АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра телекоммуникационных систем

 

                                

 

НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

 Методические указания к лабораторным работам

для студентов всех форм обучения специальностей 380240 – Многоканальные телекоммуникационные системы, 380140- Сети связи и системы коммутации, 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

 

 

Алматы 2005 

Составители: Г.С. Казиева, Е.Ю. Елизарова. Направляющие системы электросвязи. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов всех форм обучения специальностей 380240 – Многоканальные телекоммуникационные системы, 380140 – Сети связи и системы коммутации. 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации). – Алматы: АИЭС, 2005.-   20 с.

 

Методические указания, содержащие общие сведения о выполнении лабораторных работ, их оформлении и защите. В работе указаны описания установки и измерительной аппаратуры. Далее перед проведением лабораторной работы студент должен повторить некоторые разделы представленные в подготовке к работе. В каждой работе приведены функциональные  блок-схемы лабораторных установок, приведены контрольные вопросы, представлен список используемой литературы.

Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальностей 380240 – Многоканальные телекоммуникационные системы, 380140 – Сети связи и системы коммутации. 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.

 

Ил.   6  , табл.1, библиогр.  7    назв.

 

Рецензент: канд. техн. наук. доцент кафедры «АЭС» К.Х.Туманбаева.

 

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2005 год.

 

© Алматинский  институт энергетики и связи, 2005 г.

 

 

1 Лабораторная работа. Экспериментальное определение числовой апертуры волоконных световодов.

         1.1 Цель работы

         Произвести экспериментальное определение числовой апертуры одномодового и многомодового световода.

 

         1.2 Подготовка к работе

Следует повторить раздел лучевая теория передачи по световодам

 

         1.3 Описание лабораторной установки

В данной лабораторной работе используются следующие элементы (рисунок 1.1):

         а) электронный блок питания БП «Источник оптического излучения»;

         б) лазерный диод ЛД2;

         в) юстировочные устройства ЮУ1 и ЮУ2;

         г) многомодовый и одномодовый волоконный световод ВС;

         д) телекамера с микро объективом;

         е) черно-белый монитор;

         ж) телевизионный осциллограф.

 

1.4 Рабочее задание

 

         Внимание! Перед каждым использованием в измерениях волоконных шнуров необходимо снять защитные колпачки с их торцов. После окончания работы с волоконным шнуром обязательно установить на его торцы снятые защитные колпачки.

 

          

         1.4.1 Закрепить входной торец многомодового (оранжевый цвет защитной оболочки) световода в узел юстировочного устройства ЮУ1, осуществляющий линейное перемещение (рисунок 1.2). Для этого выполнить следующие операции.

                   1.4.1.1 С помощью микрометрического винта ЛПР1 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее левое положение.

                   1.4.1.2 Отвернуть фиксирующий винт ФВ1 (рисунок 1.2) и отсоединить съемную оправку 10.

                   1.4.1.3 Пропустить световод через отверстия в платах 2, 3 и цилиндре 9.

                   1.4.1.4 Закрепить коннектор FC световода в оправке 10, навернув фиксирующий винт коннектора.

                   1.4.1.5 Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 10 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ1.

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Рисунок 1.1- Лабораторная установка

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.2 Закрепить выходной торец световода в узел юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющий угловое перемещение (рисунок 1.2). Для этого выполнить следующие операции.

                   1.4.2.1 С помощью микрометрического винта ЛПР2 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее левое положение.

                   1.4.2.2 Отвернуть фиксирующий винт ФВ2 (рисунок 1.2) и отсоединить съемную оправку 12.

                   1.4.2.3 Пропустить световод через отверстия в кольцах 5, 6, 7 и цилиндре 11.

                   1.4.2.4 Закрепить коннектор FC световода в оправке 12, навернув фиксирующий винт коннектора.

                   1.4.2.5 Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 12 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ2.

         1.4.3 Установить:         

  -ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока питания БП (рисунок 1.1) «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки;

  -кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 25мА.

                   -с помощью соединительного кабеля подключить ЛД2 (рисунок 1.1) к блоку «Источник оптического излучения». Соединение осуществляется с помощью разъема РС 4 ТВ, блочная часть которого расположена на лицевой панели.

         1.4.4 Включить тумблер «сеть» на лицевой панели блока «Источник оптического излучения». При этом загорается его подсветка.

