Основы оптической связи. Вариант 07.

Контрольная работа из 6 задач и вопросов.
Раздел 1. Основы физической и квантовой оптики.
1. Чем обусловлено использование диапазона волн 0,4 - 1,8мкм в технике оптической связи?
2. Как связаны энергия фотона и длина волны излучения?
3. Какие законы являются основой геометрической оптики?
4. Какой физический смысл у показателя преломления?
5. Что такое поляризация электромагнитной волны?
6. Почему происходит интерференция волн?
7. Какие приборы строятся на основе интерференции?
8. Что называют дифракционной решеткой?
9. Что сообщается в условии Брэгга-Вульфа?
10. В чем физический смысл «запрещённой зоны» полупроводниковых материалов?
11. Почему соединение GaAs может использоваться для изготовления источников и приёмников оптического излучения ВОСП?
12. Чем отличаются прямозонные и непрямозонные материалы?
13. Какие функции может выполнять p-n переход в оптических приборах при прямом и обратном смещении?
14. Какие устройства могут входить в состав ВОСП?
15. Какие функции выполняет оптический конвертор ВОСП?
Раздел 2. Основы построения оптических систем передачи.
1. Что принято понимать под волоконно-оптической системой передачи?
2. Какой диапазон электромагнитных волн (частот) получил наибольшее применение в оптических системах передачи?
3. Какой физический смысл у показателя преломления?
4. Какие характеристики имеют стекловолокна?
5. Какие оптические диапазоны определены для улучшенных волокон стандарта G.652?
6. Чем принципиально отличаются волокна SMF и NZDSF?
7. В чем физический смысл «запрещённой зоны» полупроводниковых материалов?
8. Почему соединение GaAs может использоваться для изготовления источников и приёмников оптического излучения ВОСП?
9. Чем отличаются прямозонные и непрямозонные материалы?
10. Какие функции может выполнять p-n переход в оптических приборах при прямом и обратном смещении?
11. Какие устройства могут входить в состав ВОСП?
12. Какие функции выполняет оптический конвертор ВОСП?
Задача 2
Раздел 3. Источники оптического излучения для систем передачи.
1. Какие требования предъявляются к источнику оптического излучения?
2. Чем отличаются конструкции и характеристики торцевого (суперлюминесцентного) и поверхностного светодиодов для оптической связи?
3. Какие конструкции лазеров применяются в технике оптической связи?
4. Что представляет собой резонатор Фабри – Перо и какие он имеет характеристики?
5. Как устроен полупроводниковый гетеролазер с резонатором Фабри – Перо и как формируется когерентное излучение в нём?
6. Каким образом в лазерах достигается одномодовый режим генерации?
7. Почему и какими средствами стабилизируют температурный режим работы лазера?
8. Как можно перестроить длину волны излучения одномодового лазера?
9. Что показывает диаграмма направленности излучения светодиода и лазера?
10. Чем согласуют источники излучения с волоконными световодами и атмосферой?
Задача 3
Раздел 4. Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона.
1. Что такое модуляция?
2. В чем состоит принципиальное отличие прямой и внешней модуляций оптического излучения?
3. В чем заключается сущность прямой модуляции в схемах с полупроводниковыми источниками оптического излучения?
4. Почему полоса частот при прямой модуляции ограничена?
5. Почему происходит искажение сигналов при прямой модуляции?
6. Чем отличаются модуляционные характеристики схем с лазером и светодиодом?
7. Какие виды внешней модуляции оптического излучения применяются в системах передачи?
8. Чем отличается электрооптический внешний модулятор от электроабсорбционного?
9. Какие виды внешней модуляции оптического излучения обеспечиваются модулятором Маха-Зендера?
10. Какие шумы образуются при модуляции?
11. Как уменьшить нелинейные искажения при модуляции?
12. Как устроен передающий оптический модуль?
13. С какой целью в состав передающего оптического модуля вводятся термодатчик и терморегулятор?
14. Какие электрические и оптические характеристики имеет передающий оптический модуль?
Задача 4
Раздел 5. Фотоприемники для оптических систем передачи.
1. Какие требования предъявляются к фотоприемникам оптических систем передачи?
2. Какие виды фотодетекторов используются в оптических системах передачи?
3. Почему в основном применяются полупроводниковые фотодиоды в оптических системах передачи?
4. Какие основные оптические и электрические характеристики имеет фотодиод конструкции p-i-n?
5. Чем ограничен диапазон оптических частот для фотодетектирования?
6. Почему у фотодетекторов есть длинноволновая граница чувствительности?
7. Чем отличается конструкция лавинного фотодиода (ЛФД) от конструкции фотодиода p-i-n?
8. Чем отличается принцип действия ЛФД от фотодиода p-i-n?
9. Какими средствами сокращается время включения фотодиода?
10. Чем определяется коэффициент усиления ЛФД?
11. Почему фотодиоды шумят?
12. Какие шумы фотодиодов принципиально неустранимы?
13. Почему фотодиоды типа TAP и TWPD относят к перспективным приборам?
Задача 5
Раздел 6. 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?
3. Какие виды предварительных усилителей применяются в фотоприемных устройствах?
4. Из каких элементов состоит входная цепь фотоприемного устройства с прямым детектированием?
5. Как устроена входная цепь фотоприемного устройства детектирования с преобразованием?
6. Как соотносятся между собой электрическая и оптическая полосы частот пропускания ФПУ?
7. Чем определяется величина соотношения сигнал/шум на выходе ФПУ?
8. Чем выполняется противошумовая коррекция в ФПУ?
9. Чем отличается гомодинный приемник сигнала от гетеродинного в ФПУ с преобразованием?
10. Что используется для детектирования оптического сигнала с фазовой модуляцией?
Задача 6
Раздел 7. Линейные тракты оптических систем передачи.
1. Какие разновидности линейных трактов существуют в оптических системах передачи?
2. Чем ограничены возможности использования атмосферных оптических линейных трактов?
3. Какие различия имеют одноволновые оптические линейные тракты ВОСП?
4. Какие функции выполняет транспондер?
5. Какие требования предъявляются к линейным кодам ВОСП?
6. Чем отличаются форматы RZ и NRZ в линейных кодах ВОСП?
7. В чем сущность коэффициента битовых ошибок BER или Кош?
8. Чем определяется длина регенерационного участка ВОСП?
9. С какой целью в ВОСП используется оценка Q-фактора?
Задача 7

Ответы на вопросы и задачи. Вариант 7.