Информатика и выч. техника \ Волоконно-оптические системы передачи

Определение затухания (ослабления), дисперсии, полосы пропускания и максимальной скорости передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе. Определение характеристики многомодового лазера с резонатором Фабри-Перо

Страницы работы

10 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Фрагмент текста работы

Источником излучения, имеющий данную характеристику, является полупроводниковый лазер.

Задача. Построить график зависимости чувствительномти фотодетектора от длины волны оптического излучения. Используя график и данные Ри,мкВт = 0,5 и λ,нм = 1290. Oпределить величину фототока на выходе p-i-n фотодиода. По графику определить длинноволновую границу чувствительности фотодетектора. Определить материал для изготовления прибора.

Величину фототока определяем из соотношения :

S = Iф / Pи Iф = S* Pи = 0,73* 0,5* 10 = 0,365 μA

λгр < 1,24(эВ х мкм)/ Еg = 1,24 / 0,66 = 1,88 мкм

Прибор изготовлен из германия Ge.

Задача. Определить полосу пропускания и отношение сигнал/ шум для фотоприемного устройства , содержащего интегрирующий (ИУ) усилитель и фотодетектор p-i-n.

Rэ, кОм	Cэ, пф	ηвн	М	Fш (М)	Т	Дш	Кус	Рпер, дБм	L, км	Α, дБ/км
1000	2,0	0,38	1	1	280	2	1000	-2	45	0,42

Полоса частот усилителя ФПУ с ИУ ограничена полосой пропускания входной цепи ФПУ и находится из соотношения:

ΔFиу = 1/ 2π* Rэ* Cэ = 1 / 2* 3,14* 10 * 2* 10 = 80 кГц

Определяем величину фототока фотодетектора:

Iф = Pпр ( е* ηвн* M / h* f) = Pпр ( 1* 0,38* 1 / 4,1* 10 * 2,3* 10 )=

= 0,4нА

Pпр = Pпер* 10 = -2* 10 = -0,026дБм

Для вычисления основных шумов ФПУ , т.е. квантовый и тепловой шумы, воспользуемся соотношениями:

Рш.кв = 2е* М * Iф* Fш (М)* ΔF = 2*1* 1* 0,4* 10 * 1* 80* 10 = 64мВт

Рш.т. = 4*К* Т / Rэ= 4* 1,38* 10 * 280/ 10 = 1545,6* 10 Вт

Отношение сигнал /шум вычисляется из соотношения:

С/Ш = Iф / √ 2е* Iф* Fш (М) + 4*К* Т / Rэ* М* Дш* ΔF = 0,4*10 / √ 2* 0,4* 10+ 4* 1,38* 10 * 280/ 10 * 1* 7* 80000 = 3,3* 10

Задача. Используя приложения для оптических интерфейсов аппаратурыSDH, определенных рекомендациями МСЭ-Т G.957, рассчитать 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.

Тип оптического интерфейса	Затухание оптического кабеля αк, дБ/км	Дисперсия оптического кабеля D пс/нм*км	Длина линии L, км	Строительная длина кабеля Lс,км	Затухание на стыке длин αс, дБ
S-1.1	0,4	4	729	1,5	0,04

Расстояние между регенераторами определяем из соотношения:

Lp = A-Э / αк + (αc / Lc) = 25,5 – 3/ 0,4+ (0,04/ 1,5) =52,8км

Число регенераторов определяем из соотношения:

N = L / Lp – 1 = 729 / 52,8-1 = 13

Определим совокупную дисперсию:

σ = D* Δλи* Lp = 4* 2* 52,8 = 422,4 σ = 422,4 σт = 96 так как σ >σт уменьшаем длину регенерационного участка до величины что бы σт >σ

Lp = σт/ D* Δλи = 96/ 4*2 = 12км N= L / Lp – 1 = 729/12-1 = 60шт.

Вероятность ошибки вычисляем из соотношения:

Рош =L / N = 729* 10/ 60 = 12пВт

Задача. Определить максимальную дальность передачи в секции регенерации транспортной сети при известных параметрах оптических интерфейсов аппаратуры SDH.

Длина волны, нм	Класс оборудования	Лазерный диод	ширина спектра, нм	Уровень передачи, дБ мах/мин
1530; 1555	JE4.2	РОС	0,5	+6 / +3

Приемник	Уровень приема (Кош=10 ) мин/мах	Совокупная дисперсия, пс/нм	Дисперсионные потери, адисп дБ	Затухание секции, дБ
p-i-n	-45 / -15	5000	2	30 - 50

Километрическое затухание кабеля, дБ/км	Хромотическая дисперсия, пс/(нм*км)	Строительная длина кабеля, Lкм	Потери на стыках оптических волокон, дБ
0,3	18	1	0,1

По совокупной дисперсии определяем максимальную длину секции регенерации:

Lpc =D / σx = 5000/18 = 277,8

Для получения значения Lpc определяемого совокупным затуханием, решаем уравнение:

αΣ = α Lpc + (n + 2)Δα = 0,3* 277,8 + (278 + 2)* 0,1 = 111,34дБ

αΣ > α 111,34дБ > 55дБ

Совокупное затухание превышает допустимое затухание секции. Производим перерасчет длины секции с учетом допустимых потерь мощности по соотношению:

Lpc = A – (n+2)* Δα / α = 46 – (152 + 2) *0,1 / 0,3 = 102км

n оцениваем из соотношения Lpc < A / α = 46 / 0,3 = 153,3 m =Lpc/ L = =153,3 / 1= 153; n = m – 1 =153 – 1 = 152; A = Pпер.мин – Pпр.мин – αдисп.= = 3 – (-45) – 2 = 46дБ.

Согласно полученных расчетов длину секции регенерации определяет длиной 102км.

Задача. Определить максимально возможную дальность передачи заданного цифрового сигнала по медным парам низкочастотного кабеля типа Т, ТПП на участке сети доступа.

Диаметр жил медного кабеля,мм	Максимальная температура грунта, +t C	Километрическое затухание кабеля при t= 20 С на частотах кГц, дБ/км
0,32	15	1,0	10,0	50,0	100	200	300	500	1000	1500
0,32	15	0,5	6	12	14	15,5	17	20	27	40

Скорость передачи данных, Кбит/с	Линейный код	Энергетический потенциал системы, дБ
2048	HDB3	36

Для нахождения значений α (дБ/км) при заданной температуре воспользуемся расчетным соотношением:

αt = α20 (1+ αα ( t – 20 ))

Километрическое затухание кабеля при t= +15 С на частотах кГц, дБ/км
1,0	10,0	50,0	100	200	300	500	1000	1500
0,49	5,9	11,8	13,78	15,2	16,7	19,6	26,5	39,2

При линейном кодировании HDB3 максимум энергетической плотности сосредоточен на полутактовой частоте. Тактовая частота 2048кГц значит максимум энергетической плотности будет на частоте 1024кГц, на этой частоте затухание в кабеле равно 27дБ/км. Учитывая энергетический потенциал системы и километрическое затухание кабеля для заданной скорости передачи рассчитаем возможную длину участка передачи:

L = Э / α = 36 / 27 = 1,3км

Задача. Определить службы электросвязи, для которых могут быть использованы заданные физические и виртуальные каналы ЦСИС.

Физические каналы	Виртуальные каналы	Скоростные режимы, Мбит/с.
В	AAL-1	2

Телефония	Видио телефония	Телефакс группа 4	Видио -конференцсвязь	Звуковое вещание
Н	Е	Е	Н	Е