Имени М.Тынышпаева
Факультет:«телекоммуникации и Автоматизация»
Кафедра:«телекоммуникации и Радиотехника»
Специальность:«Радиотехника, телекоммуникации и электроника»
| Учебный год:2014 — 2015 | Семестр:7 |
ТЕТРАДЬ
исполнения лабораторных работ по дисциплине
«Волоконно-оптические линии связи»
Студент:________________________________________________________
Учитель: ___________________________________________________
Алматы — 2014
Список лабораторных работ
| № | Наименование лабораторных работ | Кол-во часов |
| Изучение чёрта фотоприемника и лазерного диода | ||
| Изучение процессов импульсной модуляции лазерного диода | ||
| Моделирование формы сигнала на приемном финише настоящей оптической линии связи | ||
| Прохождение оптических импульсов по одномодовым волоконным световодам | ||
| Изучение прохождения световых импульсов по многомодовым волоконным световодам | ||
| Измерение вносимого затухания одномодовых оптических волокон | ||
| Изучение способа обратного рассеяния в волоконных световодах посредством оптического рефлектометра | ||
| Изучение утрат в разъемных и неразъемных соединениях в волоконных световодах |
Лабораторная работа № 1
Изучение чёрта фотоприемника и лазерного диода
1. Цель работы:
1) Получение навыков применения на практике измерителя оптической мощности.
2) Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода посредством измерителя оптической мощности.
3) Изучение зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.
4) Изучение зависимости тока фотодиода от напряжения смещения Uсм.
5) Изучение зависимости спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения Uсм.
2. Замысел работы:
1) Изучение теоретической части лабораторной работы.
2)Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода посредством измерителя оптической мощности.
3) Изучение зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.
Результаты
Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода посредством измерителя оптической мощности
Результаты изучения ватт-амперной характеристики лазерного диода
| I0 (мА) | ||||
| Раб (мВт) |
График зависимости Раб (мВт) от I0 (мА)
Изучение зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке
Результаты измерения ватт-амперной характеристики лазерного диода посредством электронного блока «Фотоприемник» при напряжении смещения Uсм =
| I0 (мА) | ||||
| Р (от. ед.) | ||||
| Раб (мвт) |
График зависимости Раб (мВт) от I0 (мА) в относительных единицах
Вывод
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Значение коэффициента К (А) выяснить из соотношения:
Спектральная чувствительность фотодиода:
Зависимость спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения Uсм
| I0 (мА) | ||||
| Р (от. ед.) |
График зависимости Раб (мВт) от I0 (мА)
5. Контрольные вопросы:
1) Как производится измерение оптической мощности?
_________________________________________________________________________________________________________________________________.
2) Объясните принцип измерения ватт-амперной характеристики лазерного диода посредством измерителя оптической мощности?
_________________________________________________________________________________________________________________________________.
3) Как происходит связь тока между уровня и фотодиода оптической мощности на его чувствительной площадке?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4) Как происходит связь тока между напряжения и фотодиода смещения?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5) Как происходит зависимость спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Литература
1) Фриман Р. Волоконно-оптические совокупности связи. — М.: Техносфера, 2003.
2) Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. — М.: Горячая линия – Телеком, 2002.
3) Липская М.А. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Волоконно-оптические линии связи». Алматы, КазАТК, 2008.
4) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Лабораторная работа № 2
Замысел работы
1) Изучение теоретической части.
2)Изучение зависимости глубины модуляции от положения рабочей точки на ватт-амперной чёрте лазерного диода для импульсного и аналогового модулирующих сигналов.
Результаты
3.1 Изучить зависимость глубины модуляции лазерного излучения импульсным знаком от величины тока I0
Зависимость коэффициента модуляции от тока I0
| I0 (мА) | ||||
| Рmin (мм) | ||||
| Рmах (мм) | ||||
| M |
Коэффициент модуляции
График зависимости коэффициента модуляции М от тока I0
3.2 Изучить зависимость глубины модуляции лазерного излучения импульсным знаком от напряжения смещения на фотодиоде Ucм
Зависимость коэффициента модуляции от напряжения смещения Uсм
| Uсм (V) | ||||
| Рmin (мм) | ||||
| Рmах (мм) | ||||
| M |
Коэффициент модуляции
График зависимости коэффициента модуляции М от тока Uсм
Выводы
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5. Контрольные вопросы:
1) Как именно происходит влияние на форму оптического сигнала положение рабочей точки на ватт-амперной чёрте?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
2) Как происходит процесс модуляции интенсивности лазерного диода?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
3) Для чего нужен коэффициент модуляции?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4) Как происходит зависимость коэффициента модуляции интенсивности лазерного диода от положения рабочей точки на ватт-амперной чёрте?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5) Как происходит зависимость коэффициента модуляции интенсивности лазерного диода от напряжения смещения фотодиода?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Литература
1) Фриман Р. Волоконно-оптические совокупности связи. — М.: Техносфера, 2003.
2) Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. — М.: Горячая линия – Телеком, 2002.
3) Липская М.А. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Волоконно-оптические линии связи». Алматы, КазАТК, 2008.
4) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Лабораторная работа № 3
Замысел работы
1) Изучение теоретической части.
2) Осуществление моделирования процессов в настоящей оптической линии методом введения затухания (посредством переменного аттенюатора), дисперсионных искажений (посредством предискажения формы модулирующего импульса) и регулируемого уровня шума в оптический сигнал, передаваемый по оптической линии связи.
Результаты
Данные для моделирования сигнала
-длина линии L (км)=
-тип световода (ММ либо SM)
-коэффициент затухания световода ? (дБ/км)=
-коэффициент дисперсии ? (псек/км) для многомодового световода либо ? (псек/км•нм) для одномодового световода
—ширина спектральной линии лазерного диода ?? (нм) для одномодового световода=
-скорость передачи В(мБит/сек)=
3.2 Расчет дисперсионного уширения оптического импульса ?t на приемном финише линии связи
Для многомодовой линии связи :
а для одномодовой:
3.3 Расчет затухания в моделируемой линии:
Исследуемые эти
Уширение импульса ?Т(мм):
Осциллограмма сигнала на выходе и входе линии
Выводы
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4. Контрольные вопросы:
1) Как воздействуют вычисленные параметры на настоящую линию связи?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
2) Для чего используется переменный аттенюатор?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
3) Как именно происходит моделирование формы настоящего сигнала в линии связи?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4) Какие конкретно существуют шумы в линиях связи?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5) Что дисперсия и такое затухание?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Литература
1) Фриман Р. Волоконно-оптические совокупности связи. — М.: Техносфера, 2003.
2) Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. — М.: Горячая линия – Телеком, 2002.
3) Липская М.А. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Волоконно-оптические линии связи». Алматы, КазАТК, 2008.
4) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Лабораторная работа № 4
Результаты
Выводы по итогам
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Изучение хроматической коэффициента дисперсии и зависимостей затухания от ширины спектра источника излучения
| Тип ВС | Протяженность ВС, км | Продолжительность входного импульса, пс | |||||||||||||
| Протяженность волны, нм | |||||||||||||||
| Ширина спектра, ГГц | 0.01 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 0.01 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | |||||||
| Мощность, мкВт | |||||||||||||||
| Продолжительность импульса, пс | |||||||||||||||
| Затухание, дБ | |||||||||||||||
| Уширение импульса, пс | |||||||||||||||
| Коэффициент затухания, дБ/км | |||||||||||||||
| Хроматическая дисперсия, пс/нм км | |||||||||||||||
График зависимости a от ширины спектра
График зависимости Dhr от ширины спектра
Выводы по итогам
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4. Контрольные вопросы:
1) Дайте чёрта измеренной длительности входного импульса двух ВС.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
2) Как воздействует изменение длины волны на длительность и мощность импульса ВС1 от t01?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
3) Как воздействует изменение длины волны на длительность и мощность импульса ВС1 от t02?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4) Как воздействует изменение длины волны на длительность и мощность импульса ВС2 от t03?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5) Как происходит зависимость хроматической дисперсии и коэффициента затухания от ширины спектра источника излучения?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Литература
1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. — СПб.: СПбГУТ, 2002.
2) Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Лабораторная работа № 5
Результаты
Теоретический расчет
Параметры для теоретического расчета:
| Протяженность волны l, мкм | l = 0.85 | l = 1.3 |
| Показатель преломления на оси ВС n10 | ||
| Показатель преломления оболочки ВС n2 | ||
| Значение производной dn10/dl | ||
| Значение производной dD/dl | ||
| Показатель степенного профиля q |
Групповой показатель преломления на оси волокна n10g
Групповая скорость Vg
Коэффициент затухания ?
