Министерство информационных технологий и связи Российской Федерации

Федеральное агентство связи

ГОУВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета МЭС

…………………………

…………………………

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

По дисциплине «Волоконно-оптические системы передачи»

Для специальности 210404 Многоканальные телекоммуникационные системы (очное и заочное обучение)

Факультет: «Многоканальной электрической связи»

Кафедра: МЭС и ОС

Курс: 5 (дневное обучение, до), 6 (заочное обучение, зо), семестр 9, 11

Объём в часах:

лекций 60(до), самостоятельной работы 68 (до)

лабораторных занятий 34 (до)

Всего: 162

Курсовой проект (работа, домашнее задание) домашнее задание

Форма контроля:

Экзамен 9 семестр

Рабочую программу разработал

Новосибирск – 2005

Рабочая программа составлена на основании типовой программы по курсу дисциплин на основе ГОС по направлению 654400 Телекоммуникации, утвержденной министерством образования в 2000 г.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры 31августа 2005 г.

1 Цели и задачи изучения

1.1 Цель преподавания дисциплины состоит в формировании системы знаний по теории и практике волоконно-оптических систем передачи.

1.2 В результате изучения курса студент должен знать принципы построения волоконно-оптических систем передачи и их характеристики,

уметь проектировать линейный тракт ВОСП, производить измерение основных характеристик, самостоятельно работать с технической документацией,

иметь навыки расчета одноволновых и многоволновых линейных трактов, пользоваться персональным компьютером при изучении аппаратуры ВОСП, находить необходимую техническую информацию по периодической литературе, справочникам и специальным книгам.

2 Содержание дисциплины

Наименование темы / раздела

Расчет часов

Лекции

Лаборатория

1 Введение. Основные определения систем передачи

2

Основы построения оптических систем передачи. Характеристика диапазонов электромагнитных волн для оптической связи

1

2 Характеристики физических сред для передачи оптических сигналов.

2

2

3 Характеристики материалов для изготовления источников, приемников оптического излучения и волноводов.

1

4 Структурная схема оптической системы передачи. Назначение компонентов схемы.

Мультиплексирование в ВОСП.

2

2

2

5 Источники оптического излучения для систем передачи. Требования к источникам оптического излучения.

Светоизлучающие диоды. Конструкции, принцип действия, основные электрические и оптические характеристики.

Лазеры. Конструкции, принцип действия, основные электрические и оптические характеристики.

Согласование источников излучения с физическими средами.

1

3

4

1

4

6 Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона.

Понятие внешней и прямой модуляции оптического излучения.

Характеристика прямой модуляции источников оптического излучения.

Характеристика и виды внешней модуляции излучения.

Сравнительная характеристика прямой и внешней модуляции.

Шумы и искажения при модуляции и методы борьбы с ними.

Передающие оптические модули и их характеристики.

1

2

2

1

1

1

4

7 Фотоприемники для оптических систем передачи.

Требования к приемникам оптического излучения. Определение фотодетектора. Виды фотодетекторов.

Фотодиоды конструкции p-i-n. Принцип действия, основные характеристики.

Лавинные фотодиоды. Конструкции, принцип действия, основные характеристики. Преимущества ЛФД.

Шумы фотодиодов. Эквивалентная шумовая схема фотодиода.

1

2

1

4

8 Фотоприемные устройства оптических систем передачи.

Методы фотодетектирования (прямое детектирование и детектирование с преобразованием).

Фотоприемные устройства с прямым детектированием. Приемные оптические модули.

Фотоприемные устройства детектирования с преобразованием.

Усилители фотоприемных устройств. Электрическая и оптическая полоса пропускания.

Оценка соотношения сигнал/шум на выходе фотоприемного устройства.

1

1

1

1

1

4

9 Оптические усилители для оптических систем передачи.

Принципы оптического усиления. Классификация усилителей. Назначение.

Полупроводниковые оптические усилители. Конструкции, принцип действия, основные характеристики.

Волоконно-оптические усилители на основе редкоземельных элементов (Er, Pr, Nd, Tm). Конструкции, принцип действия, основные характеристики.

Оптические усилители на основе эффекта рассеяния.

1

1

2

1

2

10 Линейные тракты оптических систем передачи.

Способы построения линейных трактов оптических систем передачи.

Требования к линейным сигналам одноволновых оптических цифровых систем передачи.

Линейные коды оптических систем передачи. Классификация кодов и их характеристики.

Линейные коды 1В2В, mBnB, скремблированные коды и их характеристики.

Проектирование линейных одноволновых трактов. Ограничения длины регенерационного участка.

Требования к линейным трактам систем с многоволновой передачей.

Проектирование линейных трактов многоволновой передачи. Ограничение длины участка регенерации и ретрансляции.

1

1

3

1

2

4

11 Оптические компоненты для систем передачи и оптических сетей.

