logo
ЛЕКЦИИ спецглавы высшей математики / ЛЕКЦИЯ_2 / Рабочий лист_3

Расчет параметров оптического волокна.

Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, найдем числовую апертуру:

Находим значение апертурного угла:

Значение нормированной частоты рассчитываем по формуле:

Определим число мод:

N=V2/4- для градиентного ОВ, N=4,4

N=V2/2- для ступенчатого ОВ, N=8,8

Расчет затухания.

Собственное затухание ОВ зависит от , n1 и n2 , и рассчитывается по формулам:

с= п+ р+ пр

где п затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.

дБ/км

tg - тангенс диэлектрических потерь ОВ. В курсовом проекте принять tg =10-11 10-12 - длинна волны, км. р – затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления; k= 1,38* 10-23 Дж/К – постоянная Больцмана ; Т=1500 К - температура плавления кварца; = 8,1* 10-11 м2/Н – коэффициент сжимаемости;

дБ/км.

Рассчитываем затухание рассеивания:

дБ/км.

Из этого находим собственное затухание ОВ:

дБ/км.

Кабельное затухание – обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей.

Кабельное затухание рассчитывается как сумма 7 составляющих:

к= i i=1 7

1 –затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля; 2 – затухание вследствие температурной зависимости коэффициента преломления ОВ; 3 – затухание на микроизгибах ОВ; 4 – затухание вследствие нарушения прямолинейности ОВ; 5 – затухание вследствие кручения ОВ вокруг оси; 6 – затухание из-за неравномерности покрытия ОВ; 7 – затухание вследствие потерь в защитной оболочке.

В нашем курсовом проекте .

Расчетное суммарное затухание будет равно:

дБ/км.

Расчет дисперсии.

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

Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.

пс/км.

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

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

Таблица 1.5 Значения варианта.

Длина волны ,мкм

1,55

М(), пс/(км*нм)

-18

В(), пс/(км*нм)

12

П(), пс/(км*нм)

5,5

мат= * М( ); пс/км

1*(-18)=-18 пс/км.

=1 нм.

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

вол= * В( ); пс/км

пс/км

=1 нм.

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

пр= * П( ); пс/км

пс/км.

Результирующая дисперсия будет:

, пс/км.

пс/км.

Модовая дисперсия для ООВ.

где NA – числовая апертура ОВ.

n1 – Показатель преломления серцевины ОВ.

c – скорость света, км/с.

пс/км.