Оптические системы связи

1.

ОПТИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ СВЯЗИ

2. Нормы сбора баллов студента за ПК

№
Показатели
Баллы за ПК
макс 1-ПК
1
Степень
участия
на
занятиях.
Активность на лекционных занятиях,
ведение и полнота конспектов.
5
0-5
2
Своевременное
и
качественное
выполнение самостоятельных работ.
5
0-5
3
По результатам вопросов-ответов, ИК
и других результатов.
10
0-10
Итого баллов за ПК
20
0-20

3.

Лекция №1
Введение. Оптические
системы связи, основные
определения и понятия,
история развития,
характеристики, принцип
построения и классификация

4. План:

1.1. Оптические
системы
связи,
основные
определения и понятия
1.2. Потребность
в
волоконно-оптических
системах связи
1.3. Основные
концепции.
Аналоговые
и
цифровые сигналы
1.4. Мультиплексирование каналов. Эволюция
оптических систем связи

5. ВВЕДЕНИЕ

Создание
высокоэффективных
источников
света,
высокочувствительных приёмников оптического излучения и
разработка ОВ с малыми потерями, послужили основой
появлению, стремительному развитию оптической связи.
Благодаря ценных свойств оптическая связь сегодня успешно
конкурирует с другими видами связи.
Отличительная особенность оптической связи заключается в
том, что в ней в качестве носителя информации используется
фотон или электромагнитная волна оптического диапазона, а
средой распространения информации — околоземная атмосфера
или ОВ .
Как видим появление и быстрое развитие одической связи было
обусловлено стремлением расширить частоты несущей
электромагнитных волн до частот 1014 ... 1015 Гц и тем самым
увеличить информационную емкость каналов на несколько
порядков.

6. Спектр электромагнитных волн

BECA HECTO Kilo
0
Mega
Giga
Tera
10
102
103
104
105
106
107
108
109
1010
107
106
105
104
103
102
10
1
10-1 10 -2 10-3 10-4 10-5 10-6
Peta
1011 1012 1013 1014 1015
Exa
1016 1017 1018 1019 1020
10-7 10-8
10-9 10-10 10-11 10-12
f, Гц
λ,m
λ,мкм
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
0,75-100 mkm
1,0
Инфракрасный диапазон
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,75-0,4 mkm
0,4
0,3 0,2
0,1
0,4-0,005 mkm
Видимый спектр Ультрафиолетовый
диапазон
0

7. 1.1. Оптические системы связи, основные определения и понятия

Оптическая связь (ОС) - это вид связи, в которой
информация передаётся в виде световых лучей по оптическому
волокну или по открытому пространству, т.е. по земной
атмосфере или космосу.
Оптической системой связи (ОСС) называется комплекс
технических
средств,
обеспечивающий
формирование
типовых каналов и трактов передачи с использованием
оптической среды и передачей по нему оптических сигналов.
Под оптическим сигналом понимается модулированное
оптическое излучение определенной длины волны. Если
информация передаётся по волокну, то система называется
системой волоконно-оптической связи (ВОС), если передаётся
по открытому пространству - системой открытой
оптической связи (ООС). К настоящему времени основным
направлением ОС является система ВОС.

8.

9. 1.2. Потребность в волоконно-оптических системах связи

Передача информации по линиям ВОСС имеет
целый ряд достоинств перед передачей по
медному кабелю. Из-за этих достоинств ВОСС
широко применяются не только для организации
телефонной связи, но и для передачи сигналов
телевидения, радиовещания, вычислительной
техники, на транспортных средствах и в других
областях.

10.

Достоинства ВОСС
Широкополосность
Длительный срок
эксплуатации
Экономическая
эффективность
Пожаробезопасность
Достоинства
систем ВОС
Защищённость
от несанкционированного
доступа
Малое
затухание
светового
сигнала
Высокий
уровень
Помехозащищённости
Малый
вес,
объём и
размер

11.

Несмотря на многочисленные преимущества перед
другими способами передачи информации,
системы ВОС имеют также и недостатки, главным
образом
из-за
дороговизны
монтажного
оборудования и надежности лазерных источников
излучения:
дороговизна элементной базы
сложность монтажа и обслуживания линий ВОС
необходимость специальной защиты волокна
Это все увеличивает стоимость волоконно –
оптического кабеля. Эти недостатки частично или
полностью будут уменьшены при дальнейшем
развитии технологии изготовления ВОС.