Оптические мультиплексоры/демультиплексоры.

Оптические коммутаторы и маршрутизаторы.

Оптические вентили и фильтры.

Оптические преобразователи: конверторы длин волн и транспондеры.

Оптические разветвители и аттенюаторы.

Компенсаторы дисперсии.

2

1

2

4

12 Волоконно-оптические системы с солитонной передачей.

Определение оптического солитона.

Нелинейные оптические эффекты в стекловолокне и существование солитонов.

Принципы построения солитонных волоконно-оптических систем передачи.

4

13 Построение аппаратуры и систем передачи с WDM

4

2

3 Самостоятельная работа студентов

Виды и содержание самостоятельной работы

Время (часы)

Формы и контроль

Литература и дидактические материалы

Подготовка к лекциям

Еженедельно по 2 часа, после перелома 1 час

Опрос

Конспект лекций, учебные пособия и литература технических изданий

Подготовка к лабораторным работам, предварительные расчеты

Еженедельно по 2 часа

Контрольный допуск по расчетам и контрольный допуск в автоматизированном режиме на ПК. Защита лабораторных работ с письменным отчетом и ответами на все вопросы задания. Доклад до 10 минут по индивидуальным темам.

Конспект лекций, учебные пособия и литература технических изданий, справочники и журнальные статьи по заданию.

Выполнение домашнего задания и его защита

6

Опрос по представленным расчетам

Конспект лекций и учебные пособия

4 Учебно-методические материалы по дисциплине

Наименование

Комплекты

К занятию по теме

Комплект проекционных слайдов по каждой теме

1-13

Лабораторный цикл на основе компьютерных моделей и физических макетов

Лабораторные работы:

1

2

3

4

5

5

6

7

8

6

Темы индивидуальных реферативных работ

8 комплектов

вопросов

1-13

5 Перечень литературы по дисциплине

Список основной учебной литературы

1.  Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года. Руководящий документ. Справочное приложение 2. Словарь основных терминов и определений. – М.: НТУОТ Минсвязи России, 1996.

2.  Волоконно-оптические системы передачи: Учебник вузов / , , и др. – М.: Радио и связь, 1992. – 416 с.

3.  Носов . – 2е изд., перераб и доп. – М.: Радио и связь, 1989. – 360 с.

4.  Убайдуллаев -оптические сети. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1998. – 267 с.

5.  Бакланов измерений первичной сети. Часть I. Системы Е1, PDH, SDH. Часть 2. Системы синхронизации, B-ISDN, АТМ. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000.

6.  Иванов оптика. Компоненты, системы передачи, измерения. – М.: SYRUS SYSTEMS, 1999. – 671 с.

7.  Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи: Учебник для вузов / , , . – М.: Радио и связь, 1995. – 200 с.

8.  Гауэр Дж. Оптические системы передачи. Пер с англ. – М.: Радио и связь, 1989. – 501 с.

9.  Слепов технологии цифровых оптоволоконных сетей связи (АТМ, PDH, SDH, SONET и WDM). – М.: Радио и связь, 2000. – 468 с.

10. Волоконно - оптические системы передачи и кабели. Справочник / , и др. – М.: Радио и связь, 1993. – 264 с.

11. , Белкин устройства волоконно-оптических систем передачи. – М.: Радио и связь, 1992. – с.

12. Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы. Сб. статей под ред. , – М.: Connect. 2000, - 376 с.

13. Заславский -оптические системы передачи (ВОСП). Учебное пособие. Часть 1. – Новосибирск, НЭИС, 1994. – 76 с.

14. ВОСП. Учебное пособие. Часть 2. – Новосибирск СибГАТИ, 1995, - 68 с.

15. ВОСП. Учебное пособие. Часть 3. – Новосибирск СибГАТИ, 1995, - 62 с.

16. Заславский оптика в системах связи и коммутации. Учебное пособие. Часть 2. – Новосибирск, СибГУТИ, 1999. – 122 с.

17. Фокин -оптические системы передачи с подвесными кабелями на воздушных линиях электропередачи и контактной сети железных дорог. – Новосибирск, СибГУТИ, 2000. – 94 с.

18. Фокин и сети доступа. – Новосибирск, СибГУТИ, 2000. – 114 с.

19. Фокин систем синхронной цифровой иерархии. Издание 2-е, исправленное и дополненное. – Новосибирск, СибГУТИ, 2001. – 60 с.

20. Фокин принципы АТМ. – Новосибирск, СибГУТИ, 1999, - 72 с.

21. Синхронная цифровая иерархия. Учебное пособие. Перев. с итальянского. – Новосибирск, СибГАТИ, 1998. – 177 с.

22. Практическое руководство по расчетам схем в электронике. Т.2 – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 287 с.

23. Нелинейная волокнная оптика. Перев. с англ. – М.: Мир, 1996. – 323 с.

