Главная Обратная связь

Дисциплины:






Порядок виконання роботи. 1. На верхній панелі генератора оптичного випромінення встановити ручку регулювання струму накачки у крайнє проти годинникової стрілки положення



 

1. На верхній панелі генератора оптичного випромінення встановити ручку регулювання струму накачки у крайнє проти годинникової стрілки положення. Включити живлення генератора.

2. Включити живлення вольтметра, джерела постійного струму та ватметра.

3. Перевірити початкову установку приладів:
на табло джерела постійного струму у режимі “мА” повинні бути показання орієнтовно 3 мА, в режимі “В” має бути 4,7 В;
табло вольтметру повинно показувати +0,6....0,67 В;
ватметр у положенні перемикачі границь “102 nW” повинен показувати значення “40....41”.
При відхиленні від заданих значень необхідно покликати викладача для настройки вимірювальної апаратури (пункти 4 та 5 виконуються за вказівкою викладача)

4. Відключити оптичний модуль від перетворювача ватметра. Закриваючи вхідне гніздо від сторонніх джерел світла, виконати на ОМ3-65 установку нуля ручкою (>0<) в положенні перемикачів границь “102 nW”.

5. Підключити оптичний модуль до перетворювача ватметра.

6. Обертаючи за годинниковою стрілкою ручку регулювання струму накачки на генераторі оптичного випромінення, досягти на табло джерела постійного струму у режимі “мА” показань Ін.= 10мА. Записати значення падіння напруги на світловипромінювальному діоді Uвипр. за показаннями вольтметру В7-21. Записати значення потужності оптичного випромінення Рвипр. за показаннями ватметру ОМ3-65.

7. Змінюючи Ін. у межах від 0 до 100 мА, виміряти Uвипр. та Рвипр. для 10¸15 значень Ін. та записати їх у вигляді таблиці.

8. Після закінчення вимірів повернути ручку регулювання струму накачки на генераторі оптичного випромінення у вихідне (крайнє проти годинникової стрілки) положення!

9. Побудувати графіки вольтамперної Uвипр.(Ін.) та ватамперної Рвипр.(Ін.) залежностей. Екстраполювати отримані результати у діапазоні до 200мА.

10. Користуючись методичною та навчальною літературою, побудувати на отриманих графіках очікувані залежності для лазерного діоду з пороговим струмом генерації Ігран.=150мА.

11. Порівняти графіки характеристик для СВД та ЛД та зробити висновки.

12. Виключити живлення вольтметра, джерела постійного струму та ватметра.

13. Виключити живлення генератора.

14. Виключити стенд у встановленому порядку.

 

8. Зміст протоколу

8.1 Структурна схема лабораторного стенду.

8.2 Таблиця результатів вимірів.

8.3 Графіки ВАХ та ВтАХ.

8.4 Висновки.

 

9. Література

 

9.1 Каток В. Б. Волоконно-оптичні системи зв’язку.- Київ.: 1999.

9.2 Волоконно-оптические системы и кабели. Справочник/И. Гроднев, А. Г. Мурадян, Р. М. Шарафутдинов и др.. –М.: Радио и связь, 1993.



9.3 Оптика и связь. Оптическая передача и обработка информации./Козане, Ж. Флере, Г. Метр, М. Русо; Пер. с фр. –М.; Мир, 1984.

9.4 Унгер Г. Г. Оптическая связь/Пер. с нем. –М.; Связь, 1979.

 


Вивчення організації двостороннього зв'язку по одному волоконному світловоду

Мета роботи

 

Вивчення організації двостороннього зв'язку по одному волоконному світловоду (ВC). Визначення основних параметрів лінії двостороннього зв'язку по одному ВC.

 

2. Ключові положення

 

Сучасні волоконно-оптичні системи передачі (ВОСП) використовують двохволоконну схему зв'язку при якій по одному ВС передається “прямий” сигнал (у напрямку 1®2), а по іншому - “зворотний” (у напрямку 2®1).

