Academic literature on the topic 'Волоконно-оптична система передачі інформації'

Волоконно-оптичні системи є одним з найбільш перспективних напрямків при розробці фізичної основи інформаційного простору. При реалізації оптоволоконних ліній зв'язку часто виникає необхідність узгодження оптоелектронних компонентів з різними поперечними перетинами випромінюючих і приймаючих областей і різними числовими апертурами. Варіантом такого завдання може бути з'єднання одномодового і багатомодового волокон або випромінювачів і фотоприймачів з волокнами різних типів. Одним з методів такого узгодження є створення каскадних волокон, в яких лінзове волокно і кілька ділянок градієнтних волокон інтегровано в одномодове волокно. Предметом дослідження є технології елементів волоконно-оптичних систем передачі. Метою даної роботи є створення компонентів волоконно-оптичних ліній зв’язку, що дозволяють підвищувати ефективність вводу випромінювання від джерела в оптичних світловод, зокрема одномодовий. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішення наступних завдань: розглянути фактори, що впливають на втрати енергії при генерації і вводу випромінювання джерела в оптичне волокно, а також розробити і впровадити систему узгоджуючих елементів і дати послідовність дій для ефективного вводу випромінювання джерела в одномодове волокно. Висновки. Запропонована технічна і технологічна реалізація процесу робить можливим вводити більшу потужність в оптоелектронні лінії передачі інформації, що підвищує ефективність вводу випромінювання до 20 дБ. Визначення точності розташування сполучної площини в пристроях узгодження та взаємного розміщення випромінювачів та оптичного волокна дає можливість знизити втрати в з'єднанні до 0,1 дБ, передавати інформацію з більшою надійністю на більші відстані без регенерації і зберегти працездатність волоконно-оптичної системи в умовах впливу механічних, кліматичних і радіаційних факторів

