Контрольная и Лабораторная работа №1,2,3 по дисциплине: Физические основы оптической связи. Вариант №4

Контрольная работа
1 Геометрические параметры оптического волокна

Задача 1

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

Таблица 1 – Исходные данные задачи No1
4
1.488
1.462


2 Затухание и дисперсия оптического волокна

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 , строительная длина кабеля , уровень мощности сигнала на передаче равен . Рассчитать дисперсию и длительность оптического импульса на выходе такой ВОСП, если на ее вход подается цифровой поток со скоростью передачи , с указанной шириной спектра источника излучения . Рассчитать максимально возможную скорость передачи цифрового сигнала по такой линии связи.

Таблица 2.1 – Исходные данные
4
G.652
33
1,31
3
-2
3
5
2


3 Источники излучения


Задача 3

Определить пороговый коэффициент усиления ППЛ с РФП, излучающего длину волны , 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 .
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
4
1,36
3,53
175
15
2,5
20
8



4 Фотоприемники

Задача 4

Рассчитать квантовую эффективность фотодиода на заданной длине волны , 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 4.1 – Данные к задаче 4
4
p-i-n
Ge
1,55
15
-
-21



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
4
S-4.1
7
4
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
4
12
2,5
24
8
85
6

Лабораторная работа No1
Изучение основных характеристик источников излучения

1. Цель работы:
Целью работы является знакомство с принципом действия светоизлучающего диода (СИД), суперлюминисцентного диода (СЛД) и лазерного диода (ЛД); исследование их ваттамперных характеристик (зависимости мощности излучения от тока), спектральных характеристик и диаграмм направленности.
1. Снимите семейство ВАХ для ППЛ, введя 9 значений тока накачки от 0 до 40 мА. Укажите марку ППЛ. Определите пороговый ток по графику. Результаты следует оформить в таблицу 1
2. Зарисуйте или сфотографируйте спектр ППЛ. Определите по графику λ0 и Δλ0,5 (на уровне уменьшения мощности в 2 раза) Рассчитайте Δf0,5, ТГц
3. Снимите семейство ВАХ для СЛД. Укажите марку СЛД. Результаты следует оформить в таблицу 2
4. Зарисуйте или сфотографируйте спектр СЛД. Определите по графику λ0 и Δλ0,5. Рассчитайте Δf0,5, ТГц, по формуле (1)
5. Снимите семейство ВАХ для СИД. Укажите марку СИД. Результаты следует оформить в таблицу 3
6. Зарисуйте или сфотографируйте спектр СИД. Определите по графику λ0 и Δλ0,5. Рассчитайте Δf0,5, ТГц, по формуле (1)
7. Результаты измерения и расчета спектра источников излучения занесите в таблицу 2
8. Зарисуйте (сфотографируйте) схему для измерения диаграммы направленности источников излучения. Приведите пример изображения результатов измерения на мониторе и осциллографе.


Лабораторная работа No2
Изучение основных характеристик фотодиодов

Цель работы:
Целью работы является знакомство с принципом действия p-i-n ФД и лавинного фотодиода (ЛФД); исследование их спектральных и вольт-амперных характеристик.
Контрольные вопросы
Что такое фотодиод?
Как устроен p-i-n фотодиод?
Какие характеристики имеет фотодиод?
Какое из приведенных утверждений правильное?
а) Электронно-дырочный переход - это слой, обедненный носителями заряда;
б) Электронно-дырочный переход - это слой, обогащенный носителями заряда;
Поясните работу устройства фотодиода с барьером Шоттки.
Нарисуйте ВАХ p-i-n фотодиода. Объясните каждый участок вольт - амперной характеристики этого фотодиода.
Что такое спектральная характеристика фотодиода?
На каком фотоэффекте основан принцип действия фотодиодов?
В чем отличие ЛФД от p-i-n фотодиода?


Лабораторная работа No3
Изучение основ построения ВОСП-WDM

Цель работы:
Целью работы является знакомство с технологией спектрального уплотнения (WDM).
Задача No1
Определить длину регенерационного участка для одноволновой ВОСП по формуле, предложенной МСЭ-Т.
4
1,0
0,0003
1
6
4,0
0,04

Задача No2.
Определите значение отношения сигнал/помеха.
1,0
35
-5
3

Задача No3.
В данной задаче требуется посчитать, сколько волновых каналов (n) вводится в МUX в пункте А и сколько выводится (m) из MUX в пункте D.
Рассчитанные значения следует ввести в окна, а затем нажать цифру с номером варианта

Уважаемый студент, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физические основы оптической связи
Вид работы: Лабораторная работа 1-3
Оценка: Зачет
Дата оценки: 24.10.2019
Рецензия:Уважаемый ,

Уважаемый студент, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физические основы оптической связи
Вид работы: Контрольная работа
Оценка: Зачет
Дата оценки: 25.10.2019
Рецензия:Уважаемый ,

Гавриленко Ольга Борисовна

Помогу с вашим вариантом, другой работой или дисциплиной.
E-mail: sneroy20@gmail.com