Sisteme de Comunicații Optice

Licență
9/10 (2 voturi)
Domeniu: Electrotehnică
Conține 1 fișier: doc
Pagini : 106 în total
Cuvinte : 31959
Mărime: 849.38KB (arhivat)
Cost: 13 puncte

Cuprins

INTRODUCERE 7

CAPITOLUL I : ASPECTE GENERALE PRIVIND SISTEMELE DE COMUNICAŢII OPTICE 10

1. Necesitatea apariţiei sistemelor de comunicaţii optice şi perspective ale acestora. 10

2. Avantajele comunicaţiilor optice 12

3. Scurt istoric al sistemelor optice. 13

4. Comunicaţiile optice în domeniu militar 15

5. Schema bloc a unui sistem de comunicaţii optic 18

CAPITOLUL II: EMISIA ÎN SISTEMELE OPTICE 19

1. Generalităţi privind generarea radiaţiei optice 19

1.1. Modalităţi de generare a purtătorilor 19

1.2. Modalităţi de recombinare a purtătorilor 20

1.3. Fenomene care stau la baza generării radiaţiei optice 21

2. Tipuri de surse de radiaţie 22

2.1. Diode electroluminiscente (LED-uri) 22

2.2. Dioda laser 27

3. Tipuri de emiţătoare optice 31

3.1. Analiza unui emiţător pentru fibra optică 31

3.2. Analiza unui emiţător cu LED 33

3.3. Analiza unui modul de emisie optică cu diodă laser 34

4. Modulaţii numerice folosite în transmisiile de date 36

4.1. Generalităţi despre modulaţii 36

4.2. Modulaţia digitală în amplitudine (Amplitude Shift Keying) 36

4.3. Modulaţia în frecvenţă (Frequency Shift Keying) 37

4.4. Modulaţia în fază (Phase Shift Keying) 37

4.5. Modulaţia de fază în cuadratură(Quadrature Phase Shift Keying) 38

5. Coduri de linie utilizate în sistemele optice digitale 39

5.1. Generalităţi 39

5.2. Coduri corectoare de erori 39

5.3. Coduri detectoare de erori 40

5.4. Câteva coduri practice 40

5.4.1. Codul binar 41

5.4.2. Codul AMI (Alternate Mark Inversion) 42

5.4.3. Codul HDB3 .(High Density Bipolar of the Third Order) 43

5.4.4. Codul MCMI (Modified Code Mark Inversion ) 44

CAPITOLUL III:MEDIUL DE TRANSMISIE AL RADIAŢIEI OPTICE 45

1. Transmisia neghidată a radiaţiei optice 45

1.1. Influenţa mediului atmosferic asupra propagării radiaţiei laser 45

1.2. Atenuarea atmosferică a semnalelor optice 46

1.3. Turbulenţa atmosferică 46

2. Transmisia ghidata a fascicolelor optice 46

2.1. Introducere 46

2.2. Ghiduri optice cu simetrie cilindrică 47

2.3. Tipuri de fibre optice 49

2.4. Mecanisme de atenuare în fibra optică 50

2.5. Dispersia semnalelor în fibrele optice 53

2.6. Caracteristici ale fibrelor optice 54

3. Amplificatoare şi regeneratoare ale semnalului optic 57

3.1. Repetoarele clasice(cu conversie optic-electric-optic). 57

3.2. Aspecte şi comparaţii privind amplificatoarele integral optice 58

3.3. Sisteme soliton –transmission 59

CAPITOLUL IV: RECEPŢIA ÎN SISTEMELE OPTICE 61

1. Generalităţi despre fotodetecţia optică 61

2. Componentele unui receptor 62

3. Tipuri de fotodetectori 65

3.1. Fotodioda 65

3.2. Fotodioda PIN 67

3.3. Fotodioda cu avalanşă 70

4. Zgomotele receptorului 72

4.1. Zgomotul de alice 72

4.2. Zgomotul termic 73

5. Sensibilitatea receptorului 73

6. Metode de demodulare optică 74

CAPITOLUL V: PROIECTAREA UNUI SISTEM OPTIC PENTRU TRANSMITEREA DE DATE 75

1. Generalităţi 75

2. Stabilirea cerinţelor aplicaţiei 75

3. Stabilirea mediului de transmisie 77

4. Alegerea receptorului optic 78

5. Alegerea emiţătorului optic 80

6. Situaţia pierderilor într-o legătură optică. 82

7. Calcularea timpului de răspuns (bandei de trecere). 84

8. Aparate de testare şi verificare a sistemelor pe fibre optice 86

9. Măsuri de siguranţă pe timpul lucrului cu fibre optice 90

CAPITOLUL VI: PARTEA APLICATIVĂ 91

6.1. Simulare MATLAB a unei transmisii pe fibra optică 91

6.2. Simulare ORCAD a unei transmisii pe fibra optică 96

6.3. Interconectarea calculatoarelor prin purtătoare optică(Montaj practic) 104

CONCLUZII 107

BIBLIOGRAFIE 110

Extras din document

INTRODUCERE

Sfârşitul mileniului doi şi începutul mileniului trei sunt caracterizate, printre altele, de o evoluţie fără precedent a sistemelor moderne de calcul, a reţelelor de comunicaţie care pun în legătură toate aceste sisteme de calcul şi de comunicaţie.

