Определить затухание, дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в ВОСП

  • ID: 51575 
  • 46 страниц

Фрагмент работы:

Контрольная работа ВОСП

Вариант 10

Ответы на контрольные вопросы раздел 1.

Волоконно-оптическая система передачи – система передачи, в которой все сигналы передаются по оптическому кабелю.

В настоящее время передачу сигналов по волокну осуществляют в трех диапазонах: 850 нм, 1300 нм, 1550 нм, так как именно в этих диапазонах кварц имеет повышенную прозрачность.

12. Оптические конвертеры обеспечивают преобразование электрического сигнала из витой пары и тонкого коаксиального кабеля в оптический сигнал, идущий по многомодовому или одномодовому волокну. Конвертер, в отличие от трансивера, должен иметь свой отдельный блок питания.

Задача 1.

Определить затухание, дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в ВОСП.

Дано:

L= 96 км; Волокно типа SF

LS= 6км уПМД=0,5пс/км1/2

б= 0,35 дБ/км;

lS= 0,05дБм

л0 = 1,31 мкм

Дл0,5= 0,05 нм

уХР= 3.5 пс/нм*км

РЕШЕНИЕ:

Ответы на контрольные вопросы раздел 2.

Базовые транспортные технологии мультиплексирования: SDH, OTH-WDM, ATM, Ethernet, T-MPLS

Циклы передачи PDH

Уровень цифровой иерархии

Скорости передачи, соответствующие различным системам цифровой иерархии, кбит/с

Американский стандарт (Tx)

Японский стандарт (DSx) Jx

Европейский стандарт (Ex)

1, первичный

1544

1544

2048

2, вторичный

6312

6312

8448

3, третичный

44736

32064

34368

4, четвертичный

274176

97728

139264

5, пятеричный

не используется

397200

Одноступенчатая схема мультиплексирования кадра Ethernet предусматривает объединение до 4096 кадров Ethernet в общий логический путь транспортной сети. Для этого каждый мультиплексируемый кадр получает свою метку пользователя (C-Tag, Customer - Tag), содержащую идентификатор локальной сети, где находится пользователь.

Двухступенчатая схема мультиплексирования предполагает возможность объединения уже мультиплексированной нагрузки на первой ступени с метками C-Tag в количестве М, где число M однозначно не регламентировано. Также кадры Ethernet могут содержать метки провайдеров услуг (S-Tag, Service provider Tag).

Задача 2

Дано:

Общее число кадров Ethernet PBT =16

Транспортная структура – VC4

Транспортная структура – VC4

VC = 260х9 байт

Ответы на контрольные вопросы раздел 3.

Требования к источникам излучения:

-сигнал излучается на длине волны в окнах прозрачности (где затухание минимально) – 0.85; 1.33; 1.55 мкм;

- большая доля световой энергии должна попадать в ОВ;(т.е. потери должны быть минимальными) ;

- на выходе источника излучения должно обеспечиваться требуемое значение уровня мощности;

- изменение параметров окружающей среды должно оказывать минимальное влияние на источник излучения.

Для повышения эффективности ввода излучения в стекловолокно используются различные линзы, позволяющие сконцентрировать световой луч, что эквивалентно увеличению апертуры. Например:

Задача 3

Определить характеристики многомодового лазера с резонатором Фабри-Перо (FP) и одномодового лазера с распределенной обратной связью (DFB).

Дано:

Параметры лазера FP:

Параметры лазера DFB:

L=240 мкм

C=3*108м/с

Дл=25 нм

n=3.3

л0 = 0.42 мкм

R = 0.25

L=190 мкм

m=1 – порядок решетки

d=0.08 мкм – шаг решетки

nЭ=3.4 – показатель преломления

РЕШЕНИЕ:

Ответы на контрольные вопросы раздел 4.

Модуляция - Это изменение параметров оптической несущей по закону информационного колебания.

Нелинейные искажения при модуляции уменьшаю путем ввода в схему модулятора отрицательной обратной связи.

Задача 4

Для заданных тока смещения и амплитуды модулирующих однополярных импульсов определить графически изменение выходной модуляционной мощности и определить глубину модуляции. Указать вид источника.

Дано:

Данные для построения графика:

| | | | | | | | | |

I, мА | 0 | 5 | 10 | 15 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28

| | | | | | | | | |

Р1, мкВт | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 | 90 | 160 | 230 | 310 | 370

Ответы на контрольные вопросы раздел 5.