Серед пріоритетних напрямів розвитку галузі освіти, визначених у «Національній доктрині розвитку освіти», важливе місце займає застосування освітніх інновацій, інформаційних технологій, створення індустрії сучасних засобів навчання та виховання. Комп’ютеризація та інформатизація є новітніми процесами, що впроваджуються у сферу навчання, набуваючи статус не лише об’єкта вивчення, але й засобу навчання тієї чи іншої дисципліни, зокрема хімії.Мультимедійні технології є на сьогоднішній день найбільш необхідним та новим напрямом використання інформаційно-комп’ютерних технологій у сфері освіти. Мультимедійному навчанню присвячений багато фундаментальних досліджень [1; 2] як в теорії педагогіки, так і в частинних методиках викладання окремих навчальних дисциплін. Однак, незважаючи на це, проблема використання мультимедіа, як в теорії навчання, так і в реальній педагогічній практиці залишається дуже актуальною і викликає гострі дискусії.З 2012-2013 навчального року на хімічному факультеті Дніпропетровського національного університету ім. О. Гончара введена нова дисципліна «Мультимедійні засоби в науці та освіті». Вона викладається студентам ІІІ курсу (34 години лекційні та 34 години відведено на практичні заняття) та IV курсу (відповідно 32 та 16 годин).Цілями даної дисципліни є застосування знань у сфері комп’ютерних технологій при проведенні наукових досліджень та в освітньому процесі. Завданнями вивчення дисципліни є формування загальнотеоретичного кругозору, професійних знань і практичних навичок, необхідних бакалавру, спеціалісту та магістру напряму підготовки «Хімія» для успішної професійної діяльності в інформаційному суспільстві.Дисципліна «Мультимедійні засоби в науці та освіті» належить до вибіркової частини загальнонаукового циклу. Вона базується на знанні наступних предметів, що викладаються в рамках бакалаврату: педагогіка, інформатика, методологія наукових досліджень, методика викладання хімії тощо. Ця дисципліна носить узагальнюючий характер. Знання та навички, отримані при вивченні дисципліни, сприяють більш успішній роботі над дипломними та магістерськими роботами.У результаті освоєння дисципліни «Мультимедійні засоби в науці та освіті» студент повинен знати базис сучасних комп’ютерних технологій, основи організації сучасних інформаційних мереж, перспективи розвитку комп’ютерних технологій в науці та освіті. Студенти повинні вміти використовувати мережні та мультимедіа-технології в освіті і науці, виконувати підготовку документів (тези доповідей, реферати, аналітичні довідки, плани-конспекти уроків, лекцій та практичних занять, науково-дослідні роботи), використовуючи різні методи обробки інформації.Після вивчення даної дисципліни студенти володітимуть методами розв’язування спеціальних завдань із застосуванням комп’ютерних та мультимедіа-технологій у професійній і науковій діяльності з хімії, термінологією сучасних інформаційних технологій та навичками забезпечення інформаційної безпеки науково-технічної та освітньої інформації. Засоби мультимедіа сприяють:– стимулюванню когнітивних аспектів навчання, таких як сприйняття та усвідомлення інформації;– підвищенню мотивації студентів до навчання;– розвитку навичок самостійної роботи студентів;– глибшому підходу до навчання, формуванню глибшого розуміння навчального матеріалу [3].У широкому сенсі «мультимедіа» означає спектр інформаційних технологій, що використовують різноманітні програмні та технічні засоби з метою найбільш ефективного впливу на користувача. Завдяки застосуванню в мультимедійних продуктах і послугах одночасної дії графічної, аудіо (звукової) і візуальної інформації, ці засоби мають великий емоційний заряд і активно включають увагу користувача.Засобами мультимедіа можна осмислено і гармонійно інтегрувати різні види інформації. Це дозволяє за допомогою комп’ютера подавати інформацію в різноманітних формах: зображення, включаючи відскановані фотографії, креслення, карти і слайди; звукозапис, звукові ефекти і музику; відео, складні відеоефекти; анімації та анімаційне імітування [4].До засобів мультимедіа можна віднести практично будь-які засоби, здатні привнести в навчання та інші види освітньої діяльності інформацію різних видів. В даний час широко використовуються:– засоби для запису і відтворення звуку (електрофони, магнітофони, CD-програвачі);– системи та засоби телефонного, телеграфного та радіозв’язку (телефонні апарати, факсимільні апарати, телетайпи, телефонні станції, системи радіозв’язку);– системи та засоби телебачення, радіомовлення (теле- та радіоприймачі, навчальне телебачення і радіо, DVD-програвачі);– оптична та проекційна кіно- і фотоапаратура (фотоапарати, кіно-камери, діапроектори, кінопроектори, епідіаскопи);– поліграфічна, копіювальна, розмножувальна та інша техніка, призначена для документування і розмноження інформації (ротапринти, ксерокси, різографи, системи мікрофільмування);– комп’ютерні засоби, що забезпечують можливість електронного подання, обробки і зберігання інформації (комп’ютери, принтери, сканери, графічні пристрої), телекомунікаційні системи, що забезпечують передачу інформації по каналах зв’язку (модеми, мережі дротових, супутникових, радіорелейних та інших видів каналів зв’язку, призначених для передачі інформації) [5].Про всі ці мультимедійні засоби навчання студенти отримують інформацію під час вивчення дисципліни «Мультимедійні засоби в науці та освіті».Крім того, вони знайомляться з різноманітними програмними продуктами, що використовуються при викладанні хімічних дисциплін та в хімічних наукових дослідженнях. Ці продукти можна умовно класифікувати за основним призначенням (рис. 1) [6].Рис. 1. Програми, що використовуються при викладанні хімічних дисциплін Значна частина курсу «Мультимедійні засоби в науці та освіті» присвячена застосуванню мультимедійних засобів навчання у викладанні хімічних дисциплін, оскільки випускники хімічного факультету отримують після закінчення університету спеціальність «хімік, викладач хімії».Головним питанням сьогодення в системі нової освіти є опанування учнями вмінь і навичок саморозвитку особистості, що значною мірою досягається шляхом впровадження інноваційних технологій, організації процесу навчання. Нові форми розвитку вимагають нових правил і нових шляхів досягнення результатів. Така позиція вимагає від сучасної освіти реформаційних кроків щодо оновлення її змісту та застосування нових педагогічних підходів, впровадження інформаційних і комунікаційних технологій, що модернізують навчальний процес. У зв’язку з цим студенту, як майбутньому вчителю, слід вміти застосовувати інформаційні технології у викладанні хімії. Ці вміння вони формують при вивченні дисципліни «Мультимедійні засоби в науці та освіті».Мультимедійні засоби навчання є універсальними, оскільки можуть бути використані на різних етапах заняття:– під час мотивації як постановка проблеми перед вивченням нового матеріалу;– у поясненні нового матеріалу як ілюстрації;– під час закріплення та узагальнення знань;– для контролю знань.Майбутнім учителям та викладачам слід дати уявлення стосовно методичних аспектів застосування мультимедійних засобів на різних етапах викладання хімії. Студенти повинні засвоїти, що використання засобів мультимедіа з метою повторення, узагальнення та систематизації знань не тільки допомагає створити конкретне, наочно-образне уявлення про предмет, явище чи подію, які вивчаються, але й доповнити відоме новими даними. При цьому відбувається не лише процес пізнання, відтворення та уточнення вже відомого, але й поглиблення знань. Студенти повинні усвідомлювати, що під час роботи з навчальною програмою важливо зосередити увагу учнів на найбільш складну для засвоєння частину, активізувати самостійну пошукову діяльність учнів [7].Метою застосування відеоматеріалів та інших мультимедійних засобів є ліквідація прогалин у наочності викладання хімії в середніх загальноосвітніх та вищих навчальних закладах. На одному з практичних занять з дисципліни «Мультимедійні засоби в науці та освіті» студенти створюють відеофрагменти хімічних демонстраційних дослідів, які можна використовувати на уроках хімії в середніх навчальних закладах та на лекціях з курсу «Загальна та неорганічна хімія». При розробці та виготовленні відеофрагментів студенти застосовують основні принципи створення відеоматеріалів з демонстраційного експерименту:– ілюстративність (надають можливість ілюструвати матеріал, що викладається, не розкриваючи зміст теми замість викладача);– фрагментарність (надають можливість дозовано викладати матеріал, залежно від швидкості сприйняття учнями та студентами);– методична інваріантність (відео фрагменти можна використовувати на розсуд викладача на різних етапах заняття);– лаконічність (ефективного викладення більшої кількості інформації за короткий час);– евристичність (подання нового матеріалу настільки зрозуміло, щоб нові знання виявились доступними для свідомого засвоєння учнями та студентами).Створені студентами відео продукти розглядаються на узагальнюючому занятті, обговорюються всіма членами групи та викладачем, що проводить практичне заняття. Найкращі з них застосовуються під час проведення педагогічного практикуму та на заняттях з «Методики викладання хімії».Використовуючи мультимедійні засоби навчання, можна проводити повноцінні уроки і заняття з хімії поза кабінетом хімії або в кабінетах без спеціального обладнання: витяжної шафи, демонстраційного стола, водопроводу тощо. Це дає змогу розширити можливості проведення уроків хімії в інших навчальних кабінетах, забезпечуючи мобільність.Засоби мультимедіа дозволяють одночасно використовувати різні канали обміну інформацією між комп’ютером і навколишнім середовищем. Одним із достоїнств застосування засобів мультимедіа в освіті є підвищення якості навчання.Розвиток сучасної освіти дозволяє чітко визначити місце та роль мультимедійних технологій у системі засобів навчання. Викладачі різних дисциплін використовують мультимедійні засоби в процесі відбору й накопичення інформації з даного предмету, систематизації й передачі знань, організації навчальної діяльності, створення різних її видів і форм. Це сприяє розробленню різноманітних мультимедійних навчальних продуктів та методичних рекомендацій щодо їх застосування в загальноосвітній та вищій школі. Модернізація системи освіти, яка характеризується впровадженням мультимедійних технологій у навчальний процес, призводить до значної корекції навчальних планів, програм, підручників, методичних розробок. Усвідомлення особливої ролі мультимедійних технологій приведе до ще більшої суттєвої інтеграції навчальних дисциплін. У зв’язку із зростаючим значенням комп’ютеризації виникає потреба в усвідомленому використанні цього потужного інтелектуального засобу. А це під силу буде лише досвідченому кваліфікованому спеціалісту-викладачу. Саме введення нової дисципліни «Мультимедійні засоби в науці та освіті» дозволить майбутнім фахівцям з хімії набути відповідних знань і вмінь.

