Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе ______________ Е.Н. Живицкая "22 " ноября 2016 г. Регистрационный № УД-6-624 /р «Волоконно-оптические системы передачи» Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для направлений специальности: 1-45 01 01-01 «Инфокоммуникационные технологии (системы телекоммуникаций)»; 1-45 01 01-06 «Инфокоммуникационные технологии (лазерные информационно измерительные системы)» Кафедра систем телекоммуникаций Всего часов по дисциплине 180 Зачетных единиц 5 2016 г.
23
Embed
180 5 - БГУИР · систем dwdm. Классификация систем с волновым разделением. Технология грубого спектрального
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
______________ Е.Н. Живицкая
"22" ноября 2016 г.
Регистрационный № УД-6-624 /р
«Волоконно-оптические системы передачи»
Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине
для направлений специальности:
1-45 01 01-01 «Инфокоммуникационные технологии
(системы телекоммуникаций)»;
1-45 01 01-06 «Инфокоммуникационные технологии
(лазерные информационно измерительные системы)»
Кафедра систем телекоммуникаций
Всего часов по дисциплине 180
Зачетных единиц 5
2016 г.
Учебная программа учреждения высшего образования составлена на основе
- организовывать работу малых коллективов исполнителей для достижения поставленных целей, планировать фонды оплаты труда; – контролировать и поддерживать трудовую и производственную дисциплину; – владеть современными средствами инфокоммуникаций;
ремонтно-эксплуатационная деятельность: – контролировать соблюдение норм охраны труда, техники безопасности при
работах в электроустановках, противопожарной безопасности; инновационная деятельность:
–владеть основами патентной и лицензионной деятельности.
В результате освоения дисциплины «Волоконно-оптические системы передачи»
студент должен:
знать:
основные принципы построения многоканальных ВОСП различного назначения
и их системные характеристики;
новейшие достижения в области оптических систем телекоммуникаций и
тенденции их развития;
– методы математического описания процессов, происходящих в ВОСП.
уметь:
проектировать и разрабатывать волоконно-оптические системы и сети;
осуществлять эксплуатацию, настройку и техническое обслуживание
волоконно-оптических систем передачи;
измерять параметры и характеристики систем, трактов ВОСП и отдельных
блоков и производить обработку результатов измерений.
владеть:
навыками практического использования знаний при конструировании,
проектировании и эксплуатации волоконно-оптических систем передачи и
инфокоммуникационных сетей на их основе.
Перечень учебных дисциплин, усвоение которых необходимо
для изучения данной учебной дисциплины. №
п/п
Название
дисциплины
Раздел, тема
1. Физика Оптика
2. Схемотехника цифровых функциональных
устройств телекоммуникаций
Весь курс
3. Теория электрической связи Весь курс
4 Направляющие системы телекоммуникаций Оптические направляющие системы
1. Содержание учебной дисциплины
№
п/п Наименование темы
Содержание
1 2 3
1. Введение Цель, задачи дисциплины, объем и содержание.
Контроль знаний. Рекомендуемая литература.
Этапы развития волоконно-оптических систем
передачи, их достоинства и недостатки.
Раздел 1. Принципы построения передающих оптических модулей ВОСП
2. Типы источников
оптического
излучения
Полупроводниковые лазеры, их типы. Свойства
гетероперехода, уравнение генерации, пороговый
ток, квантовая эффективность, ватт-амперная
характеристика и другие параметры.
Характеристика прямой модуляции. Светодиоды.
Конструкции, принцип работы, основные
характеристики.
3. Передающие
устройства
аналоговых систем
передачи
Передающее устройство для аналоговых систем,
параметры. Требования к нелинейности.
Искажения типа: дифференциальная фаза и
дифференциальное усиление. Модуляция.
Компенсация искажений источников излучения.
4. Передающие
устройства цифровых
ВОСП
Прямая модуляция светодиодов и
полупроводниковых лазеров. Схемы
стабилизации оптической мощности, диаграмма
направленности, температуры кристалла.
Лазерный передатчик на основе устройства
управления с постоянным током в импульсе.
Оптимизация передающих устройств.
Раздел 2. Модуляция оптических колебаний
5. Виды модуляции
оптического
излучения
Виды модуляций, применяемых в оптическом
диапазоне. Модуляция по интенсивности,
поляризации, частоте и фазе. Спектры
модулированных колебаний.
6. Новые виды
модуляций
Частотная и фазовая модуляции в
высокоскоростных ВОСП: (CRZ), DPSK, ASK
№
п/п Наименование темы
Содержание
высокоскоростных
цифровых ВОСП
QPSK, DP-QPSK модуляции. Временные и
спектральные характеристики различных видов
модуляций цифровых ВОСП.
7. Внешняя модуляция
и модуляторы на
основе
электрооптического
эффекта
Электрооптический эффект и его виды.
Модуляторы на основе электрооптического
эффекта по фазе, поляризации и интенсивности,
их параметры, связь полосы модуляции и
необходимой мощности для ее осуществления.
Интегральные электрооптические модуляторы.
8. Электроабсорбционн
ые модуляторы
Принципы работы электроабсорбционного
модулятора. Конструкция и основные
параметры.
