Разработка учебного модуля по теме "Пропускная способность современных оптических волокон"

Свойства и характеристики оптических волокон, способы увеличения их пропускной способности. Применение компенсаторов дисперсии и мультиплексирования. Разработка учебно-методических материалов по пропускной способности современных оптических волокон.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 21.09.2012
Размер файла 1,7 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Структура стандартного многомодового оптического волокна G 50/125 (G 62,5/125) мкм в соответствии со Стандарт EN 188200; Стандарт VDE 0888; Рекомендация МСЭ-Т (ITU-T) G.651; Стандарт МЭК “IEC 60793-2”:

- диаметр светопроводящего ядра (сердцевины) 50 (62,5) ± 3 мкм;

- допуск на некруглость 3 мкм;

- внешний диаметр оптического волокна 125 ± 2 мкм;

- допуск на некруглость 2,5 мкм;

- допуск на эксцентриситет между сердцевиной и внешним диаметром волокна 3 мкм;

- внешний диаметр первичной защитной оболочки 250 ± 2 мкм;

- внешний диаметр вторичной защитной оболочки 900 ± 2 мкм.

В многомодовом оптическом волокне со ступенчатом профилем, моды распространяются по оптическим путям разной длины и поэтому приходят к концу световода в разное время. Эта дисперсия может быть значительно уменьшена, если показатель преломления стекла сердцевины уменьшается параболически от максимальной величины n1 у оси световода, до величины показателя преломления n2 на поверхности границы раздела с оболочкой. Оптический волновод с таким профилем, (когда показатель преломления плавно изменяется) называется градиентным волоконным световодом.

G.651- это волокно с градиентным профилем показателя преломления. Поэтому более «длинные» оптические пути компенсируются меньшим временем прохождения. Лучи света проходят по такому волокну по волно- или винтообразным спиралям. Чем дальше отклоняется луч света от оси световода, тем сильнее он заворачивается обратно к оси. При этом, так как показатель преломления от оси к краю сердцевины уменьшается, то увеличивается скорость распространения света в среде. В результате различие временных задержек различных лучей почти полностью исчезает.

Благодаря своему строению, G.651 обладает лучшими показателями при передачи ( чем предшественники), что способствовало существованию на рынке.

3.2 Пропускная способность оптических волокон G.652

Одномодовое волокно существенно превосходит многомодовое по многим параметрам. Главное преимущество - меньшая дисперсия и, следовательно, большая пропускная способность (скорость передачи информации). Главный недостаток одномодовых волокон - малый размер сердцевины и, следовательно, более высокие требования к источникам излучения, системам ввода света в волокно, к соединениям волокон и к другим пассивным элементам систем связи. Для достижения высокой эффективности ввода излучения волновод необходимо освещать источником с числовой апертурой и размерами, не превышающими числовой апертуры и диаметра сердцевины (диаметра поля моды) волокна. В качестве источников света в передатчиках для ВОСП используются полупроводниковые светодиоды, суперлюминесцентные светодиоды и полупроводниковые лазеры. Светодиоды используются совместно с многомодовым волокном, а полупроводниковые лазеры с одномодовым. По мере развития технологии производства пассивных и активных компонент ВОСП одномодовое волокно вытесняет многомодовое благодаря главному преимуществу: отсутствию межмодовой дисперсии и сохранению пространственной когерентности. Это позволяет обеспечивать очень высокую информационную пропускную способность одномодового волокна. Поэтому, при выборе волокна для

обеспечения передачи информации на относительно большие расстояния выбор должен быть за одномодовым волокном.

Для целей связи на короткие расстояния, такой, как связь между компьютерами внутри зданий, может использоваться многомодовое волокно. Иногда для увеличения широкополосности такое волокно возбуждается излучением с апертурой значительно меньшей апертуры самого волокна, что значительно снижает межмодовую дисперсию.

Одномодовое волокно со ступенчатым профилем показателя преломления, удовлетворяющее рекомендации ITU G.652 называется стандартным волокном (SF).

Одномодовое волокно с дисперсией, оптимизированной на длине волны 1310 нм (Рек.G.652 МСЭ-Т) - исторически первое (с 1983 года) и наиболее широко распространённое волокно, производство которого осуществляется для магистральных и внутризоновых сетей связи.

Структура стандартного одномодового оптического волокна E 9,5/125 мкм в соответствии со Стандарт EN 188100; Стандарт VDE 0888, часть 102; Рекомендация МСЭ-Т (ITU-T) G.652; Стандарт МЭК “IEC 60793-2”:

- диаметр светопроводящего ядра (сердцевины) 9,5 ± 1 мкм;

- внешний диаметр оптического волокна 125 ± 3 мкм;

- допуск на некруглость 2,5 мкм;

- допуск на эксцентриситет между сердцевиной и внешним диаметром волокна 1 мкм;

- внешний диаметр первичной защитной оболочки 250 ± 10 мкм;

- внешний диаметр вторичной защитной оболочки 900 ± 10 мкм.

Длина волны нулевой дисперсии такого волокна равна 1310 нм, что делает его оптимальным для работы во втором окне прозрачности. Хроматическая дисперсия на длине волны 1550 достаточно высока - около 18пс/нм?км. Столь высокое значение дисперсии затрудняет работу в режиме высоких скоростей передачи информации (более 10Гбит/с), т.к. требует использования устройств компенсации дисперсии.

3.3 Пропускная способность одномодовых оптических волокон G.655

Для подавления нелинейных эффектов, в первую очередь эффекта четырехволнового смешения, были разработаны волокна, в которых длины волн нулевой дисперсии выведены за пределы рабочего диапазона.

Такое волокно называется волокном с ненулевой смещенной дисперсией (NZDSF) и оно описывается рекомендациями ITU G.655.

В 1990-е гг. впервые появились оптические волокна с ненулевой смещенной дисперсией (волокна NZDS, подробно описанные в рекомендации G.655). Они отличаются наименьшей дисперсией в C-диапазоне и позволяют значительно увеличить дальность передачи без компенсации дисперсии в диапазоне 1550 нм. Подобно ОВ G.652 волокна G.655 требуют компенсации дисперсии для передачи в городских, региональных сетях и сетях дальней связи. Но при этом в ОВ такого типа, подобных волокну LEAF® компании Corning, дисперсия составляет 25% от дисперсии в волокнах G.652. Поэтому ОВ LEAF® позволяют создавать сети без модулей компенсации дисперсии и с модуляцией типа БВН протяженности уже до 320 км (снижение дисперсии в ОВ до 25% от дисперсии в ОВ G.652 позволяет в четыре раза увеличить протяженность сетей без компенсации).

Благодаря дуобинарной модуляции при передаче по ОВ LEAF® можно дополнительно увеличить протяженность сетей без компенсации дисперсии до 600 и более километров[4]. Применение метода компенсации дисперсии в приемнике к сигналам с модуляцией БВН, передаваемым по ОВ LEAF®, по заключению исследователей компании Corning, также позволяет добиться протяженности сетей без компенсации около 600 км. Это позволяет большинству существующих оптических сетей работать без линейных устройств компенсации дисперсии, однако такой дальности передачи недостаточно для большинства сетей дальней связи.

После долгих лет разработки новых типов оптических волокон, различающихся в отношении величины дисперсии, ОВ G.655 и G.652 стали наиболее распространенными типами волокон во всем мире. Это объясняется их точно определенными рабочими характеристиками, широкой распространенностью и всеобщей поддержкой. Однако отсутствие единых дисперсионных характеристик волокон стимулировало разработку таких нечувствительных к дисперсии технологий, как дуобинарная модуляция и электронная компенсация дисперсии в приемнике. Новые технологии привлекли к себе внимание в 2006 г. Несомненно, они окажут существенное влияние на развитие сетей малой протяженности без компенсации дисперсии с применением волокна G.652. В настоящее время многие компании предлагают изделия, работающие с дуобинарным форматом модуляции, т.е. наступает период зрелости этих технологий. Однако для включения в широкомасштабные прозрачные сети более протяженных линий требуется волокно с меньшей дисперсией. Оптическое волокно LEAF® компании Corning, соответствующее требованиям G.655, совместно с дуобинарной модуляцией и с электронной компенсацией дисперсии в приемнике способно обеспечить передачу на расстояние 1500 км при привлекательных показателях экономии затрат. И если конечная цель состоит в построении экономически выгодных линий дальней связи без линейных устройств компенсации дисперсии, что обеспечит значительные преимущества при создании прозрачных и переконфигурируемых сетей, то соответствующее волокно существует уже сегодня.

Необходимость разработки этого типа ОВ была связана с внедрением эрбиевых оптических усилителей в линиях связи и развитием оптических систем со спектральным уплотнением каналов, что значительно снизило себестоимость каналов.

Максимальные потери на изгиб: радиус изгиба 37,5 мм, число витков 100, на длине волны 1550 нм.

Нулевая дисперсия может быть смещена либо в сторону коротких волн относительно длины волны 1550нм, либо в сторону длинных волн. У волокон первого типа в третьем окне прозрачности положительная дисперсия, у волокон второго типа - отрицательная. В соответствии с этим они обозначаются (+D) NZ DSF и (-D) NZ DSF. У волокон с ненулевой смещенной дисперсией величина дисперсии достаточна для подавления четырехволнового смешения и при этом сохраняется возможность высокой скорости передачи информации без применения компенсации хроматической дисперсии (до 10Гбит/с на канал на расстояния до 500км). Поэтому волокна такого типа наилучшим образом подходят для использования в системах со спектральным разделением каналов. В высокоскоростных системах связи при использовании узкополосных источников излучения становится заметным влияние поляризационной модовой дисперсии.

Оценим теоретический предел пропускной способности одномодового оптического волокна G.655 с ненулевой смещенной дисперсией, имеющего при малом затухании сравнительно широкий спектральный диапазон (C + L).

Ширина полосы частот может составлять: F = 4,4 + 7,1 = 11,5 ТГц. При этом шенноновская пропускная способность = 11,5 · 6 = 69 Тбит/с.

Однако при скорости передачи 40 Гбит/с может оказаться, что малая дисперсия волокон G.655 недостаточна для подавления нелинейных эффектов, и оптимальными будут волокна G.656.

3.4 Возможности одномодовых оптических волокон G.656

В начале 2000-х годов продолжалось совершенствование систем спектрального мультиплексирования, особенно плотного DWDM. Работы по наращивание каналов продолжались в двух направлениях. Во-первых, за счет расширения используемого спектрального диапазона, хотя этому препятствовала неравномерность коэффициента затухания и коэффициента хроматической дисперсии на разных длинах волн. А во-вторых, за счет более плотного расположения оптических несущих (сужения канального интервала). Этому препятствовало несовершенство активных (лазеров) и пассивных (фильтров, мультиплексоров/демультиплексоров и т. п.) компонентов. Тем не менее постоянный прогресс технологий обусловил необходимость разработки одномодовых волокон максимально оптимизированных именно для работ систем DWDM с наименьшими канальными интервалами (100 ГГц и меньше).

Такие ООВ были созданы и впервые стандартизированы ITU-T в 2004г. От схожих по параметрам волокон G.655E их отличал несколько меньший диаметр модового поля, большее положительное значение коэффициента хроматической дисперсии на длине волны 1550 нм и спецификация не только дисперсии но и коэффициента затухания в расширенном диапазоне длин волн 1460-1625 нм (S-C-L).

Несмотря на относительную сложность технологии и, соответственно, не маленькую стоимость, волокна с ненулевой дисперсией для широкополосных транспортных сетей (NZDSF-WTN) находят свое применение на транспортных сетях различного назначения и протяженности. Выигрыш волокон в их, можно сказать, «масштабируемости». В значительной части спектра специфицированы основные характеристики, которые позволяют применять их как в CWDM, так и в DWDM, т.е. наращивать пропускную способность сети по необходимости. Последняя редакция Рекомендации G.656 (2006 г.) содержит всего одну модификацию этого типа ООВ. Вероятна дальнейшая модификация волокон этого типа за счет появления дополнительных видов, возможно с расширением в диапазон Е.

