Контрольная работа по дисциплине: физические основы оптической связи (дв 1.2). вариант №01

Контрольная работа по дисциплине
«Физические основы оптической связи»

Контрольная работа содержит 6 задач по 5 темам.
No варианта для решения задач соответствует последней цифре пароля.
Все необходимые расчётные соотношения, таблицы и графики приведены в методических указаниях по выполнению контрольной работы.
При решении задач следует помнить, что необходимо приводить расчётную формулу с указанием рассчитываемой величины и единицы измерения.

1. Геометрические параметры оптического волокна

Задача No1
Имеется оптическое волокно со следующими параметрами nс - абсолютный показатель преломления сердцевины волокна, nо - абсолютный показатель преломления оболочки волокна. Определить предельный (критический) угол ( ) падения луча на границу раздела сердцевина - оболочка, числовую апертуру оптического волокна (NA), апертурный угол ( ). Значения nс, nо приведены в таблице 1

Таблица 1 – Исходные данные задачи No1
N  1        
nс  1.482        
nо  1.468        

Задача 2
Определить уровень мощности и мощность сигнала на входе приемного оптического модуля, а также мощность сигнала на выходе передающего оптического модуля, если работа ВОСП ведется по заданному волокну на расстояние L км, строительная длина кабеля стр, уровень мощности сигнала на передаче равен ps, дБм. Рассчитать дисперсию и длительность оптического импульса на выходе такой ВОСП, если на ее вход подается цифровой поток со скоростью передачи В, с указанной шириной спектра источника излучения ∆λ0,5 Рассчитать максимально возможную скорость передачи цифрового сигнала по такой линии связи.


Таблица 2.1 – Исходные данные

Параметр No варианта
  1        
Тип волокна  G.653        
Длина участка регенерации, км  80        
Длина волны λ0, мкм   1,55        
Спектральная линия ∆λ0,5, нм  2        
ps, дБм  -5        
�стр, км  4        
В, Гбит/с  2,5        
Nрс  4        

Задача 3

Определить пороговый коэффициент усиления ППЛ с РФП, излучающего длину волны λ0, соответствующий значению порогового тока, если коэффициент поглощения активного слоя равен α, показатель преломления активного слоя равен n, а длина резонатора активного слоя равна L.
Рассчитать углы расходимости излучения этого ППЛ, если размеры активной области равны LxWxd.
Определить основные параметры спектра ППЛ с РФП: число мод в спектре, расстояние между соседними модами, ширину спектра моды и добротность основной моды резонатора. Привести спектр ППЛ с РФП.

Таблица 3.1 – Исходные данные к задаче No3
No вар  1        
λ0, мкм  1,33        
n   3,4        
L, мкм  200        
W, мкм  30        
d, мкм  1,7        
α, 1/см  10        
Δ λ0,5, нм  6        


Задача 4

Рассчитать квантовую эффективность фотодиода на заданной длине волны λ, если ширина области поглощения W, мкм, а коэффициент поглощения материала соответствует заданной длине волны. Рассчитать чувствительность заданного фотодиода. Определить фототок при данной мощности излучения, падающей в зрачок фотодиода.

Таблица 2 – Данные к задаче 4
No вар  1        
ФД  ЛФД        
материал  Ge        
λ, мкм  1,3        
W, мкм  30        
M  10        
pin, дБм  -29        


5. Линейные тракты оптических систем передачи

Задача 5.1
Используя приложения 1 для оптических интерфейсов аппаратуры SDH, определенных рекомендациями МСЭ-Т G.957 и G.691, определить:

по варианту (табл.5.1)предельную дальность передачи по оптическому волокну без промежуточных регенераторов, но с возможным использованием оптических усилителей. Также определить минимальное расстояние между оптическим передатчиком и оптическим приёмником заданного интерфейса для исключения перегрузки приёмника. Рассчитать уровень сигнала на приеме, мощность сигнала на входе приемника и совокупную хроматическую дисперсию при условии, что длина участка равна L, проверить, соответствуют ли полученные значения техническим нормативам.
Таблица 5.1 – Исходные данные к задаче No5.1
Параметр
 No варианта
  1        
Интерфейс  V-4.2        
L, км  106        
Строительная длина кабеля, lстр, км  2,5        
Число разъемных соединений  4        

Задача 5.2
Для заданного количества оптических каналов в ВОСП-WDM и OSNR (табл.5.2) каждого канала определить минимальный допустимый уровень передачи канального сигнала в интерфейсе MPI-S и максимальный допустимый уровень группового сигнала в интерфейсе MPI-S при использовании на промежуточных станциях Mус – эрбиевых усилителей с усилением G и с коэффициентом шума NF(табл.5.2). Для скоростей передачи цифровых данных в формате NRZ 2,5Гбит/с и 10Гбит/с считать шум спонтанной эмиссии -58дБ и -56дБ соответственно. Определить, превышает ли мощность группового сигнала максимально допустимую мощность в интерфейсе MPI-S.

Таблица 5.2 – Исходные данные к задаче 5.2

Параметр No варианта
  1        
Число оптических кана-лов и скорость пере-дачи в каждом, Гбит/с  6
10        
OSNR, дБ  21        
Число оптических усилителей Mус  5        
Длина одного пролета, км  90        
Коэффициент шума усилителя NF, дБ  7,5

Гавриленко О.Б., 2018 , зачет

По всем вопросам пишите: currrent@yandex.ru