Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і наукиУкраїни

Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»

Кафедра автоматики, електроніки та телекомунікацій

Курсова робота

Напрямні системи електричного та оптичного зв'язку

Виконав студент 301-ТТ навч. групи

Замковець Олександра Володимирівна Варіант № 10

Перевірив доцент к.т.н. Слюсарь І.І.

Полтава 2020

Перелік скорочень та умовних позначень

ВОЛЗ - Волоконно-оптична лінія зв'язку

ВОСП - Волоконно-оптична система

ГОВ - Градієнтне оптичне волокно

БМ - Багатомодове оптичне волокно

ОВ - Оптичне волокно

ОК - Оптичний кабель

ОМ - Одномодове оптичне волокно

ППП - профіль показника переломлення

СВД - Світловипромінюючий діод

СОМ - Стандартне одномодове оптичне волокно

OTDR - Оптичний рефлектометр

ЗАДАЧА №1

Маємо ОВ з параметрами: л = 1.31 [мкм];n₁ = 1.51; n₂ = 1.5; I - 2a = 8 [мкм];

II - 2a = 47 [мкм];

На підставі проведенного аналізу початкових даних визначити тип ОВ, та які початкові дані відносяться до ОМ, а які для ОВ. Виконати розрахунок основних параметрів ОМ і ММ ОВ (співвідношення коефіцієнтів переломлення, числову апертуру, нормовану частоту, число мод, що поширюються по світловоду, критичні частоту та довжину хвилі, втрати енергії на поглинання (загасання поглинання), втрати на розсіювання, загальні втрати у волокні, міжмодову дисперсію (розрахунок тільки для ММ ОВ), межі зміни фазової швидкості, межі зміни хвильового опору).

а) Розрахунок параметрів ОМ ОВ (2а = 8)

1) Співвідношення коефіцієнтів заломлення:

2) Числова апертура:

3) Нормована частота:

4) Число мод, що поширюються по світловоду:

5) Критична частота:

6) Критична довжина хвилі:

7) Втрати енергії на поглинання , при tgИ = 10^-7

8) Втрати на розсіювання:

9) Загальні втрати у волокні:

10) Межа зміни фазової швидкості:

- нижня межа

- верхрня межа

11) Межа зміни хвильового опору (z₀ = 376.7 [Ом]):

- нижня межа

- верхрня межа

а) Розрахунок параметрів ОМ ОВ (2а = 47)

1) Співвідношення коефіцієнтів заломлення:

2) Числова апертура:

3) Нормована частота:

4) Число мод, що поширюються по світловоду:

5) Критична частота:

6) Критична довжина хвилі:

7) Втрати енергії на поглинання , при tgИ = 10^-7

8) Втрати на розсіювання:

9) Загальні втрати у волокні:

10) Міжмодова дисперсія:

11) Межа зміни фазової швидкості:

- нижня межа

- верхня межа



12) Межа зміни хвильового опору (z₀ = 376.7 [Ом]):

- нижня межа

- верхрня межа

Відповіді на запитання

1) Дати визначення типів ОВ:

ОМ - це оптичне волокно, в якому поширюється тільки одна мода (промінь).

ММ - це оптичне волокно, в якому передається одночасно 2 і більше мод.

СОМ - це східчасте або стандартне одномодове оптичне волокно, тобто волокна зі східчастим профілем показника переломлення. Міський, зоновий і магістральний зв'язок, протяжні мережі кабельного ТВ.

СДОМ - це ОМ ОВ зі зсунутою дисперсією (у третє вікно) нульовою дисперсією. Супермагістралі (SDH. ATM); національні мережі зв'язку, що охоплюють великі території.

НСДОМ - це ОМ ОВ з ненульовою зсунутою дисперсією. Супермагістралі (SDH. ATM); над протяжні мережі, цілком оптичні мережі.

ГОВ - це градієнтні ОВ, тобто волокна з плавним (монотонним) зменшенням показника переломлення в серцевині.

2) Навести сутність і математичний закон Снеліуса: Закон Снеліуса, або закон Снела визначає напрям розповсюдження променя світла, який падає на плоску границю розділу двох середовищ.

Закон Снеліуса записується:

,

де - кут падіння, - кут переломлення, і - показники переломлення двох середовищ.

Дати визначення моди:

3) Мода - це один з можливих розподілів електромагнітного поля, що задовольняє рівняння Максвелла та граничних умов.

Навести визначення нормованої частоти, хвилі відсічки:

4) Нормована частота -

,

де - довжина хвилі у вакуумі. За цією величиною можна судити про режим роботи оптоволокна. Якщо (2,405 то в ньому розповсюджується тільки одна основна мода). Якщо >2,405 то має місце багатомодовий режим.