         1.4.5 Включить питание монитора М и телекамеры ТК (рисунок 1.1), нажав кнопочный переключатель на лицевой панели монитора. При этом после его прогрева наблюдается слабое свечение экрана монитора.

         1.4.6 С помощью потенциометров "грубо", "точно", расположенных на лицевой панели блока «Источник оптического излучения» установить значение тока накачки лазерного диода Iн= 15мА. Контроль тока накачки осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели.

         1.4.7 Выходной торец световода расположен напротив микрообъектива телекамеры. Оба элемента закреплены во втором юстировочном устройстве ЮУ2 (рисунок 1.2). Изменяя угловое положение торца световода относительно микрообъектива телекамеры с помощью микрометрических винтов УВ2 и УГ2 и перемещая телекамеру в двух поперечных направлениях с помощью микрометрических винтов ЛПП2 и ЛВ2, добиться появления изображения торца световода на экране монитора. Цилиндр 14, в которой закреплена телекамера 13, предусматривает возможность линейного продольного перемещения оправки 16 с микрообъективом 15 относительно телекамеры. Для этого на внешней стороне цилиндра 14 и внутренней поверхности оправки нарезана резьба с шагом 0,75 мм. Меняя положение оправки 16 с микрообъективом 15, добиться четкого изображения на экране монитора.

         1.4.8 Исследуемый в данном эксперименте лазерный диод расположен  в узле юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющем угловое перемещение (рисунок 1.2). Необходимо добиться, чтобы его излучение попадало на входной торец волоконного световода, который расположен в этом же юстировочном устройстве (в узле, осуществляющем линейное перемещение). Изменяя угловое положение ЛД2 относительно торца световода с помощью микрометрических винтов УВ1 и УГ1 и перемещая оправку со входным торцом световода в двух поперечных направлениях относительно ЛД2 с помощью микрометрических винтов ЛПП2 и ЛВ2, добиться появления на выходном торце световода светового пятна, которое наблюдается на экране монитора. Регулировку положения источника и входного торца световода производить методом последовательных приближений, добиваясь максимальной яркости наблюдаемого пятна.

         1.4.9 В юстировочном устройстве ЮУ2 предусмотрена возможность продольного перемещения телекамеры относительно торца световода с помощью микрометрического винта ЛПР2. При этом изменяется линейный масштаб изображения, наблюдаемого на экране монитора. Перемещая телекамеру в продольном направлении с помощью микрометрического винта ЛПР2, приближая ее к выходному торцу световода и поворачивая оправку 16 микрообъектива вокруг оптической оси по резьбе на цилиндре 14, следует добиться четкого изображения светящегося торца световода на экране монитора. Изображение должно занимать приблизительно половину экрана монитора. Изменяя угловое положение торца световода относительно микрообъектива телекамеры и перемещая телекамеру по двум поперечным направлениям с помощью соответствующих микрометрических винтов, необходимо добиться того, чтобы изображение светящегося пятна находилось в центре экрана монитора и при этом имело бы форму окружности.

         1.4.10 При правильном выполнении всех юстировочных операций на экране монитора наблюдается распределение интенсивности в поперечном сечении исследуемого световода. Может оказаться, что яркость изображения чрезмерно высока, что затрудняет наблюдение деталей изображения. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод. Для этого необходимо сместить входной торец световода относительно ЛД2. Смещение может производиться как с помощью микрометрических винтов УВ1, УГ1 (по углу ввода излучения в световод), так и с помощью микрометрических винтов ЛПП1, ЛВ1 (линейное смещение торца световода относительно источника). Используя эти возможности, добиться появления на экране монитора спекловой структуры.  В пределах засвеченной световодом области должны наблюдаться отдельные мелкие светлые пятна, ограниченные темными областями. Положение их нестабильно и подвержено случайным флуктуациям. Это обусловлено когерентностью излучения ЛД.

         1.4.11 Включить питание осциллографа, блока выделения строки и монитора.

         1.4.12 Установить выделяемую строку в центр изображения на экране монитора. Для этого нажать кнопку «+» на лицевой панели БВС. Положение выделяемой строки отмечается на экране монитора светлой линией. При необходимости для удобства проведения измерений изменить положение выделяемой строки с помощью кнопок «,» на лицевой панели БВС.

         1.4.13 С помощью органов управления разверткой осциллографа установить длительность развертки таким образом, чтобы на осциллограмме наблюдались строчные импульсы (рисунок 1.3.). Расстояние L между строчными импульсами соответствует размеру ПЗС площадки телекамеры, равному J = 1/4 дюйма. Измеряя расстояние  осциллограмме определить масштабный коэффициент m = L/J (cм/клетка).

