Проектирование передающего устройства одноволоконной оптической сети
Основные особенности волоконно-оптических систем на городских телефонных сетях (ВОСП ГТС). Одноволоконные оптические системы передачи. Применение оптических циркуляторов, структура и принцип их работы. Построение передающих и приемных устройств ВОСП ГТС.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.09.2009 |
| Размер файла | 2,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Если необходимо малое число каналов, предпочтительней оказываются РОС лазеры ввиду их компактности. Однако когда число каналов с различными длинами волн увеличивается, свойственный МЧЛ контроль за расположением оптических каналов по спектральным интервалам может способствовать значительному увеличению недостатков, связанных с его размерами. Следовательно, МЧЛ может найти широкое применение в системах с волноводным спектральным уплотнением, требующих большого числа каналов с различными длинами волн, но с умеренной скоростью передачи данных в одном канале.
Интеграция ВСМ и фотоприемников. Четырехканальный демультиплексор с малыми потерями был монолитно интегрирован с фотодетекторами. Демультиплексор состоял из диспергирующей волноводной системы, соединенной с планарными фокусирующими областями (рис. 2.11).
Рис. 2.11
В устройстве использовались гребневые волноводы с поперечной разностью показателей преломления 0,037 и nэфф=3,29 (для ТЕ-поляризации). Ширина и высота гребня составляли соответственно 2 и 0,35 мкм. Свет из выходных волноводов поступал на фотодетекторы с помощью устройства связи, использующего проникающее поле. Для увеличения поглощения в фотодетекторе слоистая структура была оптимизирована. Эта структура выращивалась на подложке из n+InP методом MOVPE и имела нелегированный буферный слой InP толщиной 1,5 мкм, нелегированный волноводный слой InGaAs (2=1,3 мкм) - толщиной 0,6 мкм, нелегированный верхний обрамляющий слой волновода - 0,3 мкм, поглощающий слой n-InGaAs (1 х 1017 см -3) - 0,27 мкм, слой p-InP (1 х 1018 см-3) - 0.5 мкм и неволноводный контактный слой р-InGaAs (2x 1018 см -3) - 0,1 мкм. Размеры фотодетектора - 150 х 80 мкм2. Внутренний квантовый выход был лучше 90 %. Вне фотодетектора выращивалась слоистая структура, содержащая тонкие волноводные слои.
Измерение характеристик демультиплексора проводилось с помощью перестраиваемого лазерного источника. Измеренный интервал между каналами составил 1,8 нм. Полная ширина полосы канала по уровню 0.5 была равна 0,7 нм. Демультиплексор, монолитно интегрированный с фотодетекторами имел потери для ТЕ-поляризации 3-4 дБ, для ТМ-поляризации на 0,5 дБ больше. Внешняя чувствительность фотодетектора составляла 0,12 А/Вт. Полные внешние потери, включая потери на связь фотодетектора с волноводом, составляли 10 дБ, перекрестные помехи - 12 ... 21 дБ. Устройство, включая фотодетекторы и входные полосковые волноводы, имело размеры 3,0 х 2,3 мм2.
2.1.4 Оптические мультиплексоры с добавлением и отводом каналов
Оптический мультиплексор с добавлением и отводом каналов (МД/О) является устройством, предоставляющим одновременный доступ ко всем каналам на соответствующих длинах волн в системах связи с ВСМ/Д. В англоязычной литературе используется терминология Add/ Drop Multiplexer (A/DM). На рис. 2.12 приведена конфигурация такого волноводного 16-ти канального оптического мультиплексора. Его устройство состоит из четырех ВСМ/Д и 16-ти двухпозиционных термооптических (ТО) переключателей.
Рис. 2.12
Четыре ВСМ/Д с одинаковыми параметрами расположены в месте пересечения их планарных фокальных областей. В диапазоне 1.55 мкм спектральные интервалы между каналами и область дисперсии составляли 100 и 3300 ГГц (26,4 нм) соответственно. Сигналы, поступающие с мультиплексора (???????????????) с равными спектральными интервалами между ними, поступают на главные входные порты (добавленные порты). Разделившиеся с помощью ВСМ/Д1 (ВСМ/Д2) 16 сигналов вводятся в левые плечи (правые плечи) ТО переключателей. Любой оптический сигнал, введенный в двухпозиционный ТО переключатель, проходит через кросс-порт одного из четырех итерферометров Маха-Цендера, прежде чем достичь выходного порта. С другой стороны, любой сигнал с определенной длиной волны может быть удален из главного выходного порта и приведен к отводящему порту после изменения соответствующего условия в переключателе. Сигнал с той же самой длиной волны, что и отведенный, может быть добавлен в главный выходной порт, если будет поступать на добавленный порт (рис. 12). Например, если ТО переключатели SW2, SW4, SW6, SW7, SW9,SW12, SW13 и SW15 находятся в положении "Вкл.", выделенные сигналы ?2, ?4, ?6,??7, ?9, ?12, ?13 и ?15 выводятся из главного выходного порта (сплошная линия) и присоединяются к отводящему порту (пунктирная линия), как показано на рис. 2.13.
Рис. 2.13
Перекрестные помехи для положений "Вкл. - Выкл." оказались меньше 28,4 дБ при потерях на кристалл 8...10 дБ. Как видим, МД/О весьма привлекательны для всех систем связи с ВСМ/Д и позволяют оптической сети быть прозрачной для сигналов с большими битовыми скоростями и форматами.
Перспективы широкого практического применения МД/О привлекли исследователей к разработке средств проектирования сложных фотонных интегральных цепей. Для четырехканального МД/О был предложен метод инициирования проекта на символическом уровне, а также моделирование (начиная с этого уровня) и создание маски макета. Использованная система автоматического проектирования базировалась на известной специализированной системе проектирования для СВЧ-диапазона.
Моделирование фазара выполнялось в два этапа: сначала создавалась геометрия фазара с желаемой спецификацией, в которую включалось определенное число входных и выходных портов, центральная длина волны и спектральный интервал между каналами, затем моделировалось распространение волн через фазар.
Проект геометрии фазара имел два звездных соединителя, связанных матрицей прямолинейных и изогнутых волноводов. Фазар с N входными и М выходными волноводами описан с помощью (N +M) х (N + M) S-матрицы. Элементы матрицы SiJ вычислялись следующим образом. Сначала определялось поле, излучаемое из порта i, и коэффициенты связи с каждым волноводом матрицы. Затем вычислялось распространение волн в каждом волноводе с учетом потерь на переходах и излучение в изогнутых волноводах. Наконец, с помощью того же метода, что и для входных портов, определялись коэффициенты связи между каждым волноводом матрицы и выходным волноводом j.
