Волоконно-оптическая система передачи

1.Загальні відносини.

1.1 Шифр і назва нормативної дисципліни

Системи техничної експлуатації засобів зв’язку:

Волоконно-оптичні лінії зв’язку

1.2 Загальна характеристика

дисципліни.

Дисципліна “Системи технічної

експлуатації засобів зв’язку:

Волоконно-оптичні лінії зв’язку” (СТЕ 33:DJKC) спираючись на курси «Вища

математика» забезпечуэ студентыв знаннями, необхідними майбутнім

спеціалістам- економістам для роботи з лініями зв’язку.

1.3 Обсяг викладення:

лекцій

36 год.

практичних занять 18

год.

Лабораторних занять 18 год.

Самостійна робота над комплексним завданням 36 год.

Таблиця-1

|Шифр | |Шифр рівня |

|Уміння |Зміст уміння |сформованості |

| | |уміння |

| |Фундаментальні уміння | |

|ФУ-1 |Вміння класифувати направляючи системи |Р |

|ФУ-2 |Вміння розраховувати основні параметри |Р |

| |лінії передачі | |

| |Предметно-видові уміння | |

|ПВУ-1 |Вміння розраховувати основні параметри |А |

| |кабелів і проаналізувати їх придатність | |

| |Загально-функціональні уміння | |

|ЗФУ-1 |Знання причинно-наслідкових зв’язків |Т |

| |об’єктів в інших спорудах зв’язку та уміння| |

| |їх використання для найбільш ефективного | |

| |функціонування системи в цілому | |

| |Виовувальні уміння. | |

|ВУ-1 |Уміння користуватися довідковою та |А |

| |науково-техничною літературою. |А |

|ВУ-2 |Знання термінології лінійних споруд, уміння| |

| |пояснення явшу, характеристик, місце в | |

| |данній дисципліні. | |

3. Програма з навчальної дисципліни.

1. В процесі вивчення дисципліни СТЕЗЗ ВОЛЗ розглядається такий

теоретичний матеріал:

3.1.1 Вступ

Історія створення ліній електрозв’язку. Види ліній зв’язку.

Системи

багатоканальної передачі по лініям зв’язку. Принципи

організації

міжміського зв’язку по кабельним лініям. Основні вимоги до

лінії зв’язку.

Напрямки розвитку кабельної техніки ФУ-1, ВУ-2.

2. Побудова мереж зв’язку. Принципи побудови. Магістральна і

внутрішньо зонова мережи. Місцева телефонна мережа. Елементи

мережи електрозв’язку: абонентськы термынали, вузли зв’язку,

напрямляючі системи, системи передачі, системи керування мережею.

Головні структури мережі: повнозв’язана, древовидна, кільцева,

сітчата, радіальна, радіально-вузлова, лінійна. Єдина національна

система зв’язку України. Відомості про первину та вторину системи

електро зв’язку. Ієрархія первинної мережі.

Мережа абонентськіх ліній. ФУ-1, ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

3. Конструкції кабелів зв’язку, класифікація кабелів зв”язку.

Загальна конструкція кабеля зв’язку. Елементи кабелів зв’язку:

матеріали, конструкція, характеристикі. Провідникі, ізоляція, типи

скручеши, очередець, захисні оболонки, захисні бронепокриття. Марки

кабелів

ФУ-1, ЗФУ-1, ВУ-1.

4. Повітряні і хвильоводні лінії зв’язку.

Позитивні та негативні якості, складові повітряних ліній зв’язку:

проволока, арматура. Матеріали, конструкція, характеристика.

Профілі повітряних ліній зв’язку.

Хвильоводи. Призначення, конструкція. Принцип передачі

сигналів.

Особливості хвильоводів круглої форми поперекового

перерізу. Боротьба з паразитними хвилями. Позитивні та негативні якості.

Місце застхування в системах зв’язку. Порівнення різних направляючих систем

і перспективи їх розвитку.

ВУ-1, ФУ-1, ЗФУ-1, ВУ-2

5. Електродинаміка направляючих систем.

Електромагнітне поле. Властивості матеріалів та їх

електричні характеристикі. Рівняння Максвела. Режими передачі по

направляючим системам. Електромагнітні процеси в проводніках та

діелектриках. Класи хвиль, що розповиджуються в направляючих системах.

Принцип розрахунку направляючих систем.

