На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Работа № 100096


Наименование:


Курсовик РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ФОТОДИОДОВ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Информатика. Добавлен: 02.11.2016. Сдан: 2014. Страниц: 20. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………. 3

1 ОБЩИЙ РАЗДЕЛ…………………………………………………………….5

1.1 Структурная схема волоконно-оптической связи………………... 5
1.2 Излучатели и фотоприемники……………………………………... 7
1.3Типы волоконных световодов………………………………………11
2 Технический раздел………………………………………………………13
2.1 Фотодиод ФП-850К………………………………………………… 13
2.2 Фотоприемник ФП-3 ………………………………………………. 15
2.3 ИФПМ 1-10…………………………………………………………. 16
3 Расчетный раздел………………………………………………………… 17
4 Графическая часть…………………………………………………………...18
Список литературы…………………………………………………………19


ВВЕДЕНИЕ
Фотоприемник является основным элементом волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) и волоконно-оптических линии связи (ВОЛС). к которому предъявляются специфические требования. Фотоприемник для ВОЛС должен обладать: высокой чувствительностью на рабочей длине волны, иметь малую постоянную времени и минимальный уровень шумов в широком диапазоне рабочих температур. В настоящее время обмен информации но оптоволокну осуществляют в трех диапазонах: 0.8."> мкм. 1.3 мкм. 1.55 мкм.
В качестве чувствительных элементов фотоприемников для ВОСП используются pm-фотодиоды, изготовленные из кремния (для диапазона 0,8-0,9 мкм), а на большие длины волн (1,2 1,6 мкм) pin- и лавинные фотодиоды (ЛФД), которые изготавливаются из германия (Ge), InGaAs или InGaAP и др. ЛФД имеют высокую пороговую чувствительность и повышенное быстродействие, их предельная частота достигает нескольких гигагерц. К недостаткам этих приборов можно отнести сильную температурную зависимость коэффициента усиления, нелинейность преобразования и малую площадь рабочей поверхности (0,05 мм2), а также необходимость жесткой температурной стабилизации коэффициента лавинного умножения.
Конструктивная особенность фотоприемников для ВОЛС заключается в том. что оптический вход этих приборов должен совмещаться с элементами ВОЛС. с тем чтобы полностью использовалась эффективная площадь фоточувствительного элемента приемника излучения. В качестве входных элементов фотоприемников наиболее широкое применение получили: плоские окна, фоконы, микрообъективы. встроенные световоды, отрезки волоконно-оптического кабеля и оптические разъемы. Фотоприемник, снабженный стандартным оптическим разъемом, получил наименование фотодиодного модуля (ФДМ). Иногда модулем называют фотодиод, снабженный отрезком волоконно-оптического сческою кабеля.

Наиболее широкое распространение получили так называемые фотоприемные устройства (ФПУ), а также приемные оптоэлектронные модули (IIРОМ), которые подразделяются на аналоговые и цифровые.(В некоторых публикациях используется аббревиатура «ОЕМ* - оптоэлектронные приемные модули.)
В сослав аналогового приемного модуля входит pin- или лавинный фотодиод и широкополосный предусилитель, усиливающий сигнал фотоприемника и преобразующий его в форму. пригодную для дальнейшей обработки. В состав модуля может входить демодулятор. отделяющий сигнал от несущей и воспроизводящий ею первоначальную форму. Все электронные компоненты размещаются в едином защитном корпусе ПРОМ.
Аналоговые IIPOM принимают аналоговый оптический сигнал и на выходе также выдают аналоговый электрический сигнал. К аналоговым приемникам предъявляются требования высокой линейности преобразования и усиления сигнала при минимуме вносимых шумов в противном случае возрастают искажения сигнала.
При цифровой передаче, когда не требуется очень точная ретрансляция форм импульсов, цифровой приемный модуль, кроме указанных элементов, включает узел принятия решения или дискриминатор, имеющий установленные пороги на принятие сигналов «0» и «1», который распознает, какой сигнал пришел, устраняет шумы и восстанавливает необходимую амплитуду сигнала. Уверенное выделение нужного сигнала может происходить даже при большом уровне шумов.
Приемные модули также содержит необходимые входные оптические элементы, как правило, стандартные оптические разъемы: FC, ST, SC, FC/PC, FC/APC и др.


1 Общий раздел
1.1 Структурная схема волоконно-оптической связи
Волоконно-оптическая линия связи представляет собой совокупность пассивных и активных технических устройств и физической среды, обеспечивающих передачу информации от передатчика к ссветоводам из сверхчистого кварцевого стекла.
Структурная схема волоконно-оптической связи изображена на рис. 1. Основными элементами схемы являются оптический передатчик ОПер вначале и приемник ОПр в конце, а также соединяющий их волоконно-оптический кабель ВОК.
ВОК

Рис.1. Обобщенная структурная схема волоконно-оптической
связи
Импульсный сигнал источника информации (ИИ), например пе-редатчика сетевого адаптера, поступает на преобразователь кода (ПК), который согласует параметры сигнала со свойствами волоконного све-товода и оптимизирует процесс передачи за счет ввода в сигнал избы-точности, необходимой для обеспечения требуемой помехоустойчивости и удобства синхронизации. Преобразованный сигнал модулирует по интенсивности излучатель И, в роли которого выступает лазер или светодиод. Выходной сигнал излучателя через оптическое согласующее устройство (СУ), основным назначением которого является минимизация потерь ввода излучения в волоконный световод и подавление обратных отражений, и оптический разъемный соединитель (коннектор).
К вводится в волоконно-оптический кабель (ВОК). На приемном конце излучение через коннектор (К) и согласующее устройство (СУ) поступает в фотодиод (ФД), где осуществляется обратное преобразование оптического
сигнала в электрический. После усиления, нормализации и восстановления временных соотношений (регенерации), осуществляемых регенератором (Р), сигнал поступает в преобразователь кода ПК, который восстанавливает исходное сообщение, поступающее на приемник информации ПИ сетевого адаптера.
Преобразователь кода, излучатель, фотодиод, регенератор и опти-ческие согласующие устройства СУ обычно интегрируются в виде от-дельного модуля, входные и выходные электрические цепи которого имеют стандартный интерфейс для связи с микросхемами сетевых адап-теров и других сетевых устройств. Для подключения к оптическому кабелю предусмотрены розетки разъемных оптических соединителей.
Связь обычно происходит по двум световодам, каждый из которых обеспечивает передачу информации в одном направлении.
В принципе, обмен информацией может производиться по одному волокну в двух направлениях в случае применения направленного оптического ответвителя. Однако такое решение не находит широкого применения на практике из-за существенных потерь энергии в таких элементах и связанного с этим значительного сокращения дальности связи.
По существу линия оптической связи состоит из модулей и узлов, которые присутствуют в любой радиотехнической системе передачи информации. При формировании сигналов в принципе возможно использование разнообразных способов кодирования и обработки, которые известны в радиотехническом диапазоне длин волн. Вместе с тем ряд особенностей оптического диапазона и используемой в нем элементной базы
накладывает свои ограничения на конструкцию отдельных узлов системы или приводит к техническим решениям, отличным от традиционных.
Существуют аналоговые и цифровые волоконно-оптические системы связи. Из-за значительной сложности обеспечения требуемых качественных показателей оптического тракта аналоговые системы не получили широкого распространения и большинство современных линий волоконно-оптической связи предназначены для передачи цифровых сигналов.
1.2 Излучатели и фотоприемники
Излучатели предназначены для преобразования электрического входного сигнала в выходной оптический. Известны два основных класса излучателей, которые пригодны для использования в технике оптической связи: светодиод и лазер. Энергетическая характеристика (зависимость излучаемой мощности от прямого тока) светодиода представляет собой близкую к прямой линию, для лазера она имеет явно выраженный пороговый характер.



Рис. 10. Энергетические (A) и спектральные (B) характеристики полупроводникового лазера (ПЛ) и светодиода (СД)
Светодиоды изготавливаются в основном по арсенидгаллиевой технологии, генерируют некогерентное излучение и используются для работы по многомодовому оптическому кабелю на длинах волн 850 и 1300 нм.
Типовая выходная мощность составляет порядка 1 мВт, однако из-за значительной ширины диаграммы направленности значение потерь
ввода составляет, как правило, 10-17 дБ. Светодиод как излучатель волоконно-оптической линии связи эффективен при скоростях передачи до 100-155 Мбит/с.
Таблица 5
Параметры светодиодов оптических трансиверов сетевого оборудования
Диапазон 850 нм 1300 нм
Структура GaAlAs GalnAsP,
GaAlAsP
Мощность излучения, вводимая в световод 62.5/125 мкм, дБм -13 + -18 -14 + -20
Ширина спектра излучения, нм 50 100
Время переключения, не 4 + 6.5 0.6 + 3.0

Полупроводниковый лазер в отличие от светодиода генерируется близкое к монохроматическому излучение со спектральной шиной 1-5 нм, работает на длинах волн 1300 и 1550 нм и используется для передачи информации по одномодовому кабелю. Быстродействие современных лазеров позволяет модулировать их сигналами с частотами до 10 ГГц и выше. Типовая выходная мощность излучения составляет 5 мВт, потери на ввод обычно не превышают 2...5 дБ.
Диаграмма направленности полупроводникового излучателя работе в лазерном режиме имеет меньшую ширину, что при прочих равных условиях позволяет ввести в волокно большую мощно. Одновременно полупроводниковый лазер имеет меньшую ширину спектральной характеристики, что ведет к снижению дисперсионных искажений передаваемого сигнала.
При создании лазерных передатчиков приходится решать сложных инженерных задач, обусловленных следующими особенностями лазера:
1)Для уменьшения времени задержки и, следовательно, для увеличения быстродействия лазерного передатчика рабочая точка в состоянии покоя должна находиться вблизи излома энергетической характеристики (ток начального смещения ~ Iпор )...


Список литературы
Семенов А.Б. Волоконная оптика в локальных и корпоративных сетях связи. - М.: КомпьютерПресс, 2010. - 304 c.: ил.
uslugi/proektirovanie-i-montazh-sks
administravimas/optinis_kabelis.htm
paper1109.html



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы