Проектирование сегмента сети широкополосного доступа

курсовая работа

2.3.2 Расчет параметров передачи оптических волокон

К параметрам передачи ОВ относятся:

коэффициент затухания;

дисперсия;

ширина полосы пропускания.

1. Общее затухание сигнала в ОК обусловлено собственными потерями мощности в ОВ (бс) и кабельными потерями (бк), т.е.

б=бс+ бк(2.7)

1) Собственные потери волоконных световодов состоят из потерь поглощения энергии в диэлектрике бп и потерь рассеяния ее на мельчайших частицах световодной структуры бр и рассчитываются по формуле:

бс = бп+ бр (2.8)

где бп - затухание поглощения, дБ/км;

бр - затухание рассеяния, дБ/км;

Затухание поглощения бп , дБ/км, рассчитывается по формуле:

(2.9)

гдеn1 - показатель преломления сердцевины ОВ (1,4464);

л - длина волны, нм (1310 нм);

tgд - тангенс угла диэлектрических потерь ОВ, (2·10-12).

Затухание рассеяния бр , дБ/км, рассчитывается по формуле:

(2.10)

гдеn1 - показатель преломления сердцевины ОВ (1,4464);

л - длина волны, нм (1310 нм);

k - постоянная Больцмана (1,38·10-23 Дж/К);

Т - температура перехода стекла в твердую фазу (1500 К);

в - коэффициент сжимаемости (для кварцевых стекол 8,1·10-11 м2/Н).

Такое рассеяние называется рэлеевским и оно растет с частотой пропорционально н4. Потери на рассеяние определяют нижний предел потерь ОВ.

Собственные потери согласно (2.7):

бс =0,603+0,022=0,625 дБ/км

2) Кабельное затухание рассчитывается как сумма 7 составляющих:

(2.11)

гдеб1 - затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля;

б2 - затухание вследствие температурной зависимости коэффициента преломления ОВ;

б3 - затухание на микроизгибах ОВ;

б4 - затухание вследствие нарушения прямолинейности ОВ;

б5 - затухание вследствие кручения ОВ вокруг оси;

б6 - затухание из-за неравномерности покрытия ОВ;

б7 - затухание вследствие потерь в защитной оболочке;

При расчете бк принято равным 0,05 дБ/км.

Расчетное суммарное затухание согласно (2.6):

б=0,625+0,05=0,675 дБ/км

2. Дисперсия - рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Полная дисперсия фрез, пс/км, рассчитывается как сумма межмодовой (модовой) и хроматической дисперсии.

(2.12)

Межмодовая дисперсия возникает вследствие различной скорости распространения мод, и имеет место только в многомодовом волокне.

Хроматическая дисперсия состоит из материальной и волноводной составляющих и имеет место при распространении как в одномодовом, так и в многомодовом волокне.

Материальная дисперсия в ОВ обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.

волноводная дисперсия - обусловлена процессами внутри моды, характеризуется направляющими свойствами сердцевины ОВ.

Расчет хроматической дисперсии фхр, пс/км:

(2.13)

гдеD(л) - удельная хроматическая дисперсия, пс/(нм·км);

Дл - максимальная ширина спектра излучения источника, нм (1 нм).

(2.14)

гдеS0 - подгоночный коэффициент, определяемый для каждого материала ОВ экспериментальным путем с помощью коэффициентов Селмейера, пс/(нм2·км) (0,014 пс/(нм2·км));

л - длина волны, нм (1310 нм);

лс - длина волны отсечки, нм (800,475 нм).

3. Полоса пропускания - рабочая полоса частот ОК, определяет число передаваемых по нему каналов связи и лимитируется дисперсией ОВ. Для того, чтобы при передаче сигнала сохранялось его приемлемое качество необходимо, чтобы полоса пропускания волокна на длине волны передачи превосходила частоту модуляции.

(2.15)

гдеW - полоса пропускания, ГГц·км;

ф - дисперсия ОВ, пс/км.

Т.е. с точки зрения дисперсии можно передавать сигнал с частотой модуляции до 223 ГГц без каких-либо искажений.

Делись добром ;)