ФУ-2, ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

6. Теорія передачі по лініям зв’язку. Еквівалентна схема відрізка

ланцюга лінії зв’язку. Рівняння однородного ланцюга Електричні

параметри ланцюга: хвильовий опір, коефіцієнт розновподження,

коефіцієнт затухання, коефіцієнт фази. Одиниці виміру затухання:

децібел та непер. Залежність параметрів передачі від частоти і

довжини.

ФУ-2, ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

7. Первинні та вторинні параметри передачі ланцюгів ліній зв’язку.

Процеси, які виникають при розповсюдженні електромагнітних хвиль в

ланцюгах ліній зв’язку. Активний опір, індуктивність, ємкість,

проводність, ізоляції ланцюга лінії зв’язку. Фізична суть

параметрів. Залежність первинних параметрів від частоти.Поняття про

приватне та робоче затухання ланцюга лінії зв’язку.

Коефіцієнт видбиття.

ФУ-2, ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

8. Взаємний вплив між ланцюгами кабеля зв’язку.

Причини, що створюють взаємній вплив між ланцюгами зв’язку.

Магнітний вплив, електричний вплив.

Еквівалентна схема електромагнітного впливу між ланцюгами. Поняття

про перехідне затухання. Перехідні затухання на ближньому,

дальньоиу кінцях та захищеність ланцюгів від взаємного впливу.

Залежність перехідних затухань від частоти та довжини впливового

ланцюга, та ланцюга, що підкорен впливу. Особливості переходу

енергії на ближній та дальній кінці.

ФУ-1, ФУ-2, ПФУ-1, ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

9. Міри по зменшенню взаємного впливу між ланцюгами ліній зв’язку.

Схрещування проводів, скручення струмопровідних жил, симетрування

кабелів зв’язку.Захист від зовнішніх впливів і корозії. Види

зовнішніх впливів. Норми на небезпечний та заважаючий вплив. Міри

захисту від атмосферної електрики, ліній електропередачі,

радіостанцій. Принцип дії блискавководів, розрядників і

запобіжників.

ФУ-1, ФУ-2, ФУ-3, ВУ-1, ВУ-2

10. Історія розвитку волоконно-оптичних ліній зв’язку.

Позитивні та негативні якості волоконно-оптичнихсистем передачі.

Основні ореділення. Устрій оптичних волокон. Умови розповсюдження

оптичних променів. Ступеневі і градієнтні оптичні волокна.

Конструкція оптичного кабеля.

ФУ-1, ВУ-

2, ЗФУ-1

3.1.11 Втрати і дисперсія в оптичному кабелі.

Причини, що приводять до втрат енергії оптичних сигналів при

розповсюдженні по оптичному волокні. Власні та додаткові втрати.

Коефіцієнт затухання. Релеєвське розсіяння, втрати в матеріалі,

втрати за рахунок інфрачервоного випромінювання, втрати за іонах

групи ОН.

Мікро і макрозгину , спиральність укладання оптичних волокон в

осередець кабеля. Формули розрахунку складових втрат.

Причини появи дисперсії в оптичному волокні. Модова, матеріальна

та хвильоводна дисперсії. Порівняння ступеневих і градіентних ,

оргомодових і багатомодових оптичних волокон.

ФУ-2, ПДУ-1, ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2.

12. Основні параметри волоконно-оптичних систем передачі.

Функціональна

схема волоконно-оптичної системи передачі. Основні компоненти

ВОСП:

передавальні та приймальні оптикоелектрічні модулі, роз’ємні

оптичні

з’єднання нероз’ємні оптичні з’єднання, лінійний регенератор.

Енергетичний

потенціал, довгина регенераційної дільниці. Діаграма

енергетичного

потенціалу. Побудова ВОСП за допомогою оптичних підсилювачів.

ФУ-

2, ПДУ-1, ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

13. Розповсюдження оптичних сигналів в оптичному волокні , особливості

розповсюдженя оптичних променів в ступеневому та

градієнтному

оптичному волокні. Направлені, оболонкові витікаючи промені.

Довжина

встановлення рівновагового стану мод. Ефект Гаоса-Хепхена.

ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

3.1.14 Апізотропні середовища і компоненти ВОСП.

Явище апізотропії і його використання для побудови компанентів

ВОСП:

поляроїди, призми, подільники проміней, фазообертачі,

відгалутувачі.

ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

3.1.15 Джерела оптичного випромінювання.

Використання ефекту випромінювання світла при протіканні

електричного струму скрізь напівпроводники. Світловипромінюючи

діоди, суперлюмінісцентні діоди, лазерні діоди, основні

характеристики.

