Оптические системы связи

Оптические системы связи

Задание №1.

Рассчитать параметры двухслойных ОВ ОК:

1.       Числовую апертуру;

2.       Нормированную частоту;

.        Число мод распространяющихся в ОВ;

.        Коэффициент затухания;

Исходные данные к расчету

Решение

1.       Числовая апертура:

Числовая апертура используется для того, чтобы описать светособирающую способность волокна.

2. Нормированная частота. Другим важным параметром, характеризующим волокно и распространяющийся по нему свет, является нормированная частота, которая является как:

V≥2,045 то имеет многомодовый режим.

. общее число распространяемых мод в световодах может быть определено:

- для ступенчатого профиля

Где n - показатель степени изменения профиля показателя преломления. (для ступенчатого волокна n=∞, а для градиентного волокна n=2)

Находим:

Так как N≥20 при d>>λ то в нашем режиме оптическая линия связи используется как многомодовая

. Коэффициент затухания. Затухание предопределяет длину регенерационных участков:

 - собственные потери и дополнительные потери или же кабельные.

α=1,3+1,2=1,5 дБ

Задание №2.

Рассчитать в многомодовом ступенчатом и градиентном ОВ уширение импульса при заданных значениях.

Ступенчатых световодах при многомодовой передаче доминирует модовая дисперсия, достигающая больших значений (20…50 нс/км).

В одномодовых ступенчатых световодах отсутствует модовая дисперсия.

В градиентных световодах происходит выравнивание времени распространения различных мод. Абсолютный предел (3…5 нс/км)

так как L≤LC

Задание №3.

Определить длину регенерационного участка ВОЛС, лимитированную затуханием. ВОЛС построена на основе кабелей разных типов, которые заданы по варианту. Эти кабели работают в 3-м «окне прозрачности», с использованием разных аппаратур. Оценить зависимость длины усилительного участка от изменения потерь на неразъемных соединителях.

Для решения этой задачи используем формулу, где определяем длину регенерационного участка ВОЛС.

Где Э-энергетический потенциал системы передачи, дБ

С-энергетический запас системы, дБ

Аа-дополнительные потери в пассивных компонентах ВОЛС (на вводе / выводе), дБ

αк-коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км

αс-потери в неразъемном соединении, дБ

Lсд - строительная длина оптического кабеля LСД берем равным 7 км.

Задание №4.

Определить, какое дополнительное затухание следует ожидать в кварцевом оптическом волокне, если при изготовлении кабеля ОК-50-2-3-8 возникли дополнительные микроизгибы. Параметры оптического волокна и микроизгибов приведены в таблице.

Затухание является важнейшим параметром оптических кабелей. Затухание обусловлено собственными потерями, так называемыми кабельными. Обусловленные скруткой, а также деформацией и изгибами оптических волокон при наложении покрытий и защитных оболочек в процессе изготовления ок

Собственные потери волоконного световода состоят из потерь поглощения α и потерь рассеяния :

Дополнительное затухание, обусловленное кабельными потерями, состоит из суммы, по крайней мере, семи видов парциональных коэффициентов затухания:

Вследствие микроизгиба происходит ограничение апертурного угла излучения, распространяющегося по ОВ, и часть энергии излучается из ОВ. Зависимость приращения затухания от микроизгибов  можно определить из выражения

Где К3=0,9-1

А-радиус сердцевины;

b-диаметр оптической оболочки;

Δ - относительное значение показателя преломления;

NH - число неоднородностей в виде выпуклостей со средней высотой УН на единицу длины;

Е0 и ЕС - модули Юнга оболочки и сердцевины ОВ;

Е0- Н/м

ЕС - 6,2*10 Н/м

Решение:

Найденные значения:

. Числовая апертура

NA=0,417

. Нормированная частота.

V=54,56, в моем случае V≥2,045 то имеет многомодовый режимю

3. Общее число распространяемых мод в световодах.

4. Коэффициент затухания α.=1,5 дБ

5 Уширение импульса при заданных значениях

6. Определил длину регенерационного участка ВОЛС L= км.

. Дополнительное затухание в следствие дополнительных микроизгибов.

В данной расчетно-графической работе я определил основные параметры ВОЛС; выяснил какова должна быть длина регенерационного участка, величина затухания в следствие дополнительных микроизгибов. Так же так как в моем случае ВОЛС работает в многомодовом режиме, то было необходимо рассчитать общее число мод.

Список литературы

числовой апертура импульс градиент

1.  Бутусов М.М, Верник С.М. Волоконно-оптические системы связи. Москва, 1992.

2.       Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. ЭКО-ТРЕНДЗ, Москва, 2000

.        Семенов Н.А. Оптические кабели связи. - М.: радио и связь, 1981.

.        Гроднев И.И., Курбатов Н.Д. Линии связи. - М.: связь, 1980

.        Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. Техносфера, Москва, 2006.

.        Ксенофонтов С.Н., Портнов Э.Л. Направляющие системы электросвязи: Учебное пособие для вузов. М: Горячая линия Телеком, 2004.