         1.4.14 Выбрать отсчетный уровень, относительно которого в дальнейшем будут определяться линейные размеры пятна (рисунок 1.3.).

         1.4.15 Измерив размер D пятна относительно отсчетного уровня в делениях, нанесенных на экран осциллографа, пересчитать его в абсолютные величины

                            d = D m (mm).

Занести измеренное значение в таблицу 1.1

 

Таблица 1.1- Измерение числовой апертуры волоконного световода

d (mm)

 

 

 

 

R (mm)

 

 

 

 

 

 

1.4.16Отметить по шкале микрометрического винта соответствующий данному размеру пятна отсчет R и занести измеренное значение в таблицу 1.1

         1.4.17 Переместить телекамеру относительно торца световода с помощью микрометрического винта. При этом размер пятна изменяется. Изменяя угловое положение торца световода относительно микрообъектива телекамеры, и перемещая телекамеру по двум поперечным направлениям с помощью соответствующих микрометрических винтов, необходимо добиться того, чтобы изображение светящегося пятна находилось в центре экрана монитора и при этом имело бы форму окружности.

         1.418 Изменить положение выделяемой строки с помощью кнопок «,» на лицевой панели БВС так, чтобы размер наблюдаемого на осциллограмме импульса D был бы максимальным. Это положение выделяемой строки соответствует центру светящегося пятна.

         1.4.19 Определить значения d  и R по методике, описанной в пунктах 15,16, и занести их в таблицу 1.1. Повторить измерение этих параметров для нескольких отсчетных точек (по указанию преподавателя).

         1.4.20 По данным таблицы 1.1. построить график зависимости d (R). Если измерения проведены верно, то эта зависимость имеет вид прямой линии. При необходимости аппроксимировать полученную зависимость прямой линией. Угловой коэффициент этой прямой соответствует числовой апертуре исследуемого волоконного световода.

         1.4.21 Повторить измерение числовой апертуры для одномодового световода.

         Волоконный световод является главным элементом любой оптической системы связи. Вдоль него распространяются оптические волны, и благодаря малому затуханию обеспечивается  передача информации на расстояния до 100км без ретрансляции.

         С электродинамической точки зрения волоконный световод представляет собой разновидность диэлектрического волновода круглого сечения. Его эскиз приведен на рисунке 1.4, где указаны основные его параметры:

         - диаметр сердцевины W;

         - диаметр оболочки D ;

         - коэффициент преломления сердцевины n1 ;

         - коэффициент преломления оболочки n2.

         Распространение волн в таком световоде возможно за счет явления полного внутреннего отражения, возникающего на границе раздела сердцевина - оболочка. Для этого необходимо обеспечить условие n1 > n2. На практике величина скачка коэффициента преломления n= n1 - n2    » 10-2¸103.

 

Рисунок 1.4

 
 

 


Качественный анализ процесса распространения волн по световоду можно проводить, используя законы геометрической оптики. Плоская волна падает на границу раздела сердцевина- оболочка под углом q. Если он превышает критическое значение qК (угол полного внутреннего отражения), то волна распространяется вдоль световода без потерь по сложному зигзагообразному пути (рисунке 1.4).

Для того, чтобы волны испытывали полное внутреннее отражение, необходимо, чтобы на торец световода (рисунок 1.5) они падали под углами, не превышающими некоторое значение j. Последнее определяется параметрами световода n2 и n1. Величина NA=sinj  носит название числовой апертуры и является одним из основных параметров волокна.

Волны, падающие на границу раздела сердцевина - оболочка под углом q >qК, называются направляемыми. Более строгий анализ показывает, что процесс  их  распространения  возможен при выполнении дополнительного условия фазового самосогласования. Оно "выбирает" из всех возможных зигзагообразных  путей  только некоторые. В результате направляемые волны образуют дискретный спектр, каждой составляющей которого соответствует своя, свойственная только ей, структура поля (закон изменения составляющих электромагнитного поля в поперечном сечении световода). В литературе такая составляющая спектра носит название  "собственных волн световода", "типов волн" или "мод".

