Волоконно-оптические системы передачи данных

Задача 1

Определить затухание (ослабление), дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе с длиной секции L (км), километрическим (погонным) затуханием (ослаблением) a (дБ/км) на длине волны излучения передатчика l0 (мкм), ширине спектра излучения Dl0,5 на уровне половины максимальной мощности излучения.

Длина секции L=113 км.=113.

103 м.

Тип волокна - LEAF (одномодовое оптическое волокно со смещённой ненулевой дисперсией).

Затухание α=0,24 дБ/км.=0,24.

10-3 дБ/м.

Длина волны λо=1,56 мкм.=1,56.

10-6 м.

Спектр ∆λ0,5=0,15 нм.=0,15.

10-12 м.

Хроматическая дисперсия D=4,2 пс/(нм.

км)

Результирующее максимальное затухание секции находится из соотношения:

αм=α.

L+αс.

Nс дБ.

где:

αс – потери мощности оптического сигнала на стыке волокон строительных длин кабеля (αс = 0,05 дБ)

Nс – число стыков, определяемое:

Nс = Е[L/lС–1] = 113/2–1 = 55

где:

lС = 2 км.

αм = 0,24.

10-3.

113.

103+0,05.

55 = 29,87 дБ.

Результирующая совокупная дисперсия секции находится:

с.

Полоса пропускания оптической линии определяется из соотношения:

Гц.

Максимальная скорость передачи двоичных оптических импульсов зависит от ∆Fов и их формы, которую принято считать прямоугольной или гауссовской:

Вг=1,34.

∆Fов=1,34.

5,25.

106=7,03.

106 бит/с.

Задача 2

Определить характеристики многомодового лазера с резонатором Фабри – Перо (FP) и одномодового лазера с распределенной обратной связью (DFB).

Определить число мод в лазере FP, для которых выполняется условие возбуждения в полосе длин волн Dl при длине резонатора L и показателе преломления активного слоя n.

Определить частотный интервал между модами и добротность резонатора на центральной моде lО при коэффициенте отражения R.

Изобразить конструкцию полоскового лазера FP.

Изобразить модовый спектр.

Определить частоту и длину волны генерируемой моды в одномодовом лазере DFB для известных значений дифракционной решетки m и длины лазера L.

Изобразить конструкцию лазера DFB.

Конструкция полоскового лазера FP:

Модовый спектр:

Конструкция лазера DFB:

Параметры лазера FP:

Длина лазера L=300 мкм.=300.

10-6 м.

Dl=45 нм.=45.

10-9 м.

n=3,3.

lО=0,4 мкм.=0,4.

10-6 м.

R=0,39.

Частота моды определяется из соотношения:

где:

С – скорость света (3.

108 м/с),

m – номер моды,

L – длина резонатора,

n – показатель преломления.

Расстояние между модами определяется из соотношения:

м.

Добротность резонатора на центральной моде l0 определяется из соотношения:

Число мод в интервале Dl определяется отношением:

M=Dl/Dlm=45.

10-9/0,8.

10-10=556,9

Параметры лазера DFB:

Длина лазера L=250 мкм.=250.

10-6 м.

Порядок решётки m=7.

Шаг решётки d=0,7 мкм.=0,7.

10-6 м.

Показатель преломления nэ=3,68.

Для определения длины волны и частоты генерации одномодового лазера DFB необходимо воспользоваться соотношениями:

l0.

m=2d.

nэ =>

м.

Гц.

Гц.

Задача 3

Построить зависимость выходной мощности источника оптического излучения от величины электрического тока, протекающего через него.

Для заданных тока смещения и амплитуды модулирующих однополярных импульсов определить графически изменение выходной модуляционной мощности Рмакс и Рмин и определить глубину модуляции h. По построенной характеристике указать вид источника.

Другие публикации

Разработка телеметрической системы для измерения параметров, характеризующих состояние здоровья пациента
телеметрический многоканальный шумовой погрешность тракт Биотелеметрией называется специальное научно-техническое направление, разрабатывающее вопросы отбора, прео ...

Однополосный связной передатчик
техника радиопередающих устройств развивается непрерывно и интенсивно. Это обусловлено определяющей ролью передатчиков в энергопотреблении, качестве работы, надежност ...