Sieci Światłowodowe Seminarium dyplomowe Autor opracowania: Paweł Godzwon Miejsce i data prezentacji: 23 Listopad 2012

Zadanie 1 Łącza światłowodowe stosowane w sieciach telekomunikacyjnych charakteryzują się: A. B. C. występowaniem zjawisk nieliniowych dla sygnałów optycznych odpowiednio dużej mocy. Uzasadnienie: np. mieszanie 4-falowe Inne poprawne odpowiedzi: Małą wagą Dużą przepustowością Wysoką niezawodnością (duże wartości parametru MTBF) Odporność na zakłócenia elektromagnetyczne Możliwością transmisji na długi dystans bez regeneracji sygnału (mała tłumienność)

Zadanie 2 Światłowody wielomodowe stosowane w szybkich sieciach transmisji danych: A. są typowymi włóknami światłowodowymi stosowanymi w sieciach telekomunikacyjnych ze względu na ich wyższą wydajność i znacząco niższą cenę w porównaniu z włóknami jednomodowymi; B. C. Uzasadnienie: Cena włókien jest porównywalna, a wydajność znacznie mniejsza ze względu na dyspersje modową. Poprawne odpowiedzi: Mają mniejszy zasięg i przepustowość od włókien jednomodowych Nie nadają się do szybkich sieci transmisji danych w porównaniu do jednomodowych

Zadanie 3 Wielomodowe światłowody gradientowe (MMF GI – G.651): A. B. C. nie pozwalają na osiągnięcie zasięgu i szybkości transmisji porównywalnych ze światłowodami jednomodowymi z powodu dyspersji międzymodowej. Uzasadnienie: Poprzedni slajd Inne poprawne odpowiedzi: Są dostępne w 4 wariantach Mają mniejszą dyspersje modową niż światłowody wielomodowe skokowe

Zadanie 4 Światłowody jednomodowe stosowane w sieciach telekomunikacyjnych: A. B. pozwoliły na zwiększenie szybkości systemow światłowodowych dzięki wyeliminowaniu dyspersji falowodowej; C. Uzasadnienie: wyeliminowały dyspersję modową, dyspersja falowodowa pozostała. Poprawne odpowiedzi: Mają większy zasięg transmisji i pasmo od wielomodowych Są opisywane przez standardy ITU-T G.652-G.657 Poniżej długości fali odcięcia (cut-off wavelength) przechodzi przez nie więcej modów Mają mniejszą tłumienność od włókien wielomodowych Elementy aktywne są droższe niż w przypadku włókien wielomodowych

Zadanie 5 Klasyczny światłowód jednomodowy G.652 jest: A. B. C. włóknem, w którym zastosowano domieszkowanie rdzenia pierwiastkami ziem rzadkich w celu wprowadzenia silnego tłumienia modów wyższego rzędu i w konsekwencji ograniczenia propagacji sygnału do wyłącznie modu podstawowego. Uzasadnienie: G.652 to podstawowy standard opisujący najbardziej typowe z włókien SMF. Poprawnie odpowiedzi: Jest to standard ITU-T opisujący podstawowe włókno światłowodowe Został zaprojektowany do pracy w oknie II, ale może również pracować w oknie III Występuje w 4 odmianach: A,B,C i D

Zadanie 6 Klasyczne światłowody jednomodowe G.652: A. B. C. zanikają w sieciach telekomunikacyjnych, ponieważ nie współpracują ze wzmacniaczami optycznymi EDFA. Uzasadnienie: Współpracują. Zanikają, ponieważ nowsze standardy posiadają lepsze właściwości. (mniejszy promień gięcia, mniejszą dyspersję itd.) Poprawne odpowiedzi: Są wypierane przez bardziej specjalizowane światłowody jednomodowe G.655, G.657

Zadanie 7 Światłowody z przesuniętą i niezerową charakterystyką dyspersyjną (NZ-DSF – G.655): A. zostały specjalnie zaprojektowane w celu ułatwienia implementacji systemow WDM w oknie 1310 nm; B. C. Poprawne odpowiedzi: Ułatwiają implementację DWDM w oknie 1550nm. Niezerowa ch-ka dyspersyjna pozwala zredukować wpływ mieszania 4 falowego.

Zadanie 8 Szacowanie maksymalnego zasięgu łącza optycznego o zadanej przepływności: A. B. C. w przypadku łącza jednomodowego, musi uwzględnić czas narastania i opadania charakterystyki dyspersji chromatycznej w celu oszacowania opóźnienia różnych składowych sygnału na wejściu fotodiody. Uzasadnienie i poprawne odpowiedzi: Maksymalny zasięg łącza zależy od tłumienności oraz dyspersji(chromatyczna i polaryzacyjnej), oraz elementów wprowadzających tłumienie (spawów, złączy itd.) W przypadku światłowodu wielomodowego uwzględnia się czas narastania zbocza sygnału generowanego w nadajniku W przypadku łącza wielomodowego wpływ dyspersji chromatycznej jest z reguły mniejszy od wpływu dyspersji modowej i może zostać pominięty W łączu z zastosowaniem wzmacniaczy optycznych należy przeprowadzić analizę OSNR

Zadanie 9 Zjawisko dyspersji chromatycznej: A. jest jednym ze zjawisk nieliniowych występujących we współczesnych systemach optycznych; B. C. Uzasadnienie: Zjawiska nieliniowe w światłowodzie to: - wymuszone rozpraszanie Ramana - wymuszone rozpraszanie Brillouina - własna i skrośna modulacja fazy - mieszanie czterofalowe Poprawne odpowiedzi: Występuje we wszystkich światłowodach Wpływa negatywnie na zasięg transmisji Może być niwelowana za pomocą włókien o ujemnej dyspersji

Zadanie 10 Zjawisko dyspersji chromatycznej: A. jest szkodliwe, ale jego efekty można skompensować poprzez użycie wzmacniaczy Ramana; B. C. Uzasadnienie: Można skompensować np. za pomocą włókien o ujemnej dyspersji chromatycznej. Wzmacniacz Ramana nie kompensuje tego zjawiska, jedynie poprawia wartość SNR oraz ma szersze pasmo wzmocnienia. Poprawne odpowiedzi: Jej wpływ może być ograniczany przez zastosowanie laserów SLM Zależy od dyspersji falowodowej i materiałowej Jej wpływ może być ograniczany przez zastosowanie siatki Bragga Może mieć pozytywny wpływ na pracę systemów WDM

Zadanie 11 Wzmacniacz optyczny EDFA: A. B. C. wzmacnia sygnał optyczny bez konwersji do postaci elektrycznej dzięki wykorzystaniu zjawiska mieszania czterofalowego FWM. Uzasadnienie: Wzmacnia bez konwersji do postaci elektrycznej dzięki wykorzystaniu zjawiska wymuszonej emisji. Poprawne odpowiedzi: Jest kilkumetrowym odcinkiem światłowodu domieszkowanym atomami Erbu Może wprowadzać szumy przy przesyłaniu długiego ciągu zer z powodu emisji spontanicznej

Zadanie 12 Wzmacniacze optyczne EDFA: A. B. C. skutecznie kompensują zjawisko dyspersji chromatycznej dzięki użyciu rozpraszania Ramana na silnie domieszkowanym atomami tellurku odcinku aktywnym wzmacniacza. Uzasadnienie: Wzmacniacze Ramana to zupełnie inny rodzaj wzmacniaczy, EDFA jest domieszkowana Erbem Poprawne odpowiedzi: Charakteryzują się szerokim zakresem długości fal wzmacnianego sygnału

Zadanie 13 Sieci światłowodowe używające techniki zwielokrotnienia w dziedzinie długości fali WDM: A. B. są dostępne w wersji ze znacznie zwiększonym odstępem między nośnymi optycznymi (CWDM) w celu umożliwienia stosowania komponentów niższej jakości (dokładności, stabilności) i tym samym wyraźnego obniżenia ceny systemu; C. Uzasadnienie: Odległość między kolejnymi kanałami w DWDM wynosi 0.8nm, a w CWDM 20nm Inne poprawne odpowiedzi: Pozwalają na zwiększenie przepustowości łącza Potrzebują laserów o węższym widmie (wyższej jakości) <dotyczy DWDM> Korzystają z multiplexera i demultiplexera Dzielą się na DWDM i CWDM

Zadanie 14 Zjawiska nieliniowe: A. B. wymuszają stosowanie osprzętu światłowodowego chroniącego włókno przed zbyt małymi kątami zagięcia kabla optycznego; C. Uzasadnienie: Zbyt małe kąty zagięcia wprowadzają tłumienie, nie mają związku ze zjawiskami nieliniowymi. Poprawne odpowiedzi: Ograniczają moc wejściową sygnału (zasięg) To np. Mieszanie 4 falowe, wymuszone rozpraszanie Ramana, wymuszone rozpraszanie Brillouina, własna i skrośna modulacja fazy. Pojawiają się z większym prawdopodobieństwem wraz ze wzrostem mocy przesyłanego sygnału Powodują problemy przy systemach DWDM z dużą ilością lambd (np. 80,160)

Zadanie 15 Współczesne lasery półprzewodnikowe stosowane w systemach teletransmisyjnych o dużych przepływnościach: A. stosują modulację zewnętrzną w celu ograniczenia liczby modów wprowadzanych do włókna światłowodowego; B. C. Uzasadnienie: Modulacja zewnętrzna stosowana jest by uporać się z problemem bezwładności lasera. Nie mogą być włączane i wyłączane z tak dużą częstotliwością. Poprawne odpowiedzi: Pozwalają na ograniczenie zjawiska CHIRPu

Zadanie 16 Siatka Bragga: A. B. C. to kilkunastometrowy odcinek włókna światłowodowego wykorzystywany dla wzmacniania sygnałów optycznych w szerokim zakresie długości fal (od około 1535 do około 1550 nm). Uzasadnienie: Siatka Bragga filtruje fale o określonej długości. Poprawne odpowiedzi: Przepuszcza jedynie fale o określonej długości Korzysta ze zjawiska odbicia Fresnela Może być wykonana z krótkiego odcinka fotoczułego włókna poddanego działaniu promieni UV Może kompensować zjawisko dyspersji chromatycznej

Zadanie 17 Współczesne, powszechnie stosowane optyczne systemy transmisji danych osiągają przepływności sięgające 40 Gbit/s dzięki: A. B. C. wysokiej jakości laserów półprzewodnikowych generujących sygnał optyczny o wąskim widmie. Uzasadnienie: Używany jest m. in. Distributed feedback laser Inne poprawne odpowiedzi: Zastosowaniu WDM Szerokiemu pasmu w światłowodzie

Zadanie 18 Budowa i oddanie do eksploatacji toru światłowodowego: A. B. powinna być prowadzona z zachowaniem dopuszczalnych promieni gięcia kabli i włókien optycznych w celu ograniczenia wzrostu tłumienności sygnału w tych fragmentach toru; C. Inne poprawne odpowiedzi: Podczas budowy powinny być wykonywane pomiary reflektometrem Należy pamiętać o przestrzeganiu zasad BHP Cała praca powinna być dokumentowana

Zadanie 19 Współczesne sieci światłowodowe dalekiego zasięgu powszechnie używają: A. techniki przełączania pakietów optycznych OPS – pakietów podobnych od pakietów IP, trasowanych i przełączanych w warstwie optycznej B. C. Poprawne odpowiedzi: Wykorzystują kompensatory dyspersji chromatycznej Wykorzystują wzmacniacze optyczne

Zadanie 20 Problemy projektowania i budowy sieci światłowodowych obejmują: A. B. C. problem wyboru metody kompensacji szumów ASE pochodzących od wzmacniaczy EDFA Inne poprawne odpowiedzi: Wybranie odpowiedniej architektury Wybranie odpowiedniej topologii Policzenie bilansu mocy Uwzględnienie zjawisk takich jak dyspersja czy reflektancja