Метрология в оптических телекоммуникационных системах

Учебное пособие для вузов

Портнов Э.Л., Сенявский А.Л., Хромой Б.П.

Тиражирование книги начато в 2019 г.

272 стр.

Учебное издание

Формат 60х90/16 (145x215 мм)

Исполнение: в мягкой обложке

ISBN 978-5-9912-0796-6

ББК 32.88-5-07

УДК [621.391.63:681.7.068]:681.2.082(075.8)

Гриф
Рекомендовано Ученым советом ордена Трудового Красного Знамени федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ) в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов, обучающихся по направлениям подготовки: 11.03.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (бакалавриат), 11.04.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (магистратура) и специальности 05.12.13. – «Системы, сети и устройства телекоммуникаций» (аспирантура)

Аннотация

Рассмотрены вопросы метрологического обеспечения оптической связи. Приведены методики и различные способы измерения параметров ОВ и пассивных компонентов на различных этапах строительства и эксплуатации ВОЛС. Рассмотрена эталонная база Российской Федерации, включая основные типы эталонов для ВОЛС и способы их передачи. Приведен исторический обзор становления, применения и развития волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Разобраны теоретические и практические вопросы, связанные с передачей света по оптическим волокнам (ОВ). Представлена классификация ОВ, активных и пассивных компонентов ВОЛС, как применяемых в сетях связи России, так и разрабатываемых для будущих перспективных реализаций. Рассмотрены их основные параметры и характеристики. Описаны основные передаточные характеристики ОВ и нелинейные эффекты, возникающие в ОВ при передаче сигналов по пассивным оптическим компонентам.

Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров 11.03.02 и 11.04.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и по специальности 05.12.13 – «Системы, сети и устройства телекоммуникаций» (аспирантура), будет полезно для аспирантов, преподавателей и широкого круга специалистов, связанных с разработкой и эксплуатацией ВОЛС.

Оглавление

Введение. Электросвязь и оптика в историческом плане

1. Основные сведения из оптики
1.1. Электромагнитный спектр
1.2. Отражение и преломление света
1.3. Полное внутреннее отражение
1.4. Физические основы источников оптического излучения
1.5. Физические основы приёмников оптического излучения
Литература к главе 1
Контрольные вопросы к главе 1

2. Оптическое волокно
2.1. Классификация оптических волокон
2.2. Многомодовое оптическое волокно
2.3. Одномодовое оптическое волокно
2.4. Передаточные характеристики ОВ
2.4.1. Показатели преломления
2.4.2. Полное внутреннее отражение света
2.4.3. Числовая апертура и нормированная частота
2.4.4. Затухание в оптическом волокне
2.4.5. Дисперсия и полоса пропускания
2.4.6. Модовая дисперсия
2.4.7. Материальная дисперсия
2.4.8. Волноводная (внутримодовая) дисперсия
2.4.9. Хроматическая дисперсия
2.4.10. Спектральные характеристики хроматической дисперсии одномодовых оптических волокон действующих рекомендаций МСЭ-Т
2.4.11. Дисперсионные параметры одномодовых оптических волокон
2.4.12. Поляризационно модовая дисперсия
2.5. Нелинейные эффекты в оптических волокнах
2.5.1. Вынужденное рассеяние Бриллюэна (SBS)
2.5.2. Вынужденное Рамановское рассеяние (SRS)
2.5.3. Фазовая самомодуляция
2.5.4. Четырехволновое смешение
2.5.5. Модуляционная нестабильность
2.5.6. Формирование солитона
2.5.7. Фазовая кросс-модуляция
Литература к главе 2
Контрольные вопросы к главе 2

3. Активные компоненты
3.1. Передающие устройства
3.2. Применение полупроводниковых лазеров
3.3. Характеристики оптических усилителей
3.4. Характеристики приёмников света
3.5. Оптические модуляторы
Литература к главе 3
Контрольные вопросы к главе 3

4. Пассивные компоненты ВОЛС
4.1. Оптические соединители
4.2. Разветвители
4.3. Аттенюаторы
4.4. Оптические коммутаторы
4.5. Оптические изоляторы
4.6. Оптические фильтры
Литература к главе 4
Контрольные вопросы к главе 4

5. Измерение параметров оптического волокна
5.1. Измерение затухания
5.1.1. Метод вносимых потерь
5.1.2. Метод обрыва
5.1.3. Измерение переходного затухания
5.2. Измерение спектральных характеристик
5.2.1. Анализатор оптического спектра на основе интерферометра Фабри-Перо
5.2.2. Анализаторы оптического спектра на основе дифракционной решетки
5.2.3. Автокорреляционные анализаторы оптического спектра
5.2.4. Измерение спектральных характеристик с высоким разрешением
5.2.5. Методы калибровки анализаторов оптического спектра
5.3. Измерение дисперсии оптического волокна
5.3.1. Измерение хроматической дисперсии
5.3.2. Измерение поляризационно модовой дисперсии
5.3.3. Аналитическое описание поляризационных явлений
5.3.4. Полоса пропускания и дисперсия
Литература к главе 5
Контрольные вопросы к главе 5

6. Измерение параметров ОВ с помощью рефлектометра
6.1. Принцип работы оптического рефлектометра
6.2. Рефлектограмма
6.3. Обнаружение разъемных соединителей и оценка потерь
6.4. Идентификация дефектов оптического волокна по рефлектограмме
6.5. Измерение величин потерь и расстояний с использованием рефлектограммы
6.6. Технические и метрологические характеристики рефлектометров
6.7. Поверка оптического рефлектометра
6.8. Методы калибровки оптических рефлектометров
6.9. Измерения потерь в волоконных световодах при помощи бриллюэновской рефлектометрии
Литература к главе 6
Контрольные вопросы к главе 6

7. Измерение параметров пассивных компонентов ВОЛС
7.1. Измерение параметров оптических разветвителей
7.2. Измерение вносимых потерь элементами со шнурами или коннекторами
Литература к главе 7
Контрольные вопросы к главе 7

8. Поверка и калибровка компонентов ВОЛС
8.1. Поверка и калибровка источников оптического излучения
8.2. Поверка и калибровка измерителей мощности оптического излучения
Литература к главе 8
Контрольные вопросы к главе 8

9. Эталонная база РФ
9.1. Основные типы эталонов
9.2. Основные требования к государственным эталонам
9.3. Структура эталонной базы России
9.4. Эталоны для ВОЛС
Литература к главе 9
Контрольные вопросы к главе 9

10. Оптические кабели связи
10.1. Особенности и требования к оптическим кабелям связи
10.2. Типы и конструкции оптических кабелей связи
10.3. Методы и средства измерения оптических характеристик ВОЛС
10.3.1. Входной контроль ОК
10.3.2. Измерения проводимые в процессе прокладки ОК
10.3.3. Измерения, выполняемые в процессе монтажа ОК
10.3.4. Измерения, проводимые на смонтированном регенерационном участке ВОЛС
10.3.5. Приёмосдаточные измерения
Литература к главе 10
Контрольные вопросы к главе 10

Список сокращений

Рекомендуем

Книга

Метрология в оптических телекоммуникационных системах