Пример символического представления матрицы фазара 6 х 6 вместе с маской схемы показан на рис. 2.14.
Рис. 2.14
На следующей стадии проектировалась модель МД/О, состоящего из фазара 6 х 6 и обратных волноводных петель. В траектории петель включены переключатели типа интерферометров Маха-Цандера, которые открывают и закрывают петли. Символическое представление МД/О приведено на рис 2.15.
Четырехканальный МД/О с конструкцией, идентичной рассчитанному проекту, был реализован на основе InP. Сравнение результатов моделирования и измерений показало сдвиг максимума полосы пропускания отдельного канала на 9 нм.
Рис. 2.15
Главным образом это было следствием различия между спроектированной и изготовленной волноводными структурами. Потери составили 7 … 9 дБ, остаточный сигнал в полосе соседнего сигнала оказался примерно па 30 дБ ниже исходного сигнала. Эти значения находятся в хорошем согласии с рассчитанными.
2.2 Выводы
Волноводные спектральные мультиплексоры/демультиплексоры являются ключом к решению проблемы использования всей чрезвычайно широкой полосы пропускания волоконных световодов. Наибольшее развитие получили ВСМ/Д, выполненные на основе SiО2/Si и на InP. Первые обладают меньшими потерями на кристалл, в то время как полупроводниковые пассивные оптические интегральные схемы могут быть непосредственно интегрированы с источниками излучения, усилителями, фотодетекторами и др. При этом на одной подложке могут быть объединены оптические и электронные компоненты. Изготовление оптических волноводных спектральных мультиплексоров выполняется методами стандартной (высококачественной) литографии. Соединение оптических планарных интегральных цепей с волоконными световодами достаточно разработаны и не вносят существенных потерь. Размеры приборов (без корпусов) не превышают 1 - 2 см. Такие характеристики предвещают быстрое развитие производства дешевых, коммерчески приемлемых приборов нового поколения не только для дальней связи, но и для местной широкополосной связи типа дом - дом.
3. Применение оптических циркуляторов в волоконно-оптических системах передачи
Эволюция развития волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) от простых линий передачи к более совершенным системам с оптической обработкой сигнала стимулирует создание новых оптических устройств, обладающих невзаимными свойствами, - оптических изоляторов (ОИ) и оптических циркуляторов (ОЦ). В свою очередь применение таких устройств в аппаратуре ВОСП позволяет расширить функциональные возможности и улучшить характеристики ВОСП.
Оптический циркулятор представляет собой пассивное трех- или четырехпортовое оптическое устройство, которое благодаря своим невзаимным свойствам может распределять поступающее оптическое излучение в различные порты в зависимости от направления распространения излучения. Невзаимность свойств ОЦ (так же, как и ОИ) обусловлена эффектом невзаимного поворота плоскости поляризации (Эффект Фарадея) в магнитоупорядоченных кристаллах, в частности, в кристаллах ферритов-гранатов.
Рис.3.1
Схема работы простого трехпортового ОЦ (Y-типа) показана на рис.3.1.а. Оптическое излучение, которое поступает через порт 1, выходит через порт 2. Однако излучение, поступающее в обратном направлении через порт 2, направляется в порт 3, а не в порт 1. Поэтому при использовании двух соседних портов ОЦ функционирует как обычный ОИ, а при использовании всех трех портов может осуществляться двунаправленная передача по одному волокну.
В общем случае ОЦ (Х-типа) имеет четыре порта (рис.3.1.б). Аналогично предыдущему оптический пучок, входящий через порт 3, выходит через порт 4, а входящий через порт 4, выходит через порт 1. Для большинства применений ОЦ достаточно использование первых трех портов.
3.1 Структура и принцип работы оптического циркулятора
В настоящее время известно несколько схем построения ОЦ. ГП "Дальняя связь" разработана и выпускается модифицированная схема ОЦ со специальной призмой, имеющей щель.
Рис.3.2
Структура устройства и положение поляризационных компонентов показаны на рис. 3.2, где 1, 2, 3 - волоконные коллиматоры; 4 - специальная поворотная призма со щелью; 5, 7, 8, 9 - двулучепреломляющие элементы из кристалла рутила; 6 - 45-градусный фарадеевский вращатель из кристалла иттрий-железного граната. Принцип работы ОЦ заключается в следующем.
Прямой канал 1-2 фактически является одноступенчатым изолятором, работающим в прямом направлении. Поступающее в ОЦ через порт 1 оптическое излучение с произвольной поляризацией коллимируется линзой 1 и попадает на первый двулучепреломляющий элемент 5 из кристалла рутила. При прохождении через этот элемент входной пучок разделяется на два луча с ортогональной поляризацией - обыкновенный (о-луч) и необыкновенный (е-луч), при этом е-луч отклонятся от первоначального направления и на выходе элемента оказывается смещенным относительно о-луча (позиция "С" на рис. 3.2.б). Далее эти лучи проходят через фарадеевский вращатель поляризации 6, выполненный на основе кристалла иттрий-железного граната. Здесь плоскости поляризации обоих лучей поворачиваются на 45° (позиция "В" на рис.3.2). Затем лучи проходят через второй 7 и третий 8 двулучепреломляющие элементы, где также происходит отклонение лучей.
Поскольку длина и ориентация второго и третьего рутиловых элементов относительно первого выбраны соответствующим образом, два ортогональных поляризованных луча объединяются в один луч (позиция "А" рис.3.2.б), который выходит из ОЦ через порт 2. Таким образом, оптический сигнал с произвольной поляризацией передается из порта 1 в порт 2 с малыми потерями. И поскольку входной сигнал поступает из порта 1 через щель в призме, то порт 3 оказывается полностью "развязанным" от порта 1.
При работе в обратном направлении, когда входной сигнал поступает в порт 2, он проходит те же функциональные элементы, но в обратном направлении. Однако в результате невзаимного поворота плоскости поляризации в фарадеевском вращателе 6 два луча, распространяющиеся в обратном направлении, будут поляризованы ортогонально по сравнению с прямым направлением (позиция "С" рис.3.2.б). Поэтому после прохождения через первый рутиловый элемент 5 эти лучи не сходятся в один, а расходятся на удвоенное расстояние (позиция "D" рис.3.2.б) и не попадают в порт 1 через щель в призме. Следовательно, в этом случае имеет место изоляция порта 1 от порта 2, как в обычном оптическом изоляторе. Пучки, симметрично смещенные относительно щели, отклоняются призмой под углом 90° и направляются в отраженный канал (порт 3), где установлен двулучепреломляющий рутиловый элемент 9. Длина и ориентация этого элемента выбраны таким образом, чтобы поступающие лучи объединились в один луч, выходящий через порт 3. Таким образом, оптический сигнал передается из порта 2 в порт 3 при изоляции порта 1.
3.1.1 Характеристики оптических циркуляторов
Из принципа работы ОЦ следует, что вносимые в прямой канал потери, заданные выражением А12 = -10 lg P2/P1 (где P1 - мощность на входе 1, Р2 - мощность на выходе 2), определяются суммарным значением потерь коллимирующей системы (включая аберрационные потери линз), потерь в оптических элементах (поглощение, рассеяние и френелевское отражение), отклонением угла фарадеевского вращения от 45° и потерь, связанных с неточностью установки элементов. В зависимости от качества элементов и точности юстировки величина вносимых потерь в прямом канале может составлять А12 ~ 0,8...1,6 дБ. Потери в отраженном канале А23 = -10 lg P3/P2 практически лежат в том же интервале, поскольку поворотная призма 4 и дополнительный рутиловый элемент 9 обладают малыми потерями.
Величина изоляции порта 1 от порта 2, т. е. потери А21 = -10 lg P1/P2 так же как и в случае оптического изолятора, определяются степенью разведения поляризованных лучей в двулучепреломляющих элементах, угловой ошибкой при взаимной ориентации этих элементов, отражением и рассеянием излучения в фарадеевском вращателе, а также ошибками при юстировке элементов. Экспериментально установлено, что рассеяние на различных дефектах в кристаллах рутила и граната ограничивает максимальную величину изоляции на уровне 40...45 дБ.
Как уже отмечалось, в рассматриваемой структуре отсутствует непосредственная связь между портами 1 и 3. Поэтому величина перекрестной помехи на ближнем конце А13 = -10 lg P3/P1 определяется только френелевскими отражениями от торцов первого рутилового элемента и фарадеевского вращателя и может быть снижена до уровня менее - 50 дБ.
Обратные отражения А11, А22, А33 также определяются величиной коэффициента отражения от горцев волокон и от граней элементов. Наклон торцов волокон примерно на 70 и граней элементов примерно на 1 приводит к снижению обратных отражений до уровня 55...-60 дБ.
На основе предложенной структуры (см. рис. 3.2) изготавливаются и предлагаются потребителям одномодовые поляризационно-независимые ОЦ для диапазонов длин волн 1,3 и 1,55 мкм.
3.1.2 Возможные варианты применения оптических циркуляторов в оборудовании волоконно-оптических линий связи
Первоначально ОЦ разрабатывался для применения в качестве одного из элементов оптического усилителя, позволяющего улучшить характеристики усилителя путем замены простых оптических ответвителей на ОЦ. Кроме того, использование ОЦ позволяет реализовать схему оптического усилителя, работающую в режиме "на отражение".
Рис.3.3
Схема волоконно-оптического усилителя отражательного типа, в котором используется оптический циркулятор, показана на рис.3.3. При такой схеме эффективность действия накачки в активном эрбиевом волокне увеличивается в два раза.
Применение ОЦ перспективно в измерительных системах, в частности, в рефлектометрах. Так, замена традиционного трехдецибельного направленного ответвителя на ОЦ в выпускаемых ГП "Дальняя связь" оптических рефлектометрах ОР-2-1 позволяет увеличить динамический диапазон примерно на 6 дБ, т. е. увеличить дальность действия прибора на 10-15 км в диапазоне 1,55 мкм. Однако более широкое применение ОЦ найдут в качестве элементов волоконно-оптического тракта. В частности, будучи включенными в волоконно-оптический тракт, они обеспечивают одновременную двунаправленную передачу по одному оптическому волокну.
Рис.3.4
Схема испытаний двух образцов ОЦ в составе комплектов аппаратуры ОТГ-32Е при двунаправленной передаче по одному оптическому волокну показана на рис.3.4 (длина волны А =1,55 мкм, скорость передачи В = 34 Мбит/с, ПОМ - передающий оптический модуль, ПРОМ - приемный оптический модуль, ОС - одномодовый оптический соединитель, Атт. - регулируемый одномодовый оптический аттенюатор, ОЦ - оптический циркулятор). Испытания, проведенные при одновременной встречной работе двух комплектов аппаратуры ОТГ-32Е, работающей со скоростью 34 Мбит/с, по одному волокну с включенными двумя ОЦ, показали, что при исходном энергетическом потенциале 32 дБ снижение последнего благодаря использованию ОЦ не превышает 4 дБ. Величина остающегося потенциала достаточна для обеспечения значительной дальности связи при двунаправленной передаче по одному волокну.
Необходимо отметить, что физические принципы работы ОЦ никак не ограничивают скорость передачи информации в создаваемом одноволоконном тракте. Такое техническое решение дает возможность отказаться в обоснованных случаях от прокладки дополнительных оптических кабелей при расширении сети или сохранить работоспособную сеть в условиях выхода из строя нескольких оптических волокон.
3.2 Выводы
Этот же принцип использования ОЦ позволяет достаточно просто решить ряд возникающих у операторов связи задач и дает возможность:
- организовать эффективное уплотнение волоконно-оптического кабеля при ограниченном числе свободных волокон;
- осуществлять контроль целостности волоконно-оптического тракта без перерыва связи с помощью измерения в обратном направлении уровня мощности оптического излучения от какого-либо источника излучения;
- создавать обратный управляющий канал в интерактивных системах кабельного телевидения в условиях, когда до абонента прокладывается лишь одно волокно;
- маскировать полезный оптический сигнал в оптическом волокне путем подачи в обратном направлении более мощного зашумляющего сигнала;
- передавать в обратном направлении сигнал от систем телеконтроля и сигнализации, что обеспечивает полную независимость работы таких систем от основного телекоммуникационного оборудования. Это может представлять особый интерес для операторов ведомственных сетей связи;
- передавать сигналы телевидения без дополнительного уплотнения и занятия групп телефонных каналов.
В заключение следует отметить, что организация одноволоконного тракта с помощью ОЦ существенно упрощает производство и эксплуатацию разъемов для полевых оптических кабелей.
4. Построение передающих и приемных устройств ВОСП ГТС
4.1.1 Виды модуляции оптических колебаний
Для передачи информации по оптическому волокну необходимо изменение параметров оптической несущей в зависимости от изменений исходного сигнала. Этот процесс называется модуляцией.
