486_Zaslavskij_K.E._Volokonno-opticheskie_sistemy_peredachi_

4. Заславский К.Е. Волоконная оптика в системах связи и коммутации. п.1.2.1.- Новосибирск, 2003.

4. Лабораторный макет

Принципиальная схема макета приведена на рисунке 1.

5. Используемые приборы

Генератор ГЗ-112/1, осциллограф С1-112А (может использоваться в режиме вольтметра), вольтметр В7-38, вольтметр В7-16А.

6.Задание

6.1Исследовать модулятор, собранный в схеме макета (рисунок 1), при гармоническом и импульсном модулирующих сигналах.

6.2Измерить частотную характеристику системы модулятор – детектор.

7.Методические указания к работе

7.1 Модулирующий сигнал-гармонический.

7.1.1 Исследовать модулятор в режиме спонтанного излучения. Пользуясь результатами лабораторной работы № 1, установить ток накачки, соответствующий спонтанному излучению. Модулирующий сигнал подать от генератора и установить регулятором генератора частоту 5 кГц, а на нагрузке Rген – напряжение в размахе (от пика до пика) U=5В.

Подать на ФД смещение Uпит 1= -5В (рисунок 1).

Для измерения использовать осциллограф, включая его в гнезда 12,13 (на входе модулятора) и 4 и 7 (нагрузка фотодиода Rнд) – на его выходе. Зарисовать формы напряжений на входе и выходе ОМ. Рассчитать передаточную функ-

цию H(f)

H(f)= Uген/Uфд.

7.1.2Исследовать модулятор в режиме стимулированного излучения. Установить смещение на ФД как в п.7.1. Установить ток накачки, соответствующий стимулированному излучению. Повторить измерения как в п.7.1. Рассчитать передаточную функцию H(f).

7.1.3В режиме стимулированного излучения измерить частотную характеристику системы «модулятор – ФПУ» на частотах (0,1-25) кГц. При этом на входе модулятора поддерживать одно и то же напряжение Uген=5В. Результаты измерений оформить в виде таблицы, построить соответствующий график, по графику определить полосу пропускания системы «модулятор – ФПУ».

Табл. 1

11

7.2 Модулирующий сигнал-импульсный.

7.2.1Переключить генератор в импульсный режим.Установить амплитуду импульса на выходе генератора (4-5)В. Зарисовать форму напряжения на входе и выходе ОМ на частотах (0.1,5,10)кГц в режимах спонтанного и стимулированного излучения.

7.2.2Определить время установления (быстродействия) τ на упомянутых частотах. Для этого измерить нарастающий фронт импульса на уровне 0,1 и 0,9 от максимальной амплитуды установившегося значения напряжения (рисунок 3).

Рис. 3

7.3 Установить в гармоническом режиме на нагрузке Rreн напряжение 5В (ток накачки = 28÷30 мА, f = 5 кГц). Измерить мощность сигнала на выходе модулятора. Для этого подключить осциллограф на нагрузку диода RНД. Рассчитать мощность по формуле:

Р = kUнд,

где Uнд – напряжение на нагрузке ФД в вольтах, к =6 – коэффициент пересчета.

7.4 Перевести генератор в импульсный режим. Измерить амплитуды импульса Umи на нагрузках RГЕН и RНД. Определить передаточную функцию системы модулятор – ФПУ. Рассчитать мощность импульса в нагрузке диода Rнд.

8. Оформление отчета

Отчет должен содержать:

•схему установки с указанием включенных приборов;

•таблицы результатов измерений;

•графики, полученные в результате измерений;

•выводы по результатам измерений;

•данные применённых приборов.

Контрольные вопросы

1.Как определить пороговый ток самовозбуждения лазера?

2.В чем суть прямой модуляции интенсивности излучения?

12

3.Как выбираются рабочие точки в подпороговом и надпороговом режимах?

4.Как выбираются рабочие точки при модуляции аналоговым и цифровым сигналом?

5.Как рассчитать спектр модулированного сигнала?

6.Как определить мощность излучения модулированного сигнала?

7.Чем объясняется неравномерность частотной характеристики системы модулятор – детектор?

8.Чем объясняются искажения формы сигнала в нагрузке фотодиода?

9.Как влияет полоса пропускания системы модулятор – детектор на искажение формы сигналов в нагрузке?

10.Какие приборы используются в работе?

Лабораторная работа№4

Изучение стойки оборудования линейного тракта оптической (ОЛСТ-0-2) аппаратуры «СОНАТА-2»

1. Цель работы

Целью работы является изучение некоторых структурных и принципиальных схем ОЛСТ-0-2 и измерение ее характеристик.

2.Литература

1.Заславский К.Е. Волоконно-оптические системы передачи. Ч. III, НЭИС, 1994. Стр. 3-16.

2.Дж. Гауэр. Оптические системы передачи. -М.: Радио и связь, 1989. Гл.

14,15.

3.Подготовка к работе

Изучить материал согласно п.2.

4. Описание лабораторной установки

Лабораторной установкой является стойка оборудования линейного тракта оптическая ОЛСТ-0-2 аппаратуры «Соната-2». Краткое техническое описание аппаратуры приведено в приложении А. Упрощенная структурная схема установки, составленная на основе структурных схем передачи и приема, приведена на рисунке 1. Для измерений используются приборы: генератор оптических и электрических импульсов ОГ5-87, осциллограф С1-75, оптоэлектронный преобразователь К 832 (ОЭП 832) и измеритель коэффициента ошибок 832 (ИКО

832).

Для получения цифрового сигнала в коде HDB-3 используются преобразователь кода приема (ПКПр) и оптическое приемное устройство (ОПрУ). Как видно из рис. 1, на вход ОПрУ первой системы передачи (CTI-I) подается цифровой оптический сигнал (ОС) от ОГ5-87 в коде CMI со скоростью 8,448 Мбит/с. С выхода ОПрУ цифровой сигнал в коде CMI подается на вход ПКПр.

13

С выхода ПКПр электрический сигнал в коде HDB-3 поступает на входы трактов передачи СП-1 и СП-2 (на СП-1 через ГН-1, которое соединяется электрическим кабелем с ГН-4), и далее на преобразователи кода передачи (ПКПер) СП-1 и СП-2. ГН-1 и ГН-2 соединены параллельно. Электрический сигнал в блоках ПКПер СП-1 и СП-2 преобразуется в сигнал в коде CMI, после чего этот электрический сигнал в блоках оптического передающего устройства (ОПерУ) СП-1 и СП-2 преобразуется в оптический сигнал в коде CMI.

Свыхода блока ОПерУ СП-1 ОС через ОР-2 подается на оптоэлектронный преобразователь К 832, который подключен к измерителю коэффициента ошибок 832. Для создания необходимого затухания в оптическом линейном тракте используется аттенюатор AT, подключаемый в тракт между ОР-2 и оптическим разъемом оптоэлектронного преобразователя.

Свыхода блока ОПерУ СП-2 ОС распространяется по многомодовому ОВ, подключенного к ОПерУ через оптическое разъемное соединение ОР-3, после чего ОС через ОР-4 подается на ОПрУ.

Вблоке ОПрУ происходит преобразование оптического сигнала в линейном коде CMI в электрический сигнал в этом же коде. Упомянутый код преобразуется в блоке ПКПр в код HDB-3. Кодированный этим кодом сигнал измеряется в гнезде 5.

5.Задание

1.Измерить временные характеристики узлов и трактов передачи и приема ОЛСТ-0-2.

2.Рассчитать скорость передачи по измеренным временным характеристи-

кам.

3.Измерить коэффициент ошибок в линейном тракте ОЛСТ-0-2.

4.Измерить диаграмму уровней линейного сигнала в точках ОР-2 и ОР-4.

6.Методические указания к выполнению работы

Ознакомиться с конструкцией стойки, найти все блоки и разъёмы, указанные на схеме лабораторной установки (рисунок 1). Ознакомиться с применяемыми в этой работе измерительными приборами.

6.1 Подать от генератора ОГ5-87 цифровой электрический сигнал в коде СМI на вход А осциллографа. С выходного разъёма ППЛ этого генератора подать оптический сигнал в коде CMI на вход ОПрУ СП-1 (ОР-1). Синхросигнал подавать от ОГ5-87 на осциллограф. Соединить ГН-1 и ГН-4 соединительным шнуром. Сигнал в коде HDB-3 подавать с выхода ПКПр СП-1 (Г'П-2) на вход Б осциллографа. На лицевой панели генератора установить 16-разрядную кодовую комбинацию согласно варианту:

14

После установки нажать кнопку «Пуск». Скопировать с экрана полученные осциллограммы. На осциллограммах указать тип полученного кода. Указать на. осциллограмме кода HDB-3 вставки типа 000V, где V повторяет полярность предыдущего символа, и типа B00V, где В-символ, формируемый по правилу чередования полярностей, и V- символ, повторяющий полярность символа В.

6.2Подать на вход Б осциллографа сигнал в коде HDB-3 с выхода ПКПр СП-2 (ГН-5).

1. Скопировать с экрана полученную осциллограмму. Измерить по осциллограмме частоту следования импульсов и их амплитуду. Рассчитать по полученной осциллограмме скорость передачи.

2. Измерить диаграмму уровней оптического сигнала:

-на выходе генератора ОГ5-87,

-в разъёмах ОР-2 и ОР-3 (рисунок 1).

6.3Измерить коэффициент ошибки. Для этого включить прибор – измеритель коэффициента ошибок ИКО 832. Выставить на передней панели ИКО следующие данные: время счёта, тактовую частоту, тип последовательности импульсов (псевдослучайную или регулярную), код, режим работы (обычно «измерение»). Через 5 минут после включения измерителя коэффициента ошибок, он будет готов к работе. Подать на вход ИКО 832 (либо «ПСП», либо «такт») сигнал с выхода оптоэлектронного преобразователя ОЭП, а вход ОЭП соединить с разъёмом ОР-2 через аттенюатор. Подключить ИКО в гнездо ГН-5, установить код «НDB-3» и вновь измерить коэффициент ошибки (Кош). Краткое техническое описание и порядок работы с ИКО 832 приведено в приложении Б.

Как уже говорилось, для измерения Кош следует установить на измерителе коэффициента ошибок ИКО 832, соответствующие параметры измерений, например, время s-100 с, тактовая частота MHz-8, разрядность кодовой комбинации – 16, код – CMI, режим работы – «измерение» и нажать кнопку «ПУСК», при этом на индикаторе начнется отсчет времени измерения. При выборе параметров измерений следует вначале нажимать кнопку индикатора соответствующего параметра по вертикали, а затем кнопку индикатора соответствующего параметра по горизонтали. После того как отсчет времени закончится, на индикаторе «коэффициент ошибки», высветится измеренный коэффициент ошибки.

15

6.4 Выключить генератор ОГ5-87. Наблюдать осциллограмму СИАС на выходе ПКПр СП-2 (ГН-5), переключив при этом осциллограф в режим внутренней синхронизации.

7. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

-схему лабораторной установки;

-осциллограммы сигналов, измеренные на выходе генератора ОГ5-87, в гнёздах ГН-2 и ГН-5;

-рассчитанные по осциллограммам частоты следования импульсов, их амплитуды, битовые интервалы и скорости передачи;

-результат измерения коэффициента ошибки Кош прибором ИКО-832;

-выводы по работе и анализ полученных результатов.

Студенты, выполнившие работу, должны знать конструкцию стойки, уметь показать расположение основных плат, самостоятельно провести контрольные измерения, расположения всех контрольных гнезд, оптических и электрических входов и выходов, назначение переключателей и перемычек.

8.Контрольные вопросы

1.Пользуясь структурной схемой, укажите, какие платы содержит ОЛСТ-0-2.

2.Какие функции выполняет каждая плата?

3.Как, пользуясь осциллограммами, определить скорости передачи цифровых сигналов?

4.Какой код используется в аппаратуре «Соната-2» в качестве стыкового? Назовите его параметры?

5.Какой код используется в аппаратуре «Соната-2» в качестве линейного? Назовите его параметры?

6.Какую операцию выполняет кодер в тракте передачи ОЛСТ-0-2?

7.Какие коды следует выставлять на ИКО при измерениях в гнёздах ОР-2 и

ОР-5?

8.В каких случаях по линейному тракту передается СИАС? Чем он отличается от информационного сигнала?

16

Приложение А

Краткое техническое описание аппаратуры «Соната-2»

1. Назначение

Комплекс оборудования оконечных и промежуточных станций для воло- конно-оптических городских линий (аппаратура «Соната-2») предназначен для работы на городских линиях связи в оптическом диапазоне 0,85 мкм.

Комплекс обеспечивает:

-передачу и прием сигналов цифрового потока, соответствующих требованиям ЕАСС для типовых цифровых каналов передачи и групповых трактов для скорости 8448 кбит/с;

-организацию 120 телефонных каналов, используемых в качестве соединительных линий в местном и междугороднем телефонном шпуре между ЛТС;

-организацию автоматизированного обслуживания промежуточными станциями по J1ТС, предназначенных для передачи основной информации;

-стык с оборудованием формирования первичных и вторичных цифровых потоков.

Комплекс обеспечивает независимость работы всех систем передачи, работающих по одному кабелю, т. е. включение, выключение или повреждение одной из них не вызывает перерыва в работе или ухудшения качества других.

Комплекс предназначен для эксплуатации в ЛАЦ АТС в условиях: температура окружающего воздуха от 5 до 40°С; относительной влажности воздуха до 95% при температуре до 30°С. Комплекс предназначен для непрерывной круглосуточной работы.

2. Технические данные

Коэффициент ошибок не более 10^-8 при числе регенерационных участков не более десяти, при этом затухание каждого из них от 20 до 50 дБ.

Комплекс организует от 120 до 960 телефонных каналов.

Комплекс организует сигнализацию, телеконтроль и служебную связь по ЛТС, предназначенных для передачи основной информации между оконечными и промежуточными станциями.

Стык с оборудованием первичных и вторичных цифровых потоков соответствует рекомендациям G703 МКТТ.

Питание комплекса осуществляется от источника постоянного тока напряжением (60±6) В по ГОСТ 5237-83. Положительный полюс источника заземлен.

Влабораторной работе непосредственно задействованы 2 блока, в каждой СП: блоки РЛ и ПК.

Вблок РЛ входят рассмотренные в лабораторной работе ОпрУ и ОперУ. Блок РЛ предназначен: для преобразования входного оптического сигнала в коде СМ1 на длине волны 0,85 мкм в электрический сигнал и его регенерации (восстановление формы, амплитуды и временного положения); для преобразования информационного сигнала, поступающего с блока ПК в оптический сигнал и ввода его в ОВ.

17

Блок РЛ конструктивно выполнен в виде двухплатного блока с экранированными печатными платами. Он включает в себя оптический передатчик (в состав которого входит СИД), модулятор, оптический приемник (в состав которого входит ЛФД), демодулятор, регенератор.

В блок ПК входят рассмотренные ранее в лабораторной работе два независимых устройства: ПКПр и ПКПер. Блок ПК предназначен: для преобразования сигнала от смежного оборудования вторичного временного группобразования (ВВГ) в стыковом коде IIDB-3 в линейный сигнал в коде СМ1, а также для обратного преобразования принятого и регенерированного сигнала блоком РЛ в коде CMI в сигнал в стыковочном коде HDB-3, который подается к оборудованию ВВГ. Также блок ПК предназначен для формирования сигнала СПАС.

Сигнал СИАС представляет собой последовательность единиц. Сигнал СПАС поступает на выход блока ПК в коде HDB-3.

Блок ПК конструктивно выполнен в виде одноплатного блока.

Приложение Б

Краткое техническое описание и порядок работы с измерителем коэффициента ошибок 832

1. Назначение

Измеритель коэффициента ошибок 832, в дальнейшем именуемый ИКО 832, предназначен для измерения коэффициента ошибок цифровых (кабельных и световодных) системах передачи информации. Прибор может применяться для обнаружения неисправностей в цифровых системах передачи информации при пуско-наладочных работах, эксплуатации, ремонте, настройке и испытаниях аппаратуры для цифровых систем передачи информации, в том числе и на предприятиях-изготовителях.

2. Характеристики прибора

Прибор измеряет коэффициент ошибок при приеме оптических и электрических импульсов в режиме «по направлению» (с восстановлением тактовой частоты из принимаемой последовательности) для тактовых частот 2, 048±0,0001024; 8,448±0,000253 и (34,368±0,000687)МГц и электрических им-

пульсов в режиме «по шлейфу» при подаче тактовых импульсов от внешних устройств в диапазоне тактовых частот 1-35 МГц.

Прибор измеряет коэффициент ошибок при приеме оптических импульсов со средней мощностью 0,1-1 мВт.

Сопротивление входов ПСП и ТАКТ прибора равно (50±5) Ом.

Прибор измеряет коэффициент ошибок при приеме электрических импульсов с амплитудой 1-3 В непосредственно на входах ПСП и ТАКТ прибора.

Прибор измеряет коэффициент ошибок при приеме ПСП и кодовых комбинаций в кодах бинарном, бифазном (в режиме «по шлейфу»), CMI для оптических и электрических импульсов и в кодах AMI и HDB-3 для электрических импульсов.

18

Прибор обеспечивает измерение коэффициента ошибок в пределах от 9.9 • 10-12 до 9,9*10-3. Результат измерения отображается на цифровом табло. Предел допустимого значения погрешности измерения коэффициента детерминированных ошибок не более 1% для времени измерения 100 с и более.

3. Порядок работы с прибором

Включить ИКО 832. Через пять минут после включения ИКО 832 будет готов к работе. Для измерения Кош следует установить на измерителе коэффициента ошибок 832 соответствующие параметры измерений (время s – 100 с, тактовая частота MHz – 8, разрядность кодовой комбинации – 16, код – CMI, режим работы – измерения) для чего следует:

нажать кнопку 1 вертикального ряда, а затем 3 горизонтального ряда, при этом должен загореться индикатор 100;

нажать кнопку 2 вертикального ряда, а затем 2 горизонтального ряда, при этом должен загореться индикатор 8;

нажать кнопку 3 вертикального ряда, а затем 5 горизонтального ряда, при этом должен загореться индикатор 16;

нажать кнопку 4 вертикального ряда, а затем 1 горизонтального ряда, при этом должен загореться индикатор СМ1;

нажать кнопку 5 вертикального ряда, а затем 1 горизонтального ряда, при этом должен загореться индикатор ИЗМЕР;

нажать кнопку ПУСК, при этом на индикаторе время начнется отсчет времени измерения.

В приборе реализован ряд операций самодиагностики. Выявляемые прибором ошибки выражаются в отображении на цифровом индикаторе ОШИБКА соответствующей цифры при отсутствии информации на остальных цифровых индикаторах.

Ситуация, когда установлены не все параметры, необходимые для работы прибора, индицируется цифрой «0». При отсутствии импульсов ПСП (или кодовой комбинации) на входе прибора, подачи ПСП (или кодовой комбинации) с количеством разрядов в периоде или тактовой частотой, отличными от установленных в приборе индицируются цифрой «3» или «4».

19