Нормированная частота V, считая радиус сердцевины волокна равным 25 мкм
Число направляемых мод М
Уширение импульса (дисперсию) Dtм на 1 км
Результаты теоретических расчетов
| Данные | Результаты расчета | ||||||||||
| ?, мкм | n10 | n2 | dn10 / d? | dD / d? | q | n10g | Vg, км/с | ?, дБ/км | V | M | Dtм, нс/км |
| 0.85 | |||||||||||
| 1.30 |
Литература
1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. — СПб.: СПбГУТ, 2002.
2)Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Лабораторная работа № 6
Замысел работы
1) Изучение теоретической части.
2)Измерение мощности излучателей.
3) Изучение разъемных соединителей.
4) Измерение вносимого коэффициента и затухания затухания
оптического волокна.
5) Измерение параметров оптического аттенюатора.
Результаты
3.1 Измерение мощности излучателей, изучение разъемных соединителей.
| Коммутации разъема, соединяющего ИИ с ОВ | ||||
| № коммутации | Мощность, Р, мкВт, при | Уровень, Y, дБм, при | ||
| l=1310 нм | l=1550 нм | l=1310 нм | l=1550 нм | |
| Среднее значение | ||||
| СКО | ||||
| СКО среднего | ||||
| Коммутации разъема, соединяющего ОВ с ПИ | ||||
| № коммутации | Мощность, Р, мкВт | Уровень, Y, дБм | ||
| l=1310 нм | l=1550 нм | l=1310 нм | l=1550 нм | |
| Среднее значение | ||||
| СКО | ||||
| СКО среднего |
Среднее значение:
СКО:
СКО среднего значения:
Литература
1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. — СПб.: СПбГУТ, 2002.
2)Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Лабораторная работа № 7
Замысел работы
1) Изучение теоретической части.
2)Определение типа ВС и утрат на вводе.
3) Определение главных параметров ВС1 и ВС2.
4) Определение параметров ОР.
5) Измерение утрат в сварных соединениях.
6) Измерение возвратных утрат в неоднородности.
Результаты
Определение параметров ОР
Определение ширины мертвой территории
| l, мкм | Dlms, км при Ti, нс | Dlmr, км при Ti, нс | ||||||||
| 1.3 | ||||||||||
Определение динамического диапазона
| l, мкм | N | ||||||
| Ti, нс | |||||||
| 1.3 | D, дБ | ||||||
Литература
1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. — СПб.: СПбГУТ, 2002.
2)Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Лабораторная работа № 8
Результаты
Литература
1) Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов. — СПб.: СПбГУТ, 2002.
2)Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. – Алматы, КазАТК, 2012.
Имени М.Тынышпаева
Факультет:«телекоммуникации и Автоматизация»
Кафедра:«телекоммуникации и Радиотехника»
Специальность:«Радиотехника, телекоммуникации и электроника»
| Учебный год:2014 — 2015 | Семестр:7 |
ТЕТРАДЬ
исполнения лабораторных работ по дисциплине
«Волоконно-оптические линии связи»
Студент:________________________________________________________
Учитель: ___________________________________________________
Алматы — 2014
Список лабораторных работ
| № | Наименование лабораторных работ | Кол-во часов |
| Изучение чёрта фотоприемника и лазерного диода | ||
| Изучение процессов импульсной модуляции лазерного диода | ||
| Моделирование формы сигнала на приемном финише настоящей оптической линии связи | ||
| Прохождение оптических импульсов по одномодовым волоконным световодам | ||
| Изучение прохождения световых импульсов по многомодовым волоконным световодам | ||
| Измерение вносимого затухания одномодовых оптических волокон | ||
| Изучение способа обратного рассеяния в волоконных световодах посредством оптического рефлектометра | ||
| Изучение утрат в разъемных и неразъемных соединениях в волоконных световодах |
Лабораторная работа № 1
Изучение чёрта фотоприемника и лазерного диода
1. Цель работы:
1) Получение навыков применения на практике измерителя оптической мощности.
2) Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода посредством измерителя оптической мощности.
3) Изучение зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.
4) Изучение зависимости тока фотодиода от напряжения смещения Uсм.
5) Изучение зависимости спектральной чувствительности фотодиода от напряжения смещения Uсм.
2. Замысел работы:
1) Изучение теоретической части лабораторной работы.
2)Измерение ватт-амперной характеристики лазерного диода посредством измерителя оптической мощности.
3) Изучение зависимости тока фотодиода от уровня оптической мощности на его чувствительной площадке.
Результаты