Расчет числовой апертуры:
Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ найдем числовую апертуру:
(4.1)
где n1 и n2 - показатели преломления сердцевины и оболочки соответственно.
Отсюда найдем значение апертурного угла:
(4.2)
Значение нормированной частоты рассчитывается по формуле:
(4.3)
где: l - длина волны, 1,55 мкм.; a - радиус сердцевины ОВ;
Радиус сердцевины нам не дан, но его можно найти из формулы:
n2 = n1*; dc =
=
=42*10-6, м
отсюда а = dc/2 = 42*10-6 / 2 = 21*10-6м
Определим число мод:
N= ν2/4= 4,632 / 4 = 5,36 - для градиентного ОВ
N= ν2/2= 4,632 / 2 = 10,72 - для ступенчатого ОВ
Определим критическую частоту
ОВ:
f кр= с / l,=3*108 / 1,55*10-6 =1,9354838 *1014 Гц; (4.4)
где: с - скорость света, 3*108 м/с;
l - длина волны, 1,55*10-6 м.
Определим критическую длину волны
ОВ:
lкр = π·d·NA / 2.405=3,14*42*10-6*0,054397 / 2,405= 2,984*10-6 м; (4.5)
где: d - диаметр сердцевины ОВ, 42*10-6м
NA - числовая апертура ОВ. 0,054397
Расчет затухания
Собственное затухание ОВ зависит от l, n1, n2, и рассчитывается по формулам:
aс = an+ap+anp=1,3*10+0,1+0=0,100013 дБ/км. (4.6)
где a
n
- затухание поглощения
, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.
= 4,34 * 3,14 * 1,48 * 10
/ 1,55*
= 1,3*10
дБ/км. (4.7)
tgd = 10-11 ¸10-12
a
р
- затухание рассеивания
, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления;
дБ/км; (4.8)
где: Kр - коэффициент рассеяния (0,6-1 мкм4дБ/км);
a
пр
- 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
a
к
- обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей.
кабельное затухание рассчитывается как сумма 7 составляющих: aк=Sai, i=1¸7;
где: a1 - затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля;
a2 - затухание вследствие температурной зависимости коэффициента преломления ОВ;
a3 - затухание на микроизгибах ОВ;
a4 - затухание вследствие нарушения прямолинейности ОВ;
a5 - затухание вследствие кручения ОВ вокруг оси;
a6 - затухание из-за неравномерности покрытия ОВ;
a7 - затухание вследствие потерь в защитной оболочке.
В курсовом проекте a к принимаем в соответствии с таблицей 5.1 МУ =0,28 дБ,/км
Расчетное суммарное затухание:
a =aс+aк =0,100013+0,25=0,350013 дБ/км (4.9)
Расчет дисперсии
Дисперсия - рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Полная дисперсия в многомодовых ОВ рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии:
/км
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)=3* - 18= -54 пс/км
;
где: М(l) - удельная дисперсия материала,(табл. 4.1);
Dl - ширина спектра источника излучения, нм (для выбранной СП Dl=3 нм).
Читайте также
Передаточная функция разомкнутой системы
1. Определить
передаточную функцию разомкнутой системы рис.1, представить её в канонической
.форме. Построить её логарифмические частотные характеристики.
2. Оценить
показатели к ...
Проект оконечной ОС на базе системы DX200
Современное состояние и перспективные планы развития Единой Сети
Электросвязи (ЕСЭ) Российской Федерации характеризуются широким внедрением
цифровых технологий и оборудования цифровых си ...
Проектирование и расчет электрической сети 110-220 кВ
Проектирование электроэнергетических систем требует комплексного подхода
к выбору и оптимизации схем электрических сетей и технико-экономическому
обоснованию решений, определяющих состав ...