Necesitatea creşterii volumului de date, a vitezei de transfer, a distanţei sau a numărului de canale la nivelul cerinţelor actuale a fost o provocare prea mare pentru tehnica tradiţională. Logica bazată pe tranzistoare, memoriile magnetice, comunicaţiile prin conductoare metalice, au atins practic limita posibilităţilor de perfecţionare din punct de vedere al vitezei, gabaritului şi distanţelor.

Astfel sistemele optice şi-au făcut apariţia şi s-au dezvoltat, realizând trecerea firească spre domeniul frecvenţelor tot mai înalte impusă printre altele de nevoi de canale de bandă tot mai largă şi de numărul de canale tot mai mare.

În toate armatele moderne s-au dezvoltat sisteme de transmisiuni proiectate să răspundă cât mai bine cerinţelor actuale ale ducerii războiului, caracterizat prin situaţii rapide şi frecvent schimbătoare, prin întrebuinţarea unor arme cu înalta precizie de ajungere la ţintă şi mare putere de distrugere, prin volumul, din ce în ce mai mare de informaţii necesare conducerii şi în care lupta radioelectronică este considerată, ca o formă de asigurare, un factor deosebit de important în întreaga dinamică a luptei.

Sistemul de conducere actual a impus cerinţe deosebite sistemului de transmisiuni în ce priveşte volumul şi calitatea informaţiilor ce circula prin acesta:

o asigurarea transmiterii integrale a volumului de informaţii cu realizarea protecţiei;

o acces imediat al surselor de informare la reţeaua de transmisiuni şi constituirea instantanee a canalelor de legătura;

o utilizarea multiplă a canalelor telefonice;

o viteză mare de transmitere a informaţiei pe canalele de legătură;

o timp minim de întârziere a informaţiei în sistemul de transmisiuni;

o autenticitate ridicată a informaţiei transmise pe canale;

o inexistenţa pierderilor de comunicări intrate în sistem;

o fiabilitate ridicată a echipamentelor tehnice şi structurilor organizatorice care să asigure circulaţia oportună a informaţiei;

o protecţia informaţiei împotriva accesului neautorizat;

o asigurarea controlului formării si distribuirii canalelor de legatură, precum şi a circulaţiei informaţiei prin reţeaua de transmisiuni;

Noua generaţie de arme inteligente încorporează microprocesoare şi diferite traductoare, cu care se pot detecta anumite tipuri şi nivele de energie calorică, mecanică, acustică, magnetică sau electromagnetică. Semnalele generate pe câmpul de luptă de aceste surse de energie sunt analizate de microcalculatorul ce se găseşte încorporat în mijlocul de lupta respectiv, existând posibilitatea de recunoaştere şi selecţie a unei ţinte din varietatea infinită de obiecte dispuse în jurul ei. După ce ţinta a fost localizată, distrugerea este sigură, ca urmare a autodirijarii precise pe partea finală a traiectoriei.

Înlocuirea sau completarea sistemului actual de transmisiuni cu sisteme de comunicaţii optoelectronice este determinată de următoarele avantaje:

- posibilitatea de transmitere a radiaţiei laser;

- diametrul foarte mic al fibrelor optice (sub 100 µm);

- atenuarea relativ mică;

- consumul de materii prime la un cost redus şi în volum mic, fapt ce constituie un avantaj net faţă de cablurile coaxiale;

- posibilitatea instalării în medii periculoase (explozive, corozive) în câmpuri electromagnetice foarte intense;

- permite lucrul în condiţii meteo grele sau medii periculoase;

- posibilitatea de transmitere a radiaţiei laser;

- nu necesită adaptare de impedanţă pe linie;

- pot lucra într-o gamă largă de temperatură fără modificări apreciabile ale proprietăţilor de transmisie;

- bandă de transmisie foarte mare (rezultă deci şi o viteză de transmisie foarte mare);

- lungimea spectrală foarte îngustă;

- imunitate mare la zgomote şi la câmpuri electromagnetice perturbatoare;

- diafonie redusă, atenuare mică (de regulă);

- izolare electrică ideală;