Раздел 3. Методы приема оптических сигналов
9. Фотодетекторы
ВОСП и их
параметры
P-i-n и лавинные (ЛФД) фотодиоды,
конструкция, основные характеристики:
чувствительность, квантовая эффективность,
спектральная чувствительность, быстродействие,
шумовые характеристики.
10. Метод прямого
фотодетектирования
Методы приема оптического излучения. Прямое
фотодетектирование. Эффективность метода
прямого фотодетектирования. Квантовый предел.
Приемное устройство метода прямого
фотодетектирования при передаче на
поднесущей.
11. Гетеродинный прием
оптических сигналов
Гетеродинный прием. Условия фотосмещения.
Помехоустойчивость гетеродинного приема.
Требования к мощности гетеродина и полосе
пропускания. Гомодинный приемник.
Сравнительный анализ.
12. Функциональные
схемы приемных
оптических модулей
цифровых ВОСП
Приемники цифровых ВОСП.
Высокоимпедансные, трансимпедансные
предусилители цифровых приемных оптических
модулей. Оптические приемники с N-
канальными и N-полосными предусилителями.
Шумовой ток приемного оптоэлектронного
№
п/п Наименование темы
Содержание
модуля.
13. Чувствительность
приемных
оптических модулей с
p-i-n фотодиодом
Причины ошибок в цифровых ВОСП.
Характеристики корректоров, минимизирующих
межсимвольные искажения, глаз-диаграмма.
Вероятность ошибок. Чувствительность
приемного оптического модуля с p-i-n
фотодетектором.
14. Чувствительность
приемных
оптических модулей с
ЛФД
Чувствительность приемного оптического
модуля с ЛФД. Повышение чувствительности
приемных устройств за счет оптимизации
входных цепей предусилителя и параметров
оптических приемников.
Раздел 4. Регенераторы ВОСП
15. Линейные коды
оптических систем
передачи
Кодирование сигналов в ВОСП. Требования к
линейным кодам. Характеристики линейных
кодов. Типы линейных кодов. Помехоустойчивое
кодирование в цифровых ВОСП. Форматы кодов.
16. Применение
регенераторов в
ВОСП
Типы регенераторов, применяемых в ВОСП, их
достоинства и недостатки. Структурные схемы
регенераторов. Оптоэлектронный регенератор.
17. Регенераторы на
основе волоконно-
оптических
усилителей
Усилитель на волокне, легированном эрбием,
принцип работы. Варианты усилителей типа
EDFA. Критические рабочие параметры
усилителя типа EDFA. Усиление и выходная
характеристика. Усиленная спонтанная эмиссия
(ASE).
18. Полупроводниковые
и рамановские
оптические
усилители
Нелинейные оптические явления в одномодовых
оптических волокнах. Вынужденные
комбинационные рассеяния, рассеяние
Мандельштама. Оптические усилители,
использующие нелинейные явления в
оптических волокнах. Рамановские оптические
усилители, их характеристики.
Раздел 5. Методы оптического разделения каналов
19. Обзор методов Временное разделение. Мультиплексирование по
№
п/п Наименование темы
Содержание
оптического
разделения каналов
длинам волн. Пространственное уплотнение.
Пропускная способность волоконно-оптических
каналов. Сравнение методов оптического
разделение каналов. Дуплексные и
однонаправленные системы. Потенциальные
возможности оптического разделения.
Перекрестные искажения. Методы подавления
перекрестных искажений.
20. Оптические системы
со спектральным
разделением каналов
Оптические системы со спектральным
(волновым) методом разделения. Частотный план
систем DWDM. Классификация систем с
волновым разделением. Технология грубого
спектрального уплотнения (CWDM).
21 Оптические
мультиплексоры
ввода/вывода
несущих
Структурная схема мультиплексора
ввода/вывода несущих (OADM). Прямая и
обратная операция интерливинга. Использование
OADM в транспортных сетях.
22 Оптические
технологии
ввода/вывода
несущих
Принципы реализации оптических
мультиплексров/демультиплексоров. Их
основные характеристики.
23 Когерентные
волоконно-
оптические системы
передачи
Оптические элементы. Когерентные ОСП.
Когерентный прием оптических сигналов.
Синхронная и несинхронная демодуляция
сигналов на промежуточной частоте с
цифровыми АМ, ЧМ, ФМ, ФРМ. Гомодинные
системы с фазовым и поляризационным
разнесением.
Раздел 6. Оптические сети
24 Транспортные,
локальные сети и
сети доступа
Локальные волоконно-оптические сети.
Стандарты на оптические транспортные сети.
Сети SDH, оптические сети кабельного
телевидения. Пассивные оптические кабельные
сети. Стандарты на оптические интерфейсы.
№
п/п Наименование темы
Содержание
Использование технологии DWDM в оптических
сетях. Измерение параметров ВОСП.
Техническое обслуживание ВОСП.
Экономические аспекты ВОСП. Перспективы
развития и применения ВОСП. Полностью
оптические сети телекоммуникаций.
