Контрольная работа по дисциплине: Волоконно-оптические системы передачи. 6-й вариант

Контрольная работа по дисциплине: Волоконно-оптические системы передачи. 6-й семестр. 6-й вариант

1. Основы построения оптических систем передачи
Задание:
Ответьте письменно на следующие вопросы:
1)Какие диапазоны длин волн (частоты электромагнитных колебаний) применяются в системах передачи атмосферной и волоконно-оптической связи?
2)Из каких укрупненных компонентов состоит структурная схема волоконно-оптической системы передачи (ВОСП)?
3)Что представляет собой линейный тракт ВОСП?
4)Какие виды мультиплексирования применяются в оптических системах передачи?
5)Что такое WDM, DWDM и какое различие между ними?

Определить затухание (ослабление), дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе с длиной секции L=163 (км), километрическим (погонным) затуханием (ослаблением) a=0,24 (дБ/км) на длине волны излучения передатчика l0=1,56 (мкм), ширине спектра излучения Dl0.5=0,15 (нм) на уровне половины максимальной мощности излучения.

2 Источники оптического излучения для систем передачи
Задание:
Ответьте письменно на следующие вопросы:
1. Какие требования предъявляются к источнику оптического излучения?
2. Какие конструкции лазеров применяются в технике оптической связи?
3. Что представляет собой резонатор Фабри – Перо и какие он имеет характеристики?
4. Какими факторами определяется величина мощности оптического излучения, вводимого от источника в стекловолокно?
5. Каким образом формируется и направляется излучение в атмосферных системах передачи?

Задача 2.
Определить характеристики многомодового лазера с резонатором Фабри – Перо (FP) и одномодового лазера с распределенной обратной связью (DFB).
Определить число мод в лазере FP, для которых выполняется условие возбуждения в полосе длин волн D l при длине резонатора L и показателе преломления активного слоя n.
Определить частотный интервал между модами и добротность резонатора на центральной моде l О при коэффициенте отражения R.
Изобразить конструкцию полоскового лазера FP. Изобразить модовый спектр.
Определить частоту и длину волны генерируемой моды в одномодовом лазере DFB для известных значений дифракционной решетки m и длины лазера L. Изобразить конструкцию лазера DFB.


3. Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона

Ответьте письменно на следующие вопросы:
1) Что такое модуляция?
2) В чем заключается сущность прямой модуляции в схемах с полупроводниковыми источниками оптического излучения?
3) Почему происходит искажение сигналов при прямой модуляции?
4) Какие шумы возникают при модуляции (перечислить)?
5) Как уменьшить нелинейные искажения при модуляции?
Задача 3
Построить зависимость выходной мощности источника оптического излучения от величины электрического тока, протекающего через него.
Для заданных тока смещения и амплитуды модулирующих однополярных импульсов определить графически изменение выходной модуляционной мощности Рмакс и Рмин и определить глубину модуляции . По построенной характеристике указать вид источника.

I, мА 0 5 10 15 18 20 22 24 26 28
P1, мкВт 0 15 30 45 60 90 160 230 310 370


4. Фотоприемники для оптических систем передачи
Задание
Ответьте письменно на следующие вопросы:
1. Какие требования предъявляются к фотоприемникам оптических систем передачи?
2. Какие основные характеристики имеет фотодиод конструкции p-i-n?
3. Чем ограничен диапазон оптических частот для фотодетектирования?
4. Что такое длинноволновая граница чувствительности?
5. Чем отличается конструкция и принцип действия лавинного фотодиода (ЛФД) от конструкции диода p-i-n?
6. Что значит быстродействие фотодиода?
7. Перечислите шумы фотодиодов.
Задача 4
Построить график зависимости чувствительности фотодетектора от длины волны оптического излучения по данным таблицы 4.1. Используя график и данные таблиц 4.2 и 4.3. Определить величину фототока на выходе p-i-n фотодиода. По графику определить длинноволновую границу чувствительности фотодетектора. Определить материал для изготовления прибора.
Таблица 4.1
Чувствительность, А/Вт 0,3 0,45 0,53 0,58 0,62 0,67 0,7 0,73 0,65 0,1
Длина волны, мкм. 0,85 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,78

5. Фотоприемные устройства оптических систем передачи
1. Чем отличается прямое фотодетектирование от фотодетектирования с преобразованием?
2. Какие функциональные блоки входят в схему фотоприемного устройства (ФПУ) с прямым детектированием?
..............
Задача 5.
Определить полосу пропускания и отношение сигнал/шум для фотоприемного устройства, содержащего интегрирующий (ИУ) и фотодетектор (p-i-n).
................

СИБГУТИ
2014
зачет