Передавальні опто-електронні модулі; склад, призначення,

основні параметри, крітерії вибору.

ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

3.1.16 Приймачі оптичного випромінювання.

Принцип дії напівпровідникових приймачів оптичного

випромінювання. Основні характеристики фотоприймачів. p-i-n та

лавинний фотодіоди.

Приймальні оптикоелектронні модулі. Склад, види, основні

характеристики.

ЗФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

17. Проектування лінійних споруд зв’язку.

Завдання на проектування. Технічний проект. Робочі креслення.

Вибір типу лінії, вибір траси, розміщення підсилюючих пунктів.

Особливості побудови місцевих телефонних мереж. Вибір місця

розміщення районної телефонної станції. Проектування магістральної

кабельної мережі і каналізації МТМ.

Техніко-економічні обгрунтування проекту.

ПФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

18. Будівництво і експлуатація лінійних споруд. Органіщзація

будівництва.

Прокладання підземного кабеля. Прокладання кабеля в кабельної

каналізації.

Монтаж кабелів зв’язку. Устрій вводу кабельних ліній до

станції.

Організація експлуатаційного обслуговування ліній зв’язку.

Технічне утримання лінійних споруд. Охорона кабельних ліній

зв’язку. Ремонт і реконструкція. Електричні виміри.

ПФУ-1, ВУ-1, ВУ-2

3.2 Приблизний перелік практичних занять.

3.2.1 Принципи організації міжміського зв’язку.

2. Конструкції кабелів зв’язку.

3. Параметри передачі електричних кабелів.

4. Параметри впливу між ланцюгами лінії передачі.

5. Методи зменшення взаємного впливу в кабельних лініях.

6. Функціональна схема ВОСП і конструкції оптичних кабелів.

7. Розрахунки затухання оптичного кабеля.

8. Розрахунки дисперсії оптичного кабеля.

9. Розрахунки довжини регенераційної дільниці.

3.3 Приблизний перелік лабораторних робіт.

1. Виміри параметрів кабелів зв’язку на сталому струмі.

2. Дослідження вхідного та волнового опорів ланцюгів зв’язку.

3. Дослідження частотної характеристики затухання кабелів

зв’язку.

4. Дослідження частотної характеристики перехідного затухання

між ланцюгами кабелів зв’язку.

5. Дослідження повітряних ліній зв’язку імпульсним методом.

6. Дослідження впливу ліній електропередачі на кабелі зв’язку.

7. Дослідження впливу коррозії на кабелі зв’язку та їх захист.

8. Симетрування низкочастотних кабелів зв’язку.

9. Симетрування високочастотнох кабелів зв’язку.

3.4 Приблизна тематика комплексних завдань.

1. Розрахунок первинних та вторинних параметрів кабелів

зв’язку.

2. Проект волоконно-оптичної системи передачі на з’єднальній

лінії

Між двома районними АТС.

3.5 Приблизний розподіл годин дисципліни.

