3) Дисперсия в оптических кабелях.

По оптическому волокну передается не просто световая энергия, но также полезный информационный сигнал. Импульсы света, последовательность которых определяет информационный поток, в процессе распространения расплываются. При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, так что становится невозможным их выделение при приеме.

Дисперсия - уширение импульсов - имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на выходе и входе кабеля длины L по формуле . Обычно дисперсия нормируется в расчете на 1км, и измеряется в пс/км. Дисперсия в общем случае характеризуется тремя основными факторами, рассматриваемыми ниже:

• различием скоростей распространения направляемых мод (межмодовой дисперсией tmod),

• направляющими свойствами световодной структуры (волноводной дисперсией tw),

• свойствами материала оптического волокна (материальной дисперсией tmat).

Чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации можно передать по волокну. Результирующая дисперсия t определяется из формулы

Билет 14

1. Помехи в каналах и трактах многоканальных систем передачи.

2. Принципы построения ССС. Виды орбит, их параметры, диапазоны частот.

3. БЖД

1) Помехи в каналах и трактах многоканальных систем передачи.

Переходные помехи, вносимые в телефонный канал групповым трактом. Эти помехи обусловлены нелинейностью амплитудных характеристик устройств группового тракта (усилителей, модуляторов, демодуляторов и так далее). Эти помехи можно рассчитать по формуле:

где ∆Fк = 3.1 кГц – ширина телефонного канала; Fв, Fн – верхняя и нижняя частот группового сигнала; Рср – средняя мощность многоканального сообщения; y2(δ), y3(δ) –κоэффициенты, учитывающие распределение мощности нелинейных шумов в групповом спектре по 2-ой и 3-ей гармоникам соответственно, где δ = (F-Fн)/(Fв-Fн), а F – некоторая частота в групповом спектре, в области которой определяются шумы. Графики y2(δ) и y3(δ) для различных значений β=Fв/Fн приведены на рисунке.

а2(δ), а3(δ) – поправочные коэффициенты, учитывающие перераспределение шумов в групповом спектре из-за введения предыскажений. К2к(δ), К3к(δ) – коэффициенты нелинейности по 2-й и 3-й гармоникам элементов группового тракта измеренные при измерительном уровне.

Переходные помехи из-за неравномерности амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и группового времени запаздывания (ГВЗ) элементов ВЧ тракта. Эти шумы могут быть рассчитаны по формуле:

где , – коэффициенты учитывающие неравномерность ГВЗ: (∆τ+) – при отклонении частоты ЧМ-сигнала от ω0 на +∆ω и (∆τ-) – на -∆ω; Fк – частота в области которой оцениваются шумы.

2) Принципы построения ссс. Виды орбит, их параметры, диапазоны частот

В основе построения спутниковой системы связи лежит идея размещения ретранслятора на космическом аппарате (КА). Движение КА длительное время происходит без затрат энергии, а энергоснабжение всех систем осуществляется от солнечных батарей. КА, находящийся на достаточно высокой орбите, способен «охватить» очень большую территорию — около трети поверхности Земли. Через его бортовой ретранслятор могут связываться любые станции, находящиеся на этой территории. Принцип спутниковой связи заключается в ретрансляции аппаратурой спутника сигнала от передающих наземных станций к приёмникам.

Для построения систем СС используются в основном три разновидности ИСЗ - на высокой эллиптической орбите (ВЭО), геостационарной орбите (ГСО) и низковысотной орбите (НВО). Каждый тип ИСЗ имеет свои преимущества и недостатки.

Примером ИСЗ с ВЭО могут служить отечественные спутники типа "Молния" с периодом обращения 12 часов, наклонением 63° , высотой апогея над северным полушарием 40 тысяч км. Движение ИСЗ в области апогея замедляется, при этом длительность радиовидимости составляет 6..8 ч. Преимуществом данного типа ИСЗ является большой размер зоны обслуживания при охвате большей части северного полушария. Недостатком ВЭО является необходимость слежения антенн за медленно дрейфующим спутником и их переориентирования с заходящего спутника на восходящий.

Уникальной орбитой является ГСО - круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, лежащая в плоскости экватора, с высотой 35875 км от поверхности Земли. Орбита синхронна с вращением Земли, поэтому спутник оказывается неподвижным относительно земной поверхности. Достоинства ГСО: зона обслуживания составляет около трети земной поверхности, трех спутников достаточно для почти глобальной связи, антенны земных станций практически не требуют систем слежения. Однако в северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту и вовсе не виден в приполярных областях.

Плоскость низковысотных орбит наклонена к плоскости экватора (полярные и квазиполярные орбиты) с высотой порядка 200..2000 км над поверхностью Земли. Запуск легкого ИСЗ на низкую орбиту может быть осуществлен с помощью недорогих пусковых установок.