Контрольные задачи для государственного экзамена по дисциплине "Волоконно-оптические системы передачи"

Контрольные задачи для государственного экзамена специальности 201000 по дисциплине ВОСП

1

Скорость передачи линейного оптического сигнала на выходе конвертора составляет 3277 кбит/с. Определить тип блочного линейного кода и длительность тактового интервала. Известно, что двоичный информационный сигнал передается на вход конвертора со скоростью 2048 кбит/с.

2

Определить максимальную величину сопротивления входной цепи фотоприемного устройства, которое обеспечит полосу пропускания 10 МГц в интегрирующем усилителе при его входной ёмкости 1.5пФ и ёмкости фотодиода 0.5пФ.

3

Определить частотный и волновой интервал между модами резонатора Фабри-Перо, имеющего следующие характеристики:

 - расстояние между зеркалами L=200 мкм;

 - показатель преломления материала внутри резонатора n=3.65.

На сколько изменится частотный интервал между модами, если длина резонатора увеличится на 1мкм.

4

Определить расстояние, на котором мощность оптического излучения в волоконном световоде уменьшается в 10 раз. Волоконные световоды имеют следующие характеристики затухания:

1000дБ/км; 20дБ/км; 3дБ/км; 0.15дБ/км.

5

Определить величину фототока в цепи фотодиода P-i-N после подключения перед ним эрбиевого усилителя с усилением 20дБ. Чувствительность фотодиода 0.8А/Вт. Фототок  до подключения усилителя составлял 5нА.

6

Представить временные диаграммы преобразования двоичной последовательности 101110000101100001 в последовательность линейного кода NRZ-S. Определить длительность тактового интервала линейного кода NRZ-S при скорости двоичной последовательности 139264кбит/с.

7

Определить скорость передачи линейного сигнала ВОСП PDH в коде 5В6В, когда информационный двоичный сигнал поступает в оптический конвертор со скоростью 34368 кбит/с. Определить длительность тактового интервала и длительность оптического импульса при формате линейного кода RZ 50%.

8

На входе волоконно-оптической линии связи мощность передатчика составляет 3мВт. Длина линии 110 км. Затухание оптического волокна на длине волны 1.55мкм составляет 0.22дБ/км. Определить величину фототока в цепи P-i-N фотодиода, если его чувствительность 0.95А/Вт.

9

Определить материалы для изготовления светоизлучающих приборов диапазона волн 0.8 – 1.6 мкм из следующего списка:

Ge, Eg=0.66эВ; Si, Eg=1.11эВ; GaSb, Eg=0.73эВ; InAs, Eg=0.36эВ; InP,Eg=1.35эВ.

10

Определить ширину полосы частот излучения полупроводникового лазера GaAlAs, у которого ширина спектральной линии на уровне 0.5 от максимальной мощности составляет 0.6нм. Средняя длина волны спектра излучения 0.86 мкм.

11

Представить временные диаграммы преобразования двоичной последовательности  1011000001010110, передаваемой на скорости 155020 кбит/с,  в последовательность кода CMI. Определить длительность тактового интервала в этом линейном коде.

12

Определить величину затухания нелинейности по 2-ой и 3-ей гармоникам оптического модулятора ВОСП. Измеренные значения мощности гармоник составили: Р2=0.015мкВт; Р3=0.006мкВт. Уровень мощности сигнала р= +3дБм.

13

Определить число спектральных каналов, которые можно образовать в диапазоне волн 1280…..1340нм. Интервал между оптическими несущими частотами составляет 80ГГц.

14

Определить затухание 1км волоконно-оптической линии длиной 49км по следующим показаниям оптического тестера: мощность измерительного сигнала на входе в линию 1мВт; уровень мощности на выходе линии –28дБм; длина волны измерения 1310нм.

15

Определить мощность оптического сигнала на выходе эрбиевого усилителя при условии, что уровень мощности сигнала на его входе составил  –40дБм; величина затухания на стыке усилитель - волоконно-оптическая линия 3дБ; длина волны сигнала 1555нм; усиление 30дБм.