Внаслідок того, що зустрічні потоки світла, котрі проходять по одному ВС “єлектрично” розв'язані і не впливають один на одного, то “прямий” і “зворотний” світлові потоки (“сигнали”) можуть бути пропущені по одному світловоду. При цьому об'єднання і поділ цих сигналів на кінцях оптичного лінійного тракту здійснюється за допомогою оптичних розгалужувачів (ОР). З існуючих типів ОР у даній схемі організації зв'язку найбільш доцільне застосування розгалужувача Y - типу (рис.1).

Оптичний розгалужувач Y - типу являє собою конструкцію, що має одне загальне плече і два бічних плеча, отриману шляхом прецизійного зварювання спеціальним чином підготовлених волоконних світловодів. У таких ОР здійснюється поділ світлового пучка що поступає в загальне плече, на два, що виходять з бічних плеч (суцільна лінія). І навпаки - можливе об'єднання двох світлових потоків, що надходять у бічні плечі, в один (пунктирна лінія).

Зазвичай оптичний розгалужувач поділяє потужність оптичного потоку навпіл.

При передачі оптичного сигналу з загального плеча в бічні і навпаки в розгалужовачі відбуваються прямі втрати оптичної енергії AПР. Крім того, має місце “просочування” сигналу з одного бічного плеча в інше (тобто зі свого передавача на свій же приймач, 1®1), що характеризується перехідним загасанням AПЕР. (на ближньому кінці лінії).

Прямі втрати характеризують ступінь ослаблення оптичної потужності переданої з загального плеча в бічні [2]:

 

 

(1)

Прямі втрати AПР. збільшують загальне загасання в оптичному лінійному тракті, що приводить до погіршення співвідношення сигнал/шум на прийомі, а отже, і до зменшення довжини регенераційної ділянки ВОСП. Звичайне значення AПР.£ 4 дБ (теоретичний мінімум - 3 дБ).

Перехідне загасання показує, наскільки загасає оптичний сигнал, поданий в одне бічне плече, при переході (“просочуванні”) його в друге бічне плече. Наприклад, подавши оптичну потужність у бічне плече 1 і виміривши величину сигналу в бічному плечі 2 (при відсутності потужності, подаваної в загальне плече), можна визначити величину РПЕР. по формулі:

(2)

У зазначеному випадку сигнал, що попадає з одного бічного плеча в інше, є паразитним, тобто перешкодою, у порівнянні з корисним сигналом, що надходить з лінії через загальне плече розгалужовача. До того ж, через дуже малу відстань між приймачем і передавачем, підключеним до бічних пліч одного ОР (обоє є на боці 1), цей сигнал може мати відносно велику потужність (див. рис. 2). У той же час корисний сигнал, що надходить із загального плеча, проходить усю довжину оптичного лінійного тракту (2®1) і приходить на прийом значно ослабленим. Отже, зменшення величини перехідного загасання приводить до погіршення співвідношення сигнал/шум і зменшенню довжини регенераційної ділянки. Для забезпечення якісної роботи ВОСП вважається прийнятною величина AПЕР. 50 дБ [2].

До погіршення співвідношення сигнал/шум приводять також наявність неоднорідностей у лінійному тракті і Рэлеевское розсіювання в матеріалі ОР. Як приклад неоднорідності можна привести недостатньо гарна якість рознімання, що з'єднує оптичне волокно з розгалужовачем (у цьому випадку в місці стикування може виникнути Френелевське відбиття оптичної потужності).

До переваг використання двостороннього зв'язку по одному ОВ відносяться:

- можливість оперативного аварійного відновлення зв'язку (при виході з ладу одного волокна);

- збільшення пропускної здатності діючих ліній зв'язку без збільшення ємності прокладених оптичних кабелів.

Недоліками такої схеми організації зв'язку можна вважати:

- внесення додаткового загасання в оптичний лінійний тракт;

- складність забезпечення великої величини перехідного загасання;

- деяку складність у технології виготовлення ОР і їх відносно високу вартість.

Структурна схема організації двостороннього зв'язку по одному волоконному світловоду наведена на рис.2.

