Проектирование линейных трактов волоконно-оптических систем передачи. Описание линейного кода выбранной аппаратуры и определение для данного кода скорости передачи сигналов в линии

Федеральное Государственное образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

Астраханский Государственный Технический Университет

Институт Информационных Технологий и Коммуникаций

Кафедра «Связь»

Курсовой проект

По дисциплине: «ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ»

На тему: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ТРАКТОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ»

Вариант № __

____________________

Астрахань 20__г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Выбор аппаратуры ВОСП
2. Описание линейного кода выбранной аппаратуры и определение для данного кода скорости передачи сигналов в линии
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА В ЛИНЕЙНОМ ТРАКТЕ
4. Выбор оптического кабеля;
5. РАЗМЕЩЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ РЕГЕНЕРАТОРОВ
6. РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ ДЛИНЫ РЕГЕНЕРАЦИОННОГО УЧАСТКА
7. РАСЧЕТ МИНИМАЛЬНОЙ ДЕТЕКТИРУЕМОЙ МОЩНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА
8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОЙ ИЗЛУЧАЕМОЙ МОЩНОСТИ ПЕРЕДАЮЩЕГО ОПТИЧЕСКОГО МОДУЛЯ
9. ОЦЕНКА БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ВОСП В ЦЕЛОМ
10. ВЫБОР ПРИЁМНОГО И ПЕРЕДАЮЩЕГО ОПТИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ
11. РАСЧЁТ НАДЁЖНОСТИ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ВОСП

Задание на курсовой проект

1. Произвести выбор аппаратуры ВОСП;
2. Описать линейный код выбранной аппаратуры и для данного кода определить скорость передачи сигналов линии;
3. Произвести выбор оптического кабеля;
4. разместить регенераторы в линии и привести проверочный расчет длины регенерационного участка;
5. Выполнить расчеты минимальной детектируемой мощности излучения и минимальной мощности оптического сигнала на приеме;
6. оценить быстродействие волоконно-оптической системы в целом;
7. Провести выбор элементов и определение параметров передающего оптического модуля (ПОМ) и приемного оптического модуля (ПРОМ);
8. Рассчитать надежность проектируемого линейного тракта ВОСП.

ВВОДНЫЕ ДАННЫЕ

Где:

L – длина тракта передачи;

N – число необходимых каналов;

ΔT ⁰C – допуск на температурные изменения параметров ВОСП;

СТК – наличие схемы температурной компенсации;

Δλ – ширина оптического полосы излучения источника;

η – квантовая эффективность фотодиода;

C Пф – полная емкость цепи фотодиода;

F_m – коэффициент шума усилителя ПРОМ;

T⁰ – расчетная температура ПРОМ в градусах Кельвина (в таблице даны в градусах Цельсия);

M – коэффициент лавинного умножения фотодиода (используется только в случае применения лавинных фотодиодов, если используется p-i-n фотодиоды, то М = 1);

t_пер, нс – быстродействие ПОМ;

t_пр, нс – быстродействие ПРОМ

ВЫБОР АППАРАТУРЫ ВОСП

Поскольку число каналов N = 350, считаю возможным применение отечественной ВОСП «Сопка – 3М». Её параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1.

ЛД – лазерный диод, ООВ – одномодовое оптическое волокно.

Описание линейного кода выбранной

аппаратуры и определение для данного кода

скорости передачи сигналов в линии;

Специфичность оптического сигнала, импульсы которого могут быть только однополярными после преобразования в электрический сигнал, приводит к необходимости использования кодов, специально разработанных для ВОСП. К этим кодам предъявляются ряд требований:

1. Ограниченность энергетического спектра сигнала как в области низких, так и в области высоких частот с целью уменьшения дисперсионных искажений светодиодов, шумов, межсимвольных помех;
2. Упрощение аппаратуры линейного тракта;
3. Структура линейного кода должна обеспечить простоту выделения тактовой частоты из цифрового сигнала для формирования импульсов тактовой синхронизации в регенераторах;
4. Структура линейного кода должна обеспечить контроль качества передачи и исправности оборудования линейного тракта без перерыва связи;
5. Простота реализации кодеров и декодеров;
6. Максимальная помехоустойчивость;

Совокупности указанных требований в полном объеме не удовлетворяет ни один код. Поэтому для разных ВОСП применяются различные коды. Во всех оптических кодах исходная электрическая комбинация в виде простейшего кода NRZ (без возврата к нулю) перекодируется, причем каждым m импульсам исходного кода сопоставляется n импульсов линейного оптического кода, где n > m. Отсюда формула кода mBnB. При этом тактовая частота линейного оптического сигнала:

(1)

где f_Т – тактовая частота исходной цифровой последовательности.

Поскольку для выбранного оборудования рекомендуется использовать линейный код 2В4В, остановимся на его описании более подробно.

Код 2В4В называется кодом с позиционно-импульсной модуляцией (ПИМ). В этом коде используются разрешенные комбинации с единственным импульсом, временное положение которого зависит от блочной комбинации двух исходных импульсов. Четырем возможным комбинациям 00, 01, 10, 11 соответствуют в коде с ПИМ комбинации 1000, 0100, 0010, 0001 (рис 1.)

Достоинством ПИМ комбинаций является выигрыш по мощности передаваемых сигналов. В то же время этому коду присущ ряд недостатков: удвоение передаваемой полосы, сложность кодопреобразователей, проблемы контроля ошибок, возрастание трудностей синхронизации. В высокоскоростных системах используют блочные коды, для которых m>2, n>m, причем чем выше скорость передачи, тем ближе m к n, с целью сокращения передаваемой полосы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА

В ЛИНЕЙНОМ ТРАКТЕ

На основе формулы (1) по известному коду и скорости передачи ЦСП может