Проектирование волоконно-оптических систем передачи - Реферат

Задачами курсового проекта являются: обоснование выбора необходимой элементной базы и расчет основных параметров проектируемой ВОЛС. Научно-технический прогресс в значительной мере определяется объемом и скоростью передачи информации. Возможность увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется при использовании волоконнооптических систем передачи (ВОСП). Применение ВОСП решает проблему электромагнитной совместимости, защиты цепей и трактов систем связи от разнообразных воздействий. ВОСП представляет собой совокупность активных и пассивных устройств, предназначенных для передачи информации на расстояние по оптическим волокнам (ОВ), иначе - волоконным световодам (ВС), с помощью оптических волн.Исходные данные для расчета цифровой ВОСП приведены в табл.1.1. Таблица 1.1 - Исходные данные для расчета цифровой ВОСП Показатель преломления волоконного световода n1 1,445 Показатель преломления волоконного световода n2 1,440 Потери в неразъемных соединениях анз, ДБ 0,2Скорость передачи системы, определяющая объем предаваемой информации В=622 Мбит/сек. Помехоустойчивость системы характеризуется вероятностью ошибки при передаче информации: Рош?10-9. Рекомендации Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии на параметры оптического кабеля при заданном типе волокна и длине волны l=1.55 мкм приведены в табл.1.2.Диаметр сердцевины, мкм 50 6% Диаметр оболочки 125 2,4% Удельная хроматическая дисперсия, пс/нм• км меньше 20 волоконная оптическая линия связь Схема выбора оптоэлектронных элементов ВОСП представлена на рис.1.1.На рис.1.2 цифрами 1,2,3,.,N-1,N обозначены оконечные устройства (терминалы), которые соединены между собой через оптический разветвитель энергии РЭ типа "звезда" или подключены к узлу коммутации УК, который осуществляет необходимое распределение сообщений.Код сигнала в линейном тракте проектируемой системы - код NRZ, наиболее простой код, в котором единица передается импульсом, а нуль - паузой (рис.1.3).Выбираем кабель исходя из требований ТЗ и рекомендаций МККТТ (табл.1.2). Для проектируемой системы подходят кабели, используемые для ВОЛС местных сетей, - кабели на основе градиентного волокна, с гидрофобным заполнителем межмодульного пространства. Для прокладывания ОК в городской телефонной канализации используются кабели, которые не содержат броневых покрытий (голые). Если предполагается установление необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) в пунктах, имеющих гарантированное электропитание, или использование автономных источников питания, используется кабель, который не содержит проводов дистанционного питания. В этом случае, если разрешают условия прокладывания, следует применить кабель, который не содержит металлических элементов, т.е. кабель с полимерными оболочками.В ТЗ к источнику излучения предъявляются следующие требования: - ширина спектра излучателя Dl=20 нм; Исходя из перечисленных требований, выбираем в качестве излучателя лазер со следующими характеристиками: - время нарастания импульса излучения ?н=1 нс;Применяя схему выбора оптоэлектронных компонентов сети, изображенную на рис 1.1, выбираем в качестве приемника оптического излучения (ПОИ) кремниевый лавинный фотодиод (ЛФД), который характеризуется параметрами: - время нарастания переднего фронта импульса ?н=2,5нс; Чувствительность фотодетектора является одним из факторов, который определяет энергетический потенциал системы. Чувствительность фотодетектора определяет коэффициент ошибки цифровой системы передачи.Для соединения предающего оптического модуля (ПОМ) и принимающего оптического модуля (ПРОМ) с линейным кабелем применяются станционные кабели. Одним концом станционный кабель соединяется с ПОМ (ПРОМ), другим - со станционным ОК, в обоих случаях применяется разъемный соединитель. Разъемными соединителями присоединяется линейный кабель к ПОМ (ПРОМ) регенератора. Разъемный соединитель должен также сохранять малое затухание при его многократном "присоединении-разъединении" и при изменении температуры внешней среды. В качестве разъемного соединителя в проектируемой системе применяется соединитель типа РС/РС, параметры которого приведены в табл.2.1.В волоконнооптических цифровых систем передачи (ЦСП) длина регенерационного участка ограничивается двумя факторами: потерями в оптическом линейном тракте и распространением оптических импульсов, что вызывается дисперсией световодов.Длина регенерационного участка, ограниченного потерями в оптическом линейном тракте Lрвт, ограничивается такими факторами: средней мощностью излучателя Рв; порогом чувствительности ПРОМ Pomin; потерями введения-вывода оптического излучения авв, авил; потерями в разъемных соединителях арз; потерями в неразъемных соединителях анз; затуханием оптического кабеля ак. Прежде всего определяется энергетический потенциал системы - разность между эффективной мощностью оптического излучения Рэф ПОМ и порогом чувствительности ПРОМ Р0min (3.1): (3.1) Эффективная мощность оптического излучения определяется средней мо

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных

1.1 Исходные данные

1.2 Требования к системе

1.3 Топология сети

1.4 Код передаваемого сигнала

2. Выбор элементной базы ВОСП

2.1 Выбор оптического кабеля

2.2 Выбор типа излучателя

2.3 Выбор типа фотодетектора

2.4 Выбор типов оптических соединителей и разветвителей

3. Расчет параметров цифровой ВОСП

3.1 Расчет энергетического потенциала системы

3.2 Расчет потерь в оптическом линейном тракте

3.3 Расчет эксплуатационного запаса системы

3.4 Расчет длины регенерационного участка, ограниченного затуханием оптического сигнала

3.5 Расчет длины регенерационного участка, ограниченного дисперсией

3.6 Расчет быстродействия системы

Выводы

Список использованной литературы

Целью курсового проектирования является приобретение практических навыков проектирования и расчета локальных волоконнооптических линий связи (ВОЛС).

Задачами курсового проекта являются: обоснование выбора необходимой элементной базы и расчет основных параметров проектируемой ВОЛС.

Научно-технический прогресс в значительной мере определяется объемом и скоростью передачи информации. Возможность увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется при использовании волоконнооптических систем передачи (ВОСП). Применение ВОСП решает проблему электромагнитной совместимости, защиты цепей и трактов систем связи от разнообразных воздействий.

ВОСП представляет собой совокупность активных и пассивных устройств, предназначенных для передачи информации на расстояние по оптическим волокнам (ОВ), иначе - волоконным световодам (ВС), с помощью оптических волн. Таким образом, ВОСП - это совокупность оптических приборов и оптических линий передачи для создания, передачи и обработки оптических сигналов. В этом случае оптическим сигналом является модулированное оптическое излучение источника (лазера или светодиода), передаваемое по ОВ в виде совокупности различных типов оптических волн (мод). Средой передачи в ВОСП является оптическое волокно, а носителем информации - электромагнитные колебания оптического диапазона.

В современной технике связи утвердились цифровые средства передачи и обработки информации. Преимущества цифровых систем передачи по сравнению с аналоговыми - высокая помехоустойчивость, нечувствительность к нелинейным искажениям, независимость качества передачи от длины линии связи, стабильность параметров канала связи и др.

Во всем мире достигли значительного прогресса в развитии ВОЛС. В сетях связи Украины широко используются ВОСП для линий связи всех ступеней иерархии: магистральных, зоновых, местных.

Применение ВОСП целесообразно и экономически эффективно на всех участках Единой Национальной Сети Связи Украины. Это не только повышает технико-экономические показатели отрасли связи, но и обеспечивает возможность поэтапного перехода к цифровым сетям интегрального обслуживания.

В Украине ВОСП наиболее широко используются для организации соединительных линий городской телефонной сети и для зоновой связи.