12. Основные концепции. Аналоговые и цифровые сигналы

Последовательност цифровых
Уровни
битов
квантования
Аналоговый
сигнал
Основные концепции. Аналоговые и
цифровые сигналы
Время
Время
1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0
Tv
Время

13. Мультиплексирование каналов

Амплитуда
15 мкс
1 мкс
5
1
2
3
4
5
1
2
3
Время
2-канал
3-канал
Амплитуда
1-канал
Частота
Временное мультиплексирование 5 цифровых речевых каналов со
скоростью 64 кбит/с (а); Мультиплексирование с частотным
разделением 3-х аналоговых каналов (б)

14. Технология PDH

64 Кbit/s
1
2
ИКМ-30
2 М bit/s
1
8 М bit/s
2
3
ИКМ-120
30
4
1
34 М bit/s
2
3
ИКМ-480
4
1
2
3
ИКМ-1920
4
Скорость
передачи
Число ТЧ
каналов
2,048 М bit/s
30
8,448 М bit/s
120
34,368 М bit/s
480
139,264М bit/s
1920

15.

Технология SDH
SDH
Скорость (Mbit/s)
STM-1
155.520 или 155M
STM-4
622.080 или 622M
STM-16
2488.320 или 2.5G
STM-64
9953.280 или 10G

16.

STM-4

17.

WDM multipleksorli tizimning tuzilish sxemasi

18.

.
Контрольные вопросы
• Какие отличительные свойства оптической связи Вы
знаете?
• Какие виды оптической связи Вы знаете?
• Поясните основные достоинства и недостатки
волоконно-оптических систем связи (ВОСС).
• Поясните принцип построения открытых (атмосферных)
систем оптической связи.
• Поясните принципы построения и функционирования
ВОСС.
• Перечислите области применения ВОСС

19. Список литературы

Скворцов Б.В., Иванов В.И., Крухмалев В.В. и др. Оптические системы передачи: Учебник для вузов/ Под
ред. Иванова В.И. – М.: Радио и связь, 1994.
В.И. Иванов, В.Н. Гордиенко, Г.Н. Попов, Р.И. Исаев и др. Цифровые и аналоговые системы передачи:
Учебник для вузов/ Под ред. В.И. Иванова.- 2-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003.
Миразимова Г.Х. Оптик алоқа асослари: Ўқув қўлланма/ т.ф.н., доцент Р.И. Исаев масъул мухаррирлиги
остида. – ТАТУ, 2006.
Убайдуллаев Р.Р. Волоконно–оптические сети. - М.: Эко – Трендз, 2000.
Фриман Р. Волоконно–оптические системы связи: Перевод с английского/ Под ред. Н.Н. Слепова. – М.:
Техносфера, 2003.
Волоконно-оптическая техника: Современное состояние и перспективы. - 2-е изд., перераб. и доп. / Сб.
статей под ред. Дмитриева С.А. и Слепова Н.Н. - М.: ООО "Волоконно-оптическая техника", 2005.
Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М.: Компания САЙРУС
СИСТЕМС, 1999.
Власов И.И., Птичников М.М. Измерения в цифровых сетях связи. – М.: Постмаркет, 2004.
Дональд Дж. Стерлинг. Техническое руководство по волоконной оптике. – Издательство «ЛОРИ»,
1998.
Дмитриев А.Л. Оптические системы передачи информации / Учебное пособие. – СПб: СПбГУИТМО,
2007.
Игнатов А.Н. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учебное пособие. – М: Эко-Трендз. 2006.
Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем и сетей.
Учебное пособие для вузов / Е. Б. Алексеев, В. Н. Гордиенко, В. В. Крухмалев и др.; Под редакцией В. Н.
Гордиенко и М. С. Тверецкого. – М.: Горячая линия – Телеком, 2008.
Васильев В.Н. Волоконно–оптические световоды: Учебное пособие. – ТУИТ, Ташкент, 2002.
Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи. Аппаратура и элементы. – М.:
Солон Р, 2001.

20.

Спасибо за внимание!