Расчет параметров оптического кабеля
Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, найдем числовую апертуру. Апертура – это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения. Этот телесный угол характеризуется числовой апппертурой, определяемой из выражения: n1 – показатель преломления сердцевины ОВ; n2 – показатель преломления оболочки ОВ. Отсюда найдем значение входной угловой апертуры (входная угловая апертура – максимально возможный угол ввода лучей на торец световода):
Обычно режим работы световода характеризуется обобщенным параметром V, включающим радиус сердечника, длину волны и коэффициент преломления сердечника и оболочки. Этот параметр называется нормированной (характеристической) частотой. Значение нормированной частоты рассчитывается по формуле: a – радиус сердцевины ОВ; l - длина волны, мкм. Определим число мод: для ступенчатого ОВ - - одномодовое ОВ Расчет затухания Собственное затухание ов зависит от l, n1 и n2 , и рассчитывается по формулам: aс=aп+aр ; где aпзатухание поглощения, связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой и существенно зависит от свойств материала световода (tgd). дБ/км, tgd- тангенс диэлектрических потерь ОВ. tgd=10-12¸2∙10-11 l - длина волны, км. Зададимся tgd=1∙10-12 тогда: , дБ/км. aр – затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала волоконного световода, размеры которых меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления; k= 1,38×10-23 Дж/К – постоянная Больцмана ; Т=1500 К - температура плавления кварца; k= 8,1×10-11 м2/Н – коэффициент сжимаемости;
aпр – затухание примеси, возникает за счет наличия в кварце посторонних ионов различных материалов или гидроксидных групп.В окне прозрачности aпр =0, тогда: aс=aп+aр = 0,026+0,125=0,151дБ/км; - собственные потери в ОВ; Расчет дисперсии . Дисперсия – рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала, приводящее к уширению импульса на приеме. Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии. ; В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии. ; Материальная дисперсия–объясняется тем, что коэффициент преломления стекла изменяется с длиной волны , а практически любой, даже лазерный источник излучения генерирует не на одной длине волны (l), а в определенном спектральном диапазоне (Dl). В результате различные спектральные составляющие передаваемого оптического сигнала имеют различную скорость распространения, что приводит к их различной задержке на выходе волокна. tмат=Dl×М(l); пс/км Dl - ширина спектра источника излучения, Dl=0,1¸3 нм для ППЛ; Dl=10¸40 нмдля СИД. Возьмем значение Dl=1 нм; М(l) – удельная дисперсия материала, для l=1,55мкм М(l)=-18пс/км∙нм, тогда: tмат=1∙(-18)=-18 пс/км. волноводная (внутримодовая) дисперсия - обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны: tвол=Dl×В(l); пс/км В(l) – удельная волноводная дисперсия, для l=1,55мкм В(l)=12пс/км∙нм. tвол = 1∙12=12 пс/км. профильная дисперсия - проявляется в реальных оптических волокнах и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала. tпр=Dl×П(l); пс/км П(l) – удельная профильная дисперсия, для l=1,55мкм П(l)=5,5пс/км∙нм. tпр =1∙5,5=5,5 пс/км. В одномодовых волокнах модовая дисперсияотсутствует, т. е. tмод=0; Результирующая дисперсия будет: , пс/км,
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2065)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |