Учебно-методический комплекс по дисциплине «Элементы устройств волоконно-оптических линий связи (ВОЛС)» (стр. 3 )

Рр1 = Рпер – Ар = ,5 = - 4,5 дБм

Уровень сигнала после первого неразъемного соединителя станционного ОК и линейного ОК:

Рн1 = Ppl - Ан = - 4,5 - 0,1 = - 4,6 дБм,

Уровень сигнала после неразъемного соединителя на позиции 2км:

Рн2 = Рн1 - 1с • α - Ан = - 4,6 - 2 • 0,3 - 0,1 = - 5,3 дБм.

Уровень сигнала после неразъемного соединителя на позиции 4 км:

РнЗ = Рн2 - 1с • α - Ан = - 5,3 - 2 • 0,3 - 0,1 = - 6 дБм

Таким образом, рассчитаем уровни сигнала после всех не­разъемных соединителей.

Например:

Рн4 = - 6,7 дБ м Рн5 = - 7,4 дБ м

И так далее, до

Рн49=-38,2дБм

Уровень сигнала после 49-го неразъемного соединителя ра­вен-38,2 дБ м.

Уровень сигнала после 2-го разъемного соединителя:

Рр2 = Рн49 - Ар = - 38,2 - 0,1 = - 38,3 дБ м

Уровень сигнала после 2-го разъемного соединителя является уровнем приема:

Рпр = Рр2=-38,3 дБм

Общее затухание на оптической соединительной линии со­ставляет:

Ару = Рпер - Рпр =,3) = 34,3 дБ м

По результатам расчетов можно сделать вывод, что затухание на оптической соединительной линии меньше энергетического потенциала ВОСП, равного Э =36 дБ.

Эксплуатационный запас системы можно принять Эз = 4 дБ.

Для транспортных систем SDH в технических данных приво­дится максимальный уровень приема. Рассчитанный уровень приема не должен быть больше максимально возможного уровня приема, но и не должен быть ниже минимально возможного уров­ня приема:

Рпр min < Рпр < Рпр max

- 40 дБ м < - 38,3 дБ м < - 4 дБ м

Таким образом, уровни оптического сигнала в точке приёма больше минимально возможного и меньше максимально возмож­ного уровней, приводимых в технических данных ВОСП.

Расчет длины участков регенерации

Длина регенерационного участка РУ цифровой волоконно-оп­тической системы (ЦВОСП) зависит от многих факторов, важ­нейшим из которых является энергетический потенциал (Э) ЦВОСП, равный:

Э=Рпер – Рпр, Дб,

где Рпер - абсолютный уровень мощности оптического сигнала (излу­чения), дБ м;

Рпр - абсолютный уровень мощности оптического сигнала на входе приемного устройства, при котором коэффициент ошибок или вероят­ность ошибки Рош одиночного регенератора не превышает заданного значения, дБ м.

Энергетический потенциал определяет максимально-допустимое за­тухание оптического сигнала в оптическом волокне (ОВ), разъемных и неразъемных соединителях на РУ, а также в других узлах ЦВОСП.

Помимо этого фактора, необходимо учитывать:

• дисперсию в OB, sb, пс/нм-км. Дисперсионные явления в ОВ приводят к расширению во времени спектральных и модовых составляющих сигнала, то есть к различному времени их распро­странения, что приводит к изменению формы и длительности оптических импульсных сигналов, к их уширению;

• помехи, обусловленные тепловыми шумами резисторов, транзисторов, полупроводниковых диодов, усилителей, шумами источников оптического излучения, шумами из-за отражения оп­тического излучения от торцевой поверхности ОВ, модовыми шумами из-за интерферентности мод, распространяющихся в ОВ; этот вид помех интегрально учитывается как собственные шумы;

• квантовый или фантомный шум, носителем которого явля­ется сам оптический сигнал (в силу его малости по сравнению с другими составляющими шумов оптического ЛТ, в проекте его не учитываем и влияние учитывается как влияние дестабилизи­рующих факторов);

• коэффициент затухания ОВ (al), дБ/км;

• минимально детектируемую мощность (МДМ), Wмдм, соот­ветствующую минималь-ному порогу чувствительности приемно­го устройства - фотоприемника ЦВОСП с заданной вероятнос­тью ошибки.