2. Информационно-методический раздел
2.1 Литература
2.1.1 Основная
1. Алишев, Я. В. Оптические системы передачи. В 2 ч. / Я. В. Алишев, В. Н.
Урядов. – Минск: БГУИР, 1996; 1998. – 142 с. ; 96 с.
2. Волоконно-оптические системы передачи / М. М. Бутусов [и др.]; под ред.
В. Н. Гомзина. – М.: Радио и связь, 1992. – 416 с.
3. Основы оптоэлектроники; пер с яп. – М.: Мир, 1988. – 288 с.
4. Звелто, О. Принципы лазеров / О. Звелто; пер. с англ. – 3-е изд. перераб. и
доп. – М.: Мир, 1990. – 560 с.
5. Иванов, А. Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи,
изcмерения / А. Б. Иванов. – М.: Компания «Сайрус Системс», 1999. – 671 с.
6. Скляров, О. К. Современные волоконно-оптические системы передачи,
аппаратуры и элементы / О. К. Скляров. – М.: Солон-Р, 2001. – 237 с.
7. Слепов, Н. Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей
связи / Н. Н. Слепов. – М.: Радио и связь, 2000. – 467 с.
8. Фриман, Р. Волоконно-оптические системы связи / Р. Фриман. – М. \:
Техносфера, 2004. – 496 с.
9. Волоконно-оптическая техника. Современное состояние и новые
перспективы / под ред. С. А. Дмитриева, Н. Н. Слепова – М.: Техносфера, 2010.–
608 с.
10. Направляющие системы электросвязи: Учебник для вузов. В 2-х томах.
Том 1 – Теория передачи и влияния / В.А. Андреев, Э.Л. Портнов, Л.Н. Кочановский;
под. ред. В.А. Андреева. – М.: Горячая линия – Телеком, 2011. – 424 с.
11. Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии
связи – М.: Эко-Трендз, 2002. – 238 с.
12. Андреев В.А., Андреев Р.В. и др. Технология строительства ВОЛП.
Оптические кабели и волокна. – Самара: «СРТТЦ ПГУТИ», 2011. –370 с.
13. Шевкопляс Б.В. Элементы схемотехники оптоволоконных систем.
Инженерные решения. – М.; ИП Радио Софт,2012. – 760с., ил.
14 Алишев, Я. В. Перспективные информационные технологии в волоконно-
оптических сетях телекоммуникаций / Я. В. Алишев, В. Н. Урядов. –Мн.: Бестпринт,
2003. – 192 с.
15. Бунас, В. Ю Проектирование линейного тракта цифровой ВОСП: учеб.-
метод. пособие для студ. спец. 1-45 01 01 «Многоканальные системы
телекоммуникаций» дневной и заочной форм обучения / Н. В. Тарченко, В. Н.
Урядов, В. Ю. Бунас – Минск: БГУИР, 2011. – 64 с.: ил.
16. Бунас, В. Ю. Технологии транспортных сетей телекоммуникаций: учеб.-
метод. пособие для студ. спец. 1-45 01 01 «Многоканальные системы
телекоммуникаций» дневной и заочной форм обучения / В. Ю. Бунас, Н. В.
Тарченко, В. Н. Урядов – Минск : БГУИР, 2013. – 63 с. : ил.
17. Тарченко, Н. В. Проектирование цифровых систем и транспортных
сетей телекоммуникаций: учеб.-метод. пособие для студ. спец. 1-45 01 01
«Многоканальные системы телекоммуникаций» дневной и заочной форм обучения /
Н. В. Тарченко. – Минск: БГУИР, 2010. – 58 с.: ил.
2.1.2 Дополнительная
15. Шевцов, З.А., Белкин. М.Е. Фотоприемные устройства волоконно-
оптических систем передачи. – М.: Радио и связь, 1992. – 224 с.
16. Техника оптической связи: фотоприемники / под. ред. У. Тсанга; пер. с
англ. – М. : Мир, 1988. – 526 с.
17. Гауэр, Дж. Оптические системы связи / Дж. Гауэр; пер. с англ. – М.: Радио
и связь, 1989. – 504 с.
18. Козанне, А. Оптика и связь / А. Козанне, М. Г. Флереж, М. М. Руссо. –
Мир, 1984. – 504 с.
19. Статьи из журналов «Электросвязь», «Вестник связи», «Lightwave» и др.
20. Убайдуллаев, Р. Р. Волоконно-оптические сети / Р. Р. Убайдуллаев. – М.:
Эко-трендз, 1998. – 267с.
21. Унгер, Г. Г. Оптическая связь / Г. Г. Унгер; под ред. Н. А. Семенова; пер. с
нем. – М.: Связь, 1979. – 264 с.
2.2 Перечень компьютерных программ, наглядных и других пособий,
методических указаний и материалов, технических средств обучения,
оборудования для выполнения лабораторных работ
2.2.1. Видеопроектор с документкамерой.
2.2.2. Плакаты по разделам изучаемой дисциплины.
2.2.3. Компьютерные программы по расчету распространения оптических
волн, параметров оптических трактов.
2.2.4. Лабораторный макет 1. Измерение коэффициента ошибок в линейном