Разработка учебного модуля по теме "Пропускная способность современных оптических волокон"

Свойства и характеристики оптических волокон, способы увеличения их пропускной способности. Применение компенсаторов дисперсии и мультиплексирования. Разработка учебно-методических материалов по пропускной способности современных оптических волокон.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Физико-технический факультет

Кафедра оптоэлектроники

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

РАЗРАБОТКА УЧЕБНОГО МОДУЛЯ ПО ТЕМЕ «ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН »

Работу выполнил Пешехонов Александр Николаевич

Специальность 210401 - Физика и техника оптической связи

Научный руководитель

доцент В.С. Дорош

Краснодар 2012

РЕФЕРАТ

Пешехонов А.Н. РАЗРАБОТКА УЧЕБНОГО МОДУЛЯ ПО ТЕМЕ «ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН »

Дипломная работа: 59 с., 15 рис., 3 табл., 20 источников.

МАТЕРИАЛЬНАЯ ДИСПЕРСИЯ, ФАЗОВАЯ САМОМОДУЛЯЦИЯ, ВРЕМЕННОЕ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ, ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО, ВОЛНОВОДНАЯ ДИСПЕРСИЯ, СПЕКТРАЛЬНОЕ УПЛОТНЕНИЕ КАНАЛОВ, ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Целью данной работы является изучение свойств и характеристик оптических волокон и разработка учебно-методических материалов по пропускной способности современных оптических волокон.

Объектом исследования - пропускная способность оптических волокон и разработка учебного модуля.

В результате выполнения дипломной изучены свойства и характеристики оптических волокон, разработаны учебно-методические материалы по пропускной способности оптических волокон. Составлена презентация. Обновлен тренировочно-обучающий тест.

Содержание

оптическое волокно компенсатор мультиплексирование

Обозначения и сокращения

Введение

1. Свойства оптических волокон

1.1 Параметры оптических волокон

1.2 Потери в оптических волокнах

1.3 Дисперсия сигналов в оптических волокнах

1.3.1 Межмодовая дисперсия

1.3.2 Хроматическая дисперсия

1.3.3 Материальная дисперсия

1.3.4 Волноводная дисперсия

1.4 Поляризованная модовая дисперсия

2. Способы увеличения пропускной способности оптических волокон

2.1 Применение компенсаторов дисперсии

2.2 Мультиплексирование

2.2.1 Волновое мультиплексирование

2.2.2 Временное мультиплексирование

3. Расчёты пропускной способности различных оптических волокон

3.1 Возможности многомодовых оптических волокон G.651

3.2 Пропускная способность оптических волокон G.652

3.3 Пропускная способность одномодовых оптических волокон G.655

3.4 Возможности одномодовых оптических волокон G.656

3.5 Пропускная способность оптических волокон G.657

3.6 Методы увеличения пропускной способности оптических волокон

4. Разработка учебных материалов по теме « Пропускная способность современных оптических волокон »

4.1 Разработка конспекта лекции

4.2 Разработка учебной презентации

4.3 Разработка учебного тренировочного теста

Заключение

Список использованных источников

Обозначения и сокращения

ОВ	оптическое волокно
ВОК	волоконно - оптический кабель
ВОСП	волоконно - оптические системы передачи
ОК	оптический кабель
ВОЛС	волоконно-оптические линии связи
ФСМ	фазовая самомодуляция
ММ	многомодовые волокна
SM	одномодовые волокна
ВРМБ	вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна
t w	волноводная дисперсия
t mod	межмодовая дисперсия
t pmd	поляризованная модовая дисперсия
WDM	спектральное уплотнение каналов
DWDM	технология плотного волнового мультиплексирования
ВКР	вынужденное комбинационное рассеяние
ФКМ	фазовая кросс-модуляция
FBG	бреговские решетки
EDFA	волоконно-оптический усилитель легированный ионами эрбия

Введение

Оптическое волокно в настоящее время является самой совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Поэтому не случайно при построении современных информационных сетей наиболее часто используются волоконно-оптические кабели и системы.

До 2015 г. в России предполагается полная интеграция существующих сетей (включая сети подвижной связи, вещания и сеть Интернет) в единую федерацию сетей [1].

Промышленность многих стран освоила выпуск широкой номенклатуры изделий и компонентов ВОЛС. Следует заметить, что производство компонентов ВОЛС, в первую очередь оптического волокна, отличает высокая степень концентрации. Большинство предприятий сосредоточено в США. Обладая главными патентами, американские фирмы (в первую очередь это относится к фирме "CORNING") оказывают влияние на производство и рынок компонентов ВОЛС во всем мире, благодаря заключению лицензионных соглашений с другими фирмами и созданию совместных предприятий.

Важнейший из компонентов ВОЛС - оптическое волокно. За десятилетний период времени на магистральных и внутризоновых сетях общего пользования и технологических сетях было построено 140 тыс. км оптических линий связи. При сохранении темпов строительства только к 2030 г. удастся заменить кабельные линии с медными жилами на сетях общего пользования и транспортная инфраструктура оптических кабельных линий по протяженности будет составлять 636 тыс. км. В настоящее время производство волоконных световодов превышает 100 млн. км. в год [2].

Потребность в высоких скоростях постоянно возрастает. Каждые 10 лет происходит увеличение скорости передачи данных в 100 раз. Таким образом, представляется, что тема настоящей дипломной работы, посвященной изучению свойств и характеристик оптических волокон и разработка учебно-методических материалов по пропускной способности оптических волокон, является весьма актуальной.

За десятилетний период времени на магистральных и внутризоновых сетях общего пользования и технологических сетях было построено 140 тыс. км оптических линий связи. При сохранении темпов строительства только к 2030 г. удастся заменить кабельные линии с медными жилами на сетях общего пользования и транспортная инфраструктура оптических кабельных линий по протяженности будет составлять 636 тыс. км. В настоящее время производство волоконных световодов превышает 100 млн. км. в год [2].

В настоящее время по оптическому волокну получены суммарные рекордные скорости передачи 14 Тбит/с, при этом скорость передачи в одном канале была достигнута 1 Тбит/с; количество каналов в одном волокне составило 1000 при скорости передачи 3,25 Гбит/с. Однако, для коммерческого применения используется не более 100 каналов при скорости передачи 40 Гбит/с [1].

Целью данной работы является изучение свойств и характеристик оптических волокон и разработка учебно-методических материалов по пропускной способности оптических волокон.

При этом существенно важным является решение следующих задач:

- изучение пропускной способности и методов увеличения скорости передачи в современных волокнах и кабелях;

- сравнение пропускной способности оптических волокон (G.651, G.652, G....