У кваліфікаційній роботі проведено проєктування волоконно-оптичної міжміської лінії передачі інформації між населеними пунктами Хмельницький та Львів. З метою організації передачі цифрових потоків була обрана оптична система передачі рівня STM-4 SDH, розв’язані питання прокладання волоконно-оптичної лінії, вибору топології траси, вибору типу оптичного кабелю. У розрахунковому розділі проведено розрахунок основних параметрів оптичної лінії, довжини ділянки регенерації, дисперсійні характеристики світловоду, довжину траси.

У роботі розглянуті питання стосовно теоретичних основ передачі світлових сигналів по волоконно-оптичним лініям зв'язку, параметри оптичного волокна, його конструктивно-технологічні особливості на методи захисту від зовнішніх впливів і його конструкція. Процеси, що відбуваються при поширенні світла в оптичному волокні. Їх вплив на швидкість і дальність передачі інформаційних сигналів. Установлено, що як джерело світла оптоволоконні лінії мають ряд переваг: світоволокно не проводить електрику, тобто в місці світіння воно відсутнє; не проводить ультрафіолетові та інфрачервоні промені; має здатність проводити великі світлові потоки при мінімальному діаметрі кабелю або ниток; джерело світла знаходиться на відстані від місця світіння; система оптоволоконного дозволяє легко контролювати зміну кольору або світлоефектів; можливість домогтися виключно рівномірного освітлення; мале споживання енергії; термін експлуатації кабелю - більше 10 років. Проведені розрахунок волоконно-оптичної лінії зв’язку (ВОЛЗ) і заземлюючих пристроїв та оцінена ймовірність пошкоджень ВОЛЗ ударами блискавки.

Бартиш А. А. Дослідження волоконно-оптичної системи передачі інформації та розробка фотоприймального пристрою : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 153 "Мікро- та наносистемна техніка" / наук. керівник О. Ю. Небеснюк. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 87 с.
UA : Розроблено фізичну модель фотоприймального пристрою для волоконно-оптичної системи передачі інформації, що дозволяє зменшити вплив шумів на спотворення електричного сигналу у інтерфейсному обладнанні.
EN : A physical model of a photodetector device for a fiber-optic information transmission system has been developed, which allows to reduce the influence of noise on the distortion of the electrical signal in the interface equipment.