Одним из последних документов МСЭ-Т в отношении характеристик оптического волокна стала рекомендация G.656. В ней предусмотрен расширенный рабочий диапазон (от 1460 до 1625 нм), для которого специфицированы и хроматическая дисперсия, и коэффициент затухания, что открывает более широкие возможности для развертывания и функционирования систем CWDM и DWDM. Во всем указанном диапазоне коэффициент хроматической дисперсии волокон G.656 должен иметь положительное значение не менее 1 пс/(нм.км) и не более 14 пс/(нм.км). Кроме того, от схожих по характеристикам волокон G.655 новые волокна отличает несколько меньший диаметр модового поля.

Для всех обсуждаемых типов волокон максимально допустимый коэффициент ПМД специфицирован на уровне 0,2 пс/(км)1/2. Но характеристики волокон, выпускаемых ведущими производителями, как правило, превосходят требования стандартов. Так, ПМД в линии (Link Design Value, LDV) для лучших образцов волокон таких компаний, как Corning, Draka Comteq и OFS (подразделение Furukawa), не превышает 0,04 пс/(км)1/2.

Максимальные потери на изгиб: радиус изгиба 30 мм, число витков 100, на длине волны 1625 нм.

3.5 Пропускная способность оптических волокон G.657

Отличия от использования в транспортных сетях общего назначения в основном объясняются высокой плотностью распределительных и ответвительных кабелей в сети доступа. Ограниченная площадь и многочисленные операции требуют ориентированных на оператора эксплуатационных характеристик волокна и низкой чувствительности к изгибу. Кроме того, соответствующим образом должна совершенствоваться укладка кабеля в тесных помещениях оборудования связи, где площадь является ограничивающим фактором.

Целью Рекомендации МСЭ-T G.657 является поддержка такой оптимизации путем рекомендации существенно улучшенных рабочих характеристик изгиба по сравнению с характеристиками существующих одномодовых волокон и кабелей G.652. Это достигается введением двух классов одномодовых волокон, - волокна класса А полностью соответствуют одномодовым волокнам G.652 и могут также использоваться в других частях сети. Волокна другого класса, класса В, необязательно соответствуют G.652, но могут обеспечивать низкие значения потерь на макроизгибе при очень малых радиусах изгиба и предназначены в основном для использования внутри помещений. Это одномодовое волокно с низкими потерями на изгиб, предназначенное для сетей доступа (Рек. G.657 МСЭ-Т. ) - обладает повышенной механической прочностью, более длительным сроком службы в агрессивных условиях эксплуатации; рекомендуется для сетей FTTx.

Именно рекомендация G.657 показывает актуальность производства оптических волокон, допускающих более сильные изгибы при монтаже и прокладке ОК.

Рекомендация ITU G.657 определяет два класса волокон с различной степенью уменьшения чувствительности к изгибным потерям.

Рекомендация ITU G.657.А определяет волокна с уменьшенной чувствительностью к изгибам:

- приоритет совместимости со стандартными волокнами по отношению к функциональности Совместимость с ITU-T G.652D “low water peak”;

- требуют незначительных изменений в стандартном оборудовании;

- работоспособны до радиусов изгиба10 мм.

Рисунок 12 - Основные параметры волокон G.657.A и G.657.B

3.6 Методы увеличения пропускной способности оптических волокон

На данный момент протяженность проложенных во всем мире стандартных одномодовых волокон весьма велика, поэтому перед многими владельцами систем на их основе встает вопрос о том, как можно модернизировать систему, чтобы ее пропускная способность соответствовала современным требованиям. Один из путей привлечение оптических технологий и построение магистралей на основе технологии полностью оптических сетей (PON), что делает возможным значительно повысить экономичность, гибкость и надежность сетей и, самое главное, значительно увеличить пропускную способность, не переоборудуя существующие кабельные системы.

Повысить пропускную способность волоконно-оптической линии связи можно с помощью увеличения битовой скорости или путем добавления каналов с несколькими длинами волн, т.е. построения систем, обеспечивающих спектральное мультиплексирование WDM (Wave Division Multiplexing) или, иначе, мультиплексирование по длине волны. Ввод в действие систем WDM продиктован экономическими соображениями, поскольку гораздо дешевле заменить терминальное оборудование, чем прокладывать новые кабели и устанавливать дополнительные регенераторы.

