Расчет параметров оптического кабеля

) Коэффициент затухания

Ослабление световодных трактов волоконно-оптических кабелей (α) обусловлено собственными потерями в волоконных световодах (αс) и дополнительными потерями, обусловленными деформацией и изгибами световодов при наложении покрытий и защитной оболочки при изготовлении кабеля (αк). Kra2,at, url источник.

Собственные потери (αс) волоконных световодов состоят в первую очередь из потерь поглощения (αп) и потерь рассеяния (αр). Потери на поглощение существенно зависят от чистоты материала и при наличии посторонних примесей (αпр) могут быть значительными.

Дополнительные потери в оптических кабелях обусловлены деформацией оптических волокон в процессе изготовления кабеля, скруткой, изгибами волокон и технологическими неоднородностями в процессе изготовления волокна.

Их классифицируют по следующим составляющим:

А) α 1 - вследствие микроизгибов;

Б) α2 - вследствие макроизгибов оптического волокна и других нарушений прямолинейности;

В) α3 - за счет потерь в защитной оболочке;

Г) α4 - вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля

Собственные потери можно определить по формуле:

αс= αп + αр (15)

где αп - потери на поглощение, αр - потери на рассеяние

Соответственно потери на поглощение и потери на рассеяние можно определить по формулам:

αп= 4,34 × π × n1 × tgδ / λ (15.1)

αр = Кр/ λ4 (15.2)

где Кр - коэффициент рассеяния в кварце

tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь световода10-12

Подставив исходные значения в формулу (15.1), определяем:

αп = 4,34 × 3,14 × 1,493 × 10-12/ (1,55 × 10-9) = 0,0125 (дБ/км)

Подставив исходные значения в формулу (15.2), определяем:

αр = 1,25/ 1,554 = 0,2166 дБ/км.

В итоге подставив полученные значения в формулу (15) получаем:

α = 0,0125 + 0,2166 = 0,2291 дБ/км

) Дисперсия

Под дисперсией понимается увеличение длительности импульса оптического излучения при распространении его по оптическому волокну. Дисперсия возникает по двум причинам: некогерентность источников излучения и существование большого количества мод.

Дисперсия, вызванная первой причиной, называется хроматической (частотной) τхр, она состоит из двух составляющих - материальной τм и волноводной (внутримодовой) τв дисперсий. Причина хроматической дисперсии - некогерентность источника излучения. Волноводная дисперсия связана с зависимостью коэффициента распространения от длины волны. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.

Дисперсия, вызванная второй причиной, называется модовой (межмодовой) τмод. Она обусловлена наличием большого количества мод, каждая из которых распространяется со своей скоростью. Уширение импульсов в результате дисперсии, которое характеризуется временем нарастания сигнала и определяемое как разность между самым большим и самым малым временем прихода лучей в сечении световода на расстоянии от начала в 1 км, может быть рассчитано по формуле:

τрез = √τмод2 + τхр2 =√ τмод2 + (τ +τ) 2 (16)

В одномодовых оптических волокнах модовая дисперсия отсутствует, поэтому формула (16) примет вид:

τрез = √ (τ +τ) 2 (16.0)

Результирующее значение дисперсии определяется хроматической дисперсией, которая в свою очередь состоит из внутримодовой (волновой) и материальной дисперсий, которые соответственно определяются по формулам:

τв = Δλ × В (λ) пс/км (16.1)

τм = Δλ × М (λ) пс/км (16.2)

где В (1,55 мкм) = 12 пс/ (нм км); М (1,55 мкм) = - 18 пс/ (нм км) Δλ = 2,5 нм;

Подставив исходные значения в формулу (16.1), определяем:

τ в = 2,5 × 12 =30 (пс/км)

Подставив исходные значения в формулу (16.2), определяем:

Другие стьтьи в тему

Разработка рекомендаций по применению систем функционального дополнения спутниковой навигации
Традиционные средства навигации не достаточно точно обеспечивают требуемую надежность и точность, недостаточно автоматизированы и не могут устранить влияние человеческого фактора. Основным навигационным средством будущего станут глобальные спутниковые системы навигации (Global Naviga ...

Резистивные преобразователи
Резистивные преобразователи представляют собой разновидность параметрических преобразователей, которые под воздействием измеряемой величины изменяют собственное электрическое сопротивление или сопротивление участка цепи. Измеряют угловое и линейное перемещение, входят в состав д ...