Оптические системы связи

Задание №1..

Рассчитать параметры двухслойных ОВ ОК:

1. Числовую апертуру;

2. Нормированную частоту;

3. Число мод распространяющихся в ОВ;

4. 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.

3. 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>>л то в нашем режиме оптическая линия связи используется как многомодовая.

4. Коэффициент затухания. Затухание предопределяет длину регенерационных участков:

— собственные потери и дополнительные потери или же кабельные.

б=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 бк-коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км бс-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 б 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;

Д — 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:.

1. Числовая апертура.

NA=0,417.

2. 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 б.=1,5 дБ.

5 Уширение импульса при заданных значениях.

6. Определил длину регенерационного участка ВОЛС L= км.

7. 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.

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.

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

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

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

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