Деятельность Предприятия связи

Тогда максимальное допустимое удлинение кабеля равно:

(2.21)

Модой называют разновидность волны, отличающейся структурой. Многомодовый характер поля означает, что электромагнитная волна, распространяющаяся по оптическому волокну образована несколькими волнами разного типа. Достаточно знать нормированную частоту V для о

пределения режима работы световода, [7] так при V 2,405 – многомодовый, а в данном дипломном проекте V=2,3702 (2.9), т.е. одномодовый. В общем виде число мод в ВС определяется по формуле:

N=V2(1+2/n)/2 (2.22)

где n- показатель степени изменения профиля показателя преломления.

ОК характеризуются двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией.

Затухание a определяет длину регенерационных участков (расстояние между регенераторами) и для трактов оптических кабелей обусловлено собственными потерями в волоконных световодах ac и дополнительными потерями вызываемыми кабельными ak, обусловленные скруткой, а также изгибами световодов при наложении покрытий и защитных покрытии в процессе изготовления оптического кабеля.

Собственные потери ВС состоят в первую очередь из потерь поглощения ap и потерь рассеяния ar. Механизм потерь, возникающих при распространении по волоконному световоду электромагнитной энергии объясняется так: часть мощности, поступающей на вход световода рассеивается вследствие изменения направления распространения лучей на нерегулярностях и их высвечивания в окружающее пространство ( ap ), а другая часть мощности поглощается посторонними примесями, выделяясь в виде джоулева тепла

( ap +apr )

Потери на поглощение зависят от чистоты материала и при наличии посторонних примесей ( apr ) могут достигать значительной величины

(ap+apr )

Потери на рассеяние лимитируют предел минимально допустимых значений потерь в волоконных световодах. В результате a=ap+ar+apr+ak.

Наряду с затуханием пропускная способность dF является важнейшим параметром ВОСП. Она определяет полосу частот пропускаемую световодом, и соответственно объём информации, который можно передавать по оптическому кабелю. Теоретически по волоконному световоду можно организовать огромное количество каналов для передачи информации на большие расстояния. Однако имеются значительные ограничения, обусловленные тем, что сигнал на вход приёмного устройства приходит искажённым, чем длиннее линия тем больше искажение. Данное явление носит название дисперсии и обусловлено различием времени распространения различных мод в световоде и наличием частотной зависимости показателя преломления.

Дисперсия - это рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсия приводит к увеличению длительности импульса при прохождении по ОК.

Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон использования световодов, но и снижает дальность передачи по ОК, так как чем длиннее линия, тем больше проявляется дисперсия и больше уширение импульса.

2.6 Расчет уровня чувствительности приемного оптоэлектронного модуля

Приводим выражение для определения уровня чувствительности Рпор цифрового ПРОМ, которое имеет следующий вид:

, (2.23)

где b = , (2.24)

Q – аргумент функции ошибок

erfc (z) = 2/

g – заряд электрона, равный 1,6 * 10-19 Кл;

Iт – темновой ток фотодиода;

k –постоянная Больцмана, равная 1,38 * 10-23 Вт/К*Гц;

T – абсолютная температура, равная 300 К;

R – сопротивление нагрузки фотодиода;

M – коэффициент лавинного умножения;

Df – полоса пропускания фотоприемника;

Si – монохроматическая токовая чувствительность фотодиода.

Подставляем значения в формулу (2.6):

Полученное значение подставляем в формулу (2.5)

Целесообразно порог чувствительности выразить в децибелах, помня, что уровень по мощности определяется относительно 1мВт, т.е.

Определим энергетический запас

S R

Р1 P2

P2 P1

R S

Э = Р1 – Р2min,

Где Р2min – порог чувствительности;

Р1 – введенная мощность (от –3 до +2)

Э1 = -3 + 38 = 35 дБ

Э2 = 0 + 38 = 38 дБ

Э3 = +2 – (-38) = 40 дБ

2.7 Лучевой анализ распространения излучения в волокне

Лучи, распространяющиеся вдоль оси волокна, называются меридиональными. Критический режим их распространения соответствует условию

sinqc = n2/n1 (2.25)

sinqc = 1,4410/1,4675 = 0,98

qc = arcsinqc = arcsin0,98 = 78,50

Полное внутреннее отражение (ПВО) на границе раздела «сердцевина – оболочка» происходит при углах:

qс £ q £ p/2 (2.26)

При этом луч, удовлетворяющий условию (2.25), распространяется вдоль сердцевины по зигзагообразной траектории. Поскольку явление ПВО не сопровождается потерями, то становиться очевидно, что набор лучей, удовлетворяющих условию (2.25), может обеспечить передачу светового сигнала на большие расстояния. Отметим, что в волокне имеется бесчисленное множество меридиональных сечений, в каждом из которых возможно распространение множества меридиональных лучей, удовлетворяющих условию (3.14) и, следовательно, имеющих направляющие углы q1 (т.е. углы между волновым вектором и осью волокна) в пределах:

0 £ q1 £ p/2-qс (2.27)

Т.о., если на торец волокна, окруженного прозрачной средой с показателем преломления n0, падают в какой-либо из меридиональных плоскостей лучи под углами q0 к оси, то условию их волнового распространения в волокне соответствует следующее ограничение на угол падения q0:

q0 £ arcsin(n12-n22/n0)1/2 (2.28)

Выражение (3.23) нетрудно получить из закона Снеллиуса для преломления на границе входного торца:

sinq0c/sinq1c = n1/n0 Þ n0 = n1sinq1/ sinq0 (2.29)

а также условия (3.13) и соотношения q1c+qс = p/2:

sinq1c = 90-78,5 = 11,50

q1c = 0,199

n0 = 1,4675х0,199/0,27 = 1,082

q0 £ arcsin(1,46752-1,44102/1,082)1/2 = 290

Если, как чаще всего бывает, свет падает на входной торец из воздушной среды (для этого достаточно даже минимального зазора между стыкуемыми волокнами или источником света и волокном), то n0 = 1 и :

sinq0c = (n12-n22)1/2 = Nа = 0,27 (2.30)

q0c = 15,70

Выражение (2.30) определяет ранее известную уже величину – числовую апертуру волокна.

В результате проведенных расчетов для одномодового волокна мною сделан выбор на типе кабеля производства «SIEMENS»: A-DF(ZN)2Y. Это оптический кабель из одномодовых волокон со смещенной дисперсией световода при помощи которой можно получить полную компенсацию материальной и волновой дисперсии на любой длине волны.

 Скачать реферат