Поняття про перетворення, аналіз спектрів сигналу

Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича

Мохунь І.І.

ОПТИЧНІ ТЕХНОЛОГІЇ В ЗВ’ЯЗКУ

Чернівці 2012

Зміст

	Вступ…....………………………………………………..…....
1.	Поняття про перетворення, аналіз спектрів сигналу та фільтрацію сигналів ……………........
1.1.	Отримання образів сигналів. Мета. Аналіз спектрів...............
1.1.1.	Фур’є перетворення.....................................................................
1.1.2.	Деякі властивості Фур’є перетворення......................................
1.2.	Згортка. Розмиття сигналу.........................................................
1.3.	Віконне Фур’є перетворення ….................................................
1.4.	Поняття про вейвлет-перетворення.........................................
1.5.	Поняття про фільтрацію сигналу ……………………………..
1.6.	Деякі приклади фільтрації..........................................................
1.6.1.	Фільтрація адитивних завад.......................................................
1.6.2.	Фільтрація мультиплікативних завад........................................
1.6.3.	Фільтрація постійної складової..................................................
1.6.4.	Диференціювання сигналу..........................................................
1.7.	Нейронні і нейроподібні мережі та їх оптична реалізація......
1.7.1.	Структура нейронних мереж......................................................
1.7.2.	Алгоритм роботи нейронної мережі. Алгоритм Хопфілда.....
1.7.3.	Перспективи розвитку оптичних нейронних мереж................
1.7.4.	Реалізація оптичних нейронних мереж ……………….............
2.	СИСТЕМИ БАГАТОХВИЛЬОВОГО УЩІЛЬНЕННЯ............
2.1.	Вступ до WDM............................................................................
2.2.	Модель взаємодії WDM з транспортними технологіями …....
2.3.	Блок-схема систем з WDM.........................................................
2.4.	Вузькосмугові і широкосмугові WDM......................................
2.5.	Рекомендації ITU-T відносно довжин хвиль в системах WDM.............................................................................................
2.5.1.	Стандартний канальний план і його використання ….............
2.5.2.	Типові характеристики систем WDM.......................................
2.6.	Синхронні оптичні мережі SONET і SDH................................
2.6.1.	Відмінності між SONET і SDH …..............................................
2.6.2.	Основні сигнали SONET і SDH.................................................
2.7.	Структура синхронних сигналів................................................
2.7.1.	SONET..........................................................................................
2.7.2.	Фрейми сигналів вищого рівня..................................................
2.7.3.	Структура фрейма SDH ………………………………………..

2.8.	Рекомендації ITU-T G.652, G.653, G.655. (волокна, які використовують в системах з WDM …………………………..
2.8.1.	Рекомендація G.652 …………………………………………….
2.8.2.	Рекомендація G.653 …………………………………………….
2.8.3.	Рекомендація G.655 …………………………………………….
2.9.	Комплектуючі пристрої та елементи систем багатохвильового ущільнення …………………………………
2.9.1.	Основні визначення …………………………………………….
2.9.2.	Типи оптичних рознімів ……………………………………….
2.10.	Мультиплексування з розділенням за довжиною хвилі ……..
2.11.	Циркулятори ……………………………………………………
3.	Безпроводний оптичний зв’язок. Принципи. Втрати ………………………………………………………...
3.1.	Беспровідні оптичні системи зв’язку. Основні абревіатури...
3.2.	Загальні характеристики. Принципи побудови..……………..
3.3.1.	Преваги FSO-систем …………………………………………...
3.3.2.	Недоліки FSO-систем ………………………………..…………
3.3.3.	Області застосування.………………………………………….
3.4.	Структура безпроводної оптичної системи зв’язку …...……..
3.5.	Фізична модель системи зв’язку …………………….………...
3.6.	Рівняння системи зв’язку ………………………………………
3.7.	Втрати і завади в атмосферному каналі зв’язку ……………...
3.7.1.	Вібраційні завади ……………………………………………….
3.7.2.	Вплив турбулентності на характеристики оптичного каналу.
3.8.	Загасання сигналу в атмосфері ………………………………..
3.8.1.	Модель атмосфери. Загасання сигналу ……………………….
3.8.2.	Фракції атмосфери, які впливають на загасання сигналу …...
3.8.3.	Метеорологічна дальність видимості та атмосферні втрати...
4.	Розрахунок доступності каналу FSO-cистеми
4.1.	Розрахунок енергетичного бюджету системи – величини максимально допустимого затухання сигналу..........................
4.2.	Встановлення відповідності між допустимим затуханням та критичною (мінімально допустимою) МДВ ……………….....
4.3.	Розрахунок імовірності виникнення погодних умов, коли МВД менша ніж …………………………………………...
4.4.	Оцінка метеоумов в Чернівецькому регіоні …………...……..
4.5.	Розрахунок доступності каналу АОЛЗ в Чернівецькому регіоні ………………………………………………………...…