 

 

 

 

Рисунок 1.5

         Особенностью процесса распространения волн по световоду является то, что зигзагообразный путь, проходимый волнами, различен. Более того, форма пути зависит от длины  волны источника, возбуждающего световод. Следовательно, каждая мода будет проходить определенный отрезок светотовода,  за различное время. С точки зрения передачи информации по волоконной линии этот процесс порождает ее искажения за счет волноводной дисперсии. Каждая составляющая этого спектра проходит отрезок волновода за различное время, и на его выходе между  ними возникают неустранимые фазовые сдвиги.

         Количество мод, распространяющихся по световоду, связано, прежде всего с размерами его поперечного сечения. Условно световоды можно разделить на:

         - многомодовые (W » 50мкм);

         - одномодовые (W » 10мкм).

Наличие большого числа мод в световоде без принятия специальных мер приводит к появлению источника шумов в волоконной линии (модовый шум).

         На практике используются два типа источников для возбуждения световодов:

         - когерентный (лазер, лазерный диод);

         - некогерентный (светоизлучающий диод).

При совместной работе ВОЛС с лазером на выходном торце волокна все моды имеют за счет когерентности источника стабильное значение фазового набега. В результате они интерференционно складываются, образуя известную "спекл- картину". Если световод многомодовый, то она достаточно сложна и представляет собой  практически случайное чередование темных и светлых областей. Качественно она показана на рисунке 1.6.

         За счет любого, сколь угодно малого изменения  характеристик  распространения волн по волокну (колебания температуры, механическая деформация и др.) "спекл-картина"на торце световода меняется. Поскольку именно она наблюдается на чувствительной площадке фотоприемника, регистрирующего оптический сигнал, этот процесс и вносит дополнительный источник шума.

 

Рисунок 1.6

         Подобный процесс  не будет  наблюдаться, если используется некогерентный источник возбуждения. При этом моды на выходном торце волокна уже не когерентны и не могут интерферировать. Они складываются по мощности, образуя равномерную засветку  чувствительной площадки фотоприемника. Распределение интенсивности этой засветки не подвержено никаким случайным изменениям.

         Второй вариант, устраняющий "модовый шум" в волоконной линии - использование одномодового световода. При этом картинка засветки также стабильна, поскольку она образуется только одной модой, распространяющейся по световоду. Интерференции и в этом случае нет.

 

         1.5  Контрольные вопросы

1.5.1 Перечислите основные параметры волоконных световодов. Как они определяются?

1.5.2 Объясните принцип работы световода?

1.5.3 Под каким углом  будут распространятся лучи без потерь внутри сердцевины ОВ?

     1.5.4  Какой угол называется критическим?

 

2 Лабораторная работа. Моделирование формы сигнала на приемном конце реальной оптической линии связи

 

         2.1 Цель работы

         Изучение и расчет реальных параметров оптического сигнала по заданным характеристикам линии связи. Моделирование на лабораторной установке формы реального сигнала в линии на основании проведенных расчетов.

 

2.2 Подготовка к работе

 Повторить разделы: оптоэлектронные компоненты, источник оптического сигнала, характеристики параметров оптического сигнала, характеристики линии связи.

 

2.3 Описание лабораторной установки

а) источник оптического сигнала;

б) фотоприемник;

в) двухканальный осциллограф;

г) постоянный и переменный аттенюатор;

д) волоконные соединительные и переходные шнуры.

 

2.4 Рабочее задание

 

         Внимание! Перед каждым использованием в измерениях волоконных шнуров необходимо снять защитные колпачки с их торцов. После окончания работы с волоконным шнуром обязательно установить на его торцы снятые защитные колпачки.

         2.4.1 Подготовка экспериментальной установки

         2.4.2 Теоретическое определение характеристик линии

                    Исходными данными для моделирования сигнала являются задаваемые преподавателем параметры оптической линии связи:

                   -длина линии L (км);

                   -тип световода (ММ или SM);

                   -коэффициент дисперсии τ (псек/км) для многомодового световода или τ (псек/км∙нм) для одномодового световода;    

                   -ширина спектральной линии лазерного диода ∆λ (нм) для одномодового световода;

                   -скорость передачи В(мБит/сек).

        

         а) рассчитать дисперсионное уширение оптического импульса ∆t на приемном конце линии связи. Для многомодовой линии связи величина ∆t  определяется соотношением

                            ∆t(псек) = τ(псек/км) L(км),

а для одномодовой – соотношением

                            ∆t(псек) = τ(псек/км нм) ∆λ (нм)  L(км);

         б) рассчитать величину шумовой составляющей напряжения на нагрузке усилителя фототока. Моделирование сигнала осуществляется в предположении, что шумы на приемной стороне определяются  среднеквадратичным значением шумовой составляющей фототока  Iшф

                    (Iшф )2 = 2е Рср S Df

и среднеквадратичным значением шумовой составляющей темнового тока Iшт                 (Iшт )2 = 2е Iт Df.

