Волоконно-оптические линии связи

курсовая работа

4.2. Расчет дисперсии

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

Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.

?рез=v?мод2+?кр2

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

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

?мат= ?? * М(?); пс/(км*нм)

??=1? 3 нм для ППЛ;

?? =20? 40 нм для СИД.

М(?) - удельная дисперсия материала, пс/(км*нм)

?мат =1*(-18)=-18 пс/(км*нм) для ППЛ

Волноводная дисперсия - обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длинны волны:

?вол= ?? * В(?); пс/(км*нм)

?? - ширина спектра источника излучения, нм.

?? =0,1? 1 нм для ППЛ;

?? =10? 30 нм для СИД.

В(?) - волноводная дисперсия, пс/(км*нм)

?вол=1*12=12 пс/(км*нм) для ППЛ

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

?пр= ??*П(?) ; пс/(км*нм)

П(?) - удельная профильная дисперсия, пс/(км*нм)

?пр=1*5,5=5,5 пс/(км*нм)

для определения М(?),В(?),П(?) воспользуемся таблицей 6

Таблица 6

Длина волны ?,мкм

0,6

0,8

1,0

1,2

1,3

1,4

1,55

1,6

1,8

М(?), пс/(км*нм)

400

125

40

10

-5

-5

-18

-20

-25

В(?), пс/(км*нм)

5

5

6

7

8

8

12

14

16

П(?), пс/(км*нм)

0

1,5

5

2,5

4

5

5,5

6,5

7,5

Результирующая дисперсия будет:

?рез=?вол+?мат+ ?пр, пс/(км*нм)

?рез=-18+12+5,5=-0,5 пс/км*нм для ППЛ

В многомодовых волокнах мод>> х

Модовую дисперсию для градиентного ОВ можно найти по формуле

, нс/(км*нм)

Где NA - числовая аппертура ОВ;

n1 - показатель преломления сердцевины ОВ;

с - скорость света, км/с.

?мод= (0,122)4/8*1,483*300000=0,28*10-12 , пс/(км*нм)

Пропускная способность при заданной длине волны - ?:

?F = 1 / рез

?F=1/0,5*10-12=2 ГГц

Границы изменения фазовой скорости

V1 = со / n1

V1=300000000/1,48=2,027*108 м/с

V2 = со / n2

V2=300000000/1,475=2,033*108 м/с

Границы изменения волнового сопротивления

Z1 = Zo / n1, где Zo= 376,7 Ом

Z1=376,7/1,48=254, 53 Ом

Z2 = Zo / n2

Z2=376,7/1,475= 255,39 Ом

5. Выбор конструкции оптического кабеля

Выбираю оптический кабель магистральной связи типа ОМЗКГ-10-1-0,7-4.

1 - волокно;

2 - силовой элемент;

3,5 - внутренняя и внешняя полиэтиленовые оболочки;

4 - армирующие нити из стеклопластика.

Рис.3Оптический кабель типа ОМЗКГ

Кабель оптический магистральный и внутризоновый, разработки 1, с центральным профилированным элементом, в пазы которого уложены одномодовые ОВ с диаметром модового поля 10 мкм, гидрофобным заполнителем, броней из неметаллических армирующих элементов в виде стеклопластиковых стержней и стеклонитей, в полиэтиленовой оболочке, коэффициентом затухания до 0,7 дБ/км и четырьмя ОВ.

ОМЗКГ пригоден для прокладки в кабельной канализации, грунте и под водой.

Таб. № 7 Основные характеристики кабеля

Марка кабеля

Диаметр центрального элемента, мм

Диаметр по внутр. Оболочке, мм

Наружный диаметр кабеля

Коэффициент затухания, дБ/км

Диаметр модового поля, мкм

Число ОВ

ОМЗКГ

6,0±0,3

8,0±0,5

18,0+2-1

0,7

10

4

Делись добром ;)