Контрольная работа По дисциплине: Основы оптической связи (часть 2). Вариант №33.

Задача 2
Определить затухание, дисперсию, полосу пропускания и максималь-ную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической систе-ме с длиной секции L (км), с километрическим затуханием a (дБ/км) на длине волны излучения передатчика (мкм), ширине спектра излучения  λ0,5 на уровне половины максимальной мощности излучения. Определить мощность оптического излучения в волокне на выходе секции, если на входе подключен оптический генератор с уровнем мощности +10дБм на заданной длине волны λ0.
Исходные данные:
Длина секции L = 107 км,
Уровень оптической мощности на передаче ,
Тип волокна SF, Standard Fiber – стандартное одномодовое ступенчатое во-локно, коэффициент ПМД σпмд=0,5 пс/√км.
Затухание a = 0,26 дБ/км,
Длина волны = 1,55 мкм,
Спектральная линия = 0,1 нм ,
Коэффициент хроматической дисперсии ,
Затухание на разъёмных соединениях lrs =0,4 дБ

Задача 4.1
Определить характеристики одномодового лазера с распределенной обратной связью (DFB).
Определить частоту и длину волны генерируемой моды в одномодовом лазере DFB для известных значений дифракционной решетки m и длины ла-зера L. Изобразить конструкцию лазера DFB.
Исходные данные:
L = 215 мкм
Порядок решетки m = 4
Шаг решетки d = 0,31 мкм
Показатель преломления nЭ = 3,56

Задача 4.2
Построить зависимость выходной мощности источника оптического излучения от величины электрического тока, протекающего через него. Для заданных тока смещения и амплитуды модулирующих однополярных им-пульсов определить графически изменение выходной модуляционной мощ-ности Рмакс и Рмин и определить глубину модуляции . Показать на графике модулирующий электрический и модулированный оптический сигналы. Рас-считать коэффициент гашения. По построенной характеристике указать вид источника (светодиод или лазер?).
Исходные данные:
Ток смещения IСМ = 12 мА
Амплитуда тока модуляции IМ = 3 мА

Таблица 1 – Исходные данные
I, мА 0 5 10 15 18 20 22 24 26 28
Р1, мкВт 0 15 30 45 60 90 160 230 310 370

Задача 4.3
Для модулятора Маха-Зендера рассчитать и построить передаточную (модуляционную) характеристику. Выбрать на построенной характеристике напряжение начального смещения с учётом амплитуды и полярности моду-лирующего сигнала. Показать на рисунке изменение относительной величи-ны оптической мощности при модуляции. По рисунку определить глубину модуляции.
Дано:
Полуволновое напряжение Vπ - 13 В
Амплитуда – 5 В
Форма - импульсная
Полярность - +

Задача 5.2
Рассчитать полосу пропускания входной цепи ФПУ с ИУ (ТИУ). Опре-делить требуемую электрическую полосу пропускания для фотоприёмного устройства, содержащего интегрирующий (ИУ) или трансимпенансный (ТИУ) усилитель и фотодетектор (ЛФД или p-i-n). Рассчитать значение фото-тока и отношение сигнал/шум на выходе ФПУ. При условии оптимального приема рассчитать значение Q-фактора и соответствующее ему значение BER для данного ФПУ.
Исходные данные:
Тип ФД – ЛФД
Тип усилителя - ТИУ
RЭ = 110 кОм
СЭ = 1,5 пФ
= 0,85
М =20
FШ(М) = 6
Т = 300
DШ = 300
В = 1000 Мбит/с
РПЕР = +2 дБм
L = 50 км
= 0,25 дБ/км
 = 1,43 мкм

Задача 6
Определить длину взаимодействия L излучения накачки в рамановском усилителе, при которой коэффициент распределенного усиления G, при соответствующей мощности накачки Pн, площади модового пятна А и рамановском коэффициенте усиления материала g. Составить схему включения рамановской накачки встречно усиливаемому сигналу.
Исходные данные:
Pн = 2,21 Вт
А = 47 мкм2
G = 9 дБ
g = 6×10-14 м/Вт

Задача 7.1
Используя приложения для оптических интерфейсов аппаратуры SDH, определенных рекомендациями МСЭ-Т G.957 и G.691, определить: предель-ную дальность передачи по оптическому волокну без промежуточных реге-нераторов, но с возможным использованием оптических усилителей. Также определить минимальное расстояние между оптическим передатчиком и оп-тическим приёмником заданного интерфейса для исключения перегрузки приёмника.
Рассчитать уровень сигнала на приеме, мощность сигнала на входе приемника и совокупную хроматическую дисперсию при условии, что длина участка равна L, проверить, соответствуют ли полученные значения техниче-ским нормативам.
Исходные данные:
Интерфейс U-16.2,
L= 111 км,
Строительная длина кабеля Lcтр = 3,5 км,
Число разъемных соединений – 2.

Задача 7.2
Для заданного количества оптических каналов в ВОСП-WDM и требуемого OSNR каждого канала определить минимальный допустимый уровень передачи одного канала и максимальный допустимый уровень всех каналов в стекловолокне при использовании на промежуточных станциях Mус – эрбиевых усилителей с усилением А и с коэффициентом шума NF. Для скоростей передачи цифровых данных в формате NRZ 2,5Гбит/с и 10Гбит/с считать шум спонтанной эмиссии -58дБ, нормированным относительно полосы 0,1 нм. Разместить указанное количество спектральных каналов в полосе C или L, или С+L в зависимости предлагаемого интервала между спектральными каналами (0,1 нм; 0,2 нм; 0,4 нм; 0,8 нм).
Исходные данные:
Число оптических каналов – 32,
Скорость передачи в каждом – 10 Гбит/с,
Межканальный интервал – 0,8 нм,
Требуемый OSNR – 22 дБ,
Число оптических усилителей Mус = 8,
Усиление оптического усилителя as = 26 дБ,
Коэффициент шума усилителя NF – 6,8 дБ.

+ответы на контрольные вопросы