- posibilitatea redusă a interceptării nedorite, mare imunitate la zgomote şi câmpuri electromagnetice exterioare;

Lucrarea se adresează potenţialilor utilizatori şi celor care exploatează/ folosesc sistemele de comunicaţii optice şi care trebuie să posede un minim de cunoştinţe pentru a putea realiza managementul sistemului. Consider că acest minim de cunoştinţe oferit de lucrare este suficient celor care realizează managementul unui astfel de sistem pentru a putea flexibiliza sistemul, pentru a-l putea exploata la parametrii optimi, pentru a putea remedia în timp util defecţiunile minore şi pentru a putea depista cauzele unor eventuale defecţiuni mai mari ce pot apărea în acest sistem.

De asemenea se adresează şi viitorilor ofiţeri de transmisiuni care vor fi puşi în situaţia de a exploata Sistemul de Transmisiuni al Armatei României (STAR), sistem integrat ce foloseşte ca medii de transmisie şi fibrele optice.

Lucrarea este structurată pe şase capitole, pe parcursul cărora se analizează sistemele de comunicaţii optice utilizate în reţelele de comunicaţii, precum şi pentru interconectarea calculatoarelor:

Capitolul I cuprinde evoluţia şi dezvoltarea sistemelor de comunicaţii optice, rolul acestora în domeniul militar, precum şi elemente de analiză a sistemului optic.

Capitolul II analizează problema emisiei optice, tipurile de surse optice (LED, DIODĂ LASER), tipuri de emiţători optici, metodele de modulaţie şi tipurile de coduri de linie utilizate într-un sistem de comunicaţii pe fibră optică.

Capitolul III conţine caracterizarea detaliată a mediului de transmisie optic, transmisia ghidată, respectiv neghidată, o descriere a fibrelor optice,precum şi modalităţiile de amplificare/regenerare a semnalului optic.

Capitolul IV analizează receptorul optic respectiv fotodetectorul (în principal fotodioda PIN, fotodioda cu avalanşă), preamplificatorul (integrator, de transimpedanţă), şi metodele de demodulare optică.

Capitolul V prezintă o modalitate de proiectare a unui sistem optic pe fibră optică, aparate de testare şi verificare a legături optice(OTDR), precum şi câteva măsuri de siguranţă în lucrul cu fibrele optice.

Capitolul VI este destinat prezentării, în mod selectiv, a unor aplicaţii ale sistemelor optice de transmisii de date care relevă importanţa folosirii dispozitivelor optoelectronice folosind programul MATLAB (utilitarul SIMULINK) şi a programului PSpice(ORCAD). Pe de altă parte, am prezentat schema electrică şi modul de funcţionare a montajului pe care l-am realizat practic.

Bibliografie

Literatură românească de specialitate:

1. Constantin, I., Maghescu, I., „Transmisiuni analogice şi digitale”, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995;

2. Doicaru, V., Pârvulescu, M., „Transmisii prin fibre optice”, Editura Militară, Bucureşti, 1994;

3. Gancz, A., Tiponuţ, V., Gancz, M., „Dicţionar de electronică şi domenii conexe”, Editura Albastră, Cluj-Napoca, 1995;

4. Manea, A., „Sisteme optice de comunicaţii”, Ed. Electus, 2000

5. Mihalcea, A., Şerbănescu, A., Tabarcea, P., „Sisteme moderne de comunicaţii”, Editura Militară, Bucureşti, 1992;

6. Prahoveanu, I., „Transmisiuni optoelectronice”, Editura Militară, Bucureşti, 1988;

7. Popa, M., „Comunicaţii opto-electronice”, Note de curs, Sibiu, 2002;

8. Tanenbaum, A. S., „Reţele de calculatoare”, Computer presss, 1998;

9. Compania naţională de căi ferate ”CFR S.A.”, „Introducere în transmisiunile digitale-Fibra optică”, Note de curs, Bucureşti 2002

Literatură străină de specialitate:

10. G.P. Agrawal, „Fiber optic Communications Systems”, John Wiley and Sons, New York 1997

11. Hecht, Jeff, „Introduction To Fiber Optics”,

12. Kahn, J. M., Barry, J. R., “Wireless Infrared Communications”, IEEE, 1997

13. Powers, J., „An Introduction to Fiber Opric System - Second Editon”, Monterey, California, 1997;

14. Senior, J. M., „Optical Fiber Communications – Principles and Practice” Prentice-Hall International, London, 1985;

15. Street, A. M., „Indoor Optical Wireless Systems – A Review,” Optical. and Quantum Electronics, IEEE, Piscataway,Arizona, 1997.