Существует три вида оптической модуляции:
Прямая модуляция. При этом модулирующий сигнал управляет интенсивностью (мощностью) оптической несущей. В результате мощность излучения изменяется по закону изменения модулирующего сигнала (рис.4.2).
Внешняя модуляция. В этом случае для изменения параметров несущей используют модуляторы, выполненные из материалов, показатель преломления которых зависит от воздействия либо электрического, либо магнитного, либо акустического полей. Изменяя исходными сигналами параметры этих полей, можно модулировать параметры оптической несущей (рис.4.1).
Внутренняя модуляция. В этом случае исходный сигнал управляет параметрами модулятора, введённого в резонатор лазера (рис.4.4).
Для внешней модуляции электрооптические (ЭОМ) и акустооптические (АОМ) модуляторы.
Принцип действия ЭОМ основан на электрооптическом эффекте - изменении показателя преломления ряда материалов под действием электрического поля. Эффект, когда показатель преломления линейно зависит от напряженности поля, называется эффектом Поккельса. Когда величина показателя преломления не линейно зависит от напряженности электрического поля, то это эффект Керра. Эффект Поккельса наблюдается в некоторых анизотропных кристаллах, когда эффект Керра в ряде жидкостей (нитроглицерине, сероуглероде).
Акустооптические модуляторы основаны на акустооптическом ЭФФЕКТЕ - изменении показателя преломления вещества под воздействием ультразвуковых волн. Ультразвуковые волны возбуждаются в веществе с помощью пъезокристалла, на который подается сигнал от генератора с малым выходным сопротивлением и большой акустической мощностью.
Наиболее простым с точки зрения реализации видом модуляции является прямая модуляция оптической несущей по интенсивности на основе полупроводникового источника излучения. На рис.4.3 представлена схема простейшего прямого модулятора. Здесь исходный сигнал через усилитель подаётся на базу транзистора V1, в коллектор которого включен излучатель V2. Устройство смещения позволяет выбрать рабочую точку на ватт-амперной характеристике излучателя. Именно прямая модуляция используется на городской телефонной сети в системах «Соната-2» и ИКМ-120.
4.1.2 Оптический передатчик
На рис.4.6 представлена структурная схема оптического передатчика (ОП) с прямой модуляцией несущей. Преобразователь кода ПК преобразует стыковой код, в код, используемый в линии, после чего сигнал поступает на модулятор. Схема оптического модулятора исполняется в виде передающего оптического модуля (ПОМ), который помимо модулятора содержит схемы стабилизации мощности и частоты излучения полупроводникового лазера или светоизлучающего диода. Здесь модулирующий сигнал через дифференциальный усилитель УС-1 поступает в прямой модулятор с излучателем (МОД). Модулированный оптический сигнал излучается в основное волокно ОВ-1. Для контроля мощности излучаемого оптического сигнала используется фотодиод (ФД), на который через вспомогательное волокно ОВ-2 подается часть излучаемого оптического сигнала. Напряжение на выходе фотодиода, отображающее все изменения оптической мощности излучателя, усиливается усилителем УС-2 и подается на инвертирующий вход усилителя УС-1. Таким образом, создается петля отрицательной обратной связи, охватывающая излучатель. Благодаря введению ООС обеспечивается стабилизация рабочей точки излучателя. При повышении температуры энергетическая характеристика лазерного диода смещается (рис.4.5), и при отключенных цепях стабилизации мощности уровень оптической мощности при передаче «0» (Р0) и при передаче «1» (Р1) уменьшаются, разность тока смещения Iб и порогового тока Iп увеличивается, а разность Р1-Р0 уменьшается. После времени установления переходных процессов в цепях стабилизации устанавливаются новые значения Iб и Iп и восстанавливаются прежние значения Р1-Р0 и Рср. Для уменьшения температурной зависимости порогового тока в передающем оптическом модуле имеется схема термокомпенсации (СТК), поддерживающая внутри ПОМ постоянную температуру с заданным отклонением от номинального значения. Современные микрохолодильники позволяют получать отклонения не более тысячных долей градуса.
4.1.3 Оптический приемник
Структурная схема оптического приемника (ОПр) показана на рис.4.7. Приемник содержит фотодетектор (ФД) для преобразования оптического сигнала в электрический. Малошумящий усилитель (УС) для усиления полученного электрического сигнала до номинального уровня. Усиленный сигнал через фильтр (Ф), формирующий частотную характеристику приемника, обеспечивающую квазиоптимальный прием, поступает в устройство линейной коррекции (ЛК). В ЛК компенсируются частотные искажения электрической цепи на стыке фотодиода и первого транзистора усилителя. После преобразований сигнал поступает на вход решающего устройства (РУ), где под действием тактовых импульсов, поступающих от устройства выделения тактовой частоты (ВТЧ), принимается решение о принятом символе. На выходе оптического приёмника имеется преобразователь кода (ПК), преобразующий код линейный в стыковой код.
4.1 Выводы
В главе рассмотрены основополагающие принципы построения волоконно-оптических систем передачи на городской телефонной сети.
На ГТС ВОСП используются для уплотнения соединительных линий, для которых характерна небольшая длина, что позволяет отказаться от оборудования регенераторов в колодцах телефонной канализации. Волоконно-оптические системы передачи ГТС строятся на базе стандартного каналообразующего оборудования ИКМ, что позволяет легко модернизировать существующие соединительные линии для работы по оптическому кабелю.
В качестве линейного кода ВОСП ГТС используется код CMI, который позволяет выделять последовательность тактовых импульсов, контролировать величину ошибки. Число одноименных следующих друг за другом символов не превышает двух - трех, что положительно сказывается на устойчивости работы ВОСП.
Практически во всех волоконно-оптических системах передачи, рассчитанных на широкое применение, в качестве источников излучения сейчас используются полупроводниковые светоизлучающие диоды и лазеры. Для них характерны в первую очередь малые габариты, что позволяет выполнять передающие оптические модули в интегральном исполнении. Кроме того, для полупроводниковых источников излучения характерны невысокая стоимость и простота обеспечения модуляции.
В качестве приемников излучения в волоконно-оптических систем передачи на ГТС применяются лавинные фотодиоды, достоинством которых является высокая чувствительность. Однако, при использовании лавинных фотодиодов нужна жесткая стабилизация напряжения источника питания и температурная стабилизация, поскольку коэффициент лавинного умножения, а следовательно фототок и чувствительность ЛФД, сильно зависит от напряжения и температуры.
Передача оптических сигналов в ВОСП на ГТС осуществляется в многомодовом режиме, поскольку соединительные линии относительно коротки и дисперсионные процессы в оптических волокнах незначительны. На сегодняшний день для городской телефонной сети используются кабели марки ОК имеющие четыре или восемь ступенчатых многомодовых волокон.