здесь Рср - среднее значение (постоянная составляющая) оптической мощности на входе ФД, которое при любом способе модуляции отлично от нуля;

          S - значение спектральной чувствительности фотодиода      =    2 Вт/А;

          Iт – паспортное значение темнового тока фотодиода, соответствующее напряжению смещения на фотодиоде Uсм = 5V : Iт = 10-9 А;

          е – заряд электрона: е = 1,6 10-19 Кул;

          Df – полоса частот, занимаемая передаваемым по линии сигналом Df=2В, где В=106 Гц – полоса пропускания.

         Амплитуда шумовой составляющей напряжения на нагрузке  усилителя, определяется соотношением

                                      Uш = Кт(√(Iшф )2+(Iшт )2  ).

Величина Кт -  коэффициент пропорциональности между током на входе усилителя и напряжением на его нагрузке: Кт = 2000.

         2.4.3 Экспериментальная часть:

          а) установить в исходное положение органы управления электронного блока «Источник оптического сигнала»:

                   1) ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки токов I0, I1 – в крайнее положение против часовой стрелки;

                   2) кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I0 нажать;

                   3) кнопочный переключатель «ручная установка» тока  I0  отжать;

                   4) кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I1 нажать;

                   5) кнопочный переключатель «вкл»  включения внешнего источника сигнала модулирующего аналогового сигнала  отжать.

                   6) ручку потенциометра «Дисперсионные искажения» - в крайнее положение против часовой стрелки;

                   7) кнопку «вкл» включения генератора шума  отжать;

                   8) ручку потенциометра «Уровень шума» - в крайнее положение против часовой стрелки;

                   9) кнопку «вкл» включения источника сигнала модулирующего аналогового сигнала отжать;

                   10) ручку потенциометра «Амплитуда» - в крайнее положение против часовой стрелки;

                   11) включить тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка.

         б) установить органы управления электронного блока «Фотоприемник» в исходное положение:

                   1) ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения– в крайнее положение против часовой стрелки;

                   2) кнопочный переключатель «вкл» включения напряжения смещения  нажать;

                   3) кнопочный переключатель «вкл» включения калибровки фотоприемника  нажать;

                   4) кнопочный переключатель выбора пределов измерения оптической мощности в относительных единицах – в положение х 100;

                   5) включить тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка;

                   6) ручками потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения установить его значение по стрелочному прибору на лицевой панели, равное Uсм = 5 V.

         в) провести измерение коэффициента затухания световода. Для этого выполнить следующие операции:

                   1) соединить оптический выход электронного блока «Источник оптического сигнала» с оптическим входом электронного блока «Фотоприемник»;

                   2) с помощью коаксиальных кабелей, входящих в состав лабораторного макета выполнить следующие соединения;

                   3) гнездо «кт 3» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соединить со входом первого канала осциллографа;

                   4) гнездо «синхронизация осциллографа» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала» соединить со входом  канала синхронизации осциллографа;

                   5) гнездо «вых» на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» соединить со входом второго канала осциллографа;

         г) включить питание осциллографа. Установить переключатели входов обоих каналов в положение (=) – открытый вход для обеспечения наблюдения сигналов с постоянной составляющей. После прогрева на  экране осциллографа появляются осциллограммы модулирующего (первый канал) и принимаемого фотоприемником (второй канал) сигналов. С помощью органов управления осциллографа добиться их устойчивого изображения.   При необходимости откорректировать изображение линий с помощью изменения яркости, фокусировки и центровки изображения по вертикали и горизонтали;.

         д) установить значение тока I0 , равное пороговому с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки I0 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала»;

         е) плавно увеличивая значение амплитуды модулирующего тока I1   с помощью потенциометров «грубо», «точно» регулировки амплитуды модулирующего тока I1 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала», добиться максимально возможного значения амплитуды сигнала на выходе фотоприемника. Контроль амплитуды осуществляется по осциллограмме;

         ж) измерить амплитуду сигнала U0 на выходе фотоприемника по осциллограмме. Отметить положение кнопочного переключателя «пределы» на лицевой панели фотоприемника и положение переключателя «В/дел» на лицевой панели осциллографа. Значение амплитуды сигнала (положение ручек потенциометров регулировки тока I1) после этого не менять;

         з) отсоединить волоконный шнур, соединяющий фотоприемник и источник;

         и) открыть крышку нормализующей катушки и извлечь из нее два конца световода в защитной оболочке, снабженных коннекторами типа FC.

