Алматы энергетика және байланыс институты

 

Телекоммуникациялық жүйелер кафедрасы

 

 

 

 

                                                            Бекітемін: оқу және әдістемелік жұмыстар

                           жөніндегі проректор

                                        ____________  Сериков Э.А.

                                         «_____»___________   2006ж

 

 

Оптикалық байланыс жүйесі

 

     №1 есептеу-графикалық жұмысын орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

(380241-Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер мамандығының

студенттері үшін)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Келісілген                                               Кафедра мәжілісінде келісілген және

ОӘБ бастығы                                          мақұлданған 

_________ О.З. Рутгайзер                        Проокол № “____”_________ 2006ж

“____”_________ 2006ж                           Кафедра меңгерушісі

                                                               __________ С.В. Коньшин

Редакторы                                               Құрастырушы (әзірлеуші)

_________ Ж.А. Байбураева                     __________ Б.Б. Ағатаева

“____”_________ 2006ж          

 

 

Алматы 2006

 

 

Алматы энергетика және байланыс институты

 

Телекоммуникациялық жүйелер кафедрасы

 

 

 

 

                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптикалық байланыс жүйесі

№1 есептеу-графикалық жұмысты орындау үшін әдістемлік нұсқау.

 

(380241-“Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер” мамандығы студенттері үшін)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2006

Құрастырушы: Б.Б. Ағатаева.  Оптикалық байланыс жүйелері   №1 есептеу-графикалық жұмысты орындау үшін әдістемелік нұсқаулар 380241 – “Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер” мамандығы студенттері үшін. – Алматы: АЭжБИ, 2006. – 18.

 

 

 

 

 

         Әдістемелік нұсқау ”Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер” мамандығының күндізгі оқу түріне арналған. Бұл есептеу - графикалық жұмыста осы пәннің негізі қаралады. Әдістемелік нұсқау теориялық білімдерді бойға сіңіріп қорытындылауға арналған. Сол сияқты нұсқауда есептеулер көлемі және олардың біртіндеп шығарылуы қаралған. Сонымен қатар техникалық оқулықты қолданудың әдістері, жұмысты безендіру жолдары мен тәсілдері көрсетілген.

8 Кесте, библиогр.-7 атау.

 

 

 

 

 

 

Пікірші: техн. ғыл. канд, доц. С.В. Коньшин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтының 2006ж. жоспары бойынша басылады.

 

 

 

 

 

©Алматы энерегтика және байланыс институты, 2006

Мазмұны

 

 

Кіріспе…………………………….............................................................................. 4

1 Есептеу-графикалық жұмысқа тапсырма мен әдістемелік нұсқаулар................5

2 1-тапсырма................................................................................................................6

         2.1 1-тапсырма орындауға әдістемелік нұсқаулар.........................................7

3 2-тапсырма................................................................................................................7

3.1 2-тапсырма орындауға әдістемелік нұсқаулар…..……….......................8

4 3-тапсырма................................................................................................................8

4.1 3-тапсырма  орындауға әдістемелік нұсқаулар........................................9

5 4-тапсырма..............................................................................................................10

5.1 4-тапсырма орындауға әдістемелік нұсқаулар.......................................10

6 5-тапсырма..............................................................................................................11

6.1 5-тапсырма орындауға әдістемелік нұсқаулар.......................................11

7 6-тапсырма..............................................................................................................12

7.1 6-тапсырма орындауға әдістемелік нұсқаулар.......................................12

8 7-тапсырма..............................................................................................................13

8.1 7-тапсырма орындауға әдістемелік нұсқаулар.......................................13

9 8 тапсырма...............................................................................................................14

9.1 8-тапсырма орындауға әдістемелік нұсқаулар.......................................14

Әдебиеттер тізімі.......................................................................................................16

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

Оптикалық байланыс жүйелері (ОБЖ) пәні бойынша №1 есептеу-графикалық жұмыс 3802 - Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер (КТЖ) мамандығының студенттеріне арналған.

Курс мақсаты – ОБЖ құру принциптерін баяндаудың әдістерін оқып үйрену, ОБЖ сигналдарының таратылу сапасына қойылатын талаптар қарастырылады, қазір қолданыс тапқан ОБЖ негізгі параметрлері келтіріледі.

