Расчёт параметров оптического волокна
Автор: Кирилл Захаров • Декабрь 9, 2019 • Контрольная работа • 889 Слов (4 Страниц) • 488 Просмотры
Расчёт параметров оптического волокна
1.1 Расчёт числовой апертуры волокна, нормированной частоты и числа мод
Числовая апертура ОВ рассчитывается по формуле (1.1):
[pic 1] | (1.1) |
где – числовая апертура;[pic 2]
и – показатели (коэффициенты) преломления сердцевины и оболочки соответственно, [pic 3][pic 4]
[pic 5] |
|
Режим работы оптического волокна определяется нормированной частотой ОВ. Как правило, если данный параметр находится в пределах от 0 до 2,405, то имеет место одномодовый режим передачи, если же данный параметр больше, режим работы - многомодовый. Расчет нормированной частоты V производится, но формуле (1.2):
[pic 6] | (1.2) |
где – длина волны излучателя, мкм;[pic 7]
– диаметр сердцевины ОВ, мкм.[pic 8]
[pic 9]
Сравнив полученные результаты можем сделать вывод, что режим передачи одномодовый.
1.2 Расчёт затухания оптического волокна
Затухание оптического сигнала в кабеле в общем понимании обусловлено собственными потерями в ОВ ас и дополнительными потерями, так называемым кабельными, ак на единицу длины в один километр, обусловленными скруткой, а также деформацией и изгибами оптических волокон при наложении покрытий и защитных оболочек в процессе изготовления оптического кабеля.
Коэффициент затухания (ослабления) определяется по формуле (1.3):
[pic 10] | (1.3) |
где – коэффициент собственных затуханий, дБ/км;[pic 11]
– кабельные потери, дБ/км.[pic 12]
Величина ак в реальных условиях составляет 0,1 -0,5 дБ/км.
Основную часть собственных потерь составляют потери, обусловленные рассеянием. Они выражаются через затухание рассеивания, определяемое по формуле (1.4):
[pic 13] | (1.4) |
Затухание в результате поглощения дБ/км, связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой, существенно зависит от свойств материала волокна (tg δ). В диапазоне рабочих частот ВОСП количественно они могут быть оценены по формуле (1.5)[pic 14]
[pic 15] | (1.5) |
где – показатель преломления сердцевины ОВ;[pic 16]
– тангенс угла диэлектрических потерь материала сердцевины ОВ, принимающий значения в диапазоне от 10-12 до 2-10-11 (при расчетах данные брать согласно варианта задания);[pic 17]
- длина волны, км.[pic 18]
[pic 19]
Затухание вследствие рассеяния вызывается несколькими механизмами. Во всех оптически прозрачных веществах свет рассеивается в результате флуктуаций показателя преломления в свою очередь возникших вследствие тепловых флуктуаций в жидкой фазе и «замороженных» при затвердевании. Такое рассеяние является Рэлеевским.
Коэффициент затухания, обусловленный рассеянием, может быть найден по формуле (1.6):
[pic 20] | (1.6) |
где - постоянная Больцмана;[pic 21]
Т-температура затвердевания стекла при вытяжке, 1500К;
β - коэффициент сжимаемости материала, , м2 /Н;[pic 22]
- показатель преломления сердцевины.[pic 23]
[pic 24]
[pic 25]
Итоговое значение коэффициента затухания, определяется как сумма затухания рассеивания, затухания поглощения и затухания, обусловленного кабельными потерями. По окончании расчетов дать заключении о соответствии рассчитанного коэффициента затухания нормированному значению для используемой рабочей длины волны и соответствующего ей окна прозрачности. Сделать вывод о влиянии данного параметра на длину участка регенерации.
...