Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
2020-04-01 | 185 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Расчет числовой апертуры:
Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ найдем числовую апертуру:
(4.1)
где n1 и n2 - показатели преломления сердцевины и оболочки соответственно.
Отсюда найдем значение апертурного угла:
(4.2)
Значение нормированной частоты рассчитывается по формуле:
(4.3)
где: l - длина волны, 1,55 мкм.; a - радиус сердцевины ОВ;
Радиус сердцевины нам не дан, но его можно найти из формулы:
n2 = n1* ; dc = = =42*10-6, м
отсюда а = dc/2 = 42*10-6 / 2 = 21*10-6м
Определим число мод:
N= ν2/4= 4,632 / 4 = 5,36 - для градиентного ОВ
N= ν2/2= 4,632 / 2 = 10,72 - для ступенчатого ОВ
Определим критическую частоту ОВ:
f кр= с / l,=3*108 / 1,55*10-6 =1,9354838 *1014 Гц; (4.4)
где: с - скорость света, 3*108 м/с;
l - длина волны, 1,55*10-6 м.
Определим критическую длину волны ОВ:
lкр = π·d·NA / 2.405=3,14*42*10-6*0,054397 / 2,405= 2,984*10-6 м; (4.5)
где: d - диаметр сердцевины ОВ, 42*10-6м
NA - числовая апертура ОВ. 0,054397
Расчет затухания
Собственное затухание ОВ зависит от l, n1, n2, и рассчитывается по формулам:
aс = an+ap+anp=1,3*10 +0,1+0=0,100013 дБ/км. (4.6)
где a n - затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.
= 4,34 * 3,14 * 1,48 * 10 / 1,55* = 1,3*10 дБ/км. (4.7)
tgd = 10-11 ¸10-12
a р - затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления;
дБ/км; (4.8)
где: Kр - коэффициент рассеяния (0,6-1 мкм4дБ/км);
a пр - затухание примеси, возникает за счет наличия в кварце ионов различных металлов и гидроксильных групп. В окне прозрачности aпр=0, тогда aс=aп+aр дБ/км.
кабельное затухание a к - обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей.
кабельное затухание рассчитывается как сумма 7 составляющих: aк=Sai, i=1¸7;
где: a1 - затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля;
a2 - затухание вследствие температурной зависимости коэффициента преломления ОВ;
a3 - затухание на микроизгибах ОВ;
a4 - затухание вследствие нарушения прямолинейности ОВ;
a5 - затухание вследствие кручения ОВ вокруг оси;
a6 - затухание из-за неравномерности покрытия ОВ;
a7 - затухание вследствие потерь в защитной оболочке.
В курсовом проекте a к принимаем в соответствии с таблицей 5.1 МУ =0,28 дБ,/км
Расчетное суммарное затухание:
a =aс+aк =0,100013+0,25=0,350013 дБ/км (4.9)
Расчет дисперсии
Дисперсия - рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Полная дисперсия в многомодовых ОВ рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии:
/км
Хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии:
Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длиной волны.
tмат=Dl×М(l)=3* - 18= -54 пс/км;
где: М(l) - удельная дисперсия материала, (табл. 4.1);
Dl - ширина спектра источника излучения, нм (для выбранной СП Dl=3 нм).
Dl=1¸3 нм для ППЛ; Dl=20¸40 нм для СИД.
волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны:
tвол=Dl×В(l)=3*12=36 пс/км; (4.12)
где: В(l) - волноводная дисперсия,
профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.
tпр=Dl×П(l)=3*5,5= 16,5 пс/км; (4.13)
где П(l) - удельная профильная дисперсия
для определения М(l), В(l), П(l) воспользуемся таблицей 4.1
Длина волны l, мкм | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,55 | 1,6 | 1,8 |
М(l), с/(км×нм) | 400 | 125 | 40 | 10 | -5 | -5 | -18 | -20 | -25 |
В(l), пс/(км×нм) | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 | 8 | 12 | 14 | 16 |
П(l), с/(км×нм) | 0 | 1,5 | 5 | 2,5 | 4 | 5 | 5,5 | 6,5 | 7,5 |
Результирующая хроматическая дисперсия:
=3*10 с/км. (4.14)
В одномодовых ОВ имеет место только хроматическая дисперсия, обусловленная некогерентностью источника излучения.
В многомодовых волокнах tмод>>tхр.
Модовую дисперсию для градиентного ОВ можно найти по формуле:
пс/км; (4.15)
где: NA - числовая апертура ОВ;
n1 - показатель преломления сердцевины ОВ;
с - скорость света, км/с.
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!