Суть WDM заключается в том, что независимые оптические информационные потоки объединяются и передаются по одному волокну на разных длинах волн (рисунок 13). Это значит, что операторы связи могут увеличить пропускную способность своих волокон без серьезных капиталовложений, связанных со строительством или арендой новых волокон. Передавая сигналы на n длинах волн (т.е. по n каналам), можно увеличить пропускную способность сети в n раз.

Рисунок 13 - Принцип WDM

Оценим пропускную способность оптического диапазона 1280-1620 нм. Полоса частот во 2, 3, 4-м окнах прозрачности ДF=49,2 ТГц. При межканальном интервале 100 ГГц можно организовать 492 канала. Если использовать аппаратуру со скоростью передачи 2,5 Гбит/с в каждом канале, то суммарная пропускная способность составит В=1230 Гбит/с, а при использовании скорости 10 Гбит/с получим почти 5 Тбит/с.

Для строительства волоконно-оптических систем следующего поколения, использующих технологию WDM, как нельзя лучше подходят новые оптические волокна с малой дисперсией, предоставляя массу возможностей по дальнейшей модернизации и эффективному использованию полосы пропускания. Например, часть каналов можно задействовать под передачу аналогового видео, часть - под передачу данных, а часть - для речи. Распределение различных сервисов по волновым диапазонам, несомненно, имеет свои преимущества, и все больше операторов начинают осознавать это.

Практически ни у кого сегодня не возникает сомнений, что будущее - за системами WDM.

При анализе технологии WDM следует учитывать следующие явления: нелинейное преломление, вынужденное рассеяние света и четырехволновое смешение.

Нелинейное преломление вызвано зависимостью показателя преломления сердцевины волокна, а значит, и фазы выходного сигнала от интенсивности оптического сигнала. Когда мощность сигнала достаточно велика, ее колебания приводят к фазовой самомодуляции (ФСМ) и фазовой кросс-модуляции (ФКМ). В первом случае сигнал воздействует сам на себя, во втором - на сигнал в другом канале. Каждый из этих эффектов может создавать помехи, когда передача ведется с помощью фазовой манипуляции. Максимально допустимое значение канальной мощности, обусловленное ФСМ и ФКМ, обратно пропорционально числу мультиплексируемых каналов.

Вынужденное рассеяние света представляет собой рассеяние на элементарных возбуждениях среды, индуцированных рассеиваемой волной. Поскольку процесс рассеяния стимулируется самим рассеиваемым светом, рассеянное излучение характеризуется высокой степенью когерентности, узкими диаграммами направленности отдельных компонентов и интенсивностью, сопоставимой с интенсивностью падающего света. Таким образом, при возбуждении среды мощным световым источником происходит модуляция ее параметров, что приводит к амплитудной модуляции рассеянного света, а следовательно, к появлению в нем новых спектральных компонентов.

Самые важные виды рассматриваемого явления - вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР), иногда называемое рамановским, и вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ). Комбинационное рассеяние связано с возбуждением новых колебательных и, в меньшей степени, вращательных энергетических уровней частиц среды, а ВРМБ - с появлением в среде гиперзвуковых волн.

В отличие от ВКР, излучение, рассеянное по механизму Мандельштама-Бриллюэна, распространяется только в направлении, противоположном направлению падающего. Его интенсивность значительно выше, чем при ВКР; ВРМБ порождает перекрестные помехи, если разность несущих частот составляет 11 ГГц, а передача ведется в противоположных направлениях. Другое отличие от ВКР состоит в том, что максимально допустимая мощность канала не зависит от числа мультиплексируемых каналов и расстояния между ними. Ее типичное значение для высокоскоростных линий дальней связи равно 10 мВт. ВРМБ является единственным из описываемых нелинейных явлений, влияние которого зависит от скорости передачи. С ростом последней оно уменьшается, причем особенно быстро - при использовании фазовой манипуляции. Им можно пренебречь для импульсов короче 10 нс.

Четырехволновое смешение заключается в том, что при наличии двух попутных волн с частотами f1 и f2 (f1 < f2) возникают еще две волны, с частотами 2f1 - f2 и 2f2 - f1, распространяющиеся в том же направлении и усиливающиеся за счет исходных. Аналогичные процессы происходят и в том случае, когда имеются три (или больше) падающие волны. При этом должно быть обеспечено согласование значений частот и волновых векторов всех волн.