         к) соединить источник сигнала и фотоприемник с помощью волоконного световода нормализующей катушки;

         л) используя кнопочный переключатель пределы на лицевой панели фотоприемника и переключатель «В/дел» на лицевой панели осциллографа получить устойчивое изображение сигнала на выходе фотоприемника. Измерить по осциллограмме его амплитуду U1 с учетом изменения положения переключателей;

         м) вычислить коэффициент затухания световода по формуле:

                            α = 10Lg (U0/ U1) (дБ/км).

здесь учтено, что длина отрезка световода составляет 1 километр;

         2.4.4 Вычислить амплитуду сигнала U2 на выходе фотоприемника, соответствующую моделируемой линии, используя заданное значение ее длины L

                            W = α L (дБ),

 

                            U2 = 10(α L/10).

         2.4.5 Используя входящие в состав макета оптические аттенюаторы (ступенчатый  на 20 дБ и переменный) и включая их в состав линии между источником и приемником, получить значение амплитуды сигнала на выходе фотоприемника, равное U2.

         2.4.6 Установить определенное в пункте 2 дисперсионное уширение импульса ∆t. Для этого выполните следующие операции:

                   -измерить длительность импульса T(мм) по линейной шкале на экране осциллографа;

                   -вычислить уширение импульса ∆Т(мм) из соотношения

                                               ∆Т(мм) = Т(мм) (∆t 2 B);

                   -вращая ручку потенциометра «Дисперсионные искажения» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала», установить требуемое уширение импульса ∆Т(мм) по экрану осциллографа. Для этого может быть использован любой из наблюдаемых сигналов.

         2.4.7 Установить амплитудное значение шумовой составляющей напряжения на нагрузке  усилителя, определенное в пункте 4. Для этого выполнить следующие операции:

                   -отжать кнопку «вкл» включения токового ключа I1 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала». При этом исчезнут сигналы, наблюдаемые на экране осциллографа;

                   -включить генератор шума, нажав кнопочный переключатель на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала»;

                   -вращая ручку потенциометра «Уровень шума», установить сигналу наблюдаемому на втором канале осциллографа требуемый уровень шума.

         Нажать кнопку «вкл» включения токового ключа I1 на лицевой панели электронного блока «Источник оптического сигнала». При этом появляются сигналы, наблюдаемые на экране осциллографа. Сигнал, наблюдаемый на первом канале, соответствует смоделированному. Зарисовать его осциллограмму.

         2.4.8  Завершение работы:

                   -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки напряжения смещения на лицевой панели электронного блока «Фотоприемник» установить в крайнее положение против часовой стрелки

в исходное положение;

                   -ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки токов I0, I1 электронного блока «Источник оптического сигнала» установить в крайнее положение против часовой стрелки;

                   -выключить тумблеры «сеть» на обоих электронных блоках.

 

         2.5 По результатам моделирования сделать выводы.

 

         2.6 Контрольные вопросы

2.6.1 Какие основные параметры волоконно-оптической линии вы знаете?

2.6.2 Основные параметры оптического сигнала?

2.6.3 От каких параметров зависит ширина спектра?

2.6.4 Дисперсионное уширение импульса – что это такое?

2.6.5 Как связана полоса пропускания с уширением импульса?

 

Список литературы 

1. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. – М.,1997.

2. Кемельбеков Б.Ж. Волоконно - оптические кабели.-М.,1999.

3. Гроднев И.И. Волоконно - оптические линии связи –М.,1990.

4. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999.

5. Г.П.Агравал. Нелинейная волоконная оптика. – М.: Мир, 1996.

6. Зельдович Б.Я., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта. – В мире науки, 1992.

7. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линии связи. – Вэлком, 2002.

        

Содержание 

1

Лабораторная работа. Экспериментальное определение числовой апертуры волоконных световодов.

 

3

2

Лабораторная работа. Моделирование формы сигнала на приемном конце реальной оптической линии связи

13

 

 

         Список литературы                                                                           18 

Сводный план 2005 г. поз. 75