В ближайшие годы потребность в увеличении числа каналов будет расти. Наиболее доступным способом увеличения пропускной способности ВОСП в два раза является передача по одному оптическому волокну двух сигналов в противоположных направлениях. Сегодня на городских сетях связи находят применение одноволконные ВОСП с оптическими разветвителями и со спектральным разделением.
Принимая материалы обзора существующих методов передачи на волоконно-оптических системах передачи городских телефонных сетей за основу переходим к рассмотрению следующей главы.
5. Выбор и обоснование структурной схемы передатчика
5.1 Возможные методы построения структурных схем одноволоконных ВОСП
Как упоминалось в предыдущей главе, на сетях связи находят широкое применение волоконнооптические системы передачи со спектральным разделением. Кроме того, на низких скоростях передачи до 140 Мбит\с, где наблюдается взаимодействие между противонаправленными сигналами из-за обратного рассеяния, могут быть эффективно использованы системы с разделением по времени.
Рассмотрим несколько методов и схем построения одноволоконных ВОСП различных типов и различного назначения.
5.1.1 ВОСП, на основе различных способов разветвления оптических сигналов
Данная группа схем включает в себя овдноволоконные ВОСП с оптическими разветвителями, с оптическими циркуляторами, устройствами спектрального разделения, а также фильтрами разделения мод оптического излучения. На рисунке 5.2 показана схема оптической системы передачи с модуляцией сигнала по интенсивности, содержащая блоки оптического передатчика (ОП), оптического приемника (ОП) устройства соединения станционного и линейного кабеля (УССЛК), разъемные соединители (РС), устройства объединения и разветвления оптических сигналов (УОРС).
Оптический передатчик (ОП) содержит преобразователь кода (ПК), преобразующий стыковой код в код, используемый в линии; усилитель (УC), усиливающий электрический сигнал до уровня, необходимого для модуляции полупроводникового лазера (ПЛ); лазерный генератор (ЛГ), включающий в себя устройство термостабилизации и прямой модулятор; согласующие устройства (С) полупроводникового лазера с оптическим волокном.
Оптический приёмник (ОПр) содержит согласующие устройства (С) оптического волокна с фотодиодом; фотодетектор (ФД); малошумящий транзисторный усилитель (У); фильтр (Ф), формирующий частотную характеристику приёмника, обеспечивающую квазиоптимальный приём сигнала; устройство линейной коррекции (ЛК), компенсирующее частотные искажения электрической цепи на стыке фотодиода и первого транзистора усилителя; решающее устройство (РУ), устройство выделения тактовой частоты (ВТЧ) и преобразователь кода (ПК), преобразующий код линии в стыковой код.
УОРС, в зависимости от типа одноволоконной ВОСП, может представлять собой: оптический разветвитель или циркулятор при работе на одной оптической частоте в обоих направлениях; устройство спектрального разделения при работе на разных оптических частотах; модовый фильтр при работе на разных модах излучения оптического волокна.
С целью оценки основных характеристик одноволоконной ВОСП можно использовать приближенные соотношения для расчета длины регенерационного участка (РУ).
Максимальная длина РУ волоконноптической системы передачи данного типа определяется соотношением:
где Эми - энергетический потенциал одноволоконной ВОСП, дБ;
?ов - затухание сигнала на одном километре оптического волокна, дБ/км;
?уорс??- то же, в устройстве объединения и разветвления сигналов, дБ;
?усслк - то же, в УССЛК, дБ;
?рс, ?нс - то же, в разъемных и неразъемных соединителях, дБ;
lс - строительная длина оптического кабеля, км. При этом:
где Эми' - энергетический потенциал, дБ, ВОСП при отсутствии шума обратного рассеяния излучения в ОВ;
Ршор/Рш - доля шума обратного рассеяния в полном шуме на входе решающего устройства.
Рассчитаем длину регенерационного участка одноволоконной ВОСП первого типа при следующих исходных данных: Эми=35 дБ, Зэ=6 дБ, ?ов=1 дБ, ?нс=?усслк=0.1 дБ, ?рс=1 дБ, lс=2 км. Так по формуле (2), при использовании оптических разветвителей с ?уорс=4дБ:
5.1.2 ВОСП, основанная на использовании разделения разнонаправленных сигналов по времени
Во второй группе схем для разделения разнонаправленных сигналов по времени используются оптические разветвители, переключатели и оптические усилители (ОУ). В схеме одноволоконной ВОСП сигнала с модуляцией по интенсивности, в отличие от первой группы схем, вместо УОРС использованы устройства оптического переключения УОП (рисунок 5.1).
Будем рассматривать устройства оптического переключения двух вариантов - оптические переключатели (П) и соединение оптического разветвителя ОР с оптическим усилителем ОУ. Управляющий сигнал поступает в первом случае на управляющий вход переключателя, во втором - по цепи управления направлением оптической волны накачки ОУ.
Максимальная длина регенерационного участка для второй группы схем определяется соотношением:
где ?уоп - затухание сигнала в УОП, дБ;
Эми” - энергетический потенциал одноволоконной ВОСП, определяемый соотношениями:
Эми”=Эми' при использовании оптических переключателей (Эми'-энергетический потенциал обычной ВОСП с учётом специального кодирования).
Эми”=Эми'-10lg(1+Ршоу/РШ) при использовании ОР с ОУ, где Ршор и Рш - мощности эквивалентного шума на входе оптического приемника и шума ОУ на его выходе, дБ.
Затухание сигнала в устройстве оптического переключения определяется соотношениями:
?уоп=?п при использовании оптического переключателя, где ?п - затухание сигнала в оптическом переключателе;
?уоп=?ор-Коу при использовании оптического разветвителя с оптическим усилителем, где Коу - коэффициент усиления ОУ, дБ.
Длина регенерационного участка l2 для приведённых выше значений параметров аппаратуры и использовании оптических переключателей (?уоп=3.5дБ), согласно формуле (2.3), составляет:
На стоимость одноволоконной ВОСП второй группы существенно влияет выбор типа устройства оптического переключения, особенно в случае использования оптических усилителей. Надежность ВОСП этой группы, в отличие от рассмотренной выше, существенно зависит от надежности УОП в случае применения оптического усилителя, так как для накачки таких усилителей применяются полупроводниковые лазеры.
5.1.3 ВОСП на основе использования различных видов модуляции
Третья группа схем одноволоконных ВОСП основана на использовании разных видов модуляции оптических и электрических сигналов и соответствующих методов обработки сигналов с целью устранения взаимного влияния разнонаправленных сигналов.