Данный вид нелинейности теснее других связан с параметрами системы: на него влияют не только длина волокна и площадь поперечного сечения его сердцевины, но и расстояние между соседними каналами и дисперсия. Изо всех рассмотренных явлений четырехволновое смешение имеет наибольшее значение для современных DWDM-систем.

Четырехволновое смешение можно устранить, выбрав неодинаковые разности частот между соседними каналами. Кроме того, данный эффект подавляется дисперсией, так как она нарушает согласование фаз. По этой причине волокно со смещенной дисперсией (Dispersion-Shifted Fiber, DSF), созданное в целях устранения хроматической дисперсии в диапазоне 1550 нм, малопригодно для WDM с шагом 50 ГГц (0,4 нм) и меньше; вместо него используют специальные виды волокна (TrueWave, AllWave и др.).

В обычном одномодовом волокне со ступенчатым профилем показателя преломления четырехволновое смешение между каналами f1 и f2 отсутствует, если f2 - f1 > 20 ГГц. Максимально допустимая мощность канала в данном случае практически не зависит от числа мультиплексируемых каналов. Для обычного волокна при WDM с расстоянием между каналами 10 ГГц она равна нескольким милливаттам.

4. Разработка учебных материалов по теме «Пропускная способность современных оптических волокон»

4.1 Разработка конспекта лекции

При составлении лекции было составлено следующее содержание:

- причины и виды дисперсии;

- модовая (межмодовая) дисперсия;

- хроматическая дисперсия;

- волноводная дисперсия;

- материальная дисперсия;

- поляризационная модовая дисперсия;

- результирующая дисперсия;

- способы увеличения пропускной способности оптических волокон.

Важным параметром оптического волокна является дисперсия, которая определяет его информационную пропускную способность, поэтому на дисперсию отведена большая часть лекции. Были указаны все виды дисперсии и составлена таблица. В ней сведены дисперсионные свойства различных оптических волокон (таблица 2).

Таблица 2 - Дисперсионные свойства различных оптических волокон

Дисперсия

Причина дисперсии

Способы

уменьшения

Многомодовое ОВ

Одномодовое ОВ

1-10 ГГц · км

Ступенчатое

10-100 МГц · км

Градиентное

100-1000 МГц · км

Межмодовая

Разные моды приходят к концу линии в разное время

Использовать профильные МОВ или ООВ

20-50 нс/км

1 - 4 нс/км

отсутствует

Материальная

Показатель преломления зависит от частоты

раб мин дисп.

Использовать профильные ОВ.

Уменьшить .

2 - 5 нс/км

0,1 - 0,3 нс/км

(2-20) пс/(нм км)

Взаимная компенсация

Волноводная

Коэффициент распространения зависит от частоты

Использовать профильные ОВ.

Уменьшить .

Малое значение дисперсии

Малое значение дисперсии

Поляризационная

Нециркулярность сердцевины ООВ

Улучшить качество ОВ

Не учитывается

Не учитывается

Проявляется при <0,1 нм

и W > 2,5 ГГЦ

Рассмотрены способы увеличения пропускной способности оптических волокон с помощью :

- изменение спектра сигнала передатчика (переход на длину волны в области минимума дисперсии);

- применение более монохроматических излучателей, использования волокна со смещённой ненулевой дисперсией G.655 и широкополосного волокна G.656;

- применение компенсаторов дисперсии. применение систем уплотнения;

- увеличение числа волокон в оптических кабелях связи;

- применение одноволоконной передачи;

- переход на солитонную передачу.

4.2 Разработка учебной презентации

Учебная презентация состоит из 88 слайдов. Данная презентация делится на несколько учебных разделов.

В первом разделе раскрыт вопрос о строении и свойствах оптического волокна, распространение световых импульсов в световоде.

В следующем разделе рассказывается о дисперсиях и её видах. Дисперсия - это рассеивание во времени спектральных, модовых и других составляющих оптического сигнала, которое приводит к увеличению длительности импульса оптического излучения при распространении его по ОВ, поэтому этот раздел является основным в презентации. В нем рассчитывается и сравнивается каждый вид дисперсий. Рассматриваются способы компенсации дисперсии. Некоторые результаты указаны на рисунке 14.

