Оптические системы связи / vesna_2014_Voprosy_programmy

№1. Волокна

1. Какие типы волокон Вам известны. Их буквенная аббревиатура. Полное английское название.

2. Размеры волокон: сердцевины, оболочки, области, занятой полем.

3. Материал для изготовления волокон.

4. Окна прозрачности волокон. Причины, обусловившие выбор таких окон.

5. Факторы, влияющие на затухание волокон.

6. Величины затухания для одномодового и многомодового волокон.

7. Длина волны отсечки, волоконная и кабельная.

8. Измерение длины волны отсечки.

9. Относительная разность показателей преломления.

10. Критический угол.

11. Числовая апертура.

12. Нормированная частота.

13 Критерий распространения одной волны в волноводе.

14. Тип волны одномодового режима.

15. Количество мод в волокнах.

16. Показатели преломления сердцевины и оболочки(значения).

17. Наиболее известные типы волоконных разъемов (соединителей).

18. Обобщенные конструкции соединителей (уметь нарисовать и объяснить состав).

19. Потери в разъемах (величины).

20. Допустимое количество соединений – разъединений разъемов.

21. Физические причины потерь разъемах. Роль и учет френелевских отражений.

22. Контакты типа PC, APC. Дополнительно: Super PC, Ultra PC.

23. Адаптеры быстрого соединения.

а). сварное соединение; б). механический сплайс; в). адаптер быстрого оконцевания.

24. Оптические разветвители.

25. Оптические ответвители.

26. Параметры, характеризующие разветвители.

27. Сварные и планарные разветвители. Пояснить принцип работы.

28. Разветвители и объединители сигналов оптических окон 1,3 и 1,5 мкм. Пояснить принцип работы сварного варианта их решений.

29. Аттенюаторы.

30. Рабочие параметры или характеристики аттенюаторов.

31. Оптический вентиль. Основные параметры.

32. Оптический циркулятор. Основные параметры.

33. Оптические коммутаторы или переключатели.

34. Оптические кроссы, коммутационные панели, распределительные блоки, шкафы (было дано задание самостоятельно, без обсуждения в аудитории разобраться в этих вопросах).

35. Определение дисперсии.

36.Межмодовая дисперсия.

37. Хроматическая дисперсия.

38. Материальная дисперсия.

39. Волноводная дисперсия.

40. Длина межмодовой связи.

41.Величина межмодовой дисперсии.

42. Удельные материальная, волноводная и хроматическая дисперсии.

43. Поляризационная модовая дисперсия.

44. Физическая модель, объясняющая возникновение поляризационной модовой дисперсии.

45. Формула для оценки полосы пропускания волокна.

46. Методы компенсации дисперсии.

47. Нелинейные эффекты.

47.1. Вынужденное рассеяние Мандельштама – Бриллюэна (ВРМБ),

47.2. Вынужденное комбинационное рассеянии рассеяние Рамана.

47.3. Фазовая самомодуляция. ЛЧМ частоты вблизи максимума импульса.

Изменение длительности импульса.

47.4. Параметрический процесс третьего порядка. Четырехволновое

взаимодействие или четырехволновое смешение.

№ 2 Лазеры. Фотоприемники. Усилители. Модуляция излучения.

1. Поперечные моды резонатора. Определение.

2. Продольные моды резонатора. Определение.

3. Формула для вычисления расстояния между продольными модами.

4. Связь между модами резонатора и выходным излучением лазера.

4. Лазерные диоды. (FP лазерные диоды).

5. Многомодовые лазеры (MLM лазеры) с FP резонатором. Ширина спектра излучения, расстояние между продольными модами, зависимость длины волны генерации от температуры.

6. Одночастотные (SLM) лазеры. Ширина спектра излучения, зависимость длины волны генерации от температуры.

7. DFB лазер или лазер с распределенной обратной связью. Обобщенная оптическая схема лазера. Ширина спектра излучения. Диапазон перестройки. Зависимость длины волны генерации о температуры.

8.DBR лазер или лазер с распределенным брэгговским отражением. Обобщенная оптическая схема лазера. Ширина спектра излучения. Диапазон перестройки. Зависимость длины волны генерации о температуры.

9. DBR лазер с выбранными решетками (SG – DBR). Обобщенная оптическая схема лазера.

10.VCSEL – лазеры. Обобщенная оптическая схема лазера. Краткая характеристика. Достоинства, недостатки лазеров в плане изготовления и применения в ВОЛС.

11. Лазеры с внешним резонатором или ECL – лазеры с внешней резонаторной полостью.

Оптическая схема лазера с внешней дифракционной решеткой.

12. Время эксплуатации п/п лазеров. Частоты модуляции светодиодов, лазеров. Быстродействие источников при цифровой модуляции мощности излучения. Формула для оценки максимальной скорости модуляции через время нарастания импульса.