Хвиля відсічки - це мінімальна довжина хвилі, при якій волокно підтримує лише одну просторову моду.

ЗАДАЧА №2

Визначити для випадку «безретрансляційної» передачі (тобто відсутні підсилення або регенерація оптичного сигналу) загасання, дисперсію, смугу пропускання та максимальну швидкість передачі двійкових імпульсів В у ВОСП з довжиною секції L = 56 , кілометрічним загасанням ?к = 0,6 на довжині хвилі випромінювання передавача л = 850, ширині спектру випромінювання Дл = 5 на рівні половини максимальної потужності випромінювання, а також можливий оптичний одноканальний інтерфейс.

Побудувати графік залежності максимальної швидкості передачі двійкових імпульсів В від ширині спектру випромінювання Дл для випадку використання лазера (0,1…5 нм) і світловипромінюючого діоду (СВД) (15…80 нм).

1. Максимальне загасання секції довжиною L = 56 км :

2. Сукупна дисперсія секції :

- хроматична дисперсія

- міжмодовадисперсія



Поляризаційна модова дисперсія проявляється лише у ММ ОВ. Тому r_пмд= 0

3. Питома смуга пропускання:

4. На практиці, оптичнасмуга частот ОВ залежить від довжини ОВ :

5. Максимальна швидкість передачі

6. Обчислене значення смуги пропускання перевищує табличне, що задовольняє умови для будь-якого інтерфейсу.

7. Графіки залежності максимальної швидкості передачі двійкових імпульсів В від ширині спектру випромінювання Дл:



Рисунок 1. - З використанням лазера

Рисунок 2.-З використанням світловипромінюючого діоду

Відповіді на запитання:

1). Які прилади в оптичних інтерфейсах забезпечують максимальну дальність передачі в ОМ і ММ ОВ?

а) оптична платформа MTS-6000;

б)оптичний рефлектометр MTS 5200e;

в)мультимодульна платформа MTS 8000.

2). Які характеристики визначені для оптичних інтерфейсів GigaEthernet?

Характеристики оптичних інтерфіейсів Giga Ethernet (табл 1.):

Таблиця 1. - Характеристики оптичних інтерфейсів GigaEthernet

ТипІнтерфейсу	Тип ОВ	Смуга пропускання, МГц*км	Відстань, км
1000Base-LX(лазерний діод 1300нм)	ОМ (9 мкм)	-	5000
	ММ (50 мкм)	500	550
	ММ (62.5 мкм)	320	400
1000Base-SX(лазерний діод 850нм)	ММ (50 мкм)	400	500
	ММ (62.5 мкм)	200	275
	ММ (62.5 мкм)	160	220

ЗАДАЧА №3

Провести ідентифікацію рефлектограми волоконно-оптичної лінії зв'язку (ВОЛЗ) та визначити вплив показника переломлення серцевини на точність вимірів (табл. 2):

Таблиця 2. - Ідентифікація рефлектограми

Тип ОВ	Умовивиміру	Тип рефлектограми	Точна довжинахвилі	ПП ОВ
[G.652] Стандартне ОМ ОВ	При прокладці	standart trace	1569	1.46700
Тривалістьвиміру(с)	Загасанняз'єднання	Коефіцієнтвідбиття	Коефіцієнтзагасання	Коефіцієнтзворотньогорозсіювання
14	0.1	-50	0.25	-84.8

Визначення характеристик неоднорідностей: тип, загасання, відстань до неоднорідності (табл. 3):

Таблиця 3. - Ідентифікація неоднорідностей

№ з/п	Тип неоднорідності	Загасання неоднорідності(Дб)	Відстань до неоднорідності(км)
0	Вхідний конектор	5.416	0
1	Кінець ОВ	28.138	2.54

Визначення залежності зміни параметрів ВОЛЗ від значень ПП (табл 4.):

Таблиця 4. - Залежність зміни параметрів ВОЛЗ від значень ПП

№ з/п	Параметр ВОЛЗ	Зміназначення ПП, в %
		0	+5	+10	+15	+20	+25	+30
1	Показник переломлення	1.46	1.53	1.61	1.68	1.75	1.82	1.9
2	Довжина ВОЛЗ (км)	2.5	2.42	2.31	2.2	2.11	2	1.9
3	Відстань до «базової» неоднорідності (км)	0,06	0.058	0.05	0.048	0.04	0.037	0.03
4	Загасання неоднорідності	30	29.7	29.6	29	28.5	26.9	26.3

Графікз міни похібки вімірювать на підставі (табл 4.):

Рисунок 3. - Графік зміни похибки вімірювань

Відповіді на запитання:

1). Що таке профіль показника переломлення?

Профіль показника переломлення (ППП) - це залежність (закон) зміни показника переломлення вздовж діаметра ОВ.