16

Привести сравнительный анализ характеристик СИД и ППЛ(Фабри-Перо):

величина тока накачки; излучаемая мощность; спектральный состав излучения; ширина спектра излучения; угловая расходимость излучения; характер излучения; способы согласования со стекловолокнами. При ответе на вопрос использовать графическое представление.

17

Для построения ВОСП составить схему включения лазера(ППЛ), внешнего модулятора(ВМ), преобразователя кода передачи(ПКпер), разъёмного оптического соединителя(РС) для передачи и приёма, оптического кабеля(ОК), фотодетектора(ФД), предварительного оптического усилителя(ПОУ), электронного предусилителя(ЭПУ), регенератора(РГ), электронного усилителя мощности(ЭУМ), преобразователя кода приёма(ПКпр).

18

Определить допустимую величину дисперсии волоконно-оптической линии для передачи импульсных оптических сигналов на расстояние 130км на скорости 622Мбит/с при линейном кодировании скремблированный NRZ. Ширина спектральной линии лазера составляет 0.2нм.

19

Определить энергетический потенциал ВОСП, у которой мощность оптического передатчика  составляет 20 мВт, чувствительность фотодиода 0.5А/Вт, величина фототока сигнала, соответствующая безошибочному приёму цифровых данных с вероятностью 10^-10 , и составляет 6 мкА. Величину потенциала представить в дБм.

20

Составить схему измерений затухания нелинейности по 2-ой и 3-ей гармоникам модулятора с ППЛ. Указать необходимые приборы.

21

Составить схему измерения затухания одномодового оптического волокна (G.653) на волне 1550нм с использованием оптического тестера, в котором максимальная мощность излучателя 1мВт, чувствительность приёмника -33дБм. Длина проложенного кабеля 20км.

22

Составить схему проверки оборудования ВОСП «на себя», если максимальный уровень мощности передатчика +10дБм, а максимальная допустимая величина мощности сигнала на входе приёмника -6дБм.

23

Составить схему для измерения величины усиления эрбиевого волоконного усилителя на длине волны 1550нм. Указать необходимые приборы.

24

Составить схему прохождения оптических и электрических цепей в ЛАЦ с оборудованием ВОСП SDH, PDH, в составе: оптический кабель линейный и станционный; оптический и электрический кроссы; мультиплексоры STM-1(терминальный) и гибкий с окончанием линии Е1(4 штуки); завершение канальных окончаний на цифровом электрическом кроссе.

25

Определить максимальное затухание оптической линии связи, которое может перекрываться энергетическим потенциалом ВОСП со следующими параметрами: мощность передатчика 2.6мВт, чувствительность приёмника

-33дБм при вероятности ошибки приёма цифрового сигнала 10^-10.

26

Определить полосу пропускания фотоприёмного устройства с интегрирующим усилителем, если известно: входное сопротивление усилителя 100кОм; сопротивление смещения фотодиода 1.6МОм; входная ёмкость усилителя 0.4пФ; ёмкость фотодиода 1пФ; ёмкость монтажа 0.1пФ.

27

Определить угловую расходимость излучения ППЛ, излучающего волну 0.8мкм с площадки 1.1×5мкм. Изобразить диаграмму направленности в двух плоскостях.

28

 Определить возможность применения оптического кабеля с километрическим затуханием 0.7дБ/км на длине волны 1.31мкм для построения безрегенерационного участка передачи длиной 26.5км, если мощность оптического передатчика 2мВт, минимальный уровень приёма

 -33дБм, строительная длина кабеля 4км, потери мощности сигнала на стыках строительных длин 0.15дБ.

29

Определить длинноволновую границу чувствительности ЛФД, выполненного из материала InGaAsP с шириной запрещённой зоны 0.91эВ. Изобразить спектральную характеристику квантовой эффективности этого прибора.

30

Определить величину потерь мощности оптического излучения СИД при внешней квантовой эффективности 0.3 и измеренной величине уровня мощности излучения -21дБм.