Сонымен қатар курс мақсаты болып, ОБЖ-ң әртүрлі иерархия деңгейлерін қарастыру, осындай жүйелердің инженерлі реализациясының негізгі аспекттерін шолып өтеді, ОБЖ сигнал тарату сапасына талаптар, ОБЖ негізгі параметрлер келтіріледі.

ОБЖ пәні 4-ші курс студенттерімен 8-ші семестрде оқылып комплексті түрде емтихан ретінде тапсырылады.

Әдістемелік нұсқаулар ТОТЖ құралдары бойынша қажетті анықтамалық мәлімет береді.

Әр студент есептеу-графикалық жұмысты оқытушы берген жеке бастапқы мәлімет бойынша есептейді.

Алматы энергетика және байланыс институты студенттерден институт шығаратын әдістемелік нұсқауларды күтіп, пайдалануын сұрайды.

 

 

 

1 Есептеу-графикалық жұмысқа тапсырма мен әдістемелік нұсқаулар

 

1.1            ЕГЖ орындау жөнінен жалпы нұсқаулар.

 

Әр тақырыбын орындауда тапсырма тақырыбына сәйкес теориялық материалды талдаудан бастау тиіс. Осыны жүзеге асыруға әдістемелік нұсқау және оның соңында келтірілген қажет әдебиеттер көмек етеді. Тапсырманың шығарылу жолын көрсете отырып, тура орындау және алынған нәтижені негіздей білу.

Тексерілген жұмыс студенттерге қайтарылып, ол кейін оқытушы белгілеген уақытта қорғалуы тиіс.

Жұмысты сәтті қорғау үшін оқытушы ескертулерін орындап, жұмыстың орындалу барысын, нәтижесін әрі жұмысқа кіретін материалдың мән-маңызын түсіне, негіздей әрі баяндай білуі тиіс.

Есептеу-графикалық жұмыс (ЕГЖ ) тапсырмасы 100 нұсқада құрастырылған. Әр студент өз нұсқасы бойынша ЕГЖ орындалуы қажет. Ол нұсқа студент кітапшасының соңғы 2 цифрымен алынады.

Мысалы, студент кітапшасы номері 970037 болса, студент өз нұсқасына сай 37 нұсқамен жұмысын орындайды.

Жұмыста формула шығару керек етілмейді, оны студент дайын түрде алады. Егер формула, норма, сұлба, т.б. әдебиеттен алынған болса, оның атын және бет номерін, формула номерін (егер болса) келтіріп жазу қажет.  Жұмыс соңында қолданылған әдебиеттер тізімін жазу тиіс. Бір шаманың екіншіден тәуелділігі мәлім болса, есепті жалпы түрде шығару қажет, ол үшін тұрақтылар мәндерін қойып, өзгермейтін бөлігінің нәтижесін біліп, өзгермелі болатын бірнеше мәндерімен салыстыру жүргізуі керек.

Есептеу нәтижесін арнайы кестеге енгізу қажет.

 

1.2       ЕГЖ-ы рәсімдеу жөнінен талаптар

 

1.2.1    Студенттер ЕГЖ-ы А4 көлеміндегі, реферат ретінде орындайды. Жұмыс мұқият таза орындалып, мәтіні оқылуға түсінікті болып, беттің бір жағында жазылуы тиіс (компьютерлік теру). Беттің басқа жағы жұмысты тексеру барысында студенттің түзетулерді енгізуі үшін пайдаланады.

1.2.2    ЕГЖ титулдық беті студенттік жұмыстарды рәсімдеу ережелеріне сәйкес рәсімделеді. Онда институт атын, факультет, кафедра, пән аты, ЕГЖ аты, студент аты-жөні инициалдары топ номері мен студенттің сынақ кітапшасының номері, мамандығы, оқытушы фамилиясы және аты-жөні жазылуы тиіс. 

1.2.3    ЕГЖ-да берілген тақырыпты жан-жақты толық меңгеруі  керек. Оқытушы келісімімен тақырыптың бір бөлігінің тереңдетіп оқылуына жол ашылады. Сонымен қатар, таңдаған тақырыпша жөнінен оқытушымен келісе отырып қосымша ЕГЖ жазылуы мүмкін.

1.2.4    ЕГЖ-ң әр тапсырмасының басында тапсырма шарты мен өз нұсқасы үшін мәлімет жазылады. Мәтін беттері, суреттер, кесте мен формулалар номірленеді. Есептеу формулалары жалпы түрде, әріп таңбаларын ашып көрсеуімен шамалар нұсқауларымен жазылады.

