Телекоммуникационные волоконно-оптические системы (стр. 1 )

Министерство образования и науки Российской федерации

Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий»

Московский государственный технический университет радиотехники, элек­троники и автоматики

телекоммуникационные волоконно-оптические системы

Методические указания

по курсовому проектированию

МОСКВА 2012

Министерство образования и науки
Российской федерации

Государственная корпорация
«Российская корпорация нанотехнологий»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики"

телекоммуникационные волоконно-оптические системы

Методические указания

по курсовому проектированию

МОСКВА 2012

Составитель

Редактор

Методические указания используются для проведения курсового проектирования по модулю 4.4 в рамках программы Роснано опере­жающей профессиональной переподготовки, ориентированной на инвестиционные проекты по созданию индустрии волоконного лазеростроения. Изложены методика и рекомендации по эскизному проектированию аналоговых и цифровых волоконно-оптических систем телекоммуникационного назначения и принципиальных узлов их приемного и передающего оборудования.

Материал предназначен для слушателей, обучающихся по направлению 4: «Инженер - разработчик телекоммуникационной аппаратуры и волоконно-оптических систем связи». Он может быть полезным также при изучении дисциплин, читаемых на фа­культетах электроники и радиотехнических и телекоммуникаци­онных систем МГТУ МИРЭА: «Квантовая и оптическая электро­ника», «Твердотельная электроника», «Квантовые и оптоэлек­тронные приборы и устройства», «Волоконно-оптические устройства и системы».

Печатается по решению редакционно-издательского совета МГТУ МИРЭА

Рецензенты: (МГТУ МЭИ)

© МИРЭА, 2012

Введение

Материал настоящего учебного пособия полностью соответствует рабочей программе по направлению 4: «Инженер - разработчик телекоммуникационной аппаратуры и волоконно-оптиче-ских систем связи», модуль 4.4 «Телекоммуникационные волоконно-оптические системы» программы Роснано опережающей профессиональной переподготовки, ориентированной на инвестиционные проекты по созданию индустрии волоконного лазеростроения. Принципы функционирования, термины и определения, основные параметры и общие методики проектирования компонентной базы и аппаратуры волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) телекоммуникационного назначения рассмотрены в [1-9], а также в курсе лекций по данному направлению.

Курсовое проектирование преследует следующие цели:

·  закрепить и углубить теоретические знания по курсу;

·  развить практические навыки проектирования волоконно-оптических систем различного назначения;

·  развить навыки самостоятельной работы студентов с научно-технической литературой и сайтами мировых производителей оптической, оптоэлектронной и электронной компонентной базы;

·  научить студентов технически грамотно, четко и ясно излагать принятые решения в пояснительной записке;

·  способствовать изучению и применению материалов ГОСТ, ЕСКД и других нормативных документов;

·  подготовить студента к заключительному этапу обучения – выполнению квалификационной работы.

1. Темы и содержание курсовых проектов

Задание на курсовое проектирование содержит варианты исходных данных на выполнение проекта по расчету цифровых (табл. 1) и аналоговых (табл. 2) волоконно-оптических систем передачи (ВОСП). Выбор варианта производится преподавателем, сообразуясь с научными интересами студента.

Типовое задание предусматривает выбор и расчет структурной схемы всей системы, а также эскизную разработку структурных схем оптического передающего устройства (ОПУ) и фотоприемного устройства (ФПУ).

Курсовой проект представляется на рецензию в виде пояснительной записки объемом порядка 20-25 стандартных листов (шрифт Times New Roman 14 pt., 1,5 инт.), структурной схемы системы, структурных схем ОПУ и ФПУ, модуляционной характеристики передающего оптоэлектронного модуля. Схемы и характеристика должны быть выполнены на листах форматом А3 либо А4 с использованием программных пакетов, например, RUSPLAN, Microsoft Visio, AGRAPHER, ORIGIN или аналогичных программных продуктов в соответствие с требованиями ЕСКД.

Пояснительная записка должна содержать следующие разделы.

1.  Титульный лист установленного образца.

2.  Техническое задание (переписывается из табл. 1 либо табл. 2).

3.  Оглавление.

4.  Список условных обозначений и сокращений.