13.Модуляция оптического излучеия

14. Фотодиод, p-i-n (PIN) фотодиод, лавинный диод, ФЭУ.

15. Зависимость чувствительности фотодиода от длины волны. Кремниевый фотодиод, InGaAs фотодиод.

16. Предельная чувствительность фотодиодов. Дробовый и тепловой шум.

17. Граница областей преимущественно дробного и теплового шумов. R_н (R_L) граничное.

18. Оценка предельной чувствительности приемника при заданном BER и известном уровне шума на входе трансимпедансного усилителя.

19. Схемы включения фотодиодов. Фотогальваническое включение, С отрицательным обратным напряжением. С использованием операционного усилителя. С компенсацией темнового тока.

20.Типы усилителей на p-n переходе (усилители на лазерных диодах).

21. Преимущества, недостатки, примеры применения усилителей на лазерных диодах.

22. Усилители EDFA.

23. схема усилителя EDFA.

24. Виды накачки, эффективность усилителя EDFA.

25. Усилители EDFA на кварцевом волокне, на фтористом волокне

26.Схемы использования усилителей EDFA .

27.Усилители на других активных волокнах (теллуритовое с эрбием, фтористое волокно с тулием или празеодимом).

28. Усиление спонтанной эмиссии в усилителях EDFA.

29. Рамановский усилитель. Схема. Рабочий диапазон. Накачка. Использование.

№ 3. Мультиплексирование с разделением по длине волны.

1. WDM, DWDM, HDWDM cистемы..

2. Интерферометр Фабри-Перо

3. Фильтр Маха– Цендера

4. Волоконно – оптическая решетка Брэгга.

5. Фильтры на тонких пленках.

6. Дифракционная решетка на массиве волноводов

№ 4. Волоконно оптические кабели

1. Структурные элементы кабеля(центральный компонент, компоненты усиления, водоотталкивающий барьер, кожух кабеля, бронирование кабелей

2. Волокно с плотным буфером, свободный буфер

3. Кабель в виде свободной трубки, кабель с желобчатым сердечником.

4. Классы кабелей: воздушный кабель, подземный кабель, подводный кабель, кабель для помещений (соединительные шнуры, отводящие кабели, восходящие кабели)

5. Прокладка волоконно – оптических кабелей (общие правила).

№ 5 Разное

1. Пластиковые волокна.

2. Волокна на УФ диапазон.

3. Волокна на ИК диапазон

4. Переключатели волоконных каналов (механические, акустооптические)

5. Кабели с витой парой, STP, UTP. Преимущества витой пары, недостатки по сравнению с другими кабелями.

6. Волновое сопротивление, сопротивление постоянному току кабелей с витой парой.

7. Категории кабелей с витой парой, рабочий диапазон частот.

8. Модулированные импульсные последовательности. Причины появления.

9. Двоичные однополярный и двуполярный NRZ код, однополярный и двуполярный RZ код, манчестерский код.

10. Сетка частот ITU –T или частотный план. Опорная частота, шаг сетки частот, расстояния в длинах волн между каналами.

№6 Стандарты частоты

1. Какие из стандартов частоты являются активными, а какие – пассивными?

2. Какие из стандартов частоты являются вторичными, а какие – первичными?

3. Какой стандарт в настоящее время является эталоном времени и частоты?

4. В каком году на международной конференции мер и весов за единицу измерения времени приняла атомный эталон секунды?

5. Дисперсия Аллана, формула для ее вычисления.

6. Понятия стабильности и воспроизводимости частоты.

7. Сличения частоты. Международные сличения частоты. Их необходимость.

8. Функциональные схемы стандартов частоты.

9. Атомно – лучевой спектроскоп. Чем обусловлена столь сложная схема регистрации резонансных переходов?

10.Устранение эффекта Доплера в водородном генераторе, в рубидиевом стандарте частоты.

11. Работа сортирующей системы водородного генератора.

12. Схема оптической накачки атомов ⁸⁷Rb.

13. Роль инертных газов в рубидиевой ячейке одноименного стандарта частоты.

14. Столкновительный сдвиг частоты.

15. Роль тефлоновых или кремний органических покрытий стенок ячеек для наблюдения двойного радиооптического резонанса или колбы водородного генератора.

16. Основные характеристики стандартов частоты.

18. Сравнительные характеристики стандартов частоты.

19. Единый эталон времени, длины, частоты.

20. Эталон метра (XYYII конференция по мерам и весам (1983)). Постоянство скорости света.

21. Приборная реализация единого эталона времени, длины, частоты.

22. Явление когерентного пленения населенности (КПН).

23. Функциональная схема стандарта частоты на КПН.