Презентация Оптические системы связи онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Оптические системы связи абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 78 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:78 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:1.67 MB
- Просмотров:116
- Скачиваний:4
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: Оптические системы связи
Лекция 22
№2 слайд
Содержание слайда: Распространение оптических сигналов
В пределах прямой видимости – лазерные системы связи
По кабелю –
оптоволоконные сети связи
№3 слайд
Содержание слайда: Оптические сигналы
№4 слайд
Содержание слайда: Основные достоинства
Высокая информационная емкость оптического канала (частота световых колебаний в 103-105 раз выше, чем в освоенном радиотехническом диапазоне)
Острая направленность светового излучения, обусловленная тем, что угловая расходимость луча пропорциональна величине λ и может быть меньше 1'
№5 слайд
Содержание слайда: Основные достоинства
Возможность двойной-временной пространственной модуляции-модуляции светового луча
Идеальная гальваническая развязка входа и выхода, бесконтактность
Возможность непосредственного оперирования образами
№6 слайд
Содержание слайда: Параметры светового сигнала
Скорость распространения световой волны в средне равной v=c/n, где n-показатель преломления
Поскольку n зависит от длины волны (обычно растет с уменьшение λ)
количество характеризуемая величиной dn/dλ
№7 слайд
Содержание слайда: Когерентность светового луча
Когерентность(согласованность во времени разность фаз-постоянна) является важнейшей отличительной особенностью источника, генерирующего это излучение
Реальный луч света представляет собой наложение волн, генерируемых большим числом элементарных осцилляторов
Когерентное излучение обеспечивают лишь лазеры, прочие источники света некогерентны
№8 слайд
Содержание слайда: Модуляция излучения
Только с помощью модуляции возможен высокоскоростной ввод полезной информации в световой луч
Модулироваться могут:амплитуда, частота, направление вектора поляризации
Выделяют внутреннюю и внешнюю модуляцию
Внутренняя( в самом излучателе)- за счет изменения режима возбуждения
Внешняя -с помощью специальных устройств, управляющих теми или иными параметрами колебаний
№9 слайд
Содержание слайда: Источники излучения
Источники некогерентного излучения
Тепловые
Люминесцентные
Газоразрядные
Светодиоды
некогерентным излучением обладают так же естественные объекты
№10 слайд
Содержание слайда: Источники когерентного излучения
Газовые лазеры( гелий-неоновый λ=0,63мкм, аргоновый- λ =0,488 и 0,515мкм, криптоновый- λ =0,568 мкм)
Твердотельные лазеры
(диэлектрик с центрами люминесценции: иттриево-алюминиевый гранат с атомами неодима YAG:Nd, причем λ =1,06 мкм, что почти идеально для ВОЛС)
№11 слайд
Содержание слайда: Энергия лазерного излучения
Высокая пространственная когерентность лазерного излучения позволяет осуществлять значительную концентрацию световой энергии и получать световые пучки с интенсивностью 108-1011 Вт/см2
чему соответствуют напряженности поля 105-108 В/см
№12 слайд
Содержание слайда: Спецификация лазерного света
Лазер является специфическим источником излучения
Свет лазера нельзя принимать как излучающую точку с параллельным распространением лучей
Необходимо учитывать конфигурацию резонатора и расстояние до точки наблюдения
Лазерному излучению присуще неравномерное распределение по сечению луча и по направлениям
№13 слайд
Содержание слайда: Характеристики
некоторых лазеров
№14 слайд
Содержание слайда: Приемники излучения
Тепловые
фотоэликтрические( на внутреннем и внешнем фотоэфекте)
фотохимические
прочие
№15 слайд
Содержание слайда: Тепловые приемники излучения
Основаны на преобразовании оптического излучения сначала в тепловую энергию, а потом в электрическую
Различают болометры, термоэлементы, калориметры, пироэлектрические оптико-акустические приемники и др
№16 слайд
Содержание слайда: Фотоэликтрические приемники
На внутреннем фотоэффект: фоторезисторы, фототранзисторы, ПЗС
НА внешнем: фотоэлементы, фотоумножители, электронной-оптические преобразователи
№17 слайд
Содержание слайда: Распространение оптических сигналов
В атмосфере
По кабелю
№18 слайд
Содержание слайда: Лазерные системы связи
Лазерные системы связи могут быть снабжены газовыми, твердотельными и полупроводниковыми лазерами
открытая линия связи функционирует только в пределах прямой видимости, поэтому в земных условиях дальность действия ее ограничена
В космическом пространстве, где отсутствует поглощение излучения атмосферой, возможна вязь на большие расстояния
№19 слайд
Содержание слайда: Модель
лазерной системы связи