1.2.5    ЕГЖ орындау кезінде әдебиет пен әдістемелік нұсқауларды пайдалануды рұқсат етеді. Егер ЕГЖ орындау барысында қиындықтар пайда болса, осы пән оқытушыларына кеңес алу мақсатымен жолығуға болады.

1.2.6    ЕГЖ мәтінінде кейбір сұрақтарды шешуінің қысқаша түсініктемелері және пайдаланған әдебиеттерге нұсқаулар (ссылка) болуы тиіс.

Берілген талаптарға сай емес ЕГЖ-лер авторларына қайтарылады.

Тегілерінің бірінші әріптері А әрпінен басталып  М әріпі арасында жатса, ол студенттер 1,3,5,7 тапсырмаларын, ал әріптері Л-дан басталып Я әріпі арасында болса, 2,4,6,8 тапсырмаларын орындайды.

 

2  1-тапсырма

 

Оптикалық талшықтың (ОТ) дисперсиясын, сандық апертурасын, өткізу жолағын, ТОТЖ максималды тарату жылдамдығын анықтау. ТОТЖ-ң  Ly талшық ұзындығы, n1, n2 – сыну көрсеткіштері, aк - өшулігі, дБ/км төменде көрсетілген. Сәулелену көзі l0 толқын ұзындығында жұмыс істеп, Dl0,5 максималды қуат 0,5 деңгейі шамасынан өлшенген спектр кеңдігімен сипатталады. Есептеу мәліметін 1 кестеден алуға болады.

 

    1-кесте

 

Сынақ кітапшасының соңғы саны

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

  Ly, км

31

35

40

47

43

40

36

48

40,5

33,5

  l0, мкм

1,3

0,8

1,55

1,31

1,33

1,51

1,30

0,8

1,31

1,52

  Dl, нм

3

5

6

8

7

5

6

6,3

5,5

5,3

n2

1,458

1,46

1,47

1,45

1,444

1,462

1,465

1,468

1,452

1,455

 n1

1,491

1,485

1,471

1,461

1,473

1,472

1,483

1,482

1,453

1,456

 ak, Дб/км

0,7

0,8

0,9

0,77

0,87

0,88

0,75

0,71

0,73

0,72

 

Берілген тапсырмада тақырып бойынша келесі сұрақтарға жауап беру керек [1]:

         а) қандай физикалық құбылыс есебінен жарық толқындары оптикалық талшық бойымен таралады. Суретін келтіріп сипаттау қажет.

         б) оптикалық талшық дисперсиясының негізгі түрлерін және оны тудыратын себептерді атаңыз;

         в) сыну көрсеткішінің градиентті профилі бар жарықөткізгіш үшін қандай дисперсия түрі сипатына сай келеді. Оптикалық талшықтың қандай толқын ұзындықтары оның өшулігінің  минимумына сәйкес келеді.

 

 

2.1 1-тапсырманы орындауға әдістемелік нұсқаулар

 

Тапсырманы шығару үшін есептік формулаға кіретін барлық шамаларды SI халықаралық бірліктер жүйесінде көрсету қажет.

Сонымен бірге, [1,3,4] талшықты жарықөткізгіштер мен оптикалық кабельдер бөлімін оқып шығу керек.

Шығару кезінде келесі аналитикалық өрнектерді қолдану керек

 

,

 

           мұнда  NA – ТО сандық апертурасы;

           n1, n2 – сыну көрсеткіштері;

         

dр=0,584tн= ;  с=,

мұнда  dр – ГМОВ дисперсиясы, [4].

ТО учаскелерінің өткізу жолағы [4] қатынасынан анықталады

 

  [МГц],

мұнда  g=0,85 – ГМОВ үшін.

 

Берілген талшықпен жұмыс істегенде цифрлы ТОТЖ масималды тарату жылдамдығы, идеалды түрде, сандық мәні бойынша тактты жиілігі мен өткізу жолағына тең, бірақ бөгеуілге қарсы кодтау есебінен ол, пайдаланатын код түріне байланысты азырақ болады. Есептелген жылдамдық үшін mBnB коды колданылады. Мысалға, “Сопка-3” аппаратурасында қолданылатын 5В6В коды үшін сызықты әрі тактты жиіліктер келесі қатынаспен байланысты

 

fл=1.2fт.

ТОТЖ максималды тарату жылдамдығы

 

Вmax=fтакт=.

 

3  2-тапсырма

 

Жартылайөткізгіш лазердің l0 толқын ұзындығы және Dl0,5 сәулелену спектрінің спектрлік сызығының кеңдігі 1-кестеде берілген [4] Dl0,5 диапазонының қақ ортасында орналасқан деп есептеп, спектрлік сызығының сенімділігін  анықтаңыз.

Лазер резонаторының жақсылылығын анықтау. Мәліметті 2-кестеден алыңыз.

Берілген тапсырмада төменде келтірілген қажетті сұрақтарға жауап беріп, сұлбаларды, формулаларды және суреттерді келтіру керек:

         а) ОБЖ лазерлердің спектралды сипаттамаларына қандай талаптар қойылады. Олардың физикалық мәні неде;

         б) оптикалық модуляторда өңдеуден өткен кезде, импульсті модуляциялаушы сигналдың не себептен бұрмаланатынын түсіндіріңіз. Негізгі себептерін келтіріңіз;

         в) сәулелену интенсивтілігінің тура модуляциясының мәні неде?

 

    2-кесте

 

             Сынақ кітапшасының соңғы саны

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

l0, мкм

1,31

1,35

1,32

1,33

1,34

1,31

1,30

1,29

1,36

1,34

Dl0,5, нм

5,0

5,01

5,05

5,2

5,4

5,25

5,23

5,41

5,31

5,33

   

 

3.1 2-тапсырмаға  әдістемелік нұсқаулар

 

Егер Dl0,5 сәулелену спектрінің спектралды сызығының кеңдігін ең басы деп есептесек, l0 сол сызықтың қақ ортасында орналасқан, сонда максималды толқын ұзындығы былай табады

 

  [м],     , [м].    

 

Сол кезде осы толқын ұзындығына сәйкес min, max сәулелену жиіліктерін мына өрнек арқылы табады

   , [Гц],    , [Гц].                  

Спектрлік сызықтың кеңдігі

 

, [Гц].              

Сәулеленудің орташа жиілігі

 , [Гц].

Лазер резонаторының сенімділігі

.

 

 

 

 

 

 

4  3-тапсырма

 

ФҚҚ-да (фитоқабылдағыш құрылғы) интеграциялаушы күшейткіш қолданылған болса, ФҚҚ шығысындағы сигнал/бөгеуіл қатынасын анықтау керек. 3 - кестеде бастапқы мәлімет берілген.

Берілген тапсырмада талап етілген сұрақтарға жауап беріп сұлба, сурет, т.б. келтіру қажет:

         а) фотоқабылдағыштың құрылымдық сұлбасын сызып, олардың негізгі элементтерін сипаттап, ФҚҚ жұмысында олардың атқаратын қызметін түсіндіру;

         б) талшықты оптикалық тарату жүйелері құрамында қандай фотодиод типтері қолданылады. ФҚҚ өткізу жолағы  қалай  анықталады;

         в) фотодиодтардың сыртқы және ішкі кванттық тиімділіктері. ФҚҚ құрамында қандай күшейткіш түрлері қолданылады. Фотоқабылдағыш туғызатын шу түрлерін атаңыз.

 

    3-кесте

Студенттік билеттің соңғысының алдыңғы саны

Ly, км

λ0, мкм

αк, дб/км

Р0, мВт

fт, МГц

Студ. билет.соңғы саны

Дш

R, кОм

η

Тип ФД

     0

25

1,1

0,5

1

35

0

4,1

52

0,4

p-i-n

     1

26

1,2

0,6

2

36

1

4,5

54

0,5

p-i-n

     2

29

1,4

0,55

3

38

2

3,0

56

0,6

p-n

     3

27

1,3

0,7

2

37

3

3,5

46

0,5

p-n

     4

29

1,1

0,9

3

39

4

2,8

48

0,7

p-n

     5

30

1,2

0,5

1

41

5

3,7

50

0,8

p-n

     6

31

1,4

0,6

2

40

6

2,9

55

0,5

p-i-n

     7

32

1,3

0,8

1

42

7

3,3

47

0,6

p-i-n

     8

34

1,1

0,7

3

43

8

4,3

49

0,7

p-i-n

     9

31

1,2

0,9

2

45

9

2,6

33

0,8

p-n

 

4.1 3-тапсырмаға әдістемелік нұсқау

 

Тапсырманы орындау үшін [1,2,5]-ң фотоқабылдағыштар тарауымен танысу қажет.

