Волоконно-оптические системы передачи. Контрольная работа (6-йй семестр, 14 вар)

Основы построения оптических систем передачи

Ответьте письменно на следующие вопросы:

Какие диапазоны длин волн (частоты электромагнитных колебаний) применяются в системах передачи атмосферной и волоконно-оптической связи?
Из каких укрупненных компонентов состоит структурная схема волоконно-оптической системы передачи (ВОСП)?
Что представляет собой линейный тракт ВОСП?
Какие виды мультиплексирования применяются в оптических системах передачи?
Что такое WDM, DWDM и какое различие между ними?


Задача 1

Определить затухание (ослабление), дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе с длиной секции L (км), километрическим (погонным) затуханием (ослаблением) a (дБ/км) на длине волны излучения передатчика l 0 (мкм), ширине спектра излучения D l 0,5 на уровне половины максимальной мощности излучения. Данные для задачи приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

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 при длине резонатора L и показателе преломления активного слоя n.
Определить частотный интервал между модами и добротность резонатора на центральной моде 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.

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

Ток смещения I=11 мА.
Амплитуда тока модуляции Im=6 мА.

Задача 4

Построить график зависимости чувствительности фотодетектора от длины волны оптического излучения по данным.
Используя график и данные определить величину фототока на выходе p-i-n фотодиода. По графику определить длинноволновую границу чувствительности фотодетектора. Определить материал для изготовления прибора.

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

Мощность излучения Pu=1,0 мкВт.
Длина волны =1310 нм.=1,31 мкм.

Задача 5

Определить полосу пропускания и отношение сигнал/шум для фотоприемного устройства, содержащего интегрирующий (ИУ) или транс-импедансный усилитель (ТИУ) и фотодетектор (ЛФД или p-i-n).
Характеристики ФПУ:
Тип ФД: ЛФД.
Тип усилителя: ТИУ.
Rэ=100 кОм=100.103 Ом.
Сэ=3,2 пФ.=3,2.10-12 Ф.
ηвн=0,7
М=20.
Fш(М)=6.
Т=290.
Дш=3.
Кус=100.
Характеристики передачи:
Pпер=-3 дБм.
L=40 км.
α=0,4 дБ/км.

Задача 6
Используя приложения для оптических интерфейсов аппаратуры SDH, определенных рекомендациями МСЭ-Т G.957, определить по варианту число промежуточных регенераторов и расстояние между ними.
Составить схему размещения оконечных и промежуточных станций с указанием расстояний. Определить уровень приема РПР [дБ] на входе первого, считая от оконечной станции, регенератора, вычислить допустимую вероятность ошибки одного регенератора.
Тип оптического интерфейса: S-4.1
Затухание оптического кабеля αк=0,5 дБ/км.
Дисперсия оптического кабеля D=3 пс/(нм.км)
Длина линии L=1247 км.
Строительная длина кабеля Lс=4,5 км.
Затухание на стыке длин αс=0,09 дБ.
Из таблицы к методическим указаниям:
Pпер.макс = -4 дБ – излучаемая мощность.
Pпр.мин = -32 дБ – минимальный уровень оптической мощности.

Оценена Ваша работа по предмету: Волоконно-оптические системы передачи
Вид работы: Контрольная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: 11.11.2013

Диль Ольга Валерьевна