Для определения длины РУ составляется его расчетная схема (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Расчетная схема РУ ЦВОПС:

ОС-Р - оптический соединитель разъемный (их число на РУ рав­но 2);

НРП - необслуживаемый регенерационный пункт; ПРОМ - приемопередающий оптический модуль, преобразующий оптический сигнал в электрический, восстанавливающий параметры последнего и преобразующий его в оптический;

ОС-Н - оптический соединитель не­разъемный, число которых на единицу меньше числа строительных длин ОК, составляющих РУ.

Как следует из рис. 1.5, затухание РУ определяют по форму­ле:

Ару = 2Аоср + q Аосн + α1lру + Аt + Ав, (1.6)

где Аоср - затухание, вносимое разъемным оптическим соедините­лем,

равное 0,5... 1,5 дБ;

q - число неразъемных оптических соединителей;

Аосн - затухание, вносимое неразъёмным оптическим соединителем дБ;

α1 - коэффициент затухания ОВ, дБ/км;

lру - длина регенерационного участка, км;

Аt - допуски на температурные изменения параметров ЦВОСП, в том числе и ОК, для типовых ВОСП равные 0,5...1,5 дБ;

Ав - допуски на ухудшение параметров элементов ЦВОСП со вре­менем (старение, деградация и т. п.), Ав=2...6 дБ (зависит от типов ис­точника и приемника оптического излучения и их комбинаций).

Для линейного оборудования СП синхронной цифровой иерархии всегда известным является уровень передачи, т. е. Рпер= +2...-4 дБ.

Длину регенерационного участка, км, находим по формуле:

(1.7)

Энергетический потенциал Э возьмем из технических данных аппаратуры SMA1, равный 36 дБ (см. табл. 1.2).

Все величины в формуле (1.7) известны, кроме q - числа не­разъемных оптических соединений. Число q на единицу меньше числа строительных длин.

Определим длину РУ в км, считая, что затухание, вносимое неразъемными соединителями равно нулю. При таком допуще­нии длина РУ определится из выражения:

(1.8)

Теперь, зная , определим число строительных длин ОК, составляющих РУ по формуле (1.9):

(1.9)

где Ц — округление в сторону большего числа.

Число неразъемных оптических соединителей вычисляем по формуле (1.10):

q = qстр -1, (1.10)

q = 30- 1=29

Затухание, вносимое этими соединителями, равно q • Аосн. Следовательно, длина РУ должна быть уменьшена на величину

(1.11)

С учетом (1.8) — (1.11), длину РУ определим по формуле:

РУ РУ max " *

/ = 99-16 = 83км.

19 Теперь, зная , определим число строительных длин ОК, составляющих РУ по формуле (1.9):

(1.9)

где Ц — округление в сторону большего числа.

Число неразъемных оптических соединителей вычисляем по формуле (1.10):

q = qстр -1, (1.10)

q = 30- 1=29

Затухание, вносимое этими соединителями, равно q • Аосн. Следовательно, длина РУ должна быть уменьшена на величину

(1.11)

С учетом (1.8) — (1.11), длину РУ определим по формуле:

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Убайдулаев -оптические сети. — М.: Эко-Трендз, 2002.

2 , «Элементная База волоконно – оптических систем передачи информации.» Москва, 2002 г.

3.ЭЛЕМЕНТЫ УСТРОЙСТВ ВОЛС Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями. РГОТУПС Москва – 2003.

Материалы текущего, промежуточного и итогового контроля знаний студентов

Для проведения зачетов (экзаменов) в письменной или тестовой форме разрабатывается перечень вопросов, утверждаемый заведующим кафедрой. В перечень включаются вопросы из различных разделов курса, позволяющие проверить и оценить теоретические знания студентов и умение применять их для решения практических задач.

Зачет (экзамен) в письменной форме проводится одновременно для всех студентов академической группы. Время выполнения задания составляет не более одного академического часа. При проведении зачета (экзамена) в письменной форме оценка выставляется на основе правил, принятых кафедрой, которые должны быть сообщены студентам до начала зачетной (экзаменационной) сессии.