Қараңғылық токпен жарықталу тогын елемейтіндей аз есептеген кезде фототок мына өрнекпен табылады

 

мұндағы q=Кл – электрон заряды;

                h= - Планк тұрақтысы;

                f= Гц – сәулелену жиілігі;

                Pпр= - кірістегі оптикалық қуат;

                ak – кабель өшулігі; 

                Т=280  - Кельвин градусындағы температура;

                Fш (М)=1  ЛФД шу коэффициенті;

                М=1 – көшкінді көбейту коэффициенті.

Фотоқабылдағыштың өткізу жолағын ТОТЖ тактті жиілігіне тең деп алып, сигнал/бөгеуіл қатынасын келесі түрде табамыз

 

.

 

5  4-тапсырма

 

ОКК-50-01-4 оптикалық кабельдің талшығында таралатын мода санын анықтау. Мәлімет 4 кестеде берілген. ОТ өзегінің диаметрі норма шегінде өзгерсе, онда оның мода саны қаншаға өзгереді?

  Есепті шығару барысында мына сұрақтарға жауап беріңіз:

 

а) оптикалық талшықтың  қрылысының ерекшеліктерін  атаңыз;

б) кейбір оптикалық кабел конструкцияларында металл стерженьдері мен сымдардың қолдануының себебі неде;

в) оптикалық кабелды металлды кабелге қарағанда қандай артықшылықтары бар.

 

 4-кесте   

Сынақ кітапшасының соңғы саны

параметр

0

    1

2

3

4

5

6

7

  8

9

n2

1.490

1.480

1.491

1.485

1.481

1.489

1.483

1.482

1.484

1.887

D

0.01

0.02

0.01

0.03

0.01

0.021

0.022

0.011

0.012

0.013

n1

1.505

1.505

1.505

1.505

1.505

1.505

1.505

1.505

1.505

1.505

a

25

25-,5

25+1,5

25+1,3

25-,3

25+1,4

25-1,4

25-,25

25+1,25

25

 

5.1 4-тапсырмаға әдістемелік  нұсқаулар

 

Бұл есепті шығару үшін берілген кабельде қолданылатын оптикалық талшықтың конструктивті параметрлерін анықтаймыз. [2]-ден ОКК-50-01-4 кабелінде шағылу қабығы диаметрі d= мкм, өзекше диаметрі мкм болатын градиентті оптикалық талшық қолданылатынын білеміз. Сигнал тарату l=1,3 мкм толқын ұзындығында жүзеге асырылады. Шығаруды жалғастыру үшін мына формулаларды қолданамыз

 

,

мұнда V – нормаланған жиілік;

           а – талшық өзекшесінің радиусы;

          n1  - өзекшенің сыну көрсеткіші;

            n2 – қабықшаның сыну көрсеткіші;

            l - оптикалық сигналдың толқын ұзындығы;

            l=1,3 мкм.

n1 – сыну көрсеткішінің мәнін табайық

 

.

 

ОКК-50-01-4 оптикалық кабельдің норма шегінде өзгерісі кезіндегі мода санының өзгеруін анықтайық. [5]-ден өзгеше диаметрі 50±3 мкм шегінде өзгере алатыны түсінікті. Сол себепті, модалардың минималды саны

 

.

 

Максимал модалар саны

 

.

 

 

6  5-тапсырма

 

ОКЛ-01 кабелінің талшықтарындағы критикалық жиілік өзекше диаметрінің норма шегінде өзгеруі кезінде қалай өзгеретінін анықтайсыз. ОТ параметрлеріінң мәні – n1; толқын типі HE12.

 

5-кесте

Параметрлер

Сынақ кітапшасының соңғы саны

ОВ

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

n2

1,49

1,47

1,48

1,46

1,43

1,44

1,45

1,41

1,42

1,40

D

0,01

0,03

0,04

0,02

0,025

0,01

0,015

0,016

0,017

0,018

Pnm

5,520

3,832

7,016

5,538

2,405

2,445

5,136

8,665

8,654

5,320

 

 

 

6.1 5-тапсырмаға әдістемелік нұсқаулар

 

Оптикалық талшықтың конструктивті параметрлерін табайық. [5]-тен ОКЛ-01 кабелінде шағылу қабығының диаметрі 125±3 мкм, өзгеше диаметрі  8,5±1 мкм, болатын бірмодалы талшық қолданылатынын біле аламыз. Сигнал тарату  l=1,55 мкм толқын ұзындығында іске асырылады.

n1 – сыну көрсеткішін табу керек

.