|№ |Тематика |Число годин |

| | | |ні |Раб |

|1 |2 |3 |4 |5 |

|1 |3.1.1 Вступ |2 |2 | |

| |Багатоканальної передачі по лініям зв’язку. | | | |

| |Вимоги до ліній зв’язку. Напрямки розвитку. | | | |

|2 |Побудова мереж зв’язку. Елементи мережи |2 | | |

| |електрозв’язку: абонентськы термінали, вузли | | | |

| |зв’язку, напрямляючі системи, системи передачі, | | | |

| |системи керування мережею. Головні структури мережі.| | | |

| |Єдина національна система зв’язку України. Первина | | | |

| |та вторина системи електро зв’язку. Побудова | | | |

| |міжміської та міської мереж. Мережа абонентськіх | | | |

| |Конструкції кабелів зв’язку, класифікація кабелів | | | |

| |зв”язку. Загальна конструкція кабеля зв’язку. | | | |

|3 |Елементи кабелів зв’язку: матеріали, конструкція, |2 |2 |2 |

| |характеристикі. Провідникі, ізоляція, типи скручеши,| | | |

| |очередець, захисні оболонки, захисні бронепокриття. | | | |

| | | | | |

| |3.1.4 Повітряні і хвильоводні лінії зв’язку. | | | |

| |Позитивні та негативні якості, складові повітряних | | | |

| |ліній зв’язку: проволока, арматура. Матеріали, | | | |

|4 |конструкція, характеристика. Профілі повітряних |2 |8 |2 |

| |Хвильоводи. Призначення, конструкція. Принцип | | | |

| | | | | |

| |3.1.5 Електродинаміка направляючих систем. | | | |

| |матеріалів та їх електричні характеристикі. |2 | | |

|5 |направляючим системам. Електромагнітні | | | |

| | | | | |

| |Эквівалентна схема відрізка ланцюга лінії |2 | |2 |

|6 |опір, коефіцієнт розновподження, | | | |

| |непер. Залежність параметрів передачі від | | | |

| | | | | |

| |Первинні та вторинні параметри передачі ланцюгів |2 |2 |2 |

| |ліній зв’язку. Процеси, які виникають при | | | |

| |розповсюдженні електромагнітних хвиль в ланцюгах | | | |

| |ліній зв’язку. Активний опір, індуктивність, | | | |

|7 |ємкість, проводність, ізоляції ланцюга лінії | | | |

| |зв’язку. Фізична суть параметрів. Залежність | | | |

| |первинних параметрів від частоти.Поняття про | | | |

| |приватне та робоче затухання ланцюга лінії зв’язку. | | | |

| | | | | |

| |вплив між ланцюгами зв’язку. Магнітний |2 |2 |2 |

|8 |затухання. Перехідні затухання на | | | |

| |ближньому, дальньоиу кінцях та захищеність | | | |

| |ланцюгів від взаємного впливу. Залежність | | | |

| |перехідних затухань від частоти та довжини | | | |

| | | | | |

| |Міри по зменшенню взаємного впливу між ланцюгами | | | |

| |ліній зв’язку.Схрещування проводів, скручення |2 | |8 |

| |струмопровідних жил, симетрування кабелів | | | |

| |зв’язку.Захист від зовнішніх впливів і корозії. Види| | | |

| |зовнішніх впливів. Норми на небезпечний та | | | |

| |заважаючий вплив. Міри захисту від атмосферної | | | |

|9 |електрики, ліній електропередачі, радіостанцій. | | | |

| |Принцип дії блискавководів, розрядників і | | | |

| |оптичнихсистем передачі. Основні |2 |2 | |

|10 | | | | |

| |Причини, що приводять до втрат енергії |2 |4 | |

|11 |втрати за іонах групи ОН. | | | |

| |Мікро і макрозгину , спиральність укладання оптичних| | | |

| |волокон в осередець кабеля. Формули розрахунку | | | |

| |Причини появи дисперсії в оптичному волокні. Модова,| | | |

| |матеріальна та хвильоводна дисперсії. Порівняння | | | |

| | | | | |

| |3.1.12.Основні параметри волоконно-оптичних систем | | | |

| |передачі. Функціональна схема волоконно-оптичної | | | |

| |системи передачі. Основні компоненти ВОСП: |2 |4 | |

| |передавальні та приймальні оптикоелектрічні модулі, | | | |

| |роз’ємні оптичні з’єднання нероз’ємні оптичні | | | |

| |з’єднання, лінійний регенератор. Енергетичний | | | |

| |потенціал, довгина регенераційної дільниці. Діаграма| | | |

| |енергетичного потенціалу. Побудова ВОСП за допомогою| | | |

|12 |оптичних підсилювачів. | | | |

| | | | | |

| |3.1.13 Розповсюдження оптичних сигналів в оптичному | | | |

| |волокні , особливості розповсюдженя оптичних | | | |

| |променів в ступеневому та градієнтному оптичному | | | |

| |волокні. Направлені, оболонкові витікаючи промені. | | | |

| |Довжина встановлення рівновагового стану мод. Ефект |1 | | |

| | | | | |

| |3.1.14 Апізотропні середовища і компоненти ВОСП. | | | |

| |Явище апізотропії і його використання для побудови | | | |