24. Интегральная оптика. – М.: Мир, 1985. – 379 с.

25. Шереметьев волоконно-оптическая связь. – М.: Радио и связь, 1991. – 192 с.

Список дополнительной литературы

1.  Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов / , , и др. – М.: Радио и связь, 1996. – 560 с.

2.  , , Дмитриев элементы и устройства. – М.: Радио и связь, 1998. – 336 с.

3.  , А, Кокин в оптоэлектронику. – М.: Высшая школа, 1991. – 192 с.

4.  , , Иванов -оптические системы связи на ГТС: Справочник. – М.: Радио и связь, 1994. – 160 с.

5.  Полупроводниковые инжекционные лазеры. Динамика, модуляция, спектры. Перев. с англ. под ред Тсанга. – М.: Радио и связь, 1990. – 320 с.

6.  Филиппов солитон. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Наука, Гл. ред. физ-мат. лит., 1990. – 288 с.

7.  Хаус и поля в оптоэлектронике. – М.: Мир, 1988.

8.  Вербовецкий проектирования цифровых оптоэлектронных систем связи. – М.: Радио и связь. – 2000. – 160 с.

9.  Нормы на электрические параметры цифровых каналов и трактов магистральной и внутризоновых первичных сетей. Приказ №92 Министерства связи Российской Федерации от 10.08.96. М.: МС РФ, 1996. – 105 с.

10.  Временная инструкция по эксплуатации ЦПС СЦИ. – М.: ГЦУМС, 1997. – 92 с.

11.  Инструкция по паспортизации волоконно-оптических линий связи с использованием ЦСП СЦИ (первая редакция). – М.: ГЦУМС, 1997, - 26 с.

12.  , Прохоров связь на основе нелинейных явлений в волоконных световодах // Вестник АН СССР, - 1990, №10. – с. 42 – 49.

13.  Алавердян модули для ВОЛС // Лазерная техника и оптоэлектроника, 1994, №1-2, с. 66 – 69.

14.  , Русаков лазерные усилители // Лазерная техника и оптоэлектроника, 1994, №1-2, с. 62 – 66.

15.  Семенов оптика для систем передачи и обработки информации. –М.: Радио и связь, 1990. – 224 с.

16.  , , и др. Солитонные волоконно-оптические системы передачи // Электросвязь, 1993, №2. – с. 11 – 13.

17.  Слепов сети // Сети, 1999, №3, - с. 90 – 96.

18.  Белкин аналоговые ВОЛП для кабельного телевидения // Вестник связи, 1993, №4. – с. 31 – 35.

19.  "Монтре-91". Кабельное телевидение. Часть 4. Передачи по волоконно-оптическим и гибридным линиям // Техника кино и телевидения, 1992, №4. – с. 13 – 15.

20.  Быков кабельного телевидения // Вестник связи, 1996, №2. – с. 51 – 52.

21.  Вербовецкий методы создания оптической цифровой вычислительной техники // Зарубежная радиоэлектроника, 1999, №6. – с. 12 – 51.

22.  Удоев -оптические пространственные коммутаторы // Зарубежная радиоэлектроника, 1988, №3. –с. 72 – 83.

23.  Слепов кросс-коммутаторы. Принципы реализации и архитектура // Электроника: НТБ, 1999, №6. – с.

24.  Слепов волновые конверторы и модуляторы // Электроника: НТБ, 2000, №6. – с. 6 – 10.

25.  Скляров сети // Радио, 1996, №7

26.  WDM: успехи и проблемы // Сети, 1999, №4. – с. 14 – 22.

27.  Слепов мультиплексирование с разделением по длине волны // Сети, 1999, №4. – с. 24 – 31.

28.  , , Устинов и тенденции развития волоконно-оптической связи // электросвязь, 2000, №5.
– с. 7 – 11.

29.  , Чехлова оптические системы спектрального мультиплексирования / демультиплексирования // Электросвязь, 2000, №2. – с. 23 – 29.

30.  , Цым уплотнение оптических кабелей на транспортной сети ОАО "Ростелеком" // Электросвязь, 2000, №8. – с. 12 – 16.

31.  Ким , асинхронные и плезиохронные системы передачи // Электросвязь, 1998, №1. – с. 17 – 20.

32.  , Прохоров сравнительной оценки работоспособности лазерных линий связи // Технологии и средства связи. 2000, №6, с. 8 – 10.

33.  Беспрводная оптческая связь. Мифы и реальность // Технологии и средства связи. – 2000, №6, с. 12 – 13.

34.  Волоконно-оптические датчики. Пер с японск. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.

35.  Волоконно-оптические системы связи.-М.: Техносфера, 2003.-440с.

Рабочая программа согласована:

Кафедра «Линии связи»

Кафедра «Систем радиосвязи»