 

Критикалық жиілікті табу үшін келесі формуланы қолданамыз

 

.

 

n1 и n2 - өзекше мен қабықша сыну көрсеткіштері;

с= - жарық жылдамдығы;

Pnm –  әртүрлі толқын типтері үшін Бессель функциясы түбірлерінің мәндері;

d – оптикалық талшық өзекшесінің диаметрі.

Критикалық жиілік өзекше диаметрі норма шегінде өзгергенде қалай өзгеретінін анықтаймыз. [5]-тен өзекше диаметрі 8,5±1 мкм шегінде өзгеретінін білеміз. Критикалық жиіліктің минималды мәні

 

.

Максималды мәні

 

.

 

7  6-тапсырма

 

ОКЛ-01 типті оптикалық кабельдің критикалық толқын ұзындығы таралатын толқын типі E01-ден HE12 – ге өзгерсе, қалай өзгереді. Параметрлер мәндер  6 -  кестеде  берілген.

 

6-кесте

Параметр

 

                            Сынақ кітапшасының соңғы саны

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

n1

1,504

1,503

1,501

1,500

1,504

1,505

1,506

1,501

1,502

1,503

D

0,01

0,011

0,012

0,013

0,01

0,03

0,01

0,04

0,03

0,015

Pnm

2,445

2,405

5,038

7,016

3,832

5,520

5,136

7,011

2,403

3,405

 

7.1 6-тапсырмаға әдістемелік нұсқаулар

 

Шығару үшін ОКЛ-01 оптикалық кабельдің конструктивті параметрлерін қолданамыз. ОКК-10-01 кабелінде шағылу қабықшасының диаметрі 125 мкм, өзекше диаметрі 10 мкм бірмодалы оптикалық талшықты қолданамыз.

n1 – сыну көрсеткішін мынадан анықтаймыз

,

мұндағы D - оптикалық талшықтың сыну көрсеткішінің салыстырмалы мәні;

                n1 – оптикалық талшық өзекшесінің сыну көрсеткіші;

                n2 – оптикалық талшық қабықшасының сыну көрсеткіші.

                E01 толқын типі үшін критикалық толқын ұзындығын анықтаймыз

,

мұндағы d – оптикалық талшық өзекше диаметрі, d=10 мкм;

HE12 толқын типі үшін критикалық толқын ұзындығын табайық

 

8 7-тапсырма

 

Егер сигналдарды тарату үшінші емес, бірінші мөлдірлік терезеде іске асырылса, оптикалық талшықтағы өзіндік шығындарының қаншалықты өзгеретінін анықтау керек. Оптикалық талшықтың параметрлері 7-кестеде көрсетілген.

 

  7-кесте

Параметрлер

 

                         Сынақ кітапшасының соңғы саны

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

D

0,01

0,02

0,03

0,01

0,02

0,01

0,02

0,01

0,03

0,01

tgδ

10-11

10-12

10-10

10-11

10-12

10-10

10-12

10-11

10-10

10-19

n2

1,490

1,470

1,449

1,451

1,436

1,421

1,414

1,411

1,428

1,413

 

8.1 7-тапсырмаға әдістемелік нұсқаулар

 

7-тапсырманы шығарғанда 3.4 [6] тарауды қолданған жөн.  Ең алдымен сыну көрсеткішінің мәнін анықтау керек n1.

 

.

 

1,55 мкм толқын ұзындығында жұмыс істегенде жұтылуға кеткен энергия шығыны мына өрнекпен анықталады

, [дБ/км]

 

ал  0,85 мкм толқын ұзындығында жұмыс істегенде жұтылуға кеткен энергия шығыны мына өрнекпен анықталады

, [дБ/км]

мұндағы n1=1,505;

                     λ=1,55 болғанда шашырауға кеткен энергия шығыны мына өрнекпен анықталады

, [дБ/км]

сәйкесінше  λ=0,85 болғанда

, [дБ/км]

 

Үшінші және бірінші мөлдірлік терезелердің өзіндік шығындары мына өрнекпен анықталады

αс= αп+αр , [дБ/км].

 

Демек, сигналдарды тарату  үшінші мөлдірлік терезеден біріншіге өзгергенде өзіндік шығындары мына өрнекпен анықталады

Δαс= αс0,85+αс1,55 , [дБ/км].

 

9  8-тапсырма

 

Егер сәулелену көзін лазерліктен светодиодтыға ауыстырғанда, ОКЛ-01 кабелі негізінде құрылған ОТБЖ-де сигналдың дисперсия мәні неше есе өзгереді. Параметрлер 8-кестеде көрсетілген.

 

8-кесте

Параметрлер

 

                         Сынақ кітапшасының соңғы саны

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

L, км

63

68

70

65

61

72

66

63

61

65

λ, мкм

0,6

0,8

1,0

1,2

1,3

1,4

1,55

1,6

1,8

1,9

М(λ), пс/км∙нм

400

125

40

10

-5

-5

-18

-20

-25

-26

В(λ), пс/км∙нм

5

5

6

7

8

8

12

14

16

17

П(λ), пс/км∙нм

5

0

1,5

5

2,5

4

5,5

6,5

7,5

8,5

 

 

 

 

9.1 8-тапсырмаға әдістемелік нұсқаулар

 

 Есепті шығару үшін әдістемелік нұсқауларды қолдану керек. ОКЛ-1 құрамында 1,55 мкм толқын ұзындығында жұмыс істейтін бірмодалы талшықтар бар [5]. Хроматикалық дисперсияны есептеу керек, ол материалды, толқынжолдық және профильді болып бөлінеді.

Материалды дисперсияны есептеу үшін жеңілдетілген формуланы қолданады. 

         Лазерлік сәулелену көзінің жұмысы кезінде дисперсия мынаған тең

 

τмат=Δλ∙L∙M(λ),

мұндағы Δλ- шығу көзінің сәулеленудің спектр кеңдігі, әдетте лазер үшін 1-3 нм және 20-40 нм  СИД үшін;

                M(λ)-уделді материалды дисперсия,  СИД үшін M(λ)=104,

      L- линия ұзындығы.

 

Толқынжол дисперсиясынан импульстер кеңеюінің үлкендігі былай анықталады Δλ=1

 

τвв=Δλ∙L∙В(λ),

мұндағы В(λ)- уделді толқынжолдық дисперсия.

Жарықдиодты шығу көзі кезіндегі дисперсия Δλ=20.

 

Профильді дисперсияны есептеу үшін жеңілдетілген формуланы қолданады

τпр=Δλ∙L∙П(λ),

мұндағы П(λ)- уделді профильді дисперсия;

             Δλ –шығу көзінің сәулеленудің спектр кеңдігі, ЛД үшін Δλ=1, ал  СИД  үшін Δλ=2.

 

Модалық, материалды және толқынжолдық дисперсия есебінен импульстер кеңеюінің қорытынды мәні мына өрнекпен анықталады

 

.

 

мұндағы τмод-модалық дисперсия.

 

ЛД шығу көзінің СИД-ке қарағанда сигнал дисперсиясының неше есе көбейгенін (азайғанын) көрсету керек.

 

 

 

 

 

                                    

Әдебиеттер тізімі

 

1.Бутусов М.Ф, Верник С.М, Галкин С.Л.

Волоконно-оптические системы передачи: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1992.

2.Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты системы передачи, измерения. – М.: Компания «Сайрус Системс», 1999.

3. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1998.

4. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1990.

5.Справочник. Волоконно-оптические системы передачи и кабели./Под редакцией И.И. Гроднева. – М.: Радио и связь, 1993.

6.Ксенофонтов С.Н., Портнов Э.Л. Направляющие системы электросвязи: Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия Телеком, 2004.

7.Дэвид Гринфилд. Оптические сети: Учебник. – М.: Санкт-Петербург – Киев, 2002.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   Жоспар бойынша 2006ж., поз

 

 

 

 

 

 

Ағатаева Бақтыхан Байбөриевна

 

 

 

Оптикалық байланыс жүйелері

 

№1 есептеу-графикалық жұмысты орындауға арналған әдестемелік нұсқаулар

 380241 -  Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер мамандығының студенттері үшін

 

 

 

 

 

Редакторы Ж.А.Байбураева                            

                                                                        

 

 

 

 

Басуға қол қойылды ____”______            Пішімі 60х84 1/16

Теруге тапсырылған                                   №1 типография қағазы

Тиражы ___ дана                                           Тапсырыс _________

Көлемі __ оқу-баспа табақ                                                

Бағасы __ теңге

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтының

көшірмелі-көбейткіш бюросы

050013, Алматы, Байтұрсынова, 126.