Деятельность Предприятия связи

n1 - показатель преломления сердцевины, n1=1,4681;

n2 - показатель преломления оболочки, n2=1,4623.

Произведем расчет параметров кабеля, исходя из того, что мы имеем одномодовые волокна со ступенчатым профилем показателя преломления с диаметром сердцевины 2а=9мкм и критической длиной волны l=1250нм, диаметр поля моды 2w0 при длине волны 1550нм.

2w0» (2,6×l / Vc ×lc)&time

s;2a (2.12)

где l - рабочая длина волны, нм;

lс – критическая длина волны, выше которой в световоде направляется только основная мода;

Vc – критическая нормированная частота, для одномодового режима Vc=2,405.

l=1550нм: 2w0»(2,6×1550/2,405×1250)×9=12мкм

Если одномодовые ВС имеют изгибы или соединения, то размер диаметра поля моды является важным фактором влияющим на характеристики затухания. Так, увеличение диаметра поля моды приводит к ухудшению пропускания света в изгибах, но уменьшает потери в разъемных и неразъемных соединениях.

Апертура – это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения.

Рассчитаем показатель преломления оболочки n2, исходя из оптических характеристик кабеля числовая апертура NA=0,13

Известно что:

(2.13)

n1 – показатель преломления сердцевины, 1,4681.

Тогда:

n2=

n2=

Учитывая, что в световоде границей раздела сред сердцевина – оболочка являются прозрачные стёкла, возможно, не только отражение оптического луча, но и проникновение его в оболочку. Для предотвращения перехода энергии в оболочку и излучения в окружающее пространство необходимо соблюдать условие полного внутреннего отражения и апертуру.

Известно, что при переходе из среды с большей плотностью в среду с меньшей плотностью, то есть при n1>n2, волна при определённом угле падения полностью отражается и не переходит в другую среду. Угол падения, начиная с которого вся энергия отражается от границы раздела сред, при wp=в, называется углом полного внутреннего отражения:

(2.14)

где: m и e - соответственно магнитная и диэлектрическая проницаемости сердечника(m1,e1) и оболочки (m2,e2). При wp<в преломлённый луч проходит вдоль границы раздела «сердцевина – оболочка» и не излучается в окружающее пространство.

При wp>в энергия, поступившая в сердечник, полностью отражается и распространяется по световоду. Чем больше угол падения волны, wp>в в пределах от в до 90 градусов, тем лучше условия распространения и тем быстрее волна придёт к приёмному концу. В этом случае вся энергия концентрируется в сердечнике световода и практически не излучается в окружающую среду. При падении луча под углом, меньшим угла полного отражения, wp<в , энергия проникает в оболочку, излучается во внешнее пространство и передача по световоду неэффективна.

Режим полного внутреннего отражения предопределяет условие подачи света на входной торец волоконного световода. Световод пропускает лишь свет, заключённый в пределах телесного угла а, величина которого обусловлена углом полного внутреннего отражения в. Этот телесный угол а характеризуется числовой апертурой:

NA=sin а=(n12 - n22)1/2= (1.46812 – 1.46232 )1/2 = 0.13

Между углами полного внутреннего отражения в и апертурным углом падения луча а имеется взаимосвязь. Чем больше угол в , тем меньше апертура волокна а . Следует стремится к тому, чтобы угол падения луча на границу сердечник - оболочка wp был больше угла полного внутреннего отражения в и находился в пределах от в до 90 градусов, а угол ввода луча в торец световода w укладывался в апертурный угол а (w<а).

Найдем критичесrий угол qс, при котором еще выполняется условие полного внутреннего отражения:

qс = (2.15)

Зная показатели преломления оболочки n2 и сердцевины n1 рассчитаем относительную разность показателей преломления D:

(2.16)

Рассчитаем SZ-структуру в ВОК:

Шаг поля полного оборота на 3600 называется шагом скрутки S.

Угол между свиваемыми элементами и поперечным сечением кабеля называется углом скрутки a. Расстояние между осью кабеля и серединой свиваемого элемента называется радиусом скрутки R.

Для данных видов кабеля шаг скрутки S=170мм и радиус скрутки R=4,3мм, тогда дополнительная длина Z будет равна:

(2.17)

Поэтому на каждые сто метров длины кабеля свиваемые элементы длиннее на 1,25м.

Угол скрутки равен:

(2.18)

Соответствующий радиус кривизны равен:

(2.19)

Наряду с изгибом необходимо ограничивать растяжение и сжатие световодов в жилах, с тем чтобы в заданных диапазонах нагрузок на растяжение и температурных диапазонах в ВОК не возникали недопустимые изменения передаточных характеристик и опасность повреждения световодов. [8] Относительное изменение длины DL/L ВОК, т.е. допустимое удлинение Ек или сжатие Етк кабеля равно:

(2.20)

где знак «+» для сжатия кабеля Етк;

знак «-» для удлинения кабеля Ек.

Итак, зная номинальный внутренний диаметр оболочки ai = 2мм, 12 световодов со ступенчатым (дублированным профилем) показателя преломления имеют общий зазор:

DR = (2.0мм – 1,0мм)/2=0,4мм

 Скачать реферат