Рисунок 14 - Модовая дисперсия сигналов

В последующих разделах рассматриваем характеристики и способы увеличения пропускной способности оптических волокон. Параметры и значения волокон указываются в таблицах (таблица 3).

Описываются способы увеличения скорости передачи информации по оптическим линиям связи.

В работе используются несколько электронных схем (карточек). С помощью них можно вспомнить или найти нужную информацию.

Таблица 3 - Одномодовое волокно с низкими потерями на изгиб, предназначенное для сетей доступа Рек. МСЭ-Т. G.657 A

4.3 Разработка учебного тренировочного теста

Для проверки и укрепления учебного материала разработан тест. В нем будут заданы вопросы, отобранные программой случайным образом. На каждый вопрос нужно выбрать свой вариант ответа. После завершения теста будет поставлена оценка, представлена сводка ответов и даны краткие пояснения. При необходимости можно воспользоваться рекомендуемой литературой и краткой теорией по данной теме.

При повторном запуске теста будут заданы новые вопросы. Тренировочный тест рекомендуется повторять до получения оценки «Отлично». Для начала теста нажмите кнопку «ТЕСТ». Ниже на рисунке 15 приведен пример теста.

Рисунок 15 - Один из вопросов учебно-тренировочного теста

Всего составлено 16 вопросов с рисунками, формулами и пояснениями к правильному ответу. При каждом выполнении теста задается 10 вопросов, выбранных программой случайным образом. Тест позволяет изучать данную тему и закреплять полученные знания.

Заключение

Основные результаты дипломной работы состоят в следующем:

- изучены свойства и характеристики оптических волокон;

- составлен обзор параметров оптических волокон, механизмов образования дисперсий;

- исследованы пропускная способность и методы увеличения скорости передачи в современных волокнах и кабелях;

- проведено сравнение пропускной способности оптических волокон (G.651, G.652, G.655, G.656, G.657) и кабелей на их основе;

- разработаны учебно-методические материалы по пропускной способности, составлена и оформлена презентация по теме «Пропускная способность современных оптических волокон»;

- доработан и обновлён тренировочно-обучающий тест.

Список использованных источников

1. Портнов Э. Л. Перспективы развития кабельных линий связи в третьем тысячелетии / Э. Л. Портнов // Телекоммуникации и транспорт. - 2010. -№8. -С. 4 - 6.

2. Дианов Е. М. Волоконная оптика: 40 лет спустя /Е.М. Дианов// Квантовая электроника - 2010. - № 1. - С.40

3. Глущенко А. Г. Физические основы волоконной оптики. Конспект лекций/ - Самара.: ГОУВПО ПГУТИ, 2009. - 144 с.

4. Дэвид Бейли Волоконная оптика: теория и практика /Дэвид Бэйли, Эдвин Райт. Пер. с англ. -М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. -320 с.

5. Скляров О. К. Волоконно-оптические сети и системы связи: Учебное пособие. 22е изд., стер. -- СПб.: Лань, 2010. -- 272 с.

6. Портнов Э. Л. Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи. Учебное пособие для вузов/ Э.Л. Портнов - М.: Горячая линия - Телеком, 2009.- 544 с.

7. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи, 4-е дополненное издание/ Р. Фриман. - М.: Техносфера, 2007. - 512 с.

8. Бейли Д. Волоконная оптика: теория и практика / Д. Бейли, Э. Райт. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2006. - 320 с.

9. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение/ Б.Скляр. - Изд-во: Вильямс, 2007 - 1104 с.

10. Листвин А. В. Оптические волокна для линий связи / А. В. Листвин, В. Н. Листвин, Д. В. Швырков. - М.: ЛЕСАРарт, 2003. - 288 с

11. Информационные технологии в радиотехнических системах: Учебное пособие / В. А. Васин, И. Б. Власов, Ю.М. Егоров и др.; Под ред. И.Б. Федорова. - М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2003. - 672 с.

12. Портнов Э. Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи / Э. Л. Портнов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007.- 464 с.

13. Оптические кабели связи российского производства. Справочник / Воронцов А. С., Гурин О. И., Мифтяхетдинов С. Х. и др. - М.: Эко-Трендз, 2003.- 283 с.

