Волоконно-оптические системы передачи - Курсовая работа

Волоконнооптические системы передачи (ВОСП) благодаря уникальным возможностям по пропускной способности и затуханию волоконных световодов (ВС) и успехам в технологии элементов ВОСП являются наиболее перспективными информационными системами. В области стационарных систем фиксированной связи передачи данных с большой пропускной способностью и высокой надежностью работы ВОСП не имеют конкурентов. Расчет будет производится в следующем порядке: выбор топологии системы;Основная задача волоконнооптической линии связи (ВОЛС) - передача данных (как правило, в цифровом виде) со скоростью B на расстояние L, при этом необходимо обеспечить заданный коэффициент ошибок. Для решения этой задачи в состав волоконнооптической системы передачи (ВОСП) входит (рис.1): передатчик оптической мощности (ПОМ), модулирующий входным информационным потоком оптическое излучение с выходной мощностью Рпер; приемник оптической мощности (ПРОМ) - фотоприемное устройство(ФПУ), обеспечивающее при входной оптической мощности Рпр прием и преобразование оптического сигнала с заданным коэффициента ошибок (BER); Приемопередающая пара (ПОМ-ПРОМ) имеет энергетический потенциал E, который зависит от мощности ПОМ, спектральной плотности шума ПРОМ и скорости передачи. Самыми распространенными из них на сегодняшний день являются: топология "звезда" кольцевая топология, топология "точка-точка", ячеистая топология.Обобщенная структурная схема линейного канала передачи ВОСП с оконечным оборудованием, но без промежуточного оборудования (например, линейных усилителей и регенераторов) приведена на рис. 2, где представлены основные устройства, общие для цифровых ВОСП различного назначения, обеспечивающие формирование, передачу и прием передаваемого по линейному тракту сигнала (оборудование управления и контроля также не включены в блок-схему). Схема состоит из следующих блоков: блок преобразования входного сигнала в ИКМ-последовательность (каналообразующий блок), выполняющий все необходимые преобразования: дискретизацию, квантование, линейную (или нелинейную, если нужно) кодификацию и помехоустойчивое кодирование; интерфейсный блок компонентных (трибных) сигналов, поступающих на временное мультиплексирование SDH, осуществляющий все необходимые функции, в том числе ввода/вывода, локальной кросс-коммутации и т.д.; передающий блок, осуществляющий все необходимые преобразования, в том числе модуляцию источника несущего излучения (лазера) и линейное кодирование;При проектировании системы передачи важнейшим параметром является скорость передачи, которую должна обеспечивать система с заданным коэффициентом ошибок. Скорость передачи зависит от объемов передаваемой информации, а те, в свою очередь, зависят от назначения системы. Данный проект предусматривает построение системы, по которой должно передаваться: 1000 цифровых телефонных каналов (ОЦК 64 кб/с), 6 каналов компьютерной связи по 10 Мб/с, 6 каналов цифрового видео в формате MPEG-2. Рассчитаем отдельно скорости передачи для каждого вида трафика, а затем сложим их. Для расчета скорости передачи каналов цифрового видео примем необходимо задаться скоростью одного канала.Для передачи общего трафика можно использовать несколько волокон. Параллельная передача сигнала по нескольким волокнам позволит снизить скорость передачи в одном волокне, что уменьшит требования к передающим и приемным модулям по частоте, но приведет к неэффективному использованию полосы оптического тракта передачи. При этом придется рассчитывать только один передающий модуль и один приемный, характеристики волокна по полосе пропускания будут использованы более эффективно. В целях упрощения системы можно воспользоваться стандартами типовых иерархий систем связи. Запас по скорости можно использовать для организации передачи еще одного канала цифрового видео, каналов служебной связи и телеметрии.Приемный оптический модуль (ПРОМ) предназначен для преобразовани оптического сигнала в электрический, его усиления, принятия решения о переданном символе и декодирования принятого сигнала. Обобщенная схема ПРОМ представлена на рис.3. Сигнал, прошедший через волокно, поступает на фотодиод. Ток фотодиода, промодулированный входным сигналом, усиливается усилителем и через фильтр поступает на пороговое устройство, которое выносит решение о переданном бите.Для построения приемника по такой схеме необходимо выбрать фотодиод и операционный усилитель, удовлетворяющие требованиям по быстродействию. В нашем случае скорость передачи составляет 622 Мб/с, поэтому для обеспечения нормальной работы необходимо, чтобы усилитель мог работать на частотах до 1.2 Ггц. В результате анализа элементной базы, доступной на сегодняшний день, был найден усилитель MAX3275. На рис.4 представлена типичная схема включения усилителей и фотодиода Усилитель MAX3275 включает в себя трансимпедансный усилитель (TIA), усилитель напряжения (voltage amplifier), выходной буффер (output buffer) и обратную связь, компенсирующую постоянную составляющую тока.Так как основой приемника слу

Содержание

Введение

1. Общие сведения о волоконнооптической линии связи

2. Структурная схема ВОСП

3. Расчет скорости передачи

4. Выбор кабеля и трассы прокладки

5. Выбор схемы ПРОМ и расчет входного каскада

5.1 Выбор элементной базы

5.2 Расчет чувствительности приемника

6. Выбор схемы ПОМ и расчет оконечного каскада

7. Расчет длины регенерационного участка

Заключение

Список используемой литературы

Волоконнооптические системы передачи (ВОСП) благодаря уникальным возможностям по пропускной способности и затуханию волоконных световодов (ВС) и успехам в технологии элементов ВОСП являются наиболее перспективными информационными системами. В области стационарных систем фиксированной связи передачи данных с большой пропускной способностью и высокой надежностью работы ВОСП не имеют конкурентов. У радиосистем, в том числе для подвижной связи, и спутниковых систем связи - свои преимущества, но по комплексу параметров (скорость передачи, помехоустойчивость, защищенность сведений) ВОСП является наилучшими системами передач.

Данный проект предусматривает расчет цифровой ВОСП. Расчет будет производится в следующем порядке: выбор топологии системы;

выбор структурной схемы системы;

расчет скорости передачи;

выбор кабеля и трассы прокладки;

выбор схемы ПРОМ и расчет входного каскада;

выбор схемы ПОМ и расчет оконечного каскада;

расчет длины регенерационного участка и определение числа участков.