№20 слайд
Содержание слайда: Методы модуляции лазерного излучения
№21 слайд
Содержание слайда: О размерах светового пятна
Ширина главного лепестка диаграммы направленности α=1,22*(λ/d) => 1,22*10-5
если длина связи составляет r=10 км, то в месте приема диаметр светового пятна принимает размер
D=a*r =>12см
№22 слайд
Содержание слайда: Распространение светового луча в атмосфере
Оптический сигнал претерпивает изменения, к которым относятся:
энергетическое ослабление, обусловленное поглощением атмосферными газами и молекулярным рассеянием
флуктуации амплитуды и фазы волны, вызванные случайными неоднородностями показателя преломления воздуха
рефракция, вызванная неоднородностями атмосферы
№23 слайд
Содержание слайда:
№24 слайд
Содержание слайда: Сильное поглощение
при дожде
№25 слайд
Содержание слайда: Коэффициент поглощения
в тумане
№26 слайд
Содержание слайда: Волны оптического диапазона можно применять только в окнах прозрачности атмосферы
№27 слайд
Содержание слайда: Волоконно-оптическая сеть
Это информационная сеть, связующими элементами между узлами которой являются волоконно-оптические линии связи
№28 слайд
Содержание слайда: Развитие оптических коммуникаций
№29 слайд
Содержание слайда: Для сравнения
Уже проложены подводные магистрали через Атлантический и Тихий океаны с регенерационными участками длиной свыше 50 км
Для традиционный коаксиальных кабелей требуется установка регенераторов через каждые 6,3 и даже 1,5 км
№30 слайд
Содержание слайда: Основные достоинства
Широкая полоса пропускания (частота несущей 1014 ГГц)
Малое затухание светового сигнала в волокне (0,2 дБ/км на длине волны 1,55 мкм)
Низкий уровень шумов,высокая помехозащищенность
Высокая защищенность от несанкционированного доступа
№31 слайд
Содержание слайда: Типы оптических волокон
№32 слайд
Содержание слайда: Передаточные характеристики волокон
Затухание, ослабление(дБ/км-обусловлено потерями мощности из-за поглощения и рассеяния энергии
Дисперсия импульсов (нс/км)-вызвана различием скоростей мод, свойствами материала
№33 слайд
Содержание слайда: Рабочие длины волн оптических систем
№34 слайд
Содержание слайда: Формы входного и выходного импульсов
№35 слайд
Содержание слайда: Характеристики оптических кабелей
№36 слайд
Содержание слайда: Потери мощности при передаче
При вводе света в волокно
В оптическом волокне
В точках соединения коннекторов
В муфтах
№37 слайд
Содержание слайда: Потери мощности передаваемого сигнала
№38 слайд
Содержание слайда: Сети FDDI
FDDI-волоконно-оптический распределенный интерфейс данных)-один из наиболее распространенных высокоскоростных стандартов передачи данных по волоконно-оптическому кабелю
Технология FDDI во многом основывается технологии Token Ring
№39 слайд
Содержание слайда: Основные характеристики
Скорость передачи-100 Мбит/с
Тип доступа к середе-маркерный
Максимальный размер кадров данных 4500 байт
Максимальное расстояние между станциями-2км( много многомодовое волокно), 100 м (витая пара)
№40 слайд
Содержание слайда: Основные отличия от Token Ring
В FDDI станция отпускает маркер непосредственно за окончанием передачи кадра, тода как в Token Ring станция удерживает маркер до тех пор, пока не получит все отправленные пакеты
FDDI не использует приоритет и поля резервирования, которые Token Ring использует для выделения системных ресурсов
№41 слайд
Содержание слайда: ВОЛС
По сравнению с существующими системами связи на медных кабелях волоконно-оптические лини связи (ВОЛС) обладают рядом преимуществ
Широкая полоса пропускания позволяет организовывать по одному такту необходимое число каналов с дальнейшим их наращивание
№42 слайд
Содержание слайда: Возможности ВОЛС
Абоненту предоставляются любые виды услуг связи(телевидение, телефакс, широкополосное радиовешание, справочное обслуживание. Местную связь и др)
Обеспечивается высокая помехозащищенность от электромагнитных помех
№43 слайд
Содержание слайда: Терминология
SONET – Synchronous Optical NET – синхронная оптическая сеть (американский стандарт)
SDH – Synchronous Digital Hierarchy – синхронная цифровая иерархия (европейский стандарт)
PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy – плезиохронная цифровая иерархия [плезио - близкий]
№44 слайд
Содержание слайда: Скорости технологий SDH/SONET
№45 слайд
Содержание слайда: Передающая часть
На передающей станции первичные сигналы в электрической форме поступают на аппаратуру систему передачи, с выхода которой групповой сигнал передается в оборудование сопряжения (ОС)
В ОС электрический сигнал преобразуется в форму, целесообразную для передачи по волоконно-оптическому линейному тракту
№46 слайд
Содержание слайда: Коррекция и регенерация
При распространении оптического сигнала по оптическому волокну происходи его ослабление и искажение
Для увеличения дальности связи через определенно расстояние, называемое участком ретрансляции, устанавливаются обслуживаемые ил необслуживаемые станции, где производиться коррекция искажений и компенсация затухания
№47 слайд
Содержание слайда: Двойное преобразование
На промежуточных станциях производится обработка(регенерация) электрического сигнала
Поэтому промежуточные станции ВОЛС строятся с преобразование оптического сигнала в электрический и обратным преобразование на выходе
№48 слайд
Содержание слайда: Метод модуляции
Для модуляции оптической несущей информационным сигналом применяется модуляция по интенсивность (МИ) оптического излучения
Выбор метода МИ для оптических систем передачи обусловлен простотой реализации как на передаче, так и на приеме сигнала
№49 слайд
Содержание слайда: Поле
Мгновенное значение электрического поля монохроматического оптического излучения
E(t)=Emcos(ω0t+φ0),
где Em – амплитуда поля, ω0 и φ0 - соответственно частота и фаза оптической несущей
№50 слайд
Содержание слайда: Усредняя интенсивность
Мгновенное значение интенсивности
Pt=E2(t)=Em2cos2(ω0t+φ0),
а усреднение по периоду
T0=2π/ω0
дает величину
P=0,5Em2,
которая называется средней интенсивностью или мощностью
№51 слайд
Содержание слайда: Модуляция интенсивности
При МИ именно величина P изменяется в соответствии с модулирующим сигналом s(t), т.е. P(t)~s(t)
№52 слайд
Содержание слайда: Цифровые сигналы
Оптические сигналы являются, как правило, цифровыми
Это обусловлено тем, что передача аналоговых сигналов требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах
№53 слайд
Содержание слайда: Используются однополярные сигналы
Особенность оптических цифровых систем состоит в том, что передача ведется только однополярными импульсами электрического сигнала, модулирующего оптическую несущую
Объясняется это тем, что модулируется не амплитуда, а мощность оптического излучения
№54 слайд
Содержание слайда: Особенности
В двухуровневый сигнал вноситься избыточность для устранения длинных последовательностей нулей. Затрудняющих тактовую синхронизацию
В ВОЛС используется цифровая система с временным разделение каналов и ИКМ модуляцией интенсивности излучения источника
№55 слайд
Содержание слайда: Временное мультиплексирование
Коммутатор мультиплексора может последовательно отирать из каналов любую логически осмысленную для данной технологии последовательность бит, составляя из низ выходную последовательность
Этот процесс называется «интерливингом» или чередованием
№56 слайд
Содержание слайда: Виды чередования
Чередование бит- «бит-интерливинг»-коммутируется по одному биту на канал
чередование байт- «байт-интерливинг»-по байту на канал
Чередование символов
чередование блоков
№57 слайд
Содержание слайда: Передача и прием
На передаче используется полупроводниковый лазе, который обеспечивает непосредственное преобразование электрического сигнала в оптический
Прием осуществляется фотодетектором, представляющим собой прибор, выходной ток которого пропорционален входной мощности падающего излучения
№58 слайд
Содержание слайда: Мультиплексирование по длинам волн
В современных оптических системах связи используется метод мультиплексирования с разделением по длине волны (МВР, волновое мультиплексирование ) WDM – wave division multiplexing
№59 слайд
Содержание слайда: Метод волнового мультиплексирования
Суть метода волнового мультиплексирования заключается в объединении нескольких оптических несущих λi и передаче полученного сигнала Σ λi по одному волокну с последующим выделением несущих, например, путем их фильтрации, на приемной стороне
№60 слайд
Содержание слайда: Аналогии
ВОЛС метод волнового мультиплексирования играет ту же роль, то и мультиплексирование с частотным разделением для аналоговых систем передачи данных
По этой причине системы с мультиплексированием часто называют оптического мультиплексирования с частотным разделением (ОМЧР)
№61 слайд
Содержание слайда: Различия
Однако по сути своей эти схемы (ЧРК и ОМЧР) существенно отличаются друг от друга
Их отличие состоит не только в использовании оптического сигнала вместо электрического
При ЧРК используют механизм АМ (с подавлением одной боковой полосы),.модулирующий сигнал которой одинаков п структуре
№62 слайд
Содержание слайда: Преимущество МВР
При МВР несущие генерируются отдельными источниками(лазерами), сигналы которых просто объединяются мультиплексором в единый многочастотный сигнал
Каждая составляющая (несущая) такого сигнала принципиально может передавать поток цифровых сигналов, сформированных по законам различных сетевых технологий (ATM, SDH, RDH...)
№63 слайд
Содержание слайда: Модель взаимодействия транспортных технологий
№64 слайд
Содержание слайда: Взаимодействие
Модель имеет четыре уровня
промежуточный уровень WDV как и SDH/SONET-обеспечивает физический интерфейс, позволяющий выводить сигналы в оптическую среду передачи не только технологиям SDH/SONET, но и АТМ и IP
№65 слайд
Содержание слайда: Изменения правил игры
№66 слайд
Содержание слайда: На практике
Волновое мультиплексирование практически используется уже более 10 лет
первоначально оно было направлено на объединение двух основных несущих 1310 и 1550 нм в одном оптоволокне
№67 слайд
Содержание слайда: Широкополосные и узкополосные МВР системы
Широкополостными называют МВР системы с разносов по длине волны 240 нм
Узкополосными МВР системами считают такие, в которых разнос на порядок ниже 24 нм
Малый разнос длин волн позволяет реализовывать 4 канал в 3-м окне (1550нм)
№68 слайд
Содержание слайда: Компонент ВОЛС
Лазерные модули-предающие оптические модули
Оптические усилители
Оптические разветвители
Оптические модуляторы
Оптические волновые конверторы
Оптические коммутаторы
Оптические аттенюаторы
Оптические приемники
№69 слайд
Содержание слайда: Параметры передающих оптических модулей
№70 слайд
Содержание слайда: Оптические разветвители
Симметричные (Х-образные), например , простейший из них типа 2х2
несимметричные (Y-образные), например, простейший из них типа 1х2
№71 слайд
Содержание слайда:
№72 слайд
Содержание слайда: Типы разветвителей
Направленные и ненаправленные
Спектрально-селективные и неселективные (нечувствительные к длине волн)
№73 слайд
Содержание слайда: Коммутаторы
№74 слайд
Содержание слайда: Иерархия скоростей коммутации
Низкие-время переключения порядка 10-3 с
Средние- время переключения порядка 10-6 с
Высокие- время переключения порядка 10-9 с
Очень высокие- время переключения порядка 10-12 с
№75 слайд
Содержание слайда: Для сравнения
Оптический коммутатор 16х16 считается большим, хотя не идет ни в какое сравнение с электронными коммутаторами емкостью 2048х2048 каналов
№76 слайд
Содержание слайда: Характеристики оптических коммутаторов
Коэффициент ослабления коммутируемого сигнала(на выходе в режиме «выключено» по сравнению в режимом «включено»)
Вносимые потери-ослабление сигнала
Переходное затухание коммутатора- отношение мощности на рабочем выходе к мощности на всех остальных
Поляризационные потери коммутатора- ослабление, вызванное поляризацией
№77 слайд
Содержание слайда: Разновидности оптических коммутаторов
Механические
Электрооптические
Термо-оптические
Интегральные активно-волноводные
на фотонных кристаллах
На световодных жидкокристаллических матрицах
На ИС с набором матриц оптоэлектронных вентилей
№78 слайд
Содержание слайда: Коммутационные сети –
сеть Омега
Скачать все slide презентации Оптические системы связи одним архивом:
