определяется по формуле:

D()=M()+В() (14)

В зависимости от длины волны значение M()меняет знак. Значение В()всегда положительно.
Рассчитаем коэффициент удельной хроматической дисперсии по формуле (13):
Для волны 800 нм: D₃(₁) =30+20 = 50 .

Для волны 1320 нм:D₄(₂) =–15+18 = 3 .
Хроматическая дисперсия определяется по формуле:

(15)

Подставим известные величина в формулу (15) и рассчитаем хроматическую дисперсию:

Для волны 800 нм: .

Для волны 1320 нм: .
Поляризационная-модовая дисперсия - возникает вследст­вие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих основной моды НЕ₁₁ ООВ и наблюдается при В>2.5 Гбит/с, определяется по формуле:

(16)

где Т – коэффициент удельной дисперсии и равен для кварцевого волокна Т = 0,08

Рассчитаем поляризационно-модовую дисперсию по формуле (16):


Рассчитаем результирующую дисперсию для ступенчатого ППП по формуле (9):

Для волны 846 нм:

Для волны 1290 нм:

---

Рассчитаем результирующую дисперсию для градиентного ППП по формуле (9):

Для волны 846 нм: .

Для волны 1290 нм:

Рассчитаем для коэффициентов, взятых из рисунка 1

По формуле (8) рассчитаем коэффициент широкополостности для ступенчатого ППП:

Для волны 850 нм: .

Для волны 1310 нм: .

5. Расчет коэффициента затухания

Составляющую коэффициента затухания, вызванную Рэлеевскими потерями определим по формуле, [дБ/км]:

(17)

где k_p – коэффициент Рэлеевского рассеяния равный 0,6 .

Подставив значения получим:





Потери за счет поглощения в УФ области [дБ/км]:

(18)

Подставив значение в (14) получим:




Потери в ИК области спектра [дБ/км]:

(19)

Вычислим значения по формуле (15):





Кабельные потери [дБ/км]:

(20)

Вычисляем:





Полное затухание в ОВ [дБ/км]:

(21)

Подставив все найденные значения в (13), получим величину полного затухания:

---

6. Построение графика зависимости различных составляющих затухания от длины волны.

Приведем графическое изображение зависимости Рэлеевских потерь, потерь на поглощение в УФ области, и потерь в ИК области спектра от длины волны, рис. 2.



Рисунок 2 – График зависимости затухания от длины волны

Проанализировав график можно заключить, что на низких частотах основную составляющую затухания составляют потери, вызванные Рэлеевским рассеянием и потери за счет поглощения в ультрафиолетовой области спектра. На высоких частотах (λ ˃ 1,6 мкм) преобладают потери в инфракрасной области спектра.

7. Расчет зависимости затухания на макро - и микроизгибах. Построение графиков.

Значение потерь на микроизгибах [дБ]:

, (22)

где h – высота микроизгиба, [мкм];

N – число микроизгибов на 1 км ОВ;

d- диаметр сердцевины, [мкм];

D – диаметр ОВ, [мкм].

Построим график зависимости потерь на микроизгибах от числа микроизгибов на 1 км ОВ. Высота микроизгиба h = 0,5 мкм.



Рисунок 3 – График зависимости затухания на микроизгибах от их числа

Потери на макроизгибах вычисляются по формуле, [дБ]:

(23)

где R_ИЗГ – радиус изгиба (рассчитывается при R = 1,2,5,10 см).

Построим график зависимости потерь на макроизгибах от радиуса изгиба.



Рисунок 4 – График зависимости затухания на макроизгибах от их радиуса

8. Расчет потерь на стыках разъемных соединений. Построение графиков.

Зависимость потерь при радиальном смещении от величины смещения вычисляется по формуле, [дБ]:

(24)

где L – радиальное смещение, [мкм].

---

Рисунок 5 – График величины радиальных потерь

Потери при угловом смещении, [дБ]:

(25)

где – угол рассогласования волокон, [рад].



Рисунок 6 – График величины потерь при угловом смещении

Потери при осевом смещении, [дБ]:

(26)

где S – осевое смещение, [мкм];

n₀ – показатель преломления в зазоре, значения для воздуха n₀ = 1.



Рисунок 7 – График величины потерь при осевом смещении

2. Расчет характеристик одномодового оптического волокна.

1. Расчет числовой апертуры.

Для расчета показателей преломления воспользуемся формулами (1) и (2):









Для вычисления числовой апертуры воспользуемся формулой (3):





2. Расчет нормированной частоты и критической длины волны.

Вычислим значение нормированной частоты по формуле (4):




Т.к. V ˂ 2,405 режим распространения в волокне является одномодовым.

Длина волны отсечки, [мкм]:

(27)





3. Расчет максимального диаметра сердцевины, при котором соблюдается одномодовый режим.

Максимальный диаметр сердцевины вычисляется по формуле, [мкм]:

(28)

Подставим значения и получим:

---

4. Определение выхода ОВ из одномодового режима при наличии погрешности изготовления диаметра сердцевины.

Величина числовой апертуры при наличии погрешности:

(29)

где: δ – погрешность изготовления диаметра сердцевины, [мкм].





Т.к. V_δ < 2,405 то ОВ не выйдет из одномодового режима.

5. Расчет эффективного диаметра поля моды и эффективной площади сечения.

Диаметр поля моды рассчитывается по формуле, [мкм]:

(30)





Эффективная площадь модового поля, [мкм²]:

(31)

Подставив значения, полученные в (22) получим:





6. Построить график (нормированный) распределения энергии по сечению ОВ.

Распределение поля в поперечном сечении волокна определяется формулой:

(32)

где R – радиус волокна, [мкм].

Подставим известные величины в (28) и получим график зависимости E_R (R) для ω₁.



Рисунок 8 – Распределение энергии поля по сечению

7. Расчет коэффициента затухания на 1 и 2.

Составляющую коэффициента затухания, вызванную Рэлеевскими потерями рассчитываем по формуле (9):





Потери за счет поглощения в УФ области вычисляются по формуле (18):





Потери в ИК области спектра рассчитываются по формуле (19):

---

Смотрите также файлы

• Сестринский уход при дисфункции кишечника.pdf

• В процессе организации своей работы какиелибо документы, неизбежно сталкивается с необходимостью их обработки.docx

• Вариант 1 Прочитай текст. Трусиха.doc

• Курсовая работа Конкурентоспособность России.docx

• Учебнометодические разработки для проведения лабораторных занятий по учебной дисциплине химия нефти и газа специальность направление подготовки.pdf