| |компанентів ВОСП: поляроїди, призми, подільники | | | |

|13 |проміней, фазообертачі, відгалутувачі. | | | |

| | | | | |

| |Джерела оптичного випромінювання. |1 | | |

| |Використання ефекту випромінювання світла при | | | |

| |напівпроводники. Світловипромінюючи діоди, | | | |

| |суперлюмінісцентні діоди, лазерні діоди, основні | | | |

|14 |Передавальні опто-електронні модулі; склад, | | | |

| |призначення, основні параметри, крітерії вибору. | | | |

| | |1 | | |

| |3.1.16 Приймачі оптичного випромінювання. | | | |

| |Принцип дії напівпровідникових приймачів оптичного | | | |

| |фотоприймачів. p-i-n та лавинний фотодіоди. | | | |

| |Приймальні оптикоелектронні модулі. Склад, види, | | | |

|15 |основні характеристики. | | | |

| | | | | |

| |3.1.17 Проектування лінійних споруд зв’язку. | | | |

| |Завдання на проектування. Технічний проект. Робочі | | | |

| |креслення. Вибір типу лінії, вибір траси, розміщення| | | |

| |підсилюючих пунктів. Особливості побудови місцевих |1 | | |

| |телефонних мереж. Вибір місця розміщення районної | | | |

| |телефонної станції. Проектування магістральної | | | |

| |Техніко-економічні обгрунтування проекту. | | | |

| | | | | |

|16 | | | | |

| |3.1.18 Будівництво і експлуатація лінійних споруд. |4 | | |

| |Органіщзація будівництва. Прокладання підземного | | | |

| |кабеля. Прокладання кабеля в кабельної каналізації. | | | |

| |Монтаж кабелів зв’язку. Устрій вводу кабельних ліній| | | |

| |Організація експлуатаційного обслуговування ліній | | | |

| |зв’язку. Технічне утримання лінійних споруд. Охорона| | | |

|17 |кабельних ліній зв’язку. Ремонт і реконструкція. | | | |

| | | | | |

| | |4 | | |

| | | | | |

|18 | | | | |

| | | | | |

Список літератури.

3.6.1 Гродиль И.И., Верник С.М. Линии связи. – М. Радио и связь, 1988

3.6.2 Корнейчук В.И. Макаров Т.В. Панфилов И.П. Оптические системі

передачи. К.:Техника, 1994.

4.Структурований зміст навчальної дисципліни.

|1 |2 |3 |4 |

| | |В3.Системи багатоканальної передачі по лініям | |

| | |В4.Принципи організації міжміського зв’язку | |

| | | | |

| | |П4.Первина та вторина системи електро зв’язку. | |

| | | | |

| | | | |

| |І |П2.Профілі повітряних ліній зв’язку. | |

| | |П7.Порівнення різних направляючих систем і | |

|ки | |діелектриках. | |

| | |Е6.Принцип розрахунку направляючих систем. | |

|ки | |Т3.Електричні параметри ланцюга: хвильовий | |

| | |опір, коефіцієнт розновподження, коефіцієнт | |

| | |Т4.Одиниці виміру затухання: децібел та непер. | |

| | |Т5.Залежність параметрів передачі від частоти. | |

|електроте|та | | |

| | |П4.Власне і робоче затухання ланцюгів лінії | |

| | |В3.Поняття про перехідне затухання. Перехідні | |

| | |затухання на ближньому, дальньоиу кінцях та | |

| | |захищеність ланцюгів від взаємного впливу. | |

| | |дії блискавководів, розрядників і запобіжників.| |

| | | | |

| | |В1.Основні ореділення.Позитивні та негативні | |

| |в |В3.Умови розповсюдження оптичних променів. | |

|а | |оптичних сигналів при розповсюдженні по | |

|ки | |О1. Функціональна схема волоконно-оптичної | |

| | |О2.Основні компоненти ВОСП: передавальні та | |

| |і | | |

| |і |ступеневому та градієнтному оптичному волокні.| |

| | |Явище апізотропії і його використання для | |

| | |побудови компанентів ВОСП: поляроїди, призми, | |

|електроні|16 | | |

|ки |Приймачі | | |

| | |напівпроводники. Світловипромінюючи діоди, | |

|ки | |3.1. | |

| | |характеристики фотоприймачів. p-i-n та лавинний| |

| | |Приймальні оптикоелектронні модулі. Склад, | |

| |о і |3.1. Завдання на проектування. Технічний | |

| |ія |вибір траси, розміщення підсилюючих пунктів. | |

| | |станції. Проектування магістральної кабельної | |

| | |Техніко-економічні обгрунтування проекту. | |

| | | | |

| | |3.1.18 Органіщзація будівництва. Прокладання | |

| | |кабельної каналізації. Монтаж кабелів зв’язку. | |

| | |Організація експлуатаційного обслуговування | |

| | |ліній зв’язку. Технічне утримання лінійних | |

| | |споруд. Охорона кабельних ліній зв’язку. Ремонт| |

| | | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

| | | | | |

Рефераты

Волоконно-оптическая система передачи

Волоконно-оптическая система передачи