 

Рисунок 2

 

На малюнку використовуються наступні позначення:

ИИ - джерело випромінення;

ФП - фотоприймач;

ОР - оптичний розгалужувач.

 

 

3. Порядок проведення вимірів

 

Визначення прямих втрат і перехідного загасання рекомендується робити в такий спосіб.

Тому що втрати в чотириполюснику, виражені в дБ, визначаються вираженням

(3)

де Р1 і Р2 - значення потужності сигналу на вході і виході чотириполюсника, виражені у Вт, те необхідно зробити два відліки значень потужності - Р1 і Р2.

Якщо ж оперувати рівнями потужності р1 ір1, виражені в дБм,

(4)

то втрати в дБ визначається різницею рівнів:

(5)

Умовимося позначати потужність, що надходить на вхід фотоприймача, як Рij (у загальному випадку), де i - позначає приналежність джерела випромінення сторони і, а індекс j - приналежність фотоприймача сторони j (у даній схемі індекси можуть приймати значення 1 чи 2).

Рисунок 3

 

Тоді, для визначення загальних втрат в оптичному лінійному тракті, при передачі оптичного сигналу з боку 1 (А) у бік 2 (Б), необхідно включити джерело випромінення на стороні 1 (ИИ1) і зробити вимір - Р12 і Р11, де Р12 - корисна потужність сигналу на прийомному кінці сторони 2 (ФП2),

а Р11 - паразитна потужність що поступає на фотоприймач на стороні 1 (ФП1) (див. рис.3). Ці значення аналогічні значенню Р2 з формули (3).

Аналогом величини Р1 з цієї формули будуть значення Р`12 і Р`11. Ці величини можна одержати, роблячи аналогічні виміри, при заміні всіх компонентів лінійного тракту (бобіна з волокном + 2 оптичних розгалужувача) коротким сполучним шнуром (шнур світловодний з’єднуючий - ШСС) загасання сигналу в який приймаємо рівним нулю (див. рис. 4). Різниця рівнів сигналів р'12 -р12 і визначає величину втрат в оптичному лінійному тракті при передачі з боку 1 на сторону 2.

Рисунок 4

 

Таким чином, загальні втрати в лінійному тракті (бобіна з волокном + 2 оптичних розгалужувача) можна визначити з виразу

(6)

А по різниці рівнів сигналівр'11 -р11 можна визначити значення перехідного загасання для сторони 1:

(7)

 

Схема виміру р'11 показана на рис.5.

 

Рисунок 5

 

Аналогічні виміри і розрахунки виробляються для одержання параметрів a21 і a22 сигналу, що проходить з боку 2 на бік 1.

 

Для зменшення кількості підключень і відключень ШСС і волокон з розніманнями, що входять до складу оптичного лінійного тракту, рекомендується робити виміру в наступному порядку.

1. Зняти значення Р12 і Р11, а також Р21 і Р22 при підключеному макеті оптичного лінійного тракту (див. рис.3).

2. Зняти значення Р`12 і Р`11, а потім Р`21 і Р`22 (саме в зазначеній послідовності !!!) за допомогою ШСС, при відключеному макеті оптичного лінійного тракту.

Примітка. При знятті величини сигналу необхідно визначати як значення потужності у Вт (мвт, мкВт, нВт), так і рівень потужності в дБм (використовуючи відповідні переключення на передній панелі оптичного тестера ОМК3-76).

 

 

4. Ключові питання

 

1. Пояснити принцип дії системи двостороннього зв'язку по одному волоконному світловоду

2. Які переваги і недоліки такої системи?

3. Які фізичні явища сприяють погіршенню співвідношення сигнал/шум і чому ?

4. Як визначається величина втрат світла в розгалужувачі при поділі й об'єднанні каналів ?

5. Які вимоги пред'являються до оптичних розгалужувачам по перехідному загасанню на ближньому кінці і чому?

6. Які фактори будуть впливати на точність визначення a21 і a22 у процесі проведення вимірів ?

7. Які зміни можна внести в схему виміру перехідного загасання (рис. 5) для підвищення точності результату?

 

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...