ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет параметров оптического волокна



 

Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, найдем числовую апертуру:

(5.1)

где: n1 – показатель преломления сердцевины ОВ;

n2 – показатель преломления оболочки ОВ.

 

Отсюда найдем значение апертурного угла:

(5.2)

Значение нормированной частоты рассчитывается по формуле:

, (5.3)

где: a – радиус сердцевины ОВ;

l - длина волны, мкм.

 

Определим число мод:

N= ν2/4- для градиентного ОВ;

N= ν2/2- для ступенчатого ОВ.

 

Определим критическую частоту ОВ:

f кр= с / l, Гц; (5.4)

где: с – скорость света, км/с;

l - длина волны, мкм.

 

Определим критическую длину волны ОВ:

 

lкр = π·d·NA / 2.405 , мкм; (5.5)

где: d – диаметр сердцевины ОВ, мкм;

NA – числовая апертура ОВ.

В курсовом проекте необходимо сделать выводы по результатам расчетов.

 

Расчет затухания

 

Собственное затухание ов зависит от l, n1 и рассчитывается по формулам:

aс=aп+aр+aпр (5.6)

где: aп - затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.

 

α п = 8,69·π∙n∙tgδ / λ , дБ/км; (5.7)

где: tgd - тангенс диэлектрических потерь ОВ (в курсовом проекте принять tgd=10-11¸10-1 ).

l - длина волны, км.

aр – затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления;

, дБ/км; (5.8)

где: Kр – коэффициент рассеяния (0,6-1 мкм4дБ/км );

aпр – затухание примеси, возникает за счет наличия в кварце ионов различных металлов и гидроксильных групп.

В окне прозрачности aпр=0, тогда aс=aп+aр дБ/км.

кабельное затухание aк – обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей.

кабельное затухание рассчитывается как сумма 7 составляющих:

aк=Sai , i=1¸7;

где: a1затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля;

a2затухание вследствие температурной зависимости коэффициента преломления ОВ;

a3затухание на микроизгибах ОВ;

a4затухание вследствие нарушения прямолинейности ОВ;

a5затухание вследствие кручения ОВ вокруг оси;

a6затухание из-за неравномерности покрытия ОВ;

a7затухание вследствие потерь в защитной оболочке.

 

 

В курсовом проекте a к следует принять в соответствии с таблицей 5.1

Таблица 5.1 - Кабельное затухание aк

 

№ вар.  
aк , дБ,/км   0,3     0,28   0,25   0,24   0,22 0,2 0,17 0,15 0,13 0,1

 

Расчетное суммарное затухание:

a =aс+aк , дБ/км ( 5.9 )

В курсовом проекте необходимо сделать выводы по результатам расчетов.

 

Расчет дисперсии

 

Дисперсия – рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала.

Полная дисперсия в многомодовых ОВ рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.

(5.10)

В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длиной волны.

 

tмат=Dl×М(l), пс/км ; (5.11)

где: М(l) – удельная дисперсия материала, ;

Dl - ширина спектра источника излучения, нм (для выбранной СП).

 

Dl=1¸3 нм для ППЛ;

Dl=20¸40 нм для СИД.

волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны:

tвол=Dl×В(l), пс/км; (5.12) где: В(l) – волноводная дисперсия, .

профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.

 

 

tпр=Dl×П(l), пс/км; (5.13)

где: П(l) – удельная профильная дисперсия, .

для определения М(l),В(l),П(l) воспользуемся таблицей 5.2

 

 

Таблица 5.2 - Значения М(l),В(l),П(l)

Длина волны l,мкм 00,6 00,8 11,0 11,2 11,3 11,4 11,55 11,6 11,8
М(l), пс/(км×нм) --5 --5 --18 --20 --25
В(l), пс/(км×нм)
П(l), пс/(км×нм) 11,5 22,5 55,5 66,5 77,5

 

 

Результирующая хроматическая дисперсия:

, пс/км. (5.14)

 

В одномодовых ОВ имеет место только хроматическая дисперсия, обусловленная некогерентностью источника излучения.

В многомодовых волокнах tмод>>tхр

Модовую дисперсию для ступенчатого ОВ можно найти по формуле:

, нс/км; (5.15)

где: NA – числовая апертура ОВ;

n1 – показатель преломления сердцевины ОВ;

с – скорость света, км/с.

В курсовом проекте на основании рассчитанных параметров передачи выбирается тип оптического кабеля.

 

 





Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.237.66.86 (0.007 с.)