Аналогичные правила могут быть заложены в программы компьютерного тестирования.

При контроле знаний в устной форме преподаватель использует метод индивидуального собеседования, в ходе которого обсуждает со студентом один или несколько вопросов из учебной программы. При необходимости могут быть предложены дополнительные вопросы, задачи и примеры. По окончании ответа на вопросы преподаватель объявляет студенту результаты сдачи зачета (экзамена).

Примерный перечень вопросов

1. Передающие оптоэлектронные модули. Типы и характеристики источников излучения

2. Основные элементы ПОМ

3. Физические принципы работы светодиода

4. Характеристики фотодиодов

5. Материалы для изготовления и конструкции светодиодов

6. Физические принципы работы лазеров

7. Способы накачки в полупроводниковых лазерах

8. Конструктивные особенности и ватт-амперная характеристика лазерных диодов

9. Четыре типа лазерных диодов

10. Характеристики источников излучения

11. Сравнение светоизлучающих приборов

12. Ретрансляторы и оптические усилители – сравнительные характеристики

13. Основные особенности оптических усилителей

14. Принцип действия оптического усилителя

15. Основные параметры оптических усилителей

16. Типы оптических усилителей

17. Полупроводниковые оптические усилители

18. Усилители на примесном волокне

19. Оптические разветвители

20. Биконический разветвитель со связью через затухающее поле. Разветвители торцевого типа

21. Разветвитель с ветвящейся структурой. . Разветвитель с расщеплением пучка

22. Разветвители с градиентными диэлектрическими линзами:

23. Звездообразный разветвитель со сферическим зеркалом

24. Параметры, характеризующие разветвитель

25. Оптические переключатели

26. Типы оптических коммутаторов. Механический оптический коммутатор.

27. Электрооптические коммутаторы. Термооптические коммутаторы

28. Оптические волновые конверторы. Типы оптических волновых конверторов

29. Конверторы на основе перекрестной оптической модуляции

30. Оптические модуляторы

Экзаменационные билеты

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Обобщенная схема ВОСП. Требования, предъявляемые к источникам оптического излучения..
2. Типы оптических разветвителей. Параметры, характеризующие разветвитель

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1 Принцип действия когерентных и некогерентных источников оптического излучения.
2 Коэффициент усиления среды усилителя и мощность насыщения.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Принцип действия светоизлучающих диодов.
2. Принцип действия и структурные схемы повторителей и оптических усилителей. Сравнительные характеристики повторителей и оптических усилителей.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Характеристики светодиодов.
2. Принцип действия усилителей EDFA.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 5 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Материалы для изготовления и конструкции фотодиодов. Форма записи, используемая для описания светодиодов с различным химическим составом. Светодиоды торцевого типа.
2. Типы оптических усилителей. Основные особенности и принцип действия оптического усилителя.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 6 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Принцип действия когерентных источников излучения.
2. Основные элементы приемных оптоэлектронных модулей.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 7 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Принцип действия светоизлучающих диодов.
2. Характеристики светодиодов.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 8 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1 Принцип действия когерентных источников излучения.
2. Четыре типа лазерных диодов.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 9 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Основные элементы передающих оптических модулей.
2. Характеристики светодиодов.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Основные элементы приемных оптоэлектронных модулей.
2. Принцип действия когерентных и некогерентных источников оптического излучения.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Принцип действия и структурные схемы повторителей и оптических усилителей. Сравнительные характеристики повторителей и оптических усилителей.
2. Принцип действия усилителей EDFA.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Типы оптических усилителей. Основные особенности и принцип действия оптического усилителя.
2. Основные элементы передающих оптических модулей.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Типы оптических усилителей. Основные особенности и принцип действия оптического усилителя.
2. Коэффициент усиления среды усилителя и мощность насыщения.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Принцип действия усилителей EDFA.
2. Обобщенная схема ВОСП. Требования, предъявляемые к источникам оптического излучения.

РОАТ МИИТ Кафедра ЖАТС. 2010 / 2011 уч. г.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15 . по дисциплине «ИВОСП»	Утверждаю: Зав. кафедрой __________
1. Типы оптических разветвителей. Параметры, характеризующие разветвитель.
2. Основные элементы передающих оптических модулей.