4.6.	Деякі розрахункові і експериментальні дані щодо впливу метеоумов на роботу FSO-систем.……………………………
5.	ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ЦИФРОВИХ МЕРЕЖ НА ОСНОВІ АОЛЗ. СУЧАСНИЙ СТАН РИНКУ..
5.1.	Порівняння фінансових, часових та інших витрат при побудові різних за природою ліній зв’язку………..............….
5.2.	Аналіз існуючих рішень і ринка FSO-систем …...……………
5.3.	Огляд існуючих рішень ………………….…………………….
5.4.	FSO-системи, представлені на ринку …………………………
5.4.1.	FSO-cистеми компанії PAV DATA SYSTEMS (Великобританія). Системи серії SkyCell і SkyNet …………..
5.4.2.	Обладнання компанії fSONA Communications (США) ……....
5.4.3.	Обладнання компанії НПК «Катарсіс» (Санкт-Петербург, Росія) ……………………………………………………………
5.4.4.	Атмосферні оптичні лінії зв’язку Artolink. ВАТ «Мостком». Виробник: Державний рязанський приладний завод..………
5.4.4.1.	Деякі загальні відомості ………………………………………..
5.4.4.2.	Сфери застосування …………………………………………....
5.4.4.3.	Принцип роботи пристрою …………………………..………...
5.4.4.4.	Якість та надійність передавання сигналу ……………………
5.4.4.5.	Базові моделі і деякі технічні характеристики ……………….
5.4.4.6.	Відмінності та особливості обладнання ………………………
5.4.4.7.	Встановлення та інсталяція обладнання ……………………...
5.4.4.8.	Віддалений контроль …………………………………………...
5.4.5.	Обладнання компанії «Гранч» ………………………………...
6.	Лазерна локація …………………………………………
6.1.	Лазерна локація як прикладна дисципліна..............................
6.2.	Переваги та недоліки лазерної локації.....................................
6.2.1.	Технологічна простота, короткий технологічний цикл..........
6.2.2.	Гарантії точності
6.2.3.	Відсутність наземних геодезичних робот по планово-висотному обогрунтуванню при виконанні повітряного лазерно-локаційного знімання..................................................
6.2.4.	Висока продуктивність...............................................................
6.2.5.	Можливість роботи в нічний час і будь яку пору року...........
6.2.6.	Надзвичайно широкий спектр застосувань..............................
6.3.	Загальні принципи роботи лазерного локатора.......................
6.4.	Лазерно-локаційні дані...............................................................

6.5.	Імпульсний і фазовий методи вимірювання дальності..........
6.5. 1.	Імпульсний метод........................................................................
6.5.2.	Фазовий метод.............................................................................
6.6.	Інструментальні засоби лазерної локації..................................
6.6.1.	Способи отримання лазерно-локаційних зображень. Основні принципи роботи типового аерознімального лідара................
6.6.2.	Функціональна схема типового лазерного локатора на прикладі системи ALTM компанії Optech................................
7.	Системи геопозиціонування GPS і ГЛОНАС.........
7.1.	Супутникові системи позиціонування......................................
7.2.	Короткий опис супутникових систем позиціонування............
7.3.	Загальні відомості про ГЛОНАСС............................................
7.4.	Як працює система ГЛОНАСС?................................................
7.5.	Склад системи ГЛОНАСС: орбітальна структура супутників ГЛОНАСС....................................................................................
	Література..............................................................................

ВСТУП

Для студента природним є питання – чому так багато уваги приділяється оптичним системам передавання (ОСП)?

Коротка відповідь така – на сьогодні, в умовах перманентного збільшення швидкостей передавання та об’ємів передаваної інформації альтернативи ОСП не має!

Структура і предмет курсу

Курс є продовженням курсів «Хвилеводна оптика» та «Волоконно-оптичні лінії зв’язку». Саме тому в курсі, окрім нових питань, систем, принципів, тощо більш ретельно розглянуті деякі питання, які вивчалися в попередніх курсах.

На протязі вивчення курсу будуть розглянуті відносно різнопланові питання, організації ОСП, безпровідних ОСП і т. ін. а саме:

1. Поняття про перетворення сигналів, аналіз спектрів та фільтрацію. В цьому ж розділі будуть розглянуті оптичні нейроні мережі, принципи їх побудови, алгоритми, приклади реалізації.

Ця тема має дещо загальний та теоретичний характер, оскільки, на нашу думку сучасний зв’язківець повинен орієнтуватися в нових методах аналізу та обробки сигналів.

2. Системи багатохвильового ущільнення (системи мултиплексування з розділенням за довжинами хвиль (МРДХ або англійською WDM (wave divisio n multiplexing)). Будуть розглянуті самі системи, структура, комплектуючі, стандарти тощо.

Цей розділ по суті є заключним розділом, який стосується стану і розвитку найбільш поширених та передових ОСП та доповнює ті знання студента, які він отримав в курсах «ВОЛЗ» та «Системи передавання».

3. Системи оптичного безпровідного зв’язку (СОБЗ, БОСЗ, БОСП або англійською FSO (free space optics)). Будуть розглянуті самі системи, структура, комплектуючі, економічні аспекти тощо.

Виникнення цього розділу зумовлене тим, що саме FSO-системи на сьогодні, клас ОСП-систем, який найбільш швидко розвивається як в ідеологічному плані так і в плані розробки, впровадження та продажі систем на ринку.

4. В цьому розділі будуть розглянуті питання, які є дуже близькими до оптичного зв’язку. Це основи лазерної локації, GPS.

5. Нарешті в останньому розділі будуть розглянуті перспективи ОСП, методів оптичної обробки сигналів, тощо.

Поняття про перетворення, аналіз спектрів сигналу

та фільтрацію сигналів [1-5]

Дата добавления: 2015-11-14