Содержание

Введение

1. Структурная схема волоконно-оптической линии передачи.

1.1 Моделирование электро-оптического преобразователя (ЭОП).

1.2 Параметры и характеристики светодиодов.

1.3 Параметры и характеристики лазерных диодов.

1.4 Математическая модель электро-оптического преобразователя.

Выводы

2.Моделирование оптико-оптического преобразователя.

2.1 Затухание света в оптическом волокне.

2.2 Дисперсия сигналов в оптическом волокне.

2.3 Математическая модель оптико-оптического преобразователя.

Выводы

3. Моделирование оптико-электрического преобразователя.

3.1 Параметры и характеристики p-i-n фотодиода

3.2 Параметры и характеристики лавинного фотодиода.

3.3 Математическая модель оптико-электрического преобразователя

Выводы

4. Моделирование электро-электрического преобразователя.

4.1 Шумы электронных усилителей

4.2 Шумы лазера

4.3 Математическая модель электро-электрического преобразователя.

Выводы

5. Расчет бюджета времени нарастания волоконно-оптической линии передачи.

6. Разработка программы моделирования волоконно-оптической линии передачи.

6.1 Алгоритм расчёта программы «POWER-FOTL»

6.2 Блок-схема программы «POWER-FOTL»

6.3 Описание работы с программой

6.4 Пример моделирования с программой «POWER-FOTL»

7.Экономическая оценка проектирования волоконно-оптической линии передачи с использованием ЭВМ

8. Висновки та пропозиції.

9. Перелік посилань.

10. Додаток А. Лістінг програми. 11. Додаток Б. Креслення.

Введение

Современный этап развития техники связи характеризуется проведением интенсивных разработок и внедрением волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) информации. Интерес к ним объясняется большими возможностями этой новой области техники. Вырабатываются принципы построения таких систем и реализации их компонентов, строятся и вводятся в эксплуатацию линии, создаются условия для широкого их внедрения на действующих сетях связи.

Актуальность применения ВОСП обусловлена рядом их преимуществ по сравнению с системами передачи, использующими кабели с металлическими жилами.

Основные преимущества ВОСП:

1. высокая помехоустойчивость, нечувствительность к внешним электромагнитным полям и практически полное отсутствие взаимных влияний между отдельными волокнами многоволоконного ОК;

2. потенциально большая широкополосность (информационная ёмкость);

3. небольшая масса и габариты ОК (примерно в 10 раз меньше по сравнению с традиционными кабелями при одинаковом числе каналов связи). Это уменьшает стоимость и время прокладки ОК;

4. полная электрическая развязка между входом и выходом системы связи, не требуется общее заземление передатчика и приёмника;

5. надёжная техника безопасности ввиду отсутствия коротких замыканий – ОК могут быть использованы в пожаро- и взрывоопасных условиях (шахты, метрополитены);

6. потенциально низкая стоимость ОК.

Оптические волокна (ОВ) изготавливаются из сверхчистого стекла по сложной и дорогостоящей технологии, но в условиях массового производства их стоимость будет невысокой. Кроме того, при производстве ОК практически не используются такие дорогостоящие цветные металлы, как алюминий, свинец, запасы которых в основном исчерпаны;

7. потенциально низкая стоимость одного канало-километра линии связи.

Наряду с указанными преимуществами ВОСП имеются и недостатки:

1. малая механическая прочность ОВ;

2. зависимость передаточных свойств ОК от условий прокладки и эксплуатации;

3. нежелательность совмещения в ОК оптических волокон и металлических проводников (для дистанционного питания необслуживаемых регенерационных пунктов);

4. сравнительно высокая стоимость.

При проектировании ВОСП важно иметь информацию о влиянии параметров компонентов и субсистем на характеристики систем в целом.

Современным методом получения такой информации является моделирование на ЭВМ.

1 Структурная схема ВОЛП

Структурная схема ВОЛП приведена на рис. 1.

Исследуемая линия передачи моделируется четырьмя последовательно включенными устройствами:

Электро-оптическим (ЭОП), оптико-оптическим (ООП), опто-электрическим (ОЭП) и электро-электрическим (ЭЭП) преобразователями. Они соответственно представляют:

1) 1. Для ЭОП приняты следующие обозначения: Uвх, Iвх, Pэ вх – напряжение, сила тока и мощность электрического модулирующего сигнала на входе;

На схеме источник излучения (ИИ) – светодиод (СД), суперлюминисцентный (СЛД) или лазерный (ЛД) диод, управляемый усилителем накачки;

2)ООП характеризуются коэффициентом передачи мощности. Введены следующие обозначения:

Оптическое волокно (ОВ) одно– (ОМ) либо многомодовое (ММ) со ступенчатым (СОВ) или градиентным (ГОВ) профилем показателя преломления;

3) Для ОЭП приняты обозначения:

приемник излучения (ПИ) – фотодиод (ФД) p-i-n- либо лавинного (ЛФД) типа;

4) ЭЭП – сигнальный процессор характеризуется коэффициентом усиления мощности. Краткое обозначение на схеме: (СП) - сигнальный процессор.

Ниже будут рассмотрены принципы моделирования всех этих последовательно включенных устройств. Также будет рассмотрен способ моделирования волоконно-оптической линии передачи с учётом энергетических параметров этих устройств.

Структурная схема ВОЛП

		Рисунок 1 – Структурная схема ВОЛП