К фотодетекторам оптических систем связи предъявляются следующие требования:

высокая чувствительность;

требуемые спектральные характеристики и широкополосность;

низкий уровень шумов;

требуемое быстродействие;

длительный срок службы;

использование в интегральных схемах совместно с оптическими усилителями.

В большой степени этим требованиям отвечают фотодиоды.

Шумы темнового тока и дробовый шум не устранимы.

Задача 5.

Определить величину фототока на выходе p-i-n фотодиода. По графику определить длинноволновую границу чувствительности фотодетектора и материал изготовления.

Данные для построения графика S(л)

S(л), А/Вт

0,28

0,32

0,43

0,53

0,58

0,65

0,73

0,64

0,1

л, мкм

0,85

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,78

Дано:

Рu = 0,8 мкВт

l = 1,75 мкм

>

….

Ответы на контрольные вопросы раздел 6.

При прямом детектировании оптический сигнал направляется на фотодетектор и на выходе ФПУ фиксируется электрический сигнал (рисунок 6.1).

Рисунок 5.1 - Прямое детектирование оптического сигнала

Электрический сигнал образуется в виде изменяющегося электрического …

Задача 6.

Определить полосу пропускания и отношение сигнал / шум для фотоприемного устройства, содержащего ТИУ усилитель и фотодетектор ЛФД.

Исходные данные:

Rэ=100 кОм

Сэ=2 пФ

звн=0,8

Fш(М)=2

Дш=3

М=10

Т=290

Кус=100

Ответы на контрольные вопросы раздел 7.

Оптические усилители основаны на следующих эффектах:

Усиление света в оптических системах осуществляется за счет энергии внешнего источника. Основой усилителя является активная физическая среда, в которой благодаря энергетической подкачке увеличивается мощность излучения. В качестве активной среды применяются полупроводники и стекловолокна с различными примесями, например, редкоземельными эрбием (Er), неодимом (Nd), празеодимом (Pr), тулием (Tm). Накачка этих сред осуществляется непрерывно или импульсно. При усилении может происходить преобразование спектра входного сигнала, т.е. выходной сигнал может быть смещен по частоте.

….

Задача 7.

Определить длину взаимодействия L излучения накачки в рамановском усилителе.

Дано:

Рн=1,5 Вт

А=35 мкм2=35*10-17км1

G = 3 дБ

g = 7,5*10-14м/Вт= 7,5*10-14 км/Вт

Решение:

Ответы на контрольные вопросы раздел 8.

Линейные тракты оптических систем передачи подразделяются на беспроводные (атмосферные) и проводные (волоконно-оптические). 

Задача 8.1

Определить предельную дальность передачи по двум типам волокон без промежуточных регенераторов, но с использованием оптических усилителей. Также определить минимальное расстояние между оптическим передатчиком и оптическим приемником заданного интерфейса для исключения перегрузки приемника.

Дано:

Интерфейс

V4.2

Lc=

2.5 км

ls=

0,04дБ

lc=

0,6дБ

Рперегруз min =

-18 дБ

Задача 8.2

N ок =

6

В Гбит/с =

10

OSNR , дБ=

21

 

Мус =

4

А, дБ =

33

NF, дБ =

8

 

Ответы на контрольные вопросы раздел 9.

Пассивные компоненты:

Оптический кабель, светонесущими элементами которого являются оптические волокна. Наружная оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, тефлона и других материалов. Оптический кабель может иметь бронирование различного типа и специфические защитные слои (например, мелкие стеклянные иглы для защиты от грызунов).

Задача 9

Дано:

Число мультиплексоров ROADM – 5

Интерфейс DN100S-1D3(L)

Nканалов=2

Ответы на контрольные вопросы раздел 10.

Оптический солитон – это импульс, представляющий собой одиночную волну колоколообразной формы, образующийся в оптическом волокне при наличии определенной нелинейной зависимости коэффициента преломления от интенсивности излучения когерентного источника. При этом коэффициент преломления должен возрастать с ростом интенсивности. Тогда высокочастотные составляющие импульса как бы сдвигаются к его хвосту, а низкочастотные составляющие – к его голове, чем подавляется действие хроматической и поляризационной дисперсии. Такой импульс может сохранять форму и ширину по всей длине волоконной линии