Волоконно-оптические системы передачи. 4-й вариант

Задача 1
Определить затухание (ослабление), дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе.
Исходные данные:
L = 163 км - длина секции;
Тrue\Wave  - «Истиная волна» - одномодовое оптическое волокно со смещенной ненулевой дисперсией.
= 0,22 дБ/км - километрическое (погонное) затухание;
0 = 1.55 мкм - длина волны излучения передатчика;
0,5 = 0,18 нм - ширина спектра излучения на уровне половины максимальной мощности излучения;
D = 0.8 пс/(нмкм) - хроматическая дисперсия

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 0 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.
Исходные данные:
L = 270 мкм - длина резонатора в лазере FP;
= 65 нм - полоса длин волн;
n = 3,7 - показатель преломления активного слоя;
0 = 0,47 мкм - центральная мода;
R = 0,34 - коэффициент отражения;
L = 400 мкм - длина лазера DFB;
m= 2 - порядок решетки;
d = 0,9 мкм - шаг решетки;
nЭ = 3,53 - показатель преломления.

Задача 3
По заданным I и Р1 построить зависимость выходной мощности оптического излучения от величины электрического тока, протекающего через него. Для заданного тока смещения и амплитуды модулирующих однополярных импульсов определить графически изменение выходной модуляционной мощности Pmax и Pmin и определить глубину модуляции.
По построенной характеристике указать вид источника.
Исходные данные:
I, мА 0 5 10 15 18 20 22 24 26 28
Р1, мкВт 0 15 30 45 60 90 160 230 310 370
IСМ = 16 мА - тока смещения;
Im =2 мА - амплитуда тока модуляции.
Зависимость выходной мощности оптического излучения от величины электрического тока приведена на рис.3.4.

Задача 4
Построить график зависимости чувствительности фотодетектора от длины волны оптического излучения.
По графику и исходным данным определить величину фототока на выходе p-i-n фотодиода. По графику определить длинноволновую границу чувствительности фотодетектора.
Определить материал для изготовления прибора.
Исходные данные:
Чувствитель-ность, 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
PU = 3.5 мкВт - мощность излучения;
=910 нм - длина волны.

Задача 5
Определить полосу пропускания и отношение сигнал/шум для фотоприемного устройства, содержащего трансимпедансный усилитель (ИУ) и фотодетектор p-I-n.
Исходные данные:
характеристики ФПУ:
RЭ = 1600 кОм - эквивалентное сопротивление;
СЭ = 2.2 пФ - эквивалентная емкость;
ВН = 0,52 - внутренняя квантовая эффективность фотодиода;
М = 1 - коэффициент умножения ЛФД;
FШ(М) = 1 - коэффициент шума;
Т = 280 К - температура по шкале Кельвина;
ДШ = 2 - коэффициент шума предварительного каскада усиления;
КУС = 3000 - коэффициент усиления фотодиода;
характеристики передачи:
РПЕР = +10 дБм - мощность сигнала на передаче;
L = 90 км - длина кабельной линии;
= 0,24 дБ/км - километрическое затухание кабеля

Задача 6
Используя приложения для оптических интерфейсов аппаратуры SDH, определенных рекомендациями МСЭ-Т G.957, рассчитать число промежуточных регенераторов и расстояние между ними.
Составить схему размещения оконечных и промежуточных станций с указанием расстояний. Определить уровень приема на входе первого, считая от оконечной станции, регенератора, вычислить допустимую вероятность ошибки одного регенератора.
Исходные данные:
L-16.1 - тип оптического интерфейса;
К = 0,35дБ/км - затухание оптического кабеля;
D = 3.2 пс/(нмкм) - дисперсия оптического кабеля;
L = 973 км - длина линии;
LС = 2.2 км - строительная длина кабеля;
С = 0,07 дБ - затухание на стыке длин.