В схеме этой группы (рисунок 5.3) применены когерентные методы передачи и приема оптического сигнала, амплитудная (для одного направления передачи) и частотная (для другого направления) модуляция сигнала. В отличие от ВОСП первой группы (рисунок 5.1), оптические передатчики - когерентные (КОП) и содержат системы стабилизации оптической частоты и формирования узкой линии излучения (СЧУЛ) и блоки, обеспечивающие обработку сигналов с заданной модуляцией.
В когерентных оптических приемниках (КОПр) используется местный лазерный генератор (МЛГ) с узкой линией излучения и устройство автоматической подстройки его частоты (АПЧ), оптический сумматор (ОС), усилитель промежуточной частоты (УПЧ), а также демодулятор (ДМ), амплитудный или частотный, в зависимости от вида модуляции принимаемого сигнала. В такой схеме достигается максимальная длина регенерационного участка.
Кроме того возможна другая схема одноволоконной ВОСП третьей группы, в которой в одном направлении передачи использована модуляция по интенсивности, а в другом - когерентная модуляция (КОИ-АМ или КОИ-ЧМ) оптического сигнала.
На рисунке 5.4 приведена схема, в которой использована модуляция по интенсивности оптических сигналов электрическими сигналами, описываемыми ортогональными (на тактовом интервале) функциями. В отличие от ВОСП первой группы (рисунок 5.2), оптические передатчики таких систем содержат генераторы ортогональных сигналов (ГОС1 и ГОС2), а в оптических приёмниках использованы корреляционные демодуляторы (КДМ). Для подстройки генератора ГОС2 используется выделитель ортогонального сигнала (ВОС) и компаратор (КОМ).
Для передачи информационного сигнала может быть использована поднесущая частота, расположенная выше диапазона частот, где несущественно влияние обратного рассеяния в оптическом волокне на характеристики одноволоконной ВОСП (выше 200 Мгц). Таким образом, устраняется шум обратного рассеяния и тем самым повышается энергетический потенциал. В отличие от ВОСП первой группы, в данной системе используются генераторы поднесущей частоты, полосовые фильтры и устройства восстановления поднесущей частоты.
Максимальная длина регенерационного участка одноволоконной ВОСП третьей группы определяется выражением:
где:
n=11;22;33;
Э11'=Экои-ам, Э22'=Экои-чм, Э33'=Эми' - энергетический потенциал когерентных ВОСП с амплитудной и частотной модуляцией и ВОСП с модуляцией по интенсивности.
В отличие от рассмотренных выше одноволоконных ВОСП первой и второй групп, системы данной группы могут быть несимметричными, а максимальные длины регенерационных участков для передачи в разных направлениях - различными. В частности Э11'больше Э33' на 10..15 дБ, а Э22' больше Э11' на 3 дБ.
Длина регенерационного участка для направления передачи, где используется КОИ-АМ (Э11'=45дБ) и аппаратура, имеющая приведенные в пункте 2.1.1 параметры, составляет:
Стоимость когерентных полупроводниковых лазеров и систем стабилизации частоты лазеров, используемых в ВОСП третьей группы, пока ещё высока, что в значительной степени ограничивает область применения одноволоконных ВОСП с использованием когерентных методов передачи и обработки сигнала. Показатели надежности определяются главным образом надежностью работы полупроводниковых лазеров и систем стабилизации их частоты.
5.1.4 ВОСП с одним источником излучения
В особых условиях эксплуатации могут быть использованы методы построения одноволоконных ВОСП по схеме на рисунке 5.5. В оптическом передатчике на одном конце линии вместо полупроводникового лазера используется модулятор отраженного излучения (МОИ), устройство снятия модуляции (УСМ) и оптический разветвитель с большим отношением мощности на выходах 1 и 2. Большая мощность поступает в МОИ, а меньшая - в оптический приёмник. В оптическом передатчике примятый сигнал подвергается модуляции вторым информационным сигналом и через УОРС поступает в оптический кабель и далее в оптический приёмник на другом конце линии.
Такие ВОСП могут быть использованы в экстремальных условиях эксплуатации на одном конце линии, так как полупроводниковые лазеры чрезвычайно чувствительны к нестабильности условий эксплуатации.
Максимальная длина регенерационного участка рассматриваемой одноволоконной ВОСП значительно меньше, чем у систем, описанных выше, и определяется соотношением:
Где ?ор1, ?мои - соответственно затухание сигнала в ОР на выходе 1 и в МОИ, дБ.
Длина l4 для ?ор1=1 дБ, ?мои=3 дБ и приведенных в пункте 5.1.1 значений других параметров аппаратуры согласно формуле (2.6) составляет:
Показатели надежности одноволоконной ВОСП в данном случае определяются главным образом надежностью оптоэлектронных элементов оборудования, находящегося в экстремальных условиях экплуатации.
5.2 Окончательный выбор структурной схемы передатчика
5.2.1 Выбор способа организации одноволоконого оптического тракта
При проектировании одноволоконных оптических систем передачи с оптимальными характеристиками выбор структурной схемы системы и используемых технических средств определяется критериями оптимальности. Если критерием является минимальная стоимость, то в оптимальной системе должны использоваться оптические разветвители. Максимальная длина регенерационного участка требует применения оптических циркуляторов, переключателей, оптических усилителей, когерентных методов передачи сигнала. Требования высокой надежности и стойкости к внешним воздействиям определяют выбор системы с оптическим источником на одном конце линии, а требование максимального объема передаваемой информации - системы со спектральным разделением или с когерентными методами передачи.
С учётом того, что проектируемый оптический передатчик предназначен для использования на соединительных линиях ГТС, для него характерны следующие критерии оптимальности:
Минимальная стоимость и простота реализации;
Длина регенерационного участка не менее 8 км;
Наилучшим вариантом реализации одноволоконной ВОСП, с точки зрения приведённых критериев оптимальности, является схема волоконооптической системы связи с модуляцией по интенсивности, с применением оптических циркуляторов. Данная схема отличается простотой реализации оптического передатчика и приемника, невысокой стоимостью устройств объединения и разветвления оптических сигналов (оптических циркуляторов). Схема обеспечивает длину регенерационного участка до 18 км, что удовлетворяет вышеприведённым критериям оптимальности.