14. Широкополосные беспроводные сети передачи информации / В.М. Вишневский, А. И. Ляхов, С. Л. Портной, И. В. Шахнович. - М.: Техносфера, 2005. - 592 с.

15. Иоргачев Д. В. Волоконно-оптические кабели и линии связи / Д. В. Иоргачев, О. В. Бондаренко. - М.: Эко-Трендз, 2002. - 282 с.

16. Убайдуллаев Р. Р. Волоконно-оптические сети. М.: Эко-Трендз, 2000.

17. Фокин В. Г. Оптические системы передачи и транспортные сети. Учебное пособие/ В. Г. Фокин. - М.: Эко-Трендз, 2008. - 288 с.: ил.

18. Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM / В.И. Попов. - М.: Эко-Трендз, 2005. - 296 с.

19. Листвин В. Н. DWDM системы / В. Н. Листвин, В. Н. Трещиков // Фотон Экспресс. - 2010. - № 8. - С. 36-38.

20. Зубилевич А. Л. К вопросу о выборе оптических волокон / А. Л. Зубилевич, В. А. Колесников // Телекоммуникации и транспорт. - 2010. - №8. - С. 7-9.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Принципы передачи сигналов по оптическому волокну и основные параметры оптических волокон. Дисперсия сигналов в оптических волокнах. Поляризационная модовая дисперсия. Методы мультиплексирования. Современные оптические волокна для широкополосной передачи.

    курсовая работа [377,6 K], добавлен 12.07.2012

  • Общие сведения о существующем тракте связи. Техническое обоснование реконструкции. Основные виды и типы оптических волокон. Создание сверхплотных систем DWDM. Расчёт числа каналов и пропускной способности. Применение оборудования OptiX OSN 8800.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 13.06.2017

  • Соединение оптических волокон - операция при монтаже кабеля, предопределяющей качество и дальность связи по волоконно-оптической линии. Внешние и внутренние потери при монтаже. Сварка, механические сростки и коннекторы как способы соединения волокон.

    контрольная работа [509,6 K], добавлен 20.02.2011

  • Теория и методические аспекты сварки оптических волокон. Значение потерь для неразъемного соединения. Неоднородности при сварке, принцип работы рефлектометра. Причины истинного затухания на сварке. Разница модовых пятен, определение качества сварки.

    презентация [237,0 K], добавлен 19.11.2013

  • Параметры оптических волокон. Методы измерения затухания, длины волны, расстояний, энергетического потенциала, дисперсии и потерь в волоконно-оптических линиях связи. Разработка лабораторного стенда "Измерение параметров волоконно-оптического тракта".

    дипломная работа [5,4 M], добавлен 07.10.2013

  • Оптическое волокно, его классификация и параметры. Ступенчатый и градиентный профили показателя преломления. Применение оптических волокон для линий связи. Зависимость хроматической дисперсии в одномодовых ОВ от длины волны, показатель преломления.

    диссертация [9,2 M], добавлен 30.06.2015

  • Измерения при технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи, их виды. Системы автоматического мониторинга волоконно-оптических кабелей. Этапы эффективной локализации места повреждения оптического кабеля. Диагностирование оптических волокон.

    контрольная работа [707,6 K], добавлен 12.08.2013

  • Принцип эффекта Фарадея в работе волоконно-оптических датчиков тока. Разработка и исследование микроструктурных оптических волокон. Сравнение оптоволоконного датчика и трансформатора тока. Потенциальные сферы применения оптоволоконных датчиков тока.

    реферат [934,2 K], добавлен 12.11.2015

  • Выбор трассы магистрали и эскиз поперечного сечения кабеля ОКЛБ-3ДА4. Расчет оптических параметров волокон и дисперсии сигнала в одномодовом волокне. Вычисление растягивающих усилий во время прокладки оптического кабеля в городскую телефонную канализацию.

    курсовая работа [3,3 M], добавлен 12.03.2013

  • Изучение дисперсии - рассеяния во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Определение длины и типа основного и компенсирующего дисперсию кабеля или оптических волокон. Вычисление остаточной дисперсии после компенсации.

    курсовая работа [506,5 K], добавлен 03.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.