1 ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
- Какие диапазоны длин волн (частоты электромагнитных колебаний) применяются в системах передачи атмосферной и волоконно-оптической связи?
- Из каких укрупненных компонентов состоит структурная схема волоконно-оптической системы передачи (ВОСП)?
- Что представляет собой линейный тракт ВОСП?
- Какие виды мультиплексирования применяются в оптических системах передачи?
- Что такое WDM, DWDM и какое различие между ними?
Задача 1
Определить затухание (ослабление), дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе с длиной секции L (км), километрическим (погонным) затуханием (ослаблением) a (дБ/км) на длине волны излучения передатчика l 0 (мкм), ширине спектра излучения D l 0,5 на уровне половины максимальной мощности излучения. Данные для задачи приведены в таблицах 1.1 и 1.2.
2 ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Какие требования предъявляются к источнику оптического излучения?
Какие конструкции лазеров применяются в технике оптической связи?
Что представляет собой резонатор Фабри – Перо и какие он имеет характеристики?
Какими факторами определяется величина мощности оптического излучения, вводимого от источника в стекловолокно?
Каким образом формируется и направляется излучение в атмосферных системах передачи?
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 D l при длине резонатора L и показателе преломления активного слоя n.
Определить частотный интервал между модами и добротность резонатора на центральной моде l О 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.
3 МОДУЛЯЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА
Что такое модуляция?
В чем заключается сущность прямой модуляции в схемах с полупроводниковыми источниками оптического излучения?
Почему происходит искажение сигналов при прямой модуляции?
Какие шумы возникают при модуляции (перечислить)?
Как уменьшить нелинейные искажения при модуляции?
Задача 3
По данным таблицы 3.1 построить зависимость выходной мощности источника оптического излучения от величины электрического тока, протекающего через него. Для заданных (по варианту) тока смещения и амплитуды модулирующих однополярных импульсов (таблицы 3.2 и 3.3) определить графически изменение выходной модуляционной мощности Рмакс и Рмин и определить глубину модуляции h . По построенной характеристике указать вид источника.
4 ФОТОПРИЕМНИКИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Какие требования предъявляются к фотоприемникам оптических систем передачи?
Какие основные характеристики имеет фотодиод конструкции p-i-n?
Чем ограничен диапазон оптических частот для фотодетектирования?
Что такое длинноволновая граница чувствительности?
Чем отличается конструкция и принцип действия лавинного фотодиода (ЛФД) от конструкции диода p-i-n?
Что значит быстродействие фотодиода?
Перечислите шумы фотодиодов.
Задача 4
Определить величину фототока на выходе p-i-n фотодиода. По графику определить длинноволновую границу чувствительности фотодетектора и материал изготовления.
5 ФОТОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Чем отличается прямое фотодетектирование от фотодетектирования с преобразованием?
Какие функциональные блоки входят в схему фотоприемного устройства (ФПУ) с прямым детектированием?
Из каких элементов состоит входная цепь фотоприемного устройства с прямым детектированием?
Как устроена входная цепь фотоприемного устройства детектирования с преобразованием?
Как соотносятся между собой электрическая и оптическая полосы частот пропускания ФПУ?
Что используется для восстановления цифрового сигнала после ФПУ?
Задача 5.
Определить полосу пропускания и отношение сигнал/шум для фотоприемного устройства, содержащего интегрирующий (ИУ) или трансмиссионный усилитель и фотодетектор (ЛФД или p-i-n).
Исходные данные:
Rэ=1000 кОм Сэ=1пФ
ηвн=0,4 М=1
Fш(М)=1 Т=280
Дш=2 Кус=1000
Рпер= +1 дБм L=40*1,2=40,8 км
α=0,26 дБ/км
6 ОПТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Какие типы усилителей могут применяться в оптических системах передачи?
Как устроены и действуют усилители на примесном волокне?
Какими характеристиками описывают оптические усилители?
В каких частях оптических систем передачи могут использоваться усилители?
Какие шумы и искажения имеют место в оптических усилителях?
Какие реальные коэффициенты усиления обеспечивают полупроводниковые и волоконные оптические усилители?
7 ЛИНЕЙНЫЕ ТРАКТЫ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Какие способы построения линейных трактов оптических (проводных и беспроводных) систем передачи могут быть реализованы?
Какие устройства могут входить в состав линейного тракта оптической системы передачи?
Чем отличается регенератор в линейном тракте от усилителя?
Какие разновидности линейных кодов оптических систем передачи нашли наибольшее применение и почему?
Чем отличаются коды 1В2В от mBnB?
Каким требованиям должны удовлетворять линейные тракты многоволновых оптических систем передачи (системы со спектральным уплотнением)?
Задача 6.
Используя приложения для оптических интерфейсов аппаратуры SDH, определенных рекомендациями МСЭ-Т G.957, определить по варианту число промежуточных регенераторов и расстояние между ними.
Составить схему размещения оконечных и промежуточных станций с указанием расстояний. Определить уровень приема РПР [дБ] на входе первого, считая от оконечной станции, регенератора, вычислить допустимую вероятность ошибки одного регенератора.