5.2.2 Структурная схема оптического передатчика
Структурная схема оптического передатчика представлена на рисунке 5.6. Сигнал в коде HDB от цифровой системы разделения каналов поступает на преобразователь кода (ПК), в котором код HDB преобразуется в линейный код оптической системы передачи CMI. Полученный электрический сигнал поступает на усилитель (УС), состоящий из двух каскадов: предварительного каскада усиления (ПКУ) и оконечного каскада усиления (ОКУ), где усиливается до уровня, необходимого для модуляции оптической несущей. Усиленный сигнал поступает на прямой модулятор (МОД), состоящий из устройства смещения (УСМ), служащего для задания рабочей точки на ватт - амперной характеристике излучателя и, собственно, самого прямого модулятора, собранного по классической схеме из полупроводникового оптического излучателя V1 и транзистора V2. Для обеспечения стабильности работы излучателя, в схему лазерного генератора (ЛГ) введены устройство обратной связи (УОС) и система термостабилизации (СТС). С выхода модулятора оптический сигнал, промодулированный по интенсивности цифровым электрическим сигналом в коде CMI, поступает на устройство согласования полупроводникового излучателя с оптическим волокном (СУ).
5.3 Выводы
В данной главе производится выбор способа организации одноволоконного оптического тракта на основе критериев оптимальности и разработка структурной схемы оптического передатчика для выбранного способа построения ВОСП.
В главе приведены четыре группы схем построения одноволоконных ВОСП:
ВОСП, на основе различных способов разветвления оптических сигналов;
ВОСП, основанная на использовании разделения разнонаправленных сигналов по времени;
ВОСП, на основе использования различных видов модуляции;
ВОСП с одним источником излучения;
Наилучшим вариантом реализации одноволоконной ВОСП для соединительной сети ГТС является схема волоконооптической системы связи с модуляцией по интенсивности, с применением оптических разветвителей (рисунок 2.1). Данная схема отличается простотой реализации оптического передатчика и приемника, невысокой стоимостью устройств объединения и разветвления оптических сигналов (оптических разветвителей). Схема обеспечивает длину регенерационного участка до 18 км. Данная схема наилучшим образом удовлетворяет требованиям, предъявляемым к проектируемому оптическому передатчику:
Минимальная стоимость и простота реализации;
Длина регенерационного участка не менее 8 км;
На рис. 3.6 приведена соответствующая структурная схема оптического передатчика. В следующей главе, на основании структурной схемы передатчика, будет разрабатываться его принципиальная схема и электрический расчет основных узлов.
6. Составление и расчёт принципиальной схемы
6.1 Общие соображения по расчёту принципиальной схемы устройства
Первым этапом при проектировании принципиальной схемы передающего устройства ВОСП является выбор типа и марки оптического излучателя исходя из предъявляемых к его техническим характеристикам требований. К основным техническим характеристикам излучателей относятся:
мощность излучения;
длина волны излучения;
ширина спектра излучения;
частота модуляции;
ток накачки;
пороговый ток.
Для правильного выбора оптического излучателя в первую очередь следует задаться верным значением мощности излучения. Для этого необходимо определить требуемую оптическую мощность на выходе оптического передающего устройства. Окончательное решение о выборе той или иной марки излучателя принимается на основании соответствия технических характеристик прибора требуемой длине волны излучения, ширине спектра излучения и времени нарастания мощности оптического сигнала.
Вторым этапом является выбор транзистора V2 в схеме прямого модулятора (МОД) и расчёт модулятора (Рисунок 6.1). Транзистор вбирают исходя из характеристик определённого на предыдущем этапе оптического излучателя, а именно тока накачки и порогового тока. При этом необходимо учитывать максимально допустимую мощность транзистора и его граничную частоту. Затем задаётся рабочая точка и производится расчёт элементов схемы модулятора.
На третьем этапе необходимо рассчитать согласующий усилитель(СУС). Здесь представляется целесообразным использование быстродействующего операционного усилителя, включенного по схеме преобразователя напряжение - ток (рисунок 6.1). Требуется правильно выбрать тип операционного усилителя в соответствии с требуемой верхней частотой и рассеиваемой мощностью, а также рассчитать элементы схемы преобразователя напряжение - ток.
Четвёртый этап - организация устройства автоматической регулировки уровня оптического сигнала на выходе передающего устройства (АРУ). Для этого будет использоваться фотодиод V3, подключенный к одному из полюсов направленного оптического ответвителя ОР и детектор АРУ, выполненный на интегральной схеме К175ДА1 (рисунок 6.1).
6.2 Расчёт мощности излучения передатчика и выбор типа излучателя
Значение разности мощности на выходе оптического излучателя и на входе оптического приёмника должно превышать максимальное затухание, вносимое станционными и линейными сооружениями на участке передатчик - приёмник. Существующие в настоящее время приёмные оптические модули обеспечивают достаточно низкий уровень приёма. Приёмное устройство системы «Соната 2» обеспечивает уровень приёма 10?ІмкВт (-50дБ), в дальнейшем, для расчётов, будем использовать это значение как типовое.
Для проектируемой одноволоконной системы связи затухание участка составит:
где l=8 км - длина участка;
?ов=5 дБ/км - затухание сигнала на одном километре оптического волокна;
?уорс=2 дБ - то же, в устройстве объединения и разветвления сигналов;
?усслк=1 дБ - то же, в устройстве УССЛК;
?рс=1 дБ, ?нс=0.5 дБ - то же, в разъемных и неразъемных соединителях;
lс=1 км - строительная длина оптического кабеля.
Тогда минимальный уровень мощности:
Или:
где Pпр=-50 дБ - уровень оптического сигнала на приёме.
То есть мощность излучения на выходе передающего модуля должна быть не менее 1.5 мвт. Кроме того, источник излучения должен работать на длине волны 1.3 и 1.55 мкм и обеспечивать частоту модуляции не менее 8.5 МГц. Принимая во внимание вышесказанное, остановимся на выборе полупроводникового лазерного излучателя ИДЛ 5С-1300, структуры MOCVD выпускаемого НИИ «Полюс». Его технические характеристики:
Длина волны ?? 1270 - 1300 Нм
Мощность излучения Р: 5 мВт
Ток накачки Iн: 50 мА
Рабочее напряжение Uр: 1,5 В
Пороговый ток In : 30 мА
Расходимость пучка: 200 - 350
Ширина спектра: 3 нм
Диапазон рабочих температур: -400 - +600 С.
6.3 Выбор транзистора и расчёт сопротивлений в схеме прямого модулятора
При выборе транзистора будем руководствоваться следующими требованиями к его техническим характеристикам:
Постоянный ток коллектора не менее 120 мА;
Частота среза не менее 8.5 МГц;
Приведённым требованиям удовлетворяет кремниевый n-p-n транзистор КТ660Б. Данный транзистор предназначен для применения в переключающих и импульсных устройствах, в цепях вычислительных машин, в генераторах электрических колебаний и имеет следующие электрические параметры:
Статический коэффициент передачи h21э тока в схеме ОЭ при Uкб=10 В, Iэ=2 мА: h21эмин = 200, h21эмакс = 450;
Напряжение насыщения коллектор - эмиттер Uкэнас при Iк=500 мА, Iб=50 мА, не более: 0.5 В;
Напряжение насыщения коллектор - эмиттер Uкэнас' при Iк=10 мА, Iб=1 мА, не более: 0.035 В;
Напряжение насыщения база - эмиттер Uбэнас при Iк=500 мА, Iб=50 мА, не более: 1.2 В;
Ёмкость коллекторного перехода Ск при Uкб=10 В, не более: 10 пФ;
Обратный ток коллектора Uкобр при Uкб=10 В, не более: 1 мкА;
Обратный ток эмиттера Uэобр при Uбэ=4 В, не более: 0.5 мкА;
Предельные эксплуатационные данные:
Постоянное напряжение коллектор - база Uкбmax: 30 В;
Постоянное напряжение коллектор - эмиттер Uкэmax при Rбэ<1 кОм: 30 В;
Постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэmax при Iэ10мА: 25 В
Постоянное напряжение база-эмиттер Uбэmax: 5 В;
Постоянный ток коллектора Iкmax: 800 мА;
Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Pmax: 0.5 Вт.
Далее зададим режим работы транзистора (рабочую точку). Для выбора режима используется семейство выходных характеристик транзистора для схемы с общим эмиттером, параметром которых является ток базы. При этом должно выполняться следующее условие для напряжения покоя коллектора: Uкэо 0.45Uкmax. Пусть (с учётом приведённого условия) Uкэо=6 В. Поскольку для модуляции полупроводникового лазера необходим пороговый ток 40 мА, то Iко=40 мА, тогда ток покоя базы Iбо=0.135 мА. Поскольку максимальный ток накачки лазера 120 мА, то максимальный ток коллектора составит Iкм=120 мА, тогда Uкэм=1.7 В и Iбм=0.47 мА. По входным характеристикам транзистора определим напряжение базы покоя Uбо=0.71 В и Амплитудное значение Uбм=0.74 В.
Таким образом, режим работы транзистора определяется следующими параметрами:
напряжение покоя коллектора: Uкэо=6 В;
ток покоя коллектора: Iко=40 мА;
ток покоя базы: Iбо=0.135 мА;
напряжение покоя базы: Uбо=0.71 В;
Амплитуда тока базы: Iбм=0.47 мА;
Амплитуда напряжения на коллекторе: Uкэм=1.7 В;
Амплитуда тока коллектора: Iкм=120 мА;
Амплитуда напряжения на базе: Uбм=0.74 В.
Задав режим работы транзистора, переходим к расчету элементов схемы модулятора (рисунок 6.4). Здесь транзистор включен по схеме с общим эмиттером, а полупроводниковый лазер находится в цепи коллектора.
Падение напряжения в эмиттерной цепи должно удовлетворять условию:
где Еп - напряжение питания модулятора.
Зададимся стандартным напряжением питания Еп=12 В, тогда:
Сопротивление Rэ рассчитывается по формуле:
Ток делителя Iд должен не менее, чем в шесть раз превосходить ток покоя базы Iбо:
Соотношение между напряжением на эмиттерном сопротивлении и сопротивлении фильтра можно распределить по-разному. Для обеспечения более глубокой стабилизациирежима лучше взять URэ ? Uф.
Пусть:
Тогда сопротивление фильтра определяется следующим образом:
Падение напряжения на сопротивлении делителя Rб'' равно сумме падения напряжения на сопротивлении в цепи эмиттера и напряжении смещения на базе транзистора:
Подобные документы
Принцип работы аппаратуры линейного тракта систем передачи "Сопка-3М". Требования к линейным сигналам ВОСП и определение скорости их передачи. Принцип равномерного распределения регенераторов. Расчет детектируемой мощности и выбор оптических модулей.
курсовая работа [163,2 K], добавлен 27.02.2009Перспектива развития волоконно-оптических систем передачи в области стационарных систем фиксированной связи. Расчет цифровой ВОСП: выбор топологии и структурной схемы, расчет скорости передачи, подбор кабеля, трассы прокладки и регенерационного участка.
курсовая работа [435,2 K], добавлен 01.02.2012Модель волоконно-оптической системы передачи. Классификация оптоэлектронных компонентов. Детекторы светового излучения. Оптические разъемы, сростки и пассивные оптические устройства. Определение функциональных параметров, типы и вычисление потерь.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.12.2012Проектирование и расчет локальной волоконно-оптической линии связи, ее элементная база и основные параметры. Топология сети "звезда". Код передаваемого сигнала. Выбор оптических кабеля, соединителей, разветвителей, типов излучателя, фотодетектора.
реферат [218,1 K], добавлен 18.11.2011Общие принципы построения волоконно-оптических систем передачи. Структура световода и режимы прохождения луча. Подсистема контроля и диагностики волоконно-оптических линий связи. Имитационная модель управления и технико-экономическая эффективность.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 23.06.2011Особенности волоконно-оптических систем передачи. Выбор структурной схемы цифровой ВОСП. Разработка оконечной станции системы связи, АИМ-модуляторов. Принципы построения кодирующих и декодирующих устройств. Расчёт основных параметров линейного тракта.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 20.10.2011Оптические явления на границе раздела двух сред. Полное внутреннее отражение. Оптические волноводы. Особенности волноводного распространения. Нормированная переменная. Прямоугольные волноводы. Модовая дисперсия. Системы волоконно-оптической связи.
контрольная работа [65,3 K], добавлен 23.09.2011Преимущества оптических систем передачи перед системами передачи, работающими по металлическому кабелю. Конструкция оптических кабелей связи. Технические характеристики ОКМС-А-6/2(2,0)Сп-12(2)/4(2). Строительство волоконно-оптической линии связи.
курсовая работа [602,7 K], добавлен 21.10.2014Основы построения оптических систем передачи. Источники оптического излучения. Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона. Фотоприемные устройства оптических систем передачи. Линейные тракты оптических систем передачи.
контрольная работа [3,7 M], добавлен 13.08.2010Измерения при технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи, их виды. Системы автоматического мониторинга волоконно-оптических кабелей. Этапы эффективной локализации места повреждения оптического кабеля. Диагностирование оптических волокон.
контрольная работа [707,6 K], добавлен 12.08.2013