5.  Введение (объем 2-3 л. Рассматриваются место и применение волоконно-оптической техники в современных промышленных отраслях гражданского и военного назначений, а также структура и основная элементная база ВОСП. Проводится сравнение аналоговых и цифровых ВОСП. Дается постановка задачи проектирования конкретной системы).

6.  Расчет структурной схемы ВОСП.

7.  Результаты выбора, обоснования и расчета структурных схем ОПУ и ФПУ.

8.  Заключение (1 л. Описание основных результатов выполнения проекта).

9.  Список используемой литературы.

10.  Приложения (при необходимости).

В пояснительной записке должна быть использована специальная научно-техническая терминология, принятая отечественными нормативными документами [10, 11].

В отдельных случаях студенту в соответствие с его желанием может быть выдано индивидуальное задание, связанное с проектированием перспективных или специализированных ВОСП или ее отдельных узлов, а также с решением вопросов исследовательского и/или разработческого характера. Содержание такого проекта и форма отчетности по нему в каждом отдельном случае определяется руководителем.

2. Задание на проектирование

Таблица 1

Цифровые ВОСП

Исходные данные	Вариант №
01	02	03	04	05	06	07
Тип цифровой телекоммуникационной системы	E/FC	E/FC	SDH	SDH	SDH	E/FC	E/FC
Тип канала передачи*	Д	Д	Д	Д	Д	Д	Д
Способ повышения пропускной способности*	СРК	СРК	СРК	СРК	СРК	СРК	СРК
Скорость передачи, Мбит/с	8 х 531	8 х 266	16 х 155	4 х 620	4 х 2500	4 х 1062	4 х 2125
Код в линии	BI-L	RZ	CMI	CMI	NRZ	NRZ	NRZ
Тип линии связи*	Л	Л	М	М	М	Л	Л
Спектральный диапазон, мкм	1,55	1,55	1,3 и 1,55	1,55	1,55	1,55	1,55
Максимальное расстояние между оконечными пунктами, км	20	15	1000	600	150	10	15
Конфигурация сети, рис.	1а	1б	1в	1г	1д	1е	1б
Максимальный коэффициент ошибок	10-12	10-12	10-9	10-9	10-9	10-12	10-12
Формат входного/выходного электрического сигнала	ПЭСЛ	ТТЛ	ТТЛ	ПЭСЛ	ПЭСЛ	ПЭСЛ	ПЭСЛ

* М – магистральная, Л – локальная, Д – дуплексный, E/FC – Ethernet/Fibre Channel, SDH - синхронная цифровая иерархия, СРК – спектральное разделение каналов, ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика, ПЭСЛ - положительная эмиттерно-связанная логика (также допустимо использование логики формата CML).

Таблица 2

Аналоговые ВОСП

Исходные данные	Вариант №
08	09	10	11	12	13	14	15
Вид предоставляемой услуги*	ЗВ	ЗВ	ТВ	ТВ	ТВ	ТВ	ТВ	ЗВ
Полоса информационного электрического сигнала, кГц	0,1-48	0,03-53	0,05-6000	0,05-6000	0,05-6000	0,05-5000	0,05-5000	0,03-53
Число передаваемых каналов	20	30	30	40	50	10	20	100
Формат модуляции поднесущей	ЧМ	ЧМ	АМ	АМ	АМ	ЧМ	ЧМ	ЧМ
Полоса частот поднесущих, МГц	100-108	88-100	300-550	50-470	50-860	950-1250	950-1650	950-1250
Мин. шаг поднесущих, МГц	0,4	0,4	8	8	8	27	27	1
Спектральный диапазон, мкм	1,3	1,3	1,3	1,55	1,55	1,3	1,55	1,3
Максимальное расстояние между оконечными пунктами, км	20	15	25	8	10	30	15	25
Конфигурация сети, рис.	2а	2б	2в	2г	2д	2е	2б	2в
Требуемое отношение сигнал/шум**, дБ	53	57	50	52	48	60	57	57
Уровень входного/выходного электрического сигнала***, В	0,7/ 10 кОм	0,7/ 10 кОм	0,775/75 Ом	0,775/75 Ом	0,775/ 75 Ом	0,775/75 Ом	0,775/75 Ом	0,7/ 10 кОм

*ЗВ – звуковое вещание, ТВ – телевизионное вещание.