Основы физической и квантовой оптики (ДВ 2.2). Вариант №2

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 2
nс 1.484
nо 1.466

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

No варианта 2
Тип волокна G.655
Длина участка регенерации, км  92
Длина волны λ0, мкм   1,55
Спектральная линия ∆λ0,5, нм  0,5
ps, дБм  1
�стр, км  5
В, Гбит/с  1
Nрс  6

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 2
λ0, мкм 1,31
n  3,5
L, мкм 150
W, мкм 20
d, мкм 2
α, 1/см 15
Δ λ0,5, нм 7

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  2
ФД  p-i-n
материал  InGaAsP
λ, мкм  1,35
W, мкм  20
M  -
pin, дБм  18

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 2
Интерфейс  L-16.2
L, км  71
Строительная длина кабеля, lстр, км  3
Число разъемных соединений  6

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 2
Число оптических кана-лов и скорость пере-дачи в каждом, Гбит/с  8 2,5
OSNR, дБ  22
Число оптических усилителей Mус  6
Длина одного пролета, км  100
Коэффициент шума усилителя NF, дБ  7

Год сдачи 2020
Уважаемый ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Оценена Ваша работа по предмету: Основы физической и квантовой оптики (ДВ 2.2)
Вид работы: Контрольная работа
Оценка: Зачет