2). Види з'єднань ОВ:

- роз'ємні з'єднання (різні типии механічнічних з'єднувачів);

- нероз'ємні з'єднання (різні типии нероз'ємних механічних з'єднувачів, зварене, склеювання).

3). Обладнання для забезпечування з'єднання:

- оптичні з'єднувачі (конектори);

- розетки (адаптери).

Основними типами оптичних з'єднувачів в дійсний час є:

а) ST-конектор ;

б) LC-конектор ;

в) FDDI-конектор;

г) Е-2000.

ЗАДАЧА №4

За типом оптичного інтерфейсу (L-1.1)з наступними вихідними даними: a_k= 0.36дБ, D = 3.5пс/(нм*км), L = 920 км, l_c = 3 км, a_c = 0,1 дБ, у_а = 0.1, А = 3 дБ,В = 155.52 Мбіт/c, л₀ = 1310, Дл₀ = 3, Р_{пермакс}= 0 дБм, ф_доп = 246 пс/нм, а_пер= 4 дБ,Р_прмин = -34 дБ,а_пр = 1 Дб, необхідно визначити наступні параметри: 0 [мкм] - основна довжина хвилі випромінювання, пер [дБ] - втрати при введенні випромінювання у волокно, пр [дБ] - втрати на стику між ВВ і ФПУ, P0 [мВт] - потужність на виході джерела випромінювання, Q [дБ] - енергетичний потенціал ВОСП, B [Мбiт/с] - швидкість передачі оптичного сигналу.

1. Відстань між регенераторами

2. Середньоквадратичне відхилення загасання на 1 км ОВ:

3. Для всієї ділянки відхилення загасання складає:

4. Надалі корегується довжина регенераційної ділянки з урахуванням відхилення загасання на будівельних довжинах кабелю:

5. Сукупна дісперсія:

6. Кількість регенераторів:

7. Рівень прийому на вході першого регенератора:

8. Імовірність помилки:

Відповіді на запитання:

1). Де виникають втрати в ЛТ ВОСП?

Втрати виникають:

а) в джерелі випромінювання;

б) при введенні випромінювання у волокно;

в) на стиках будівельних довжин кабелю;

г) на рознімних з'єднаннях та відгалужувачі;

д) на вигинах оптичного кабелю.

2). Основні характеристики ЛТ ВОСП:

а) енергетичний бюджет;

б) допустима ймовірність помилок;

в) швидкість передачі

3). Від яких параметрів залежить довжина ділянки регенерації?

Довжина ділянки регенерації залежить:

а) від затухання оптичного кабелю;

б) від втрат в лінійному тракті;

в) від швидкості передачі;

г) від величини дисперсійних спотворень.

4). Чим визначається дальність дії цифрової ВОСП?

Максимальна дальність дії цифрової ВОСП визначається допустимим коефіцієнтом помилок однієї ділянки регенерації.

список використаної літератури

оптичне волокно сигнал передача

1. Розорінов Г.М., Соловйов Д.О. Високошвидкісні волоконно-оптичні лінії зв'язку. Навч. Посіб. - К.: Ліра-К, 2007. - 198 с.

2. Воробієнко П.П., Нікітюк Л.А., Резніченко П.І. Телекомунікаційні та інформаційні мережі: Підручник для ВНЗ. - К.: Самміт-книга, 2010. - 640 с.

3. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. - М.: Техносфера, 2003. - 440 с.

4. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи. Апаратура и элементы. - М.: Солон-Р, 2001. - 237 с.

5. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи (АТМ, PDH, SDH, SONET и WDM). - М.: Радио и связь, 2000. - 468 с.

6. Бірюков М.Л., Стеклов В.К., Костік Б.Я. Транспортні мережітелекомунікаційСистемимультиплексування. Підручник для студентіввищ. техн. закладів. - К.: Техніка, 2005. - 312 с. a. Додаткова:

7. Корнейчук В.И. Измерение параметров компонентов и устройств ВОСП/ Уч. пособие. - Одесса: УГАС им. А.С. Попова, 2000. - 323 с.

8. Системипередавання волоконно-оптичні. Лінійнітракти. Норми на показникиякості. ГСТУ 45.011-98. - К.: Галузевий стандарт України, 1998. - 15 с.

9. Загасання в одномодовій волоконно-оптичнійелементарнійкабельнійсекції. Методики виконаннявимірювань. КНД 45-113-98. - К.: Державнийкомітетзв'язкуУкраїни, 1998. - 25 с.

10. Керівництвощодобудівництвалінійнихспоруд волоконно-оптичнихлінійзв'язку. КНД 45-141-99. - К.: Державнийкомітетзв'язкуУкраїни, 1999. - 187 с.

11. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001. - 267 с.

Размещено на Allbest.ru

...