы связи: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1989. – 504 с.
5. Девицына С.Н. Проектирование магистральных и внутризоновых волоконно-оптических линий связи с применением оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH): Уч. пособие. – Ижевск: ИжГТУ, 2003. – 88 с.
6. Бутусов М.М., Верник С.М. и др. Волоконно-оптические системы передачи.- М.: Радио и связь, 1992. – 416 с.
7. Бутусов М.М. Волоконная оптика и приборостроение.- М.: Машиностроение, 1987.
8. Гроднев И.И. Одномодовая связь по оптическим кабелям: Уч. пособие. – М.: МИС, 1990.
Содержание
Введение……………………………………………………………….......3
1.Задания и методические указания к расчетно-графической работе………...3
1.1Требования по оформлению расчетно-графической работы…………..…...5
2 Расчетно-графическая работа №1…………………………………..................5
3 Расчетно-графическая работа №2…………..…………………..……………10
4 Вопросы для самопроверки……………………………………..……...……..18
Список литературы…………………………………………………..…………..20