Internet:

16. http://www.corning.com/opticalfiber/discovery_center/tutorials/fiber_101/diameter.asp

17. http://users.pandora.be/educypedia/electronics/cablingfibers.htm

18. http://www.bell collage/ fiber optics courses/ system design.html

19. http://www.fiber-optics.info

20. http://www.intl-light/handbook/

Preview document

Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 1
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 2
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 3
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 4
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 5
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 6
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 7
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 8
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 9
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 10
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 11
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 12
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 13
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 14
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 15
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 16
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 17
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 18
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 19
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 20
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 21
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 22
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 23
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 24
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 25
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 26
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 27
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 28
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 29
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 30
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 31
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 32
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 33
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 34
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 35
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 36
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 37
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 38
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 39
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 40
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 41
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 42
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 43
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 44
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 45
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 46
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 47
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 48
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 49
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 50
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 51
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 52
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 53
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 54
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 55
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 56
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 57
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 58
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 59
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 60
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 61
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 62
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 63
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 64
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 65
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 66
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 67
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 68
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 69
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 70
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 71
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 72
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 73
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 74
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 75
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 76
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 77
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 78
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 79
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 80
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 81
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 82
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 83
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 84
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 85
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 86
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 87
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 88
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 89
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 90
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 91
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 92
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 93
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 94
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 95
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 96
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 97
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 98
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 99
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 100
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 101
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 102
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 103
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 104
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 105
Sisteme de Comunicații Optice - Pagina 106

Conținut arhivă zip

  • Sisteme de Comunicatii Optice.doc

Alții au mai descărcat și

Proiectarea Centralelor Eoliene

1.1. Scurtă istorie a utilizării energiei eoliene Posibilitatea folosirii forţei vântului a fascinat omenirea încă din cele mai vechi timpuri....

Contorizarea și Contoarele Inteligente

Măsurare utilităţilor trece printr-o revoluţie încât vechile contoare mecanice şi electromecanice se înlocuiesc cu contoare electronice. Aceste...

Strategia de comandă a unui vehicul hibrid electric bazată pe calculul pierderilor de energie

1. Introducere 1.1 Nevoia de vehicule hibrid electrice Primul combustibil folosit la transport în Statele Unite a fost petrolul, un combustibil...

Transformatori de Masura, de Curent și Tensiune

Argument Transformatoarele electrice de masura sunt transformatoarele speciale care alimenteaza aparate de masurat, relee si aparataj de comanda...

Echipamente electrice, clasificarea aparatelor electrice de joasă tensiune

Aparatele electrice sunt sisteme tehnice utilizate in producerea, transportul si dislributia energiei electrice. Aparatele electrice pot fi...

Reglarea Automată a Nivelului

Elemente Arcuitoare Generalitati: Folosirea elementelor arcuitoare în constructia produselor electrotehnice este legata de principiul de...

Exemple de Simulare în Orcad

PSPICE poate fi utilizat împreună cu Capture. Capture permite editarea grafică a schemei electrice utilizate, adică:  Plasarea şi conectarea...

Te-ar putea interesa și

Fibra optică

1.FIBRA OPTICĂ În ultimul sfert de secol, utilizarea fibrelor optice drept mediu de transmisiune, în cadrul unor servicii de comunicaţii, s-a...

Proiectarea sistemelor de transmisiuni a informației prin FO

Introducere Primele studii în domeniul dispozitivelor pentru comunicaţii optice au fost axate pe proiectarea şi elaborarea tehnicilor de...

Arhitectura calculatoarelor

I. Arhitectura calculatoarelor 1. Scurt istoric Momentul iniţial al istoriei calculatoarelor este, de obicei legat de numele matematicianului...

Raport la practică Tehnologica SA - Moldtelecom oraș Anenii Noi

INTRODUCERE Încă din cele mai vechi timpuri omenirea a căutat soluţii de transmitere a informaţii la distanţă. Ruguri aprinse în locuri înalte,...

Multiplexoare-Demultiplexoare Optice

1. Introducere Multiplixarea optica cu despartirea pe lungimea de unda WDM a fost descoperita intre anii 1970-1980,astfel că in present WDM joaca...

Fibre Optice

Fibrele optice sunt cilindri lungi şi flexibili cu diametru de 10-100μm, prin care razele luminoase se propagă prin reflexii interne totale...

Comunicații Optice

Capitolul 1 1.1.Introducere in comunicatii si transmiterea datelor Scurt istoric şi perspective Actuala "eră a tehnologiei" este rezultatul a...

Dispozitive Microelectronice Bazate pe GaAs

I .INTRODUCERE IN MICROELECTRONICA Este un subdomeniu al electronicii. Microelectronica, cum sugereaza numele, studiaza si fabrica componentele...

Ai nevoie de altceva?