Принцип передачи света по оптоволокну

     В данном дипломном проекте рассматривается вопрос проектирования сетиGPONв с. Майя Мегино-Кангаласского района, с целью замены медных линий на оптоволоконный кабель, повышение качества и поддержка высоких скоростей для реализации современных услуг. «Последняя миля» станет полностью пассивной. В настоящее время при данной технологии стало возможным обеспечить доступ в интернет на скорости более 1 Гбит/с, а протяженность оптоволоконного кабеля может достигать 20 км.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

Содержание
Аннотация
Содержание
Введение






















     
     
     
     
     Оглавление
Введение
1. Принцип передачи света по оптоволокну.
1.1 Оптическая связь
1.2 Строение оптоволокна
1.3 Принципы передачи
1.3.1 Распространение света в оптолокне
1.3.1.1 Преломление
1.3.1.2 Отражение
1.3.1.3 Принцип Распространения
1.3.2 Скорость
1.3.3 Пропускная способность
2. Технология пассивных оптических сетей PON
2.1 ТЕХНОЛОГИЯ GPON И ЕЁ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
2.1.1 Основные топологии сетей PON
2.1.2 Принцип действия PON
2.1.3 Подключение
2.2.1 О технологии доступа GPON
2.2.2 Емкость сети
2.2.3 Наложение видеосигнала
2.2.4 Организация линии GPON
2.2.5 Оборудование для измерения характеристик и определения повреждения оптического патчкорда
2.2.6 Схема подключения GPON
3. Техническая часть
3.1 Анализ участка проектирования.
3.2 Выбор оптических компонентов сети GPON
3.3 Расчет количества оборудования OLT, количество оптических портов и количество волокон
3.4  Расчет пропускную способность СЕТИ GPON
   1. Принцип передачи света по оптоволокну
   1.1 Оптическая связь
   Принцип системы оптической связи заключается в передаче сигнала через оптоволокно к удаленному приёмнику. Электрический сигнал преобразуется в оптический и в таком виде передаётся на расстояние. В приёмном устройстве он обратно переходит в исходную электрическую форму. У волоконно-оптической связи есть множество преимуществ перед другими типами передачи информации, такими как медные жилы и системы радиосвязи.
   • Сигнал может быть передан без регенерации на большое расстояние (200 км).
   • Оптоволоконная передача не чувствительна к электромагнитным помехам. Кроме того, волокно не проводит электричество и фактически нечувствительно к радиочастотной интерференции.
   • Оптические системы обеспечивают большее количество каналов чем физические цепи.
   • Оптический кабель намного легче и тоньше чем кабель с металлическими жилами и волокна занимают в нём небольшой объём. Например, один оптоволоконный кабель может содержать 144 волокна.
   • Оптическое волокно очень надёжно.
   • У оптического волокна срок эксплуатации больше 25-и лет (по сравнению с 10 годами систем спутниковой связи).
   • Рабочие температуры для оптического волокна изменяются, но они обычно они лежат в диапазоне от -40° до +80°C
   Группа факторов ухудшают пропускание света в оптической системе связи:
   1. Затухание: Поскольку световой сигнал перемещается через волокно, он теряет мощность из-за поглощения, рассеивания, и других потерь. С некоторым расстоянием мощность сигнала может уменьшиться до уровня собственных шумов приёмника.
   2. Пропускная способность: Оптоволокно имеет ограниченный частотную полосу пропускания и если световой сигнал использует несколько частот, то это явление уменьшает информационную пропускную способность.
   3.Дисперсия: Импульсы света распространяющиеся в волокне расширяются и тем ограничивают информационную пропускную способность на высоких скоростях передачи или укорачивается её расстояние.
   1.2 Строение оптоволокна
   Оптический волновод это тонкая стеклянная нить, окруженная пластиковым защитным покрытием. Нить оптоволокна состоит из двух частей: внутренняя сердцевина и наружная оболочка. Свет, введенный в стеклянную сердцевину проходит в ней многократно отражаясь от её границы с оболочкой.

Строение оптического волокна
   1.3 Принципы передачи
   Луч света вводится в волокно под малым углом ?. Возможность оптоволокна принять свет в сердцевину (максимальное приемлемое значение угла) определяется его числовой апертурой (NA)

   Где ?0 — максимальный угол ввода (то есть, предельный угол между осью и углом полного отражения сердцевины), n1 показатель преломления сердцевины и n2; показатель преломления оболочки. 
Ввод света в оптоволокно

   Полный приемный конус оптического волокна определяется как 2?0
   1.3.1 Распространение света в оптоволокне
   Распространение луча света в оптическом волокне происходит по закону Снелла-Декарта. Часть света вводится через полный приемный конус оптоволокна.
   1.3.1.1 Преломление
   Явление преломления выражается в изменении угла прохождения луча света через границу двух сред. Если ?>?0, то луч полностью преломляется и выходит из сердцевины.
n1 sin ?i = n2 sin ?r

Преломление света
   1.3.1.2 Отражение
   Отражение является изменением направления светового луча на границе между двумя средами. В этом случае, световой луч